2022年新教材高考化学一轮复习第5章化工生产中的重要非金属元素第1节硫及其化合物学案20210625149.doc

-1-第一节第一节硫及其化合物硫及其化合物考试评价解读核心素养达成1.能结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，理解硫及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2能结合实例认识硫及其化合物的多样性，理解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用的重要价值。宏观辨识与微观探析能从化合价的角度认识分析硫及其化合物的性质；从物质类别的角度分析 SO2、SO3的性质。能正确辨析浓硫酸的吸水性和脱水性。科学态度与社会责任关注硫的有关热点问题(如漂白剂)，认识环保的重要性(如 SO2的污染，酸雨等)，具有可持续发展的意识(如绿色化学)。硫和二氧化硫以练带忆1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)(2019浙江高考)硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等。()提示：硫在自然界以化合态和游离态存在。(2)(2019全国卷)制备少量二氧化硫气体：向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸()提示：不能用稀硫酸，生成的 SO2易溶于水。(3)(2019江苏高考)SO2具有氧化性，故可用于纸浆漂白。()提示：SO2具有漂白性，故可用于纸浆漂白。(4)(2019江苏高考)SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3。()提示：SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3。(5)(2019江苏高考)给定条件下，能实现一步转化：S(s)O2g点燃SO3(g)H2OlH2SO4(aq)。()提示：SO2=点燃SO2，产物只有 SO2。(6)(2019浙江高考)向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀。()提示：二氧化硫被双氧水氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡溶液反应得到硫酸钡白色沉淀。(7)(2020全国卷)除去 SO2中的 H2S，可通过酸性高锰酸钾溶液。()提示：SO2和 H2S 都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此在用酸性-2-高锰酸钾溶液除杂质 H2S 时，SO2也会被除去，故不能实现除杂目的。(8)可用澄清石灰水检验 SO2气体。()提示：能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化硫或二氧化碳，应该用品红检验二氧化硫气体。2将 SO2分别通入下列四种溶液中，(1)试管 a 中的实验现象：KMnO4溶液_，证明 SO2具有_性。(2)试管 b 中的实验现象：品红溶液_，证明 SO2具有_性。(3)试管 c 中能产生白色沉淀，该沉淀是_。(4)试管 d 中能产生白色沉淀，该沉淀是_。答案：(1)褪色还原(2)褪色漂白(3)BaSO4(4)BaSO33在 BaCl2溶液中通入 SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体：Cl2、NH3、NO2、H2S，均会产生沉淀。(1)通入四种气体时产生的沉淀的化学式分别是_；_；_；_。(2)用化学方程式表示和产生沉淀的原因：_；_。答案：(1)BaSO4BaSO3BaSO4S(2)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl、H2SO4BaCl2=BaSO42HCl2H2SSO2=3S2H2O(或 2H2SH2SO3=3S3H2O)练后梳理1硫单质(1)硫元素的存在(2)物理性质俗称颜色、状态溶解性硫黄黄色晶体难溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2-3-(3)化学性质从 S 元素的化合价角度认识硫单质的氧化性和还原性：H2S2氧化性S0还原性S4O2与金属反应Cu：2CuS=Cu2SFe：FeS=FeS表现氧化性与非金属反应O2：SO2=点燃SO2，表现还原性H2：SH2=H2S，表现氧化性与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S2H2SO4(浓)=3SO22H2O，表现还原性。2二氧化硫(1)物理性质颜色、状态气味毒性溶解性无色气体有刺激性气味有毒1 体积水溶解约 40 体积 SO2(通常情况)(2)化学性质(3)实验室制法固体 Na2SO3与较浓硫酸反应Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O；铜与浓硫酸混合加热Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O。