資源簡介

第19講　硫酸、含硫物質的轉化
[課程標準]　1.掌握硫酸的性質及SO的檢驗。2.了解常見的硫酸鹽及多硫含氧酸鹽及它們在實驗探究及化工流程題中的應用。3.掌握硫及其化合物在價類二維圖中的應用。
考點一　硫酸、硫酸根離子的檢驗
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1．硫酸的物理性質
(1)硫酸是一種油狀液體，難揮發。
(2)溶解性：濃H2SO4與水以任意比互溶，溶解時可放出大量熱。
(3)稀釋方法：將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中并用玻璃棒不斷攪拌。
2．濃H2SO4的特性
(1)填寫下表
實驗 實驗現象 硫酸的特性
少量膽礬加入濃硫酸中 藍色固體變白 吸水性
用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在濾紙上 沾有濃H2SO4的濾紙變黑 脫水性
將銅片加入盛有濃硫酸的試管中加熱 銅片逐漸溶解，產生無色刺激性氣味的氣體 強氧化性
學生用書?第86頁
(2)分別寫出濃硫酸與Cu、C反應的化學方程式：
Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、
C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4鈍化，可用鋁槽車運輸濃H2SO4。
3．工業制備硫酸的反應原理
(1)工藝流程
(2)反應原理
①煅燒硫鐵礦(FeS2)或硫制備SO2：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。
②SO2轉化為SO3：2SO2＋O2 2SO3。
③SO3吸水生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。
4．硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸鹽、揮發性酸。
(2)消除金屬表面的氧化物。
(3)用于精煉石油，制造炸藥、農藥、染料等，是實驗室里常用的試劑。
5．SO的檢驗
(1)檢驗SO的正確操作
待測液取清液白色沉淀，即可確定是否存在SO。
(2)理論解釋
①先加稀鹽酸的目的是排除CO、SO、Ag＋等離子的干擾。
②再加BaCl2溶液，有白色沉淀產生，發生反應的離子方程式：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
[正誤辨析]　
(1)濃硫酸具有強氧化性，所以濃硫酸不可用于干燥H2和CO(　　)
(2)銅片溶于熱的濃硫酸，體現了濃硫酸的酸性和強氧化性(　　)
(3)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀，說明該溶液中一定有SO(　　)
(4)將少量銅加入濃硫酸中加熱，很快能觀察到溶液變為藍色(　　)
(5)50 mL 18.4 mol·L－1的濃硫酸與足量的銅反應，可產生SO2物質的量為0.46 mol(　　)
(6)一定量濃硫酸中加入足量鋅粒加熱，產生的氣體為SO2和H2的混合氣體(　　)
答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
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一、濃H2SO4的性質實驗探究
1．某同學設想用如圖裝置來驗證濃硫酸的某些性質，其中不能達到目的的是(　　)
選項 A B C D
實驗目的 吸水性 脫水性 溶解放熱 強氧化性
裝置
D　[A項中由于分子是在不斷運動著的，故玻璃罩內空氣中的水蒸氣不斷地被濃硫酸吸收，導致左側燒杯中的水不斷揮發，最后左側燒杯內的液體量明顯少于右側燒杯內的液體量；B項中濾紙沾上濃硫酸后，很快會因脫水而變黑；C項中濃硫酸滴到小試管內的水中，放出的熱量會使錐形瓶內壓強增大，U形管內液面出現左低右高的現象；D項中因常溫下銅片與濃硫酸不反應，無法判斷濃硫酸是否表現出強氧化性。]
2．濃硫酸分別與三種鈉鹽反應，現象如圖。下列分析正確的是(　　)
A．對比①和②可以說明還原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可說明氧化性：Br2>SO2
C．②中試管口白霧是HCl遇水蒸氣所致，說明酸性：H2SO4>HCl
D．③中濃H2SO4被還原成SO2
A　[A項，反應①生成的紅棕色氣體是溴蒸氣，反應②白霧是氯化氫，說明濃硫酸能將溴離子氧化成溴單質，而不能將氯離子氧化成氯氣；B項，反應③生成的是二氧化硫氣體，非氧化還原反應，而且亞硫酸鈉與溴化鈉不是同一類型；C項，白霧說明氯化氫易揮發；D項，反應③生成的是二氧化硫氣體，非氧化還原反應。]
二、金屬與濃H2SO4的反應
3.將鐵棒插入95%的濃硫酸中(如圖所示)，探究鐵與濃硫酸的反應。觀察到立即產生大量的細膩氣泡聚集在液體表面，猶如白色泡沫，由快變慢直至停止，酸液中出現白色不溶物，靜置后分層。下列說法錯誤的是(　　)
A．產生的氣體可能是SO2和少量的H2
B．取上層清液滴加少量飽和FeSO4溶液，有白色固體X析出，推測固體X可能是FeSO4
學生用書?第87頁
C．反應過程中FeSO4的生成也可能使反應由快變慢
D．取反應后鐵棒直接放入盛有KSCN溶液的燒杯中，可檢驗反應時是否有Fe3＋生成
D　[A.Fe和濃硫酸發生氧化還原反應：2Fe＋6H2SO4(濃)===Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O，鐵與稀硫酸會發生置換反應：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所用濃硫酸的質量分數為95%，兩個反應都可能發生，所以產生的氣體可能為SO2和少量的H2，故A正確；B.上層清液滴加少量飽和FeSO4溶液，有白色固體X析出，說明此時溶液中原有溶質已經過飽和，則固體X可能是FeSO4，故B正確；C.鐵和濃硫酸生成硫酸鐵，硫酸鐵和鐵單質反應生成FeSO4：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，反應生成的FeSO4濃度過大，已經過飽和，會阻礙反應繼續進行，可能使反應由快變慢，故C正確；D.反應后的鐵棒上沾有濃硫酸，直接放入KSCN溶液的燒杯中，會發生鐵和稀硫酸的置換反應，同時鐵和硫酸鐵會發生反應：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，所以用此方法不能檢驗反應時是否有Fe3＋生成，故D錯誤。]
