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第14讲 硫及其重要化合物
课时集训
测控导航表
知识点
基础
能力
挑战
硫及其氧化物、氢化物的性质
1,2,3
9
硫酸及S的检验
4
硫及其化合物的综合应用
5
6,7,8,10
11,12
1.(2018·山西临汾一中期中)下列硫化物中不能直接用金属单质和硫单质反应制得的是( A )
A.CuS B.FeS C.ZnS D.MgS
2.(2018·河北衡水中学二调)下列关于硫及其化合物的说法正确的是( D )
A.自然界中不存在游离态的硫
B.二氧化硫的排放会导致光化学烟雾和酸雨的产生
C.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性
D.浓硫酸可用来干燥SO2、CO、Cl2等气体
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解析:自然界中存在游离态的硫,如火山口存在游离态的硫,A错误;排放二氧化硫会污染空气,形成酸雨,但不会导致光化学烟雾产生,B错误;二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了二氧化硫酸性氧化物的性质,与漂白性无关,C错误;浓硫酸具有吸水性,可干燥SO2、CO、Cl2等气体,D正确。
3.(2018·福建福州八县一中期中)根据SO2通入不同溶液中实验现象,所得结论不正确的是( C )
溶液
现象
结论
A
含H2O2的
BaCl2的溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生淡黄色沉淀
SO2有氧化性
C
紫色石蕊试液
先变红后褪色
SO2酸性
和漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>
H2SiO3
解析:溶液中H2O2将SO2氧化为S,S遇到Ba2+生成BaSO4沉淀,该反应中SO2被氧化,表现了还原性,A正确;溶液中H2S和SO2反应生成S单质,该反应中SO2作氧化剂,体现氧化性,B正确;SO2只能使紫色石蕊试液变红,不能使其褪色,SO2表现酸性氧化物的性质,C不正确;Na2SiO3溶液中通入SO2生成H2SiO3沉淀,说明亚硫酸酸性比硅酸酸性强,D正确。
4.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4 的是( C )
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
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解析:与BaCl2溶液反应产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,可能是AgCl或BaSO4。
5.硫的化合物在生产、生活中应用广泛。
Ⅰ.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2。
(1)通入足量SO2后,装置B中的现象是
;
装置C的作用是 。
(2)该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生的是氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:
。
②请设计实验方案验证有Fe2+生成:
。
Ⅱ.一些食品添加剂、抗氧化剂中含有焦亚硫酸钠(Na2S2O5),大量的焦亚硫酸钠会损伤细胞,具有生物毒性。
(3)铬是环境中的一种主要污染物,可以用焦亚硫酸钠处理含铬酸性废水(含有Cr),利用氧化还原反应,将六价铬还原为三价铬,S2被氧化为S,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)已知:Na2S2O5溶于水会生成NaHSO3。检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方法是
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。
解析:(1)通入SO2后,SO2与I2反应生成I-,所以蓝色消失;装置C是尾气处理装置。
(2)SO2与Fe3+反应生成S和Fe2+,依据电荷守恒和原子守恒,即可写出方程式。
(3)Cr～Cr3+中Cr的化合价由+6到+3,得3个电子,S2～2S中S的化合价由+4到+6,失去4个电子,依据电荷守恒,Cr与S2的物质的量之比为4∶3。
(4)Na2S2O5被氧化生成Na2SO4,未被氧化溶于水生成NaHSO3,因此,检验Na2S2O5已被氧化的方法是检验Na2S2O5水溶液中含有S。
答案:(1)溶液蓝色褪去 吸收多余的SO2,防止污染空气
(2)①2Fe3++SO2+2H2OS+2Fe2++4H+
②取A中反应后的溶液,向其中滴入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红(或其他合理答案)
(3)4∶3
(4)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加入适量水溶解,滴入足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