(4)SO2对大气的污染与防治来源化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼-4-危害污染大气，危害人体健康，形成酸雨的过程防治开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气3SO2与 HClO、H2O2、Na2O2、O3、活性炭漂白原理的比较物质SO2HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化化学变化物理变化是否可逆可逆，加热或久置后恢复原来颜色不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色漂白对象有色的有机物，不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有色物质4三氧化硫(1)物理性质熔点 16.8，沸点 44.8，在常温下为液态，在标准状况下为固态。(2)化学性质SO3属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，能与水、碱性氧化物、碱溶液等反应：反应化学方程式与水的反应SO3H2O=H2SO4(放出大量的热)与氧化钙的反应SO3CaO=CaSO4与 NaOH 溶液的反应SO32NaOH=Na2SO4H2O硫酸及硫酸根离子的检验以练带忆1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)在表面皿中加入少量胆矾，再加入 3 mL 浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色。()提示：浓硫酸具有吸水性。(2)向久置的 Na2SO3溶液中加入足量 BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，则部分 Na2SO3被氧化。()(3)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。()-5-(4)(2020山东高考)用浓硫酸干燥二氧化硫。()提示：浓硫酸有吸水性，且不与 SO2反应，可用浓硫酸干燥 SO2。(5)冷的浓硫酸使铁、铝钝化属于物理变化。()提示：生成新物质，属于化学变化。2下列现象中硫酸所表现出来的性质，不正确的是()A把锌粒放入稀硫酸中，有气体放出酸性B盛放浓硫酸的试剂瓶敞口放置一段时间后，浓度减小吸水性C用玻璃棒蘸浓硫酸滴在胆矾晶体上，晶体表面上出现“白斑”脱水性D把铜放入热的浓硫酸中，有刺激性气体放出酸性和强氧化性C解析：硫酸与金属反应生成盐时，表现酸性；浓硫酸与金属单质反应生成盐和 SO2时，表现酸性和强氧化性；浓硫酸滴在胆矾晶体上，晶体表面上出现“白斑”，体现其吸水性。3硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质：酸性吸水性脱水性强氧化性催化作用下列过程(或用途)利用了上述硫酸的哪些性质，请将序号填在相应的横线上：(1)浓硫酸作干燥剂_。(2)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯_。(3)乙酸乙酯的水解_。(4)纤维素的水解_。(5)浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红，后又变黑_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)练后梳理1浓硫酸的物理性质硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水大。浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2稀硫酸具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为 H2SO4=2HSO24，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。-6-3浓硫酸的特性4硫酸的工业制备(1)工艺流程(2)反应原理燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备 SO2：4FeS211O2=高温2Fe2O38SO2或 SO2=SO2。SO2转化为 SO3：2SO2O2催化剂2SO3。SO3被吸收生成 H2SO4：SO3H2O=H2SO4。5SO24的检验(1)检验 SO24的正确操作：待测液加足量盐酸酸化取清液滴加 BaCl2溶液观察是否有白色沉淀产生判断溶液中是否含有 SO24。(2)先加稀盐酸的目的是防止 CO23、SO23、Ag干扰，再加 BaCl2溶液，有白色沉淀产生。可能发生反应的离子方程式：CO232H=CO2H2O、SO232H=SO2H2O、AgCl-7-=AgCl、Ba2SO24=BaSO4。由“量变”引起的“质变”：金属与浓硫酸反应时，要注意 H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生 SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀硫酸，不活泼金属如Cu 与稀硫酸不反应，活泼金属如 Zn 与稀硫酸反应生成 H2而不是 SO2。