4．將一定量的鋅與100 mL 18.5 mol/L濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體A 33.6 L(標準狀況)。將反應后的溶液稀釋至1 L，測得溶液的pH＝1，則下列敘述錯誤的是(　　)
A．氣體A為SO2和H2的混合物
B．反應中共消耗Zn 97.5 g
C．氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1
D．反應中共轉移3 mol電子
C　[鋅與濃硫酸發生反應：Zn＋2H2SO4(濃)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，H2SO4的濃度變小，發生反應：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，設反應生成的SO2物質的量為x，H2物質的量為y，則有x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5 mol/L×0.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，參加反應的Zn：x＋y＝1.5 mol，質量是97.5 g，轉移電子為1.5 mol×2＝3 mol。]
濃硫酸與金屬反應規律
三、SO的檢驗
5．下列過程中，最終的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.無色溶液白色沉淀
D．無色溶液無色溶液白色沉淀
C　[A項，二氧化硫被硝酸氧化為硫酸，加氯化鋇一定生成硫酸鋇沉淀；B項，亞硫酸根被硝酸氧化為硫酸根，沉淀也是硫酸鋇；C項，所得沉淀可能是氯化銀；D項，先加過量鹽酸無沉淀，再加氯化鋇產生的白色沉淀一定是硫酸鋇。]
6．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，則下列關于該溶液所含離子的推斷中正確的是(　　)
A．一定會有SO
B．含有SO和Ag＋
C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一種或同時含有SO、SO
D．可能含有SO或CO
C　[A項錯誤，不能排除Ag＋、SO的干擾；B項錯誤，因為溶液中SO與Ag＋反應不能大量共存；C項正確，因為不能排除Ag＋、SO的干擾；D項錯誤，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判斷不可能含有CO。]
SO檢驗的易錯點
1．誤將Ag＋、Pb2＋判斷成SO。如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含SO。其錯誤是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋時也會產生同樣的現象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。
2．誤將SO判斷成SO。如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SO。該錯誤是未注意NO在酸性條件下具有強氧化性，在酸性環境中發生反應：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。　　
考點二　硫酸鹽　多硫含氧酸鹽
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一、重要的硫酸鹽
化學式 俗名 顏色 用途
2CaSO4·H2O 熟石膏 白色 塑像、模型、粉筆、醫療繃帶等
CaSO4·2H2O 生石膏 白色 水泥添加劑
FeSO4·7H2O 綠礬 淺綠色 用于配制藍黑墨水，補血劑
CuSO4·5H2O 膽礬、藍礬 藍色 配制波爾多液、鍍銅液
Na2SO4·10H2O 芒硝 白色 造紙，制緩瀉劑、合成洗滌劑
KAl(SO4)2·12H2O 明礬 白色 凈水劑
學生用書?第88頁
二、常考的4種含硫化合物
1．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)
(1)與酸反應生成單質硫，放出SO2氣體，離子方程式：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
(2)Na2S2O3是中等強度的還原劑，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化劑氧化，反應的化學方程式分別為：
①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反應用于定量測定碘。
②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反應在紡織和造紙工業上作脫氯劑。
③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。
2．過二硫酸鈉(Na2S2O8)
過二硫酸鈉中S為＋6價，其陰離子S2O結構中含有1個過氧鍵(—O—O—)，性質與過氧化氫相似，具有氧化性。過二硫酸鈉不穩定，受熱分解生成Na2SO4、SO3 和O2。
3．連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)
在空氣分析中常用來吸收空氣中的氧氣：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。