6.(2018·安徽蚌埠质检)为探究Na2SO3溶液的性质,在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液,再分别滴加如图所示的试剂:
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对实验现象的“解释或结论”正确的是( C )
选项
实验现象
解释或结论
A
a中溶液褪色
氧化性:SI-,A错误;Na2SO3溶液中硫元素是+4价,硫化钠中硫元素是-2价,两者可以和硫酸溶液发生氧化还原反应,硫元素归中到0价,即生成淡黄色S,B错误;Na2SO3溶液中S水解显碱性,该溶液会使酚酞变红,加入氯化钡会结合S形成亚硫酸钡沉淀,水解平衡逆向进行,c(OH-)减小,碱性逐渐消失,所以红色褪去,C正确;Na2SO3具有还原性,加入盐酸酸化的硝酸钡,即相当于加入了硝酸,S能被硝酸氧化为S,S可以和Ba2+反应生成硫酸钡沉淀,该沉淀不溶于硝酸,所以实验证明的是S的还原性,是被硝酸氧化的缘故,不能证明Na2SO3溶液已变质,D错误。
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7.(2018·湖南长沙模拟)已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是( D )
A.X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水,一定可以观察到白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、催化剂
解析:由题意知X为浓H2SO4。浓H2SO4使蔗糖变黑主要体现了浓H2SO4的脱水性,A项错误;浓H2SO4在室温下使Fe钝化,B项错误;A为碳单质时,生成的C为CO2,CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶性的Ca(HCO3)2, C项错误;SO2与O2反应的条件为高温、常压、催化剂,D项正确。
8.海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、S、HC、C等离子,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( D )
A.海水pH约为8的原因主要是天然海水含HC、C
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
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C.氧化主要是氧气将HS、S、H2SO3氧化为S
D.经稀释“排放”出的废水中,S浓度与海水相同
解析:海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、S、Br-、C、HC等离子,在这些离子中能发生水解的是C、HC,C、HC发生水解使溶液呈碱性,A正确;吸收塔中SO2可以与水反应:SO2+H2OH2SO3,B正确;氧气具有氧化性,可以把S、HS、H2SO3等氧化为硫酸,C正确;经过海水稀释,S浓度比海水要大,D错误。
9.(2019·江苏淮安中学月考)实验室中用下列装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率(部分夹持装置已省略,已知SO3的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时均被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响),下列说法不正确的是( B )
A.A装置烧瓶中发生的反应可以表示为S+2H+SO2↑+H2O
B.用D装置制备氧气,试管中的药品可以是KClO3
C.当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气
D.C中产生的白色沉淀是BaSO4
解析:70%的浓硫酸可以电离出H+,A正确;利用D装置加热固体制取O2,用氯酸钾制备氧气时,需要用二氧化锰作催化剂,B不正确;对于定量测定实验,除了要排除空气、水蒸气等的干扰,还要将产物SO3及未反应的SO2全部赶到后续装置以进行准确测量或称量,故反应停止后还要继续通入一段时间的氧气,C正确;装置C中发生的反应是3Ba2+
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+ 3SO2+2N+2H2O3BaSO4↓+2NO↑+4H+,沉淀为BaSO4,D正确。
10.(2018·河南八市二测)过一硫酸(H2SO5)和过二硫酸(H2S2O8)都是硫的含氧酸。过一硫酸是一种一元强酸,可用于游泳池消毒,其结构式如图所示;过二硫酸是一种白色晶体,受热易分解,有强吸水性,极易溶于水且在水中会逐渐水解得到硫酸和过氧化氢。请回答下列相关 问题。
(1)过一硫酸中硫元素的化合价是 ,过二硫酸的结构式是 。
(2)过一硫酸用于游泳池消毒是利用它的 (填性质)。
(3)过二硫酸盐受热也易分解,如过二硫酸钾( K2S2O8)受热会放出SO3和O2,该反应的化学方程式是
,该反应中每转移4NA个电子,生成的O2在标准状况下的体积是 。
(4)实验室常用氯磺酸(ClSO3H)和H2O2混合制H2S2O8:H2O2+2ClSO3H H2S2O8+2HCl,要制得高纯度H2S2O8关键在于反应体系要处于 环境。
解析:(1)硫的价电子均用于和氧形成共价键,由于氧的非金属性强于硫,因此硫显+6价。(过氧键的两个氧显-1价)