不同价态含硫物质的转化以练带忆1分别将足量下列气体通入稀 Na2S 溶液中，可以使溶液变浑浊的是()ACOBSO2CHClDCO2B解析：CO 不与 Na2S 发生反应，因此没有沉淀产生，A 项错误；SO2具有弱氧化性，与Na2S 发生氧化还原反应且有沉淀 S 单质生成，即 SO22S22H2O=3S4OH，B 项正确；利用强酸制弱酸原理，HCl 与 Na2S 发生反应 2HS2=H2S，没有沉淀产生，C 项错误；CO2通入稀 Na2S 溶液中，不产生沉淀，D 项错误。2(2020临沂模拟)(双选)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法不正确的是()A反应说明 SO2具有氧化性，反应说明 SO2具有酸性B反应中生成物n(Na2SO3)n(NaHSO3)11 时，则反应物n(SO2)n(NaOH)23C反应均属于氧化还原反应D工业上可利用反应和反应回收 SO2AC解析：反应中先变蓝后褪色，说明 KIO3先转化为 I2后转化为 I，SO2体现还原性，A 项错误；根据元素守恒，当n(Na2SO3)n(NaHSO3)11 时，n(SO2)n(NaOH)23，B 项正确；反应不是氧化还原反应，C 项错误；利用反应，可以吸收 SO2并回收利用，D 项正确。练后梳理1理顺硫元素的化合价与含硫粒子的氧化性和还原性的关系-8-2掌握硫及其化合物之间的转化规律(1)硫元素的化合价相同的物质相互转化，发生非氧化还原反应，主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等。例如，分别写出反应、的离子方程式：H2SO32OH=SO232H2O；SO232H=H2OSO2；SO2SO23H2O=2HSO3。(2)硫元素的化合价不同的物质相互转化，发生氧化还原反应，主要试剂是氧化剂和还原剂。当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用如图表示：例如：H2SO2不足H2、SO2H2SSO2O2SO3写出反应、的化学方程式：2SO2O2催化剂2SO3；SO22H2S=3S2H2O。考点 1硫及其化合物性质多角度判断抓本质悟考法如图所示，利用培养皿探究 SO2的性质。实验时向 Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象的描述或解释不正确的是()-9-选项实验现象解释ABa(OH)2溶液变浑浊SO2与 Ba(OH)2溶液反应产生了 BaSO3沉淀BNa2S 溶液变浑浊SO2与 Na2S 溶液反应产生了 S 单质CKMnO4溶液褪色SO2具有还原性DNaOH 的酚酞溶液褪色SO2具有漂白性【解题关键点】解答本题注意以下两点信息：(1)“实验时向 Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸”生成 SO2气体。(2)“Na2S 溶液变浑浊”说明生成硫单质。【易错失分点】误认为 SO2能漂白酸碱指示剂而错选 D 项，另外 KMnO4溶液褪色体现的是 SO2的还原性，而不是漂白性。自主解答_D解析：A 项，SO2Ba(OH)2=BaSO3H2O，正确；B 项，SO2溶于水生成 H2SO3，H2SO3与 Na2S 溶液反应生成 S 单质，正确；C 项，SO2与 KMnO4溶液发生氧化还原反应，KMnO4具有强氧化性，SO2具有还原性，正确；D 项，SO2与 NaOH 溶液发生反应，不是 SO2具有漂白性，错误。多角度突破练 角度 1考查二氧化硫性质的多重性1下列关于 SO2的叙述中正确的是()A燃煤时加入石灰石减少 SO2排放的化学方程式为 2CaCO32SO2O2=2CaSO32CO2BSO2是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸CSO2气体通入 NaOH 溶液一定得到 Na2SO3DSO2通入 CuSO4与 NaCl 的混合溶液中产生白色沉淀(CuCl)，体现 SO2的还原性-10-D解析：A 项，有氧气参加反应，应生成 CaSO4，错误；B 项，亚硫酸不稳定易分解，错误；C 项，通入 SO2的量不同，产物不同，可能是 Na2SO3，也可能是 NaHSO3，还可能是二者的混合物，错误；D 项，生成 CuCl 白色沉淀，铜的化合价降低，必然有一种元素的化合价升高，只能是 SO2中4 价的硫被氧化，正确。2将 SO2气体分别通入下列四种溶液中，有关现象及结论的说法正确的是()A试管中有淡黄色沉淀生成，说明 SO2有氧化性B试管中溶液褪色，说明 SO2有漂白性C试管中能产生白色沉淀，说明 SO2有酸性D试管中溶液颜色变浅，说明 SO2有还原性D解析：试管中 SO2与氯水发生氧化还原反应生成 HCl 和 H2SO4，不产生淡黄色沉淀，故 A 错误；试管中溶液褪色，是 SO2与酸性 KMnO4溶液发生氧化还原反应，表现了 SO2的还原性，故 B 错误；SO2与 BaCl2溶液不反应，试管中不能产生白色沉淀，故 C 错误；SO2与氯化铁溶液反应，二氧化硫被氧化生成硫酸，铁离子被还原生成亚铁离子，溶液颜色变浅，说明SO2有还原性，故 D 正确。