4．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)
成品為白色或微黃結晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置在空氣中易被氧化成硫酸鈉，與強酸接觸放出二氧化硫而生成相應的鹽類，加熱到150 ℃分解，通常用NaHSO3過飽和溶液結晶脫水制得，其化學方程式為2NaHSO3Na2S2O5＋H2O。
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一、常見硫酸鹽
1．下列物質及名稱正確的是(　　)
A．BaCO3：重晶石
B．NH4HCO3：碳銨
C．KAl(SO4)2·6H2O：明礬
D．CaSO4·2H2O：熟石膏
B　[重晶石的化學式為BaSO4，A不正確；明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O，C不正確；CaSO4·2H2O為生石膏，熟石膏的化學式為2CaSO4·H2O，D不正確。]
2．《本草圖經》記載：“綠礬石五兩，形色似樸硝而綠色，取此一物，置于鐵板上，聚炭封之，囊袋吹令火熾，其礬即沸，流出色赤如融金汁者是真也。”其中“樸硝”的主要成分為Na2SO4·10H2O。下列有關敘述正確的是(　　)
A．綠礬的化學式為CuSO4·5H2O
B．綠礬需密封保存
C．樸硝的水溶液顯酸性
D．“吹令火熾”發生了非氧化還原反應
B　[綠礬的化學式為FeSO4·7H2O，A錯誤；綠礬為FeSO4·7H2O，其還原性較強，易被氧氣氧化，故其需密封保存，B正確；樸硝為Na2SO4·10H2O，其為強酸強堿鹽，不能水解，故其水溶液顯中性，C錯誤；“吹令火熾，其礬即沸，流出色赤如融金汁者是真也”，說明在高溫下綠礬中的亞鐵離子被氧化為Fe3＋，故發生了氧化還原反應，D錯誤。]
二、多硫含氧酸鹽的制備
3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作分析試劑及鞣革還原劑。它受熱、遇酸易分解。工業上可用反應2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。實驗室模擬該工業過程的裝置如圖所示。
回答下列問題：
(1)b中反應的離子方程式為____________________________________________________
________________________________________________________________________，
c中試劑為_________________________________________________________。
(2)反應開始后，c中先有渾濁產生，后又變澄清。此渾濁物是________(寫化學式)。
(3)d中的試劑為________。
(4)實驗中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有____________________________________________(寫出兩條)。
(5)為了保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中通入的SO2不能過量，原因是____________
________________________________________________________________________。
解析：　(3)d裝置的作用是吸收反應中產生的CO2及逸出的SO2，故d中的試劑可以為NaOH溶液。(4)溶液中的反應速率受溫度、濃度的影響，故可通過控制反應溫度及滴入酸溶液的速率等方式達到目的。
答案：　(1)SO＋2H＋SO2↑＋H2O(或HSO＋H＋SO2↑＋H2O)　硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液　(2)S　(3)NaOH溶液(合理即可)　(4)控制反應溫度、調節酸的滴加速率(或調節酸的濃度等)　(5)若SO2過量，溶液顯酸性，產物分解，導致產率降低
學生用書?第89頁
考點三　根據“價類二維圖”理解硫及其化合物的轉化
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1．硫的價態—類別二維圖
2．硫及其化合物之間的轉化規律
(1)相同價態硫的轉化是通過酸、堿反應實現的
如：SO2H2SO3Na2S③H2SO4O3NaHSO3
反應②、③、④的化學方程式為
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
(2)不同價態硫的轉化是通過氧化還原反應實現的
如：
寫出③、④、⑤反應的化學方程式：
③
④S＋H2H2S；
⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
3．含硫物質的連續氧化
硫元素
4．硫的氧化物、酸、鹽之間的轉化
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一、含硫物質的轉化
1．在下列物質轉化中，A是一種正鹽，D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，E是強酸，當X無論是強酸還是強堿時，都有如下的轉化關系：
當X是強酸時，A、B、C、D、E均含同一種元素；當X是強堿時，A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________(填化學式，下同)。
(2)當X是強酸時，E是________，寫出B生成C的化學方程式：________________________________________________________________________。
