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文档介绍
2021新高考化学鲁科版一轮复习同步练习：第3章第3讲 硫及其化合物
www.ks5u.com 第3讲 硫及其化合物 【2021·备考】 最新考纲 素养落地 1.掌握硫及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解硫的氧化物、硫酸在生产中的应用和对生态环境的影响。 多角度、多层次地认识硫及其化合物的性质及多样性；结合硫及其化合物的性质挖掘有探究价值的问题设计探究方案，联系实验现象加以分析、推理、验证；以硫的化合物对环境的影响为载体提高学生以社会为本的绿色环保意识。 『知识梳理』 1.自然界中硫元素的存在 2.硫 (1)物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色固体 不溶 微溶 易溶 (2)化学性质 ①氧化性：(S：0→－2价)： ②还原性：(S：0→＋4价)：S＋O2SO2 S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O ③歧化反应：与热的碱液发生反应(如NaOH溶液)： 3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。 3.二氧化硫 (1)物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 无色 刺激性 有毒 比空气大 易溶于水(1∶40) (2)化学性质 ①酸性氧化物 ② O2O3、SO a.弱氧化性(如与H2S溶液反应) SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O b.强还原性 ③漂白性： (3)实验室制法 ①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应： Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ②铜与浓H2SO4混合加热： Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (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 危害 污染大气，危害人体健康，形成酸雨 形成酸雨的过程 防治 开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气 除去CO2中的SO2的方法 ①CO2、SO2CO2、SO2＋HCO===CO2＋HSO ②CO2、SO2CO2 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 [链接新教材] ①(新教材LK第一册P1032习题精选练) 下列关于二氧化硫的说法中，不正确的是( ) A.能使某些有色物质褪色 B.无色，有刺激性气味，无毒 C.既有氧化性，又有还原性 D.既可溶于水，又可与水反应 答案 B ②(新教材RJ第二册P304习题变式练) 固体非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D(D为强酸)。请回答下列问题。 ABCD (1)D的化学式为________。 (2)若B是一种大气污染物，可形成酸雨，形成的酸雨在空气中pH变化过程为4.68～4.20，原因为(用化学方程式表示)___________________________________。 (3)为测定空气中B[成分同(2)]的含量，某课外小组将空气样品按a L/min通入200 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液中，b min时恰好褪色，则样品空气中的含量________g/L。 答案 (1)H2SO4 (2)2H2SO3＋O2===2H2SO4(2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4) (3)3.2/ab 『考向突破』 考向一 硫的性质及应用 [题目设计] 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫(×) (2)将SO2通入紫色石蕊试纸中先变红后褪色(×) (3)SO2可广泛应用于食品漂白(×) (4)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好(×) (5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同(×) [题目设计] 2.下列物质①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2 (1)可通过化合反应生成的是______________________________________。 (2)可通过单质化合生成的是_______________________________________。 (3)洗涤涉硫实验中试管壁上沾有的硫可以选用的试剂为________。 提示 (1)②③④⑤ (2)②④ (3)CS2或热的NaOH溶液 考向二 二氧化硫的性质及应用 [题目设计] 3.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①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。 回答下列问题： a.通入四种气体时产生的沉淀分别是 ①________________；②________________。 ③________________；④________________。 b.用方程式表示①和④产生沉淀的原因 ①_________________________________________________________________； ④_______________________________________________________________。 (2)将SO2分别通入下列四种溶液中 溶液都褪色。请回答下列问题： ①a、b、c、d四支试管中的现象体现SO2的性质分别为___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②加热又恢复颜色的试管为________(填试管代号)。 提示 (1)a.①BaSO4 ②BaSO3 ③BaSO4 ④S b.①Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋ ②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O (2)①还原性、漂白性、酸性、还原性 ②b [命题素材] SO2的检验 (1)SO2的检验(无干扰因素) ①漂白性：SO2褪色恢复红色 ②还原性：SO2溶液颜色变浅或褪去 (2)SO2、CO2共存检验 SO2、CO2都能与澄清石灰水反应变浑浊。 故SO2对CO2的检验存在干扰、检验流程设计如下 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2 使用试剂 品红溶液 酸性KMnO4 溶液 品红溶液 澄清的 石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 如KMnO4/H＋用量较多，反应中溶液颜色变浅，可将除SO2与检验SO2是否完全除尽两个装置合二为一。 [题目设计] 4.(1)检验SO2的常选试剂为________，现象为___________________________。 (2)下列实验中能证明某气体为SO2的是________。 ①使澄清石灰水变浑浊 ②使品红溶液褪色 ③通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生 (3)气体A是SO2与CO2的混合气体，用下图装置进行检验，按要求回答下列问题。 ①B、C、D加入的试剂分别为______________________________________。 ②实验时，C中应观察到的现象是___________________________________。 