SO2性质三提醒(1)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色石蕊溶液变红，但不能使之褪色。(2)SO2的漂白性和还原性的区别：SO2使品红溶液褪色表现的是 SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是 SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。(3)SO2氧化性的表现：SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀，表现了 SO2的氧化性。角度 2SO2与 CO2的鉴别3下列溶液中能够区别 SO2和 CO2的是()石灰水H2S 溶液KMnO4溶液氯水品红溶液ABC除以外D-11-C解析：SO2和 CO2都属于酸性氧化物，气体少量时，都能与石灰水反应出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解，所以不能用石灰水来区别；SO2能将 H2S 氧化成硫单质，能看到淡黄色沉淀生成，而 CO2不能；SO2能被 KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且 SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而 CO2没有这些性质，所以可用来区别 SO2和 CO2。SO2和 CO2的鉴别方法 角度 3SO2和 CO2同时存在的检验4已知：2H2SO4(浓)C=CO22SO22H2O，下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：(1)若将装置中三部分仪器的连接顺序变为，则可以检出的物质是_；不能检出的物质是_。(2)若将仪器的连接顺序变为，则可以检出的物质是_；不能检出的物质是_。(3)若将仪器的连接顺序变为，则可以检出的物质是_；不能检出的物质是_。解析：装置检验产物 H2O，只能放在装置之前，因为若放在装置之后或装置之间，则气流通过装置或溶液后会带出水蒸气，无法验证使无水 CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置和装置位置也不得变更，因为 SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，故在用澄清石灰水来验证 CO2前一定要排除 SO2的干扰。答案：(1)SO2、CO2H2O(2)H2O、SO2CO2(3)SO2、CO2H2O检验 SO2和 CO2同时存在的一般流程SO2和 CO2都可使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为-12-流程设计检验 SO2除去 SO2检验 SO2是否除尽检验 CO2选用试剂品红溶液酸性 KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊注意：有时为简化装置，可将除去 SO2和检验 SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性高锰酸钾溶液，现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅。考点 2不同价态含硫物质的转化抓本质悟考法硫在空气中燃烧生成气体 A，把 A 溶于水得溶液 B，向 B 中滴加溴水，溴水褪色，B 变成 C，在 C 里加 Na2S 产生气体 D，把 D 通入 B 溶液得浅黄色沉淀 E。A、B、C、D、E 都含同一种元素。下列按 A、B、C、D、E 顺序排列的是()ASO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SBSO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SCSO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3DSO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3【解题关键点】解答本题注意以下两点信息：(1)由信息“硫在空气中燃烧生成气体 A”及“A、B、C、D、E 都含同一种元素”知，物质中均含有 S。(2)由“把 D 通入 B 溶液得浅黄色沉淀 E”得 E 是单质 S，D 为 H2S。【易错失分点】误认为硫在氧气中燃烧也生成 SO3，硫与氧气反应只能生成 SO2。自主解答_B解析：硫在空气中燃烧生成 SO2，SO2溶于水得 H2SO3，向 H2SO3中滴加溴水生成 H2SO4和HBr，在 H2SO4溶液中加 Na2S 产生气体 H2S，H2S 与 H2SO3反应产生浅黄色沉淀 S，故 B 项正确。多角度突破练 角度 1含硫化合物之间的相互转化1能实现下列物质间直接转化的元素是()-13-单质O2氧化物H2O酸或碱NaOH 或 HCl盐A硅B硫C铜D铁B解析：S 与 O2反应生成 SO2，SO2再与 H2O 反应生成 H2SO3，H2SO3可以与 NaOH 反应生成Na2SO3，B 项正确。