解析：　解推斷題的兩個關鍵點：一是找出突破口；二是要熟悉物質間的相互轉化關系。此題的突破口是D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，可推測多1個氧原子，則Y應為O2。連續氧化最終生成酸，則E可能為H2SO4或HNO3。(2)當X是強酸時，轉化關系為(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。
答案：　(1)(NH4)2S　O2　H2O
(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
中學階段常見的符合A―→B―→C―→D轉化關系的有
硫元素：H2S(或S)SO2SO3H2SO4
碳元素：CCOCO2H2CO3
氮元素：N2(或NH3)NONO2HNO3
鈉元素：NaNa2ONa2O2NaOH　　
二、含硫“價類二維圖”的理解應用
2．元素W的價類二維圖如圖所示(圖中各物質均為高中化學常見物質)。其中p通常情況下是無色、有臭雞蛋氣味的氣體，在標準狀況下的密度為1.518 g·L－1；s的相對分子質量比r的相對分子質量大16。下列說法錯誤的是(　　)
學生用書?第90頁
A．r具有漂白性，還可用于殺菌、消毒等
B．r和s均能與BaCl2溶液作用產生白色沉淀
C．常溫下，u的濃溶液可以用鐵槽車或鋁槽車儲運
D．t在空氣中久置可以轉化為u
B　[根據p在標準狀況下的密度為1.518 g·L－1，知p的相對分子質量為34，又p為無色有臭雞蛋氣味的氣體，則p為H2S，q為S；s的相對分子質量比r的相對分子質量大16，且r、s均為氧化物，則r為SO2，s為SO3，u為H2SO4，t為H2SO3，v為硫酸鹽。r為SO2，具有漂白性，還可以用于殺菌、消毒，A項正確；由于鹽酸的酸性強于H2SO3，故SO2與BaCl2溶液不反應，B項錯誤；常溫下濃硫酸可以使Fe、Al鈍化，因此濃硫酸可以用鐵槽車或鋁槽車儲運，C項正確；t為H2SO3，在空氣中久置可被空氣中O2氧化為H2SO4，D項正確。]
3．物質的類別和核心元素的化合價是研究物質性質的兩個重要角度。如圖所示是硫及其部分化合物的“價類二維圖”。
根據圖示回答下列問題：
(1)X的化學式為____________，將X與SO2混合，可生成淡黃色固體，該反應的氧化產物與還原產物的質量之比為________。
(2)過量的Fe粉與一定量W濃溶液混合加熱反應，生成________(填化學式)氣體。轉化①可由S粉與熱的W濃溶液反應實現，反應的化學方程式為________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，下列合理的是________(填字母)。
A．Na2S＋S　　　　　 B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO3
(4)工業制硫酸中，轉化②是在________(填設備名稱)進行的。進行轉化③時，不用水而用98.3%的濃H2SO4吸收SO3，原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)NaHSO4溶液顯強酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，則發生反應的離子方程式為_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)通過硫元素的價類二維圖可知，X為硫元素的氣態氫化物，且硫元素的化合價為－2價 ，故X的化學式為H2S。將X與SO2混合，即是將H2S與SO2混合，生成淡黃色固體硫，其反應的化學方程式是2H2S＋SO2===3S＋2H2O，通過化學方程式中硫元素的化合價變化可知，S既是氧化產物又是還原產物，且二者物質的量比為2∶1，故二者的質量比也為2∶1。(2)根據硫元素的價類二維圖可知，W是硫酸，則過量的Fe粉與一定量濃硫酸溶液混合加熱反應首先生成的氣體是SO2，隨著反應進行，濃硫酸濃度變小，所以后期又有H2生成；轉化①是硫轉化為SO2，可由S粉與熱的W濃溶液反應實現，則其反應的化學方程式為：2H2SO4(濃)＋S3SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中的硫為＋2價，根據氧化還原反應的價態變化規律，可知：A.Na2S 中硫是－2價，S是0價，故A不符合題意；B.Na2SO3中硫是＋4價，S是0價，故B符合題意；C.Na2SO3中的硫是＋4價，Na2SO4中硫是＋6價，故C不符合題意；D.SO2和Na2SO3中的硫都是＋4價，故D不符合題意；故選B。(4)轉化②是SO2轉化為SO3，其過程在工業制硫酸中是在設備接觸室中進行的，轉化③是SO3轉化為H2SO4，不用水而用98.3%的濃H2SO4吸收SO3，原因是SO3溶于水轉化為H2SO4過程中放熱，產生酸霧降低SO3吸收效率。(5)NaHSO4溶液顯強酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，則反應的化學方程式是2NaHSO4＋Ba(OH)2===Na2SO4＋ BaSO4↓＋2H2O，則其離子方程式為2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。
答案：　(1)H2S　2∶1　(2)SO2和H2　2H2SO4(濃)＋S3SO2↑＋2H2O　(3)B　(4)接觸室　SO3溶于水轉化為H2SO4過程中放熱，產生酸霧降低SO3吸收效率　(5)2H＋＋ SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
真題演練　明確考向
1.(2022·廣東卷)若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖(a～d均為浸有相應試液的棉花)所示的探究實驗，下列分析正確的是(　　)
A．Cu與濃硫酸反應，只體現H2SO4的酸性
B．a處變紅，說明SO2是酸性氧化物
C．b或c處褪色，均說明SO2具有漂白性
D．試管底部出現白色固體，說明反應中無H2O生成