(3)该反应中化合价变化的均为-1价的氧,每生成1个氧分子转移2个电子,因此转移4NA个电子生成的氧气为2 mol,标准状况下的体积为44.8 L。
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(4)根据信息过二硫酸受热易分解,在水中会逐渐水解得到硫酸和过氧化氢,另外反应物过氧化氢受热也容易分解,因此要制得高纯度的过二硫酸需要低温、无水环境。
答案:(1)+6
(2)强氧化性
(3)2K2S2O82K2SO4+2SO3↑+O2↑ 44.8 L
(4)低温、无水
11.锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的pH=1。下列叙述不正确的是( B )
A.反应中共消耗1.8 mol H2SO4
B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5 g Zn
D.反应中共转移3 mol电子
解析:反应后溶液的pH=1,说明硫酸过量,且反应后硫酸的物质的量为0.05 mol,则反应掉的硫酸的物质的量为 18.5×0.1 mol-0.05 mol= 1.8 mol,A项正确;随着反应的进行,硫酸浓度会变稀,可能会生成氢气,所以生成的气体甲可能是SO2和H2的混合物,由Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O,Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑,不论是生成SO2还是H2,都是1 mol Zn产生1
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mol气体,n(Zn)=n(甲)=n(ZnSO4)== 1.5 mol,则反应中共消耗Zn 97.5 g,C项正确;反应中转移电子的物质的量为锌的物质的量的两倍,为3 mol,D项正确;由硫原子守恒可知n(SO2)=1.8 mol-1.5 mol=0.3 mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,所以SO2和H2的体积比为1∶4,B项不正确。
12.(2019·江苏淮安中学月考)实验室以Na2SO3粉末和70%H2SO4为原料制取SO2,且以SO2为原料制取物质和进行性质探究。回答下列问题:
(1)学生甲欲收集一瓶干燥的SO2,选择图中的装置,其连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示);SO2有毒,为防止中毒,实验应在 中进行。
(2)学生乙欲通过量气法测定在空气中久置的亚硫酸钠粉末的纯度,最好选择下列装置中的 (填字母)。
(3)学生丙欲以CuSO4·5H2O和SO2等为原料制备谢弗勒尔盐(Cu2SO3·CuSO3·2H2
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O)。实验装置如图所示。已知谢弗勒尔盐是一种深红色固体,不溶于水和乙醇,100 ℃时发生分解。
回答下列问题:
装置A中SO2的作用是
;
体系温度控制在60～80 ℃的目的是
;
装置B的作用是 。
(4)学生丁欲利用如图装置探究SO2使品红溶液褪色的实质。实验中观察到Ⅰ中红色褪去;Ⅱ中无现象。据此推断能使品红水溶液褪色的粒子可能是
;
如果要比较这些粒子使品红溶液褪色的快慢,请设计实验方案,简述操作和需要观察的现象:
。
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解析:(1)学生甲欲收集一瓶干燥的SO2,选择图中的装置,需要在装置B干燥SO2,在装置C用向上排空气法收集SO2,在装置D吸收SO2尾气,为了防止吸收装置D中水蒸气混入SO2,需要在装置C、D之间重复利用装置B,所以装置的连接顺序为abcedbcf,SO2有毒,为防止中毒,实验应在通风橱中进行。
(2)学生乙欲通过量气法测定在空气中久置的亚硫酸钠粉末的纯度,最好选择装置C。A、B与C相比,滴加的液体(浓H2SO4)要充当一部分气体体积,影响精确度,D与C相比,量筒内气体压强小于大气压,也影响精确度。
(3)装置A中SO2的作用是作还原剂和酸性氧化物,生成Cu+和S;体系温度控制在60～80 ℃的目的是加快反应速率,防止产品分解;装置B的作用是安全瓶,防倒吸。
(4)由Ⅰ、Ⅱ中现象推断能使品红溶液褪色的粒子可能是SO2与水反应产生的H2SO3分子、HS、S离子等。如果要比较这些粒子使品红溶液褪色的快慢,可取三个小烧杯,分别加入等体积的品红溶液,然后加入等体积、等物质的量浓度的Na2SO3溶液、NaHSO3溶液、NaHSO3和硫酸溶液,观察品红褪色的快慢,记录品红溶液褪色需要的时间。
答案:(1)abcedbcf 通风橱 (2)C
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(3)作还原剂,还原Cu2+生成Cu+,生成S 加快反应速率,防止产品分解 安全瓶,防倒吸
(4)H2SO3分子、HS、S离子等 取三个小烧杯,分别加入等体积的品红溶液,然后加入等体积、等物质的量浓度的Na2SO3溶液、NaHSO3溶液、NaHSO3和硫酸溶液,观察品红溶液褪色的快慢,记录品红溶液褪色需要的时间(其他合理答案也可)
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