A 项中的氧化物 SiO2、C 项中的氧化物 CuO、D 项中的氧化物 Fe2O3或 Fe3O4均不与 H2O 反应，故 A、C、D 三项均错。2X 为下列各选项物质，X 不能满足如图转化关系的是()AH2SBN2CSDNH3B解析：2H2S3O2=2SO22H2O、2SO2O2催化剂2SO3、SO3H2O=H2SO4、H2SO4H2S=SSO22H2O，A 不符合；N2O2=放电2NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3和 N2不反应，B 符合；SO2=SO2,2SO2O2催化剂2SO3，SO3H2O=H2SO4，S2H2SO4(浓)=3SO22H2O，C 不符合；4NH35O2=催化剂4NO6H2O,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，NH3HNO3=NH4NO3，D 不符合。(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如 S 和 H2S、S 和 SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如 2Na2SNa2SO33H2SO4=3Na2SO43S3H2O。角度 2利用转化关系推断物质3已知 X 为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A 与 X 的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法错误的是()AX 使蔗糖变黑的现象主要体现了 X 的脱水性B若 A 为铁，则在图中的反应，X 只起氧化的作用-14-C若 A 为碳单质，则 C 不宜用来扑灭由钠引起的着火D将 B 气体通入品红溶液中，品红溶液褪色B解析：已知 X 为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，确定 X 为浓硫酸。浓硫酸能使蔗糖脱水碳化，A 正确；若 A 为铁，则在图中的反应，X 起氧化和酸的作用，B 错误；若A 为碳单质，则 C 为二氧化碳或水，不宜用来扑灭由钠引起的着火，C 正确；B 为二氧化硫气体，有漂白性，通入品红溶液中，品红溶液褪色，D 正确。4在下列物质转化中，A 是一种正盐，D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大 16，E是酸，当 X 无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：AXBYCYDZE当 X 是强酸时，A、B、C、D、E 均含同一种元素；当 X 是强碱时，A、B、C、D、E 均含另外同一种元素。请回答：(1)A 是_，Y 是_，Z 是_。(2)当 X 是 强 酸 时，E 是 _，写 出 B 生 成 C 的 化 学 方 程 式：_。解析：因 D 的相对分子质量比 C 大 16，则 Y 为 O2，进而推知 C、D 为氧化物，BO2CO2D为连续氧化的过程。因 E 为酸，故 C、D 均为非金属氧化物，Z 为 H2O。当 X 为强酸时，该连续氧化关系为 AH2SO4H2SO2SO2O2SO3H2OH2SO4，进而推知 A 为硫化物。综上所述 A 为(NH4)2S。答案：(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S3O2=点燃2SO22H2O含硫化合物之间转化的 4 条转化链(1)2 价硫的化合物间的转化FeSH2SNaHSNa2SCuS(2)4 价硫的化合物间的转化SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3BaSO3(3)6 价硫的化合物间的转化SO3H2SO4NaHSO4Na2SO4BaSO4(4)氧化还原反应之间的转化SO23O2、Cl2、HNO3、H2O2SO24(BaSO3HNO3BaSO4)-15-一、硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)Na2S2O35H2O 俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水，溶于水后呈碱性。1Na2S2O3的化学性质(1)与酸反应生成单质硫，放出 SO2气体：S2O232H=SSO2H2O。(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被 I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI，此反应用于定量测定碘。Na2S2O34Cl25H2O=Na2SO4H2SO48HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。5Na2S2O38KMnO47H2SO4=8MnSO45Na2SO44K2SO47H2O。2Na2S2O3的制备方法将 Na2S 和 Na2CO3以 21 的物质的量之比配成溶液，然后通入 SO2，反应大致可分三步进行：(1)Na2CO3和 SO2反应生成 Na2SO3：Na2CO3SO2=Na2SO3CO2。