B　[A.銅和濃硫酸反應過程中，生成CuSO4體現出濃硫酸的酸性，生成SO2體現出濃硫酸的強氧化性，故A錯誤；B.a處的紫色石蕊溶液變紅，其原因是SO2溶于水生成了酸，可說明SO2是酸性氧化物，故B正確；C.b處品紅溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c處酸性高錳酸鉀溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4發生氧化還原反應，SO2體現出還原性，故C錯誤；D.實驗過程中試管底部出現白色固體，根據元素守恒可知，其成分為無水CuSO4，而非藍色的CuSO4·5H2O，其原因是濃硫酸體現出吸水性，將反應生成的H2O吸收，故D錯誤。]
2．(2021·遼寧卷)含S元素的某鈉鹽a能發生如圖轉化。下列說法錯誤的是(　　)
A．a可能為正鹽，也可能為酸式鹽
B．c為不溶于鹽酸的白色沉淀
C．d為含極性鍵的非極性分子
D．反應②中還可能生成淡黃色沉淀
C　[由題干信息可知，鹽a與足量的稀鹽酸產生刺激性氣味氣體d，d能使KMnO4溶液褪色，故d為SO2，則鹽a為Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，鹽a與足量Cl2反應后將生成SO，與BaCl2溶液反應得到沉淀c，故c為BaSO4。A項，由分析可知，鹽a為Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，故a可能為正鹽，也可能為酸式鹽，A正確；B項，由分析可知，c為BaSO4，故c為不溶于鹽酸的白色沉淀，B正確；C項，由分析可知，d為SO2，由SO2易溶于水并根據“相似相溶”原理可知，d是含有極性鍵的極性分子，C錯誤；D項，由分析可知，鹽a為Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，當Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，反應②中還可能生成淡黃色沉淀，D正確；故選C。]
3．(2019·海南，2)我國古代典籍中有“石膽……淺碧色，燒之變白色者真”的記載，其中石膽是指(　　)
A．CuSO4·5H2O
B．FeSO4·7H2O
C．ZnSO4·7H2O
D．KAl(SO4)2·12H2O
A　[在題給選項的四種物質中只有CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O晶體有色，而ZnSO4·7H2O和KAl(SO4)2·12H2O均為無色晶體。CuSO4·5H2O加熱分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色，而FeSO4·7H2O加熱發生分解反應，生成的Fe2O3呈紅棕色，A正確。]
4．(2020·浙江7月選考，28－Ⅱ)某興趣小組為驗證濃硫酸的性質進行實驗，如圖。實驗中觀察到的現象有：燒瓶內有白霧，燒杯中出現白色沉淀。請回答：
學生用書?第91頁
(1)將濃硫酸和濃鹽酸混合可產生HCl氣體的原因是______________________________。
(2)燒杯中出現白色沉淀的原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)因為濃硫酸具有吸水性，同時放出大量的熱，促使HCl氣體揮發。(2)與硝酸鋇反應產生沉淀，則沉淀一定是硫酸鋇，說明HCl揮發時帶出了H2SO4。
答案：　(1)濃硫酸吸水且放熱，導致HCl揮發　
(2)HCl氣體會將H2SO4帶出，與Ba(NO3)2作用生成BaSO4
課時精練(十九)　硫酸、含硫物質的轉化
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
1．下列實驗事實與硫酸性質不對應的一組是(　　)
A．稀硫酸能使紫色石蕊溶液變紅——酸性
B．濃硫酸久置于空氣中濃度降低——脫水性
C．濃硫酸可用于干燥氧氣——吸水性
D．鐵粉與熱的濃硫酸反應放出二氧化硫——強氧化性和酸性
B　[A項，稀硫酸溶液中含有大量H＋，能使紫色石蕊溶液變紅，這體現了硫酸的酸性，A正確；B項，濃硫酸中硫酸主要以硫酸分子的形式存在，將濃硫酸久置于空氣中濃硫酸濃度降低，這是由于濃硫酸具有吸水性，可以吸收空氣中的水蒸氣，導致硫酸濃度降低，而不是體現濃硫酸的脫水性，B錯誤；C項，濃硫酸具有吸水性，可以吸收一些與硫酸不發生反應的氣體中的水蒸氣，從而使氣體被干燥，濃硫酸可用于干燥氧氣，就體現了濃硫酸的吸水性，C正確；D項，鐵粉與熱的濃硫酸發生氧化還原反應產生硫酸鐵、二氧化硫和水，在該反應中濃硫酸表現強氧化性和酸性，D正確。]
2．(2022·上海普陀二模)Na2S俗稱硫化堿，是重要的工業原料。工業制備原理：Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑，下列說法正確的是(　　)
A．還原性：C>Na2S
B．Na2SO4：俗稱芒硝
C．反應1 mol碳，生成22.4 L CO2
D．該反應在常溫下進行
A　[A.C是反應物，化合價升高，作還原劑，Na2S是生成物，作還原產物，故還原性：C>Na2S，故A項正確；B.Na2SO4：俗稱無水芒硝，故B項錯誤；C.標準狀況下，反應1 mol碳，生成22.4 L CO2，故C項錯誤；D.常溫下Na2SO4與C不反應，故D項錯誤。]
3．(2022·江蘇模擬預測)含硫礦物如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦、芒硝在工業上有著重要的用途。收集黃銅礦煉銅過程中產生的SO2制備SO3，其反應為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。指定條件下，下列物質轉化不能實現的是(　　)
A．SO2H2SO4
B．FeS2SO3
C．SO2NH4HSO3
D．NH4HSO3(NH4)2SO4
B　[A.SO2具有還原性，Cl2具有強氧化性，兩者發生氧化還原反應生成HCl和H2SO4，可實現轉化，故A不符合題意；B.FeS2和O2反應只能生成SO2，不能實現轉化，故B符合題意；C.SO2和NH4HSO3中S元素化合價都為＋4，SO2溶于水生成的亞硫酸與氨水發生復分解反應可得NH4HSO3，可實現轉化，故C不符合題意；D.根據強酸制弱酸，NH4HSO3與H2SO4反應可生成(NH4)2SO4和H2SO3，可實現轉化，故D不符合題意。]