提示 (1)品红溶液 溶液褪色，加热又恢复红色 (2)③ (3)①品红溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水 ②酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色，或不褪成无色) 考向三 二氧化硫与生活、生产 [命题素材] 工业上常见的SO2尾气处理方法 方法一：钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化) 方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 [题目设计] 5.(1)SO2在一些饮料中可作为添加剂，但应严格控量。以下为两种测定SO2含量的方法，试分析是否合理，并说明理由。 ①滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度。_____________________________________________________________________。 ②沉淀法：向Ba(OH)2溶液中通入一定体积的硫酸与排放的工业尾气，然后将生成的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量以测定尾气中SO2的含量。__________________________________________________________________。 (2)我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其主要污染物SO2主要来源为工业尾气排放，化石燃料燃烧等。下面是燃煤烟气海水脱硫法。试做出相关分析。 海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－、Br－、SO、HCO、CO等离子。用海水对火力发电厂排放的烟气脱硫，流程如下： 海水吸收烟气中SO2的原因为_________________________________________， 排放的废水中含硫微粒主要为_______________________________________。 提示 (1)①不合理 葡萄酒中的乙醇等物质也可与酸性KMnO4反应，导致实验误差 ②不合理 硫酸与工业尾气中除含SO2外，还含有SO3、CO2等也可被Ba(OH)2溶液吸收生成白色沉淀，导致实验误差。 (2)海水呈弱碱性 SO 『知识梳理』 1.硫酸的物理性质 (1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。 (2)溶解性：浓硫酸与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。 (3)稀释方法： ①将浓硫酸沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌。 ②规律：两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。 2.硫酸的化学性质 (1)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===2H＋＋SO，具有酸的通性。 (2)浓硫酸的特性 (1)CuSO4·5H2O(蓝色)CuSO4(白色)，浓H2SO4体现吸水性。 (2)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。 (3)金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，要注意H2SO4浓度的变化对反应产物的影响。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H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。 (4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。 3.SO、SO的检验 (1)SO的检验 ①向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。 ②加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。 (2)SO的检验 检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO) [链接新教材] (新教材LK第一册P1039习题精选练) 有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下述结论中，正确的是( ) A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化 B.加入BaCl2溶液后，产生的沉淀中一定含有硫酸钡 C.加入稀硫酸后，不溶的沉淀一定是硫酸钡 D.此实验不能确定亚硫酸钠是否部分被氧化 答案 CD 『考向突破』 考向一 硫酸、硫酸盐的性质及应用 [题目设计] 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)浓H2SO4使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓H2SO4的脱水性(×) (2)浓硫酸与硫化亚铁混合制H2S(×) (3)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(√) (4)某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀盐酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO(×) (5)向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质(×) [题目设计] 2.如图所示实验装置中，从实验开始过一段时间后根据浓硫酸的性质预测可能产生的现象 甲________________；乙________________； 丙________________；丁________________。 提示 苹果块变干瘪 胆矾晶体出现白斑 温度上升 pH试纸变黑 考向二 硫酸根离子的检验 [题目设计] 3.有一瓶Na2SO3溶液，可能已氧化变质，请根据要求设计实验验证以下情况： (1)Na2SO3溶液未变质_________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)Na2SO3溶液已完全变质_____________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)Na2SO3部分变质___________________________________________________ ___________________________________________________________________。 提示 (1)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液，不生成白色沉淀，说明未变质 (2)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化，不产生气泡，滴入品红溶液，不褪色，说明已完全变质 (3)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后，向所得溶液中滴入品红溶液，褪色，向所得溶液中滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，说明Na2SO3溶液部分变质 考向三 有关硫酸的计算 [题目设计] 4.(1)将28 g Fe粉和8 g硫隔绝空气混合加热，充分反应后冷却至室温，再加入足量的稀H2SO4，可产生标准状况下的气体的体积为________L。 (2)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 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，则气体A的成分为________。 提示 (1)11.2 (2)SO2 6.72 L H2 26.88 L 1.臭氧 (1)物理性质 常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。 (2)化学性质 不稳定性 O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2，在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O22O3 强氧化性 O3容易使淀粉－KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2 漂白性 O3因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂 (3)用途：①可用作脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。 2.过氧化氢(其水溶液俗称双氧水) (1)结构 电子式：，结构式H—O—O—H。 分子空间结构为折线型，为极性分子。 (2)化学性质 不稳定性 加热、光照或加催化剂(如MnO2、Fe3＋、Cu2＋)都能加快其分解： 2H2O22H2O＋O2↑，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处 弱酸性 相当于二元弱酸 H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O 强氧化性 ①工业上用10%的H2O2作为漂白剂，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂； ②氧化Fe2＋、SO等还原性物质： H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O， H2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O； ③使湿润的淀粉－KI试纸变蓝： H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O 弱还原性 H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化。 2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O (3)用途 作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。H2O2作氧化剂时，还原产物一般为水，故H2O2又称为绿色氧化剂。 (4)金属过氧化物 ①金属过氧化物都是强氧化剂，过氧化钠、过氧化钾可以和水反应，生成相应的氢氧化物和氧气，另外还存在带结晶水的金属过氧化物。如：过氧化钡、过氧化钙。 ②过氧化物和稀酸反应生成过氧化氢。 BaO2＋H2SO4===H2O2＋BaSO4。 过氧化钠与空气中的二氧化碳作用放出氧气： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 案例1 臭氧与环境 如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是( ) A.O3转化为O2是物理变化 B.反应①中破坏的化学键为共价键 C.反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2 D.少量的Cl能破坏大量的O3 解析 A项，O3转化为O2为化学变化，错误；B项，反应①为Cl—O＋O―→O—O＋Cl，破坏Cl—O键形成O—O键，正确；C项，由流程图知反应②为O3＋Cl===ClO＋O2，正确；D项，Cl在臭氧分解中为催化剂，少量的Cl能破坏臭氧层，正确。 答案 A [对点训练1] O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O33O2，O3O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2 (X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)3O2(g) ΔH＝－144.8 kJ·mol－1，t ℃时K＝3×1076。 下列说法不正确的是( ) A.O3转变为O2的能量曲线可用上图所示 B.O3转变为O2为氧化还原反应 C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂 D.t ℃时，3O2(g)2O3(g)，K≈3.33×10－77 解析 根据吸热反应的ΔH＞0，放热反应的ΔH＜0，图像中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热反应，A正确；O2可以转化成O3，但元素化合价未变，不是氧化还原反应，故B错误；X参与反应，加快了反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变，属于催化剂，所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作为催化剂，故C正确；相同条件下，逆反应的K值是正反应K值的倒数，故D正确。 答案 B 案例2 过氧化物的性质及应用 过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下： ①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2； ②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀； ③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2·8H2O，再脱水干燥得到CaO2。 完成下列填空 (1)第①步反应的化学方程式为_______________________________________ ________________________。 第②步反应的化学方程式为__________________________________________ ________________________。 (2)可循环使用的物质是________。工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为 ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是____________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)CaO2·8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是____________________________________________________________________。 (5)已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。 若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL(已换算成标准状况)，则产品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。 过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有 ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析 (5)已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。反应的方程式是2CaO22CaO＋O2↑。根据方程式可知，每有2 mol CaO2发生反应，会产生1 mol O2，在标准状况下体积是22.4 L。现在产生标准状况下的氧气体积是V mL，则氧气的物质的量是n(O2)＝＝×10－3 mol；则反应的CaO2的物质的量是n(CaO2)＝2n(O2)＝×10－3 mol，则产品中CaO2的质量分数为φ＝[n(CaO2)M÷m]×100%＝[×10－3 mol×72 g/mol÷m]×100%＝%。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及固体质量不再发生改变时剩余固体的质量。 