(2)Na2S 与 SO2反应生成 Na2SO3和 H2S：Na2SSO2H2O=Na2SO3H2S，H2S 是强还原剂，遇到 SO2时析出硫：2H2SSO2=3S2H2O。(3)Na2SO3和 S 作用生成 Na2S2O3：Na2SO3S=Na2S2O3。将上面三个反应合并得到总反应：2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2。溶液蒸发浓缩后，冷却至 293303 K 时即析出 Na2S2O35H2O，用上述方法制得的 Na2S2O3中常含有 Na2SO4和 Na2SO3等杂质。注意：制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下，使 Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3S=Na2S2O3。二、过二硫酸钠(Na2S2O8)过二硫酸钠中 S 为6 价，含有 1 个过氧键(OO)，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由1 价变为2 价，硫原子化合价不变，如 S2O282I=Cu22SO24I2、5S2O282Mn28H2O=Ag10SO242MnO416H。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成 Na2SO4、SO3和 O2。三、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)连二亚硫酸钠属于一级遇湿易燃物品，又名低亚硫酸钠。相对密度 2.32.4，赤热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂，能将 I2、Cu2、Ag还原。暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸潮发热而变质，并能夺取空气中的氧结块，发出刺激性酸味。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢-16-钠可制得连二亚硫酸钠。吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4O22H2O=4NaHSO3或 Na2S2O4O2H2O=NaHSO3NaHSO4。四、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)1性质成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到 150 分解，通常用 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其方程式为 2NaHSO3=Na2S2O5H2O。2用途1广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中较稳定。.工业上制备保险粉的流程如下：(1)步骤中发生反应的化学方程式为_。(2)步骤中生成的沉淀为_(填化学式)。(3)步骤中加入 NaCl 固体的作用是_，分离出保险粉的方法为_、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是_。.探究 Na2S2O4的性质：某课题小组常温下测得 0.050 mol/L Na2S2O4溶液的 pH 随时间变化的关系如图所示。(4)0t1主要生成 HSO3，写出 0t1发生反应的离子方程式：_。解析：(1)由流程可知，步骤中，反应物为 Zn 和 SO2，生成物为 ZnS2O4，据此可得化学-17-方程式：Zn2SO2=ZnS2O4。(2)步骤中，ZnS2O4和 NaOH 发生反应生成 Zn(OH)2沉淀和 Na2S2O4。(3)溶液 C 中的溶质为 Na2S2O4，步骤中加入 NaCl 固体，即得到保险粉(Na2S2O4)，可知 NaCl固体的作用是降低 Na2S2O4的溶解度，使更多 Na2S2O4析出。Na2S2O4析出后，经过滤、洗涤、干燥即可得到保险粉。由于保险粉可溶于水，不溶于乙醇，因此应用乙醇进行洗涤。(4)反应物有 Na2S2O4和 O2，生成物有 HSO3，故反应的离子方程式为 2H2O2S2O24O2=4HSO3。答案：(1)Zn2SO2=ZnS2O4(2)Zn(OH)2(3)降低 Na2S2O4的溶解度，使更多 Na2S2O4析出过滤乙醇(4)2H2O2S2O24O2=4HSO32(2018全国卷)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产 Na2S2O5，通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：_。(2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为pH4.1 时，中为_(写化学式)溶液。工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是_。