4．一定量的Cu粉與濃H2SO4共熱產生SO2氣體的體積為2.24 L(標準狀況下)，則下列情況不可能的是(　　)
A．加入Cu的質量為6.4 g
B．加入的濃H2SO4中含溶質0.2 mol
C．加入Cu的質量大于6.4 g
D．加入濃H2SO4中含溶質多于0.2 mol
B　[由Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，生成2.24 L SO2需要6.4 g Cu、0.2 mol H2SO4，但隨著反應的進行，濃H2SO4會變成稀H2SO4，故硫酸量應大于0.2 mol，D正確，B錯誤；銅可能恰好反應完全也可能有剩余，A、C正確。]
5．選用如圖所示儀器中的兩個或幾個(內含物質)組裝成實驗裝置，以驗證木炭可被濃硫酸氧化成CO2，下列說法正確的是(　　)
A．按氣流從左向右流向，連接裝置的正確順序是A→F→E→C→D→B
B．丁中溶液褪色，乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2
C．丙中品紅溶液褪色，乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2
D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液變渾濁，說明甲中有CO2生成
A　[A.根據分析，按氣流從左向右的流向，以上裝置的順序為甲→丁→丙→乙，氣體長進短出，裝置中接口的正確連接順序是A→F→E→C→D→B，故A正確；B.SO2具有漂白性，能使品紅褪色，丁裝置用酸性KMnO4溶液除SO2，若丁中溶液褪色，SO2可能沒除盡，若丙中品紅褪色，則乙中的澄清石灰水變渾濁無法證明甲中反應生成了CO2，故B錯誤；C.若丙中品紅溶液褪色，則說明SO2沒有除盡，SO2也能夠使澄清石灰水變渾濁，所以無法證明甲中有CO2生成，故C錯誤；D.丁和丙都褪色，說明SO2沒有除盡，SO2干擾CO2的檢驗，不能根據乙中澄清石灰水變渾濁判斷甲中生成了CO2，故D錯誤。]
6．已知：100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式為H2S2O7或H2SO4·SO3)；焦硫酸水溶液發生如下電離：H2S2O7(aq)===H＋(aq)＋ HS2O(aq)，HS2O(aq)H＋(aq)＋ S2O(aq)　K2＝2.7×10－2。下列說法不正確的是(　　)
A．焦硫酸具有強氧化性
B．Na2S2O7水溶液顯中性
C．98%的H2SO4可以表示為SO3·H2O
D．焦硫酸與水反應的化學方程式：H2S2O7＋H2O===2H2SO4
B　[由濃硫酸中＋6價硫具有強氧化性可知，焦硫酸中＋6價硫也具有強氧化性，A正確。Na2S2O7可寫成Na2SO4·SO3，溶于水后SO3和水反應生成硫酸，溶液顯酸性，B錯誤。假設濃硫酸的質量為100 g，則H2SO4的質量為100 g×98%＝98 g，H2O的質量為100 g－98 g＝2 g，則H2SO4的物質的量為＝1 mol，H2O的物質的量為＝ mol，故98%的H2SO4可表示為H2SO4·H2O，如果把H2SO4表示為SO3·H2O，則98%的濃硫酸也可表示為SO3·H2O，C正確。焦硫酸與水反應可表示為H2SO4·SO3＋H2O===2H2SO4，D正確。]
7．如圖是硫元素的部分“價類”二維關系圖。下列說法錯誤的是(　　)
A．a和c都可以用濃硫酸干燥
B．c因其漂白性可使品紅溶液褪色，加熱溶液紅色恢復
C．硫酸型酸雨pH＜5.6的原因之一是發生了e→f的轉化，使pH減小
D．實驗室常用g與f反應制備c，利用g與h也可以生成c
A　[依據硫元素的部分“價類”二維關系圖可知，a為H2S，b為S，c為SO2，d為SO3，e為H2SO3，f為H2SO4，g為含亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子的鹽，h為含硫酸根離子或硫酸氫根離子的鹽。A項，a為H2S，c為SO2，二氧化硫不與濃硫酸反應，可用濃硫酸干燥，但硫化氫有還原性，濃硫酸有強氧化性，兩者能發生氧化還原反應，不能用濃硫酸干燥硫化氫，A錯誤；B項，c為SO2，二氧化硫有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱溶液紅色恢復，B正確；C項，e為H2SO3，f為H2SO4，硫酸型酸雨pH＜5.6的原因之一是發生了H2SO3到H2SO4的轉化，弱酸變為強酸，酸性增強，pH減小，C正確；D項，g為含亞硫酸根離子的鹽，f為H2SO4，c為SO2，實驗室用飽和亞硫酸鹽溶液和濃硫酸反應制備二氧化硫，h為含硫酸氫根離子的鹽，利用硫酸氫鈉和亞硫酸鈉反應，也可生成二氧化硫，D正確。]
8．(2022·山東淄博三模)在“價類”二維圖中融入“杠桿模型”，可直觀辨析部分物質轉化及其定量關系。圖中的字母分別代表硫及其常見化合物，相關推斷不合理的是(　　)
A．b、d、f既具有氧化性又具有還原性
B．硫酸型酸雨的形成過程涉及b到c的轉化
C．d與c在一定條件下反應可生成b或a
D．d在加熱條件下與強堿溶液反應生成e和f，且n(e)∶n(f)＝2∶1
C　[A.根據圖中信息，b為H2SO3，d為S，f為亞硫酸鹽，其中S元素價態都處于中間價態，既有氧化性，又有還原性，A正確；B.酸雨形成涉及到H2SO3被氧氣氧化轉化為H2SO4，B正確；C.d為S，c為H2SO4，硫與濃硫酸加熱反應，根據價態變化規律，只能生成b(H2SO3)，不能生成氫硫酸，C錯誤；D.d在加熱條件下與強堿溶液反應，若強堿為NaOH，加熱發生3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，n(e)∶n(f)＝2∶1，D正確。]