(3)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中 Na2S2O5残留量时，取 50.00 mL 葡萄酒样品，用 0.010 00 mol/L 的碘标准溶液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_，该样品中 Na2S2O5的残留量为_g/L(以 SO2计)。解析：(1)根据题给信息，将 NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到 Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5H2O。(2)酸性条件下，SO2与 Na2CO3饱和溶液生成 NaHSO3。由题干(1)中制备方法知，工艺中加入 Na2CO3固体并再次通入 SO2，其目的是得到 NaHSO3过饱和溶液。(3)据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为 S2O252I23H2O=2SO244I6H。n(S2O25)12n(I2)120.010 00 mol/L10.00103L5105mol，该样品中 S2O25的残留量(以 SO2计)为 5105mol264 g/mol1 000 mL/L50.00 mL0.128 g/L。答案：(1)2NaHSO3=Na2S2O5H2O(2)NaHSO3得到 NaHSO3过饱和溶液(3)S2O252I23H2O=2SO244I6H0.128-18-3硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应 2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题：(1)b 中反应的离子方程式为_，c 中试剂为_。(2)反应开始后，c 中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是_。(3)d 中的试剂为_。(4)实验中要控制 SO2生成速率，可以采取的措施有_(写出两条)。(5)为 了 保 证 硫 代 硫 酸 钠 的 产 量，实 验 中 通 入 的 SO2不 能 过 量，原 因 是_。解析：(2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是 S。(3)d 装置的作用是吸收残余的 SO2和反应中产生的 CO2，故 d 中的试剂为 NaOH 溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而 Na2S2O3遇酸会分解。答案：(1)SO232H=SO2H2O(或 HSO3H=SO2H2O)硫化钠和碳酸钠混合溶液(2)硫(或 S)(3)NaOH 溶液(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)(5)若 SO2过量，溶液显酸性，产物分解4某校合作学习小组的同学设计实验验证 Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题。(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图所示：先 通 入 N2，然 后 加 热，直 至 反 应 结 束，整 个 过 程 中 N2的 作 用 是-19-_。装置 B 的作用是_。(2)某同学认为气体产物中可能含有 CO2、CO 及 SO2，并进行验证，选用上述实验中的装置 A、B 和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。实验装置连接的合理顺序为 AB_。装置 H 中黑色粉末是_。能证明产物中有 CO 的现象是_。若含有 SO2，E 装置的作用是_。(3)某同学利用如图装置验证固态产物，能证明固态产物中含有 Na2S 的现象是_。若实验中发现固态产物完全反应后，锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，说明固体产物中除含有 Na2S 外，还含有少量的_(填一种可能的物质)。解析：(1)碳能够与空气中的氧气反应生成碳的氧化物，为了防止氧气对实验的干扰，先通入 N2，然后加热，直至反应结束，可以排出装置中的空气并将生成的气体吹出。Na2SO4与焦炭高温加热后的产物中可能含有二氧化硫等易溶于水的气体，装置 B 可以防止倒吸，为安全瓶。(2)气体中可能含有 CO2、CO 及 SO2，由于 SO2也能使澄清石灰水变浑浊，需要先检验 SO2，然后除去 SO2后再检验 CO2，最后除去 CO2后再检验 CO，故实验装置的合理连接顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C；一氧化碳具有还原性，可以还原金属氧化物，故装置 H 中黑色粉末可以是氧化铜。H 中黑色粉末变为红色，其后 C 中的澄清石灰水变浑浊，即可证明产物中有 CO。SO2对 CO2的检验有干扰，需先将 SO2除尽。(3)若存在 Na2S，则 Na2S 能够与硫酸反应生成硫化氢气体，硫化氢与硫酸铜溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀；锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，该黄色沉淀是硫单质，可能是硫化氢与4 价硫的化合物反应生成的，说明固体产物中除含有 Na2S 外，还可能含有少量的 Na2SO3。