9．實驗室中進行濃硫酸與銅的反應，實驗過程如下：①向試管中倒入約為試管二分之一體積的濃硫酸；②向盛有濃硫酸的試管中加入少量銅片；③用試管夾夾在距管口約三分之一處，用酒精燈先預熱后集中加熱；④加熱至銅片開始溶解后，用手在管口輕輕扇動，使少量氣體飄入鼻孔，嗅聞產生氣體的氣味；⑤反應完成后，趁熱將試管中的液體倒入盛有蒸餾水的燒杯中，觀察所得溶液顏色；⑥試管冷卻后先用自來水沖洗，再用蒸餾水洗凈。上述描述的操作中有幾處錯誤(　　)
A．1處 B．2處 C．3處 D．4處
C　[①濃硫酸與銅的反應需要加熱，為防止液體沸騰濺出，向試管中倒入濃硫酸的體積約為三分之一，錯誤；②濃硫酸具有腐蝕性，向盛有濃硫酸的試管中加入少量銅片，正確；③用試管夾夾在距管口約三分之一處，用酒精燈先預熱后集中加熱，可防止試管炸裂，正確；④加熱至銅片開始溶解后，銅和濃硫酸反應生成二氧化硫氣體，用手在管口輕輕扇動，使少量氣體飄入鼻孔，嗅聞產生氣體的氣味，正確；⑤反應完成后，需要等試管中的液體冷卻后再倒入盛有蒸餾水的燒杯中，觀察所得溶液顏色，錯誤；⑥試管冷卻后先用自來水沖洗，用試管刷清洗，再用蒸餾水洗凈，錯誤。]
10．葡萄酒中常加入亞硫酸鹽作為食品添加劑，為檢測某葡萄酒樣品中亞硫酸鹽的含量(通常以酒樣中SO2的量計)，某研究小組設計了如下實驗(已知還原性：SO>I－>Cl－)。下列說法不正確的是(　　)
A.葡萄酒中加亞硫酸鹽的主要目的是防止氧化，利用了亞硫酸鹽的還原性
B．通入N2和煮沸的目的是為了將產生的氣體從溶液中全部趕出
C．若試劑A選擇氯水，則試劑B可選擇NaOH標準液
D．若試劑A選擇堿液，調節吸收后的溶液顯中性，則試劑B可選擇I2標準液
C　[A項，亞硫酸鹽具有較強的還原性，可以防止葡萄酒被氧化，A正確；B項，溫度越高，氣體在水中的溶解度越小，通入N2和煮沸可以將產生的氣體從溶液中全部趕出，B正確；C項，若試劑A選擇氯水，溶液中會有未反應的氯水，當試劑B選擇NaOH標準液時，所耗氫氧化鈉標準液會偏大，造成結果有較大誤差，C錯誤；D項，若試劑A選擇堿液，調節吸收后的溶液顯中性，試劑B選擇I2標準液，碘與亞硫酸鹽反應生成硫酸鹽，可以測定亞硫酸鹽的含量，D正確。]
11．(2022·江蘇模擬預測)硫元素的幾種化合物存在下列轉化關系。下列說法正確的是(　　)
濃H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S
A．反應①中生成的SO2具有漂白性，可使溴水褪色
B．反應②中若SO2過量，就會生成NaHSO3
C．反應④中生成S既是氧化產物，也是還原產物
D．反應④中當消耗1 mol稀硫酸時，電子轉移為4 mol
B　[A.SO2具有漂白性，但使溴水褪色反應原理為：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，與漂白性無關，是因為其還原性，A錯誤；B.反應②中若SO2過量，將發生反應Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，B正確；C.反應④中Na2S2O3發生歧化反應生成S，反應原理為：Na2S2O3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，Na2S2O3―→S中S元素化合價降低，S為還原產物，C錯誤；D.反應④中的化學方程式為Na2S2O3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，由方程式可知，反應消耗1 mol 稀硫酸時，轉移2 mol電子，D錯誤。]
12. Ⅰ.欲驗證酸性：H2SO3>H2CO3>HClO，選用下面的裝置，其連接順序為：A→________________________(氣流方向用大寫字母表示即可)。能證明H2SO3的酸性強于HClO的實驗現象為________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.某待測溶液中可能含有SO、SO、CO、Cl－、NO、HCO、S2－等離子，進行下列實驗如圖所示[所加BaCl2、H2SO4、HNO3、Ca(OH)2均過量]。
溶液A溶液B沉淀C沉淀B沉淀A氣體A沉淀E沉淀D
(1)判斷待測溶液中有無SO、SO，并說明理由______________________________
________________________________________________________________________。
(2)沉淀B為____________。
(3)沉淀A可能是__________________________________________________________。
(4)寫出生成沉淀B的離子方程式： _______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　Ⅰ.次氯酸具有強氧化性、二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，應先驗證亞硫酸酸性比碳酸強，再結合碳酸酸性比HClO強，間接作出判斷。A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉除去HCl，再通過碳酸氫鈉溶液，可以驗證亞硫酸酸性比碳酸強，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，再通入F中。
答案：　Ⅰ.C→B→E→D→F　D中品紅不褪色，F中產生白色沉淀
Ⅱ.(1)SO、SO至少有一種；因為沉淀D不溶于稀硝酸，一定為BaSO4，它可能由BaSO3氧化而來，也可能由Ba2＋與SO生成　(2)S　
(3)BaSO4、BaCO3(或BaSO3、BaCO3或BaSO4、BaSO3和BaCO3)　(4)S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－
13．某研究性學習小組設計如下實驗裝置進行探究。
(1)裝置A中反應的化學方程式為______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)實驗結束后，欲驗證反應生成氣體的還原性，小組同學取裝置B中少量溶液于一潔凈的試管中，應向試管中加入的試劑是________(填字母)。