答案：(1)排出装置中的空气并将生成的气体吹出安全瓶(2)FECDGHCCuOH 中黑色粉末变为红色，其后的 C 中的澄清石灰水变浑浊除-20-尽 SO2(3)试管中出现黑色沉淀Na2SO31(命题情境：硫在自然界的循环)如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是()A大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤B煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气C化石燃料中的硫来自形成化石燃料的生物体D煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一B解析：大气中硫主要是 SO2，SO2溶于水生成 H2SO3，H2SO3被氧气氧化为硫酸，或 SO2被空气中的氧气氧化为 SO3，溶于水生成硫酸形成酸雨，进入土壤，A 正确；煤和石油中的硫燃烧生成 SO2，不能直接生成 SO3，SO2需要经催化剂加热反应生成 SO3，B 错误；化石燃料中的硫元素是生物体内硫元素形成化石燃料过程中形成的，C 正确；煤和石油、生物质燃料燃烧时，产生颗粒物，简称雾霾颗粒，可能是导致雾霾的成因之一，D 正确。2(命题情境：碘循环工艺的应用)碘循环工艺不仅能吸收 SO2，降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：下列说法正确的是()A分离器中的物质分离操作为过滤B膜反应器中，增大压强有利于提高速率和 HI 的平衡转化率C该工艺中 I2和 HI 的相互转化体现了“碘循环”D碘循环工艺的总反应为 2SO24H2OI2=H22H2SO42HIC解析：I2和 SO2反应生成 H2SO4和 HI，分离器中为氢碘酸和硫酸的分离，应利用沸点不同进行蒸馏分离，A 错误；膜反应器中，2HI(g)=H2(g)I2(g)，该反应为反应前后体积不变的反应，增大压强有利于提高速率，但不能提高 HI 的平衡转化率，B 错误；反应器中，I2和 SO2反应生成 H2SO4和 HI，反应的离子方程式为 SO2I22H2O=SO242I4H，在膜分离器中发生反应：2HII2H2，反应器中消耗的碘的量等于膜反应器中生成的碘的量，该工艺中 I2和 HI 的相互转化体现了“碘循环”，C 正确；在反应器中发生反应：SO2I22H2O=2HI-21-H2SO4，在膜反应器中的反应为 2HII2H2，将两个反应方程式相加得：SO22H2O=H2SO4H2，D 错误。3(命题情境：环境污染的处理)(双选)如图是一种综合处理 SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应，下列说法正确的是()A溶液 B 中发生的反应为 4Fe2O24H=4Fe32H2OB可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液 C 中是否含有 Fe3C由以上流程可推知氧化性：Fe3O2SO24D此工艺的优点之一是物质能循环利用AD解析：酸性 Fe2(SO4)3溶液能吸收 SO2，反应的离子方程式为 2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H，溶液 B 中通入空气发生反应 4Fe2O24H=4Fe32H2O，氧化性：O2Fe3SO24，A 项正确、C 项错误；溶液 C 中含有 Fe2(SO4)3，可用 KSCN 溶液检验 Fe3，B 项错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D 项正确。4(命题情境：氢能的获取方法)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示：(1)反应的化学方程式是_。(2)反应得到的产物用 I2进行分离。该产物的溶液在过量 I2的存在下会分成两层含低浓度 I2的 H2SO4层和含高浓度 I2的 HI 层。根据上述事实，下列说法正确的是_(填标号)。a两层溶液的密度存在差异b加 I2前，H2SO4溶液和 HI 溶液不互溶cI2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是_。解析：(1)由图知反应中的反应物为 SO2、H2O、I2，生成物为 H2SO4、HI，故反应的化学方程式为 SO2I22H2O=H2SO42HI。(2)H2SO4和 HI 溶液是互溶的，加入 I2后溶液才分成两层，H2SO4层含 I2量低，HI 层含 I2量高，则 I2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶；溶液能分为两层，则两层溶液的密度一定不同，故 a、c 正确。I2在两层溶液中的溶解能力差别较大，故可直接用观察颜色的方法来进行辨别，颜色深的是 HI 层，颜色浅的是 H2SO4层。-22-答案：(1)SO2I22H2O=H2SO42HI(2)ac观察颜色，颜色深的是 HI 层，颜色浅的是 H2SO4层