A．品紅溶液　　　　　　 B．稀鹽酸
C．BaCl2溶液 D．稀硝酸
(3)實驗結束，小組同學立即熄滅酒精燈，可能導致的后果是__________________。
(4)實驗結束，發現在銅片表面附著黑色固體。查閱資料得知此黑色固體可能含有CuO、CuS、Cu2S。常溫下CuS和Cu2S都不溶于稀鹽酸，在空氣中煅燒都轉化為Cu2O和SO2。該小組同學收集一定量黑色固體，按如下實驗方案探究其成分：
①步驟Ⅱ中檢驗濾渣洗滌干凈的實驗方法是_____________________________
________________________________________________________________________。
②黑色固體的成分是_______________________________________________________。
解析：　(2)通過檢驗SO的存在，說明SO2被氧化。用BaCl2和鹽酸，通過生成難溶于酸的白色沉淀，檢驗SO的存在，從而證明SO2的還原性。(3)SO2易溶于水，實驗結束立即熄滅酒精燈，會導致倒吸。(4)①濾渣表面會吸附溶液中的Cl－，可通過檢驗洗滌濾液中是否存在Cl－，以確定濾渣是否洗滌干凈。②黑色固體溶于鹽酸，濾液為藍色，說明生成了Cu2＋，因CuS、Cu2S不溶于鹽酸，則固體中必含有CuO；CuS、Cu2S在加熱條件下均能夠轉化為Cu2O，可采取極端假設法，通過計算作出判斷。
固體B為1.68 g，介于1.50 g和1.80 g之間，故固體A中含有CuS、Cu2S，黑色固體是CuO、CuS、Cu2S的混合物。
答案：　(1)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)BC　(3)裝置B中的溶液會倒吸，可能引起燒瓶破裂　(4)①取最后一次洗滌濾液少許，滴加少量AgNO3溶液，無明顯現象　②CuO、CuS、Cu2S
14．(2022·海南模擬預測)在印染工業中，連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)能使染好的布褪色，也能使布重新染色，故俗稱保險粉。實驗室模擬工業生產保險粉的工藝流程如圖所示：
已知：Na2S2O4為白色固體，易溶于水，難溶于乙醇，在空氣中極易被氧化，在堿性介質中穩定。
(1)工業上獲得鋅粉的方法為：將鋅塊加熱熔化得到鋅液，向鋅液中不斷鼓入CO2氣體，冷卻后可獲得鋅粉。鼓入CO2氣體的目的除了防止氧化外，還有____________________。
(2)在步驟Ⅰ中，控制反應溫度比較適宜的方法是________加熱(填“水浴”“油浴”或“沙浴”)。
(3)已知：Zn(OH)2與Al(OH)3性質相似，當pH大于10.5時開始溶解，寫出步驟Ⅱ中堿性較強時Zn(OH)2溶解的離子方程式： ______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：水溶液溫度低于52 ℃時Na2S2O4以Na2S2O4·2H2O形態結晶，堿性溶液中溫度高于52 ℃時Na2S2O4·2H2O脫水成無水鹽。
步驟Ⅲ的操作過程為：在無氧減壓的環境中，將Na2S2O4堿性溶液于60 ℃左右蒸發至有大量晶體析出，趁熱過濾、洗滌、減壓干燥。趁熱過濾的目的是____________________；操作中常選用無水乙醇洗滌，其優點是_____________________________________________、
________________________________________________________________________。
(5)Na2S2O4堿性溶液與AgNO3溶液反應有納米銀生成，該反應能用于Na2S2O4的純度測定。若10 mL 0.01 mol·L－1 Na2S2O4堿性溶液與20 mL 0.01 mol·L－1AgNO3溶液恰好完全反應，則該反應的離子方程式為_________________________________________________。
解析：　(1)將鋅塊加熱熔化得到鋅液，向鋅液中不斷鼓入CO2氣體，鼓入CO2氣體的目的是防止氧化外、霧化鋅液，冷卻后可獲得鋅粉。(2)在步驟Ⅰ中，控制反應溫度在35～45 ℃，溫度較低，比較適宜的方法是水浴加熱。(3)當pH大于10.5時Zn(OH)2和氫氧化鈉反應生成偏鋅酸鈉，步驟Ⅱ中堿性較強時Zn(OH)2溶解的離子方程式為Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O；(4)水溶液溫度低于52 ℃時Na2S2O4以Na2S2O4·2H2O形態結晶，趁熱過濾的目的是避免在52 ℃以下析出Na2S2O4·2H2O；Na2S2O4為白色固體，易溶于水，難溶于乙醇，在空氣中極易被氧化，選用無水乙醇洗滌，其優點是降低Na2S2O4的溶解度，減少Na2S2O4的損失；乙醇易揮發，容易干燥；(5)Na2S2O4堿性溶液與AgNO3溶液反應生成銀，若10 mL 0.01 mol·L－1 Na2S2O4堿性溶液與20 mL 0.01 mol·L－1AgNO3溶液恰好完全反應，根據得失電子守恒，S元素化合價由＋3升高為＋4，生成亞硫酸根離子，則該反應的離子方程式為2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O。
答案：　(1)霧化鋅液，獲得鋅粉(或將鋅液形成小顆粒)　(2)水浴　(3)Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O{或Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－}
(4)避免在52 ℃以下析出Na2S2O4·2H2O　降低Na2S2O4的溶解度，減少Na2S2O4的損失　乙醇易揮發，容易干燥　(5)2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O

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