答案 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3＋2H2O CaCl2＋H2O2＋8H2O＋2NH3===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl (2)NH4Cl Ca(OH)2价格低，H2O2价格高且易分解，Ca(OH)2溶液显碱性，就可以抑制CaO2·8H2O的溶解，从而提高产品的产率。H2O2显弱酸性，会促进CaO2·8H2 O的溶解，对物质的制取不利 (3)取最后一次洗涤溶液，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净 (4)防止H2O与CaO2反应，抑制CaO2分解 (5)% 加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量 素养说明：形式多样的多硫含氧酸盐是高考命题的热点。通过对多硫含氧酸盐用途的了解，发展学生的化学社会意识。以多硫含氧酸盐的性质为载体，从生活、生产实际出发发现并提出具有探究价值的问题，设计探究方案加以探究，培养学生的实验能力及创新意识。 硫代硫酸钠(Na2S2O3) Na2S2O3·5H2O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。 1.Na2S2O3的化学性质 (1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体： S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 (2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化： ①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。 ②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。 2.Na2S2O3的制备方法 将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量比配成溶液，然后通入SO2，反应大致可分三步进行： (1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3： Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2。 (2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S： Na2S＋SO2＋H2O===Na2SO3＋H2S， H2S是强还原剂，遇到SO2时析出硫： 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。 (3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3： Na2SO3＋S===Na2S2O3。 将上面三个反应合并得到总反应： 2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。 溶液蒸发浓缩后，冷却至293～303 K时即析出Na2S2O3·5H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。 [提醒] 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：Na2SO3＋SNa2S2O3。 过二硫酸钠(Na2S2O8) 过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，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S2O＋2I－2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。 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。有含结晶水(Na2S2O4·2H2O)和不含结晶水(Na2S2O4)两种。前者为白色细粒结晶，后者为淡黄色粉末。相对密度2.3～2.4，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并发出刺激性酸味。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。 吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。 焦亚硫酸钠(Na2S2O5) 焦亚硫酸钠又称二硫五氧酸钠 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===Na2S2O5＋H2O。 2.用途 ①医药工业用于生产氯仿、苯甲醛等； ②食品工业用作漂白剂、防腐剂、疏松剂、抗氧化剂、护色剂及保鲜剂； ③印染工业用作棉布漂白后的脱氯剂、棉布煮炼剂； ④制革工业用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能。 题型一 工业制备 【典例1】 (2018·课标全国Ⅰ)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： ①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。 ②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是________________________。 (3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_________________________。 电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。 解析 (2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3 ，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。 答案 (1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O (2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液 (3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) a 题型二 实验室制备与性质探究 【典例2】 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验： 实验一 焦亚硫酸钠的制取 采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5 (1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为____________________________________ ______________________________________________________________。 (2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是____________________________________________________________________。 (3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。 实验二 焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。 a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入盐酸 d.加入品红溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测 (5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析 (2)装置Ⅱ中已有晶体析出，可通过过滤操作得到Na2S2O5晶体。(3)食盐水和浓H2SO4不能吸收SO2，故b、c错误；a项，瓶口封闭易造成实验事故，错误；d项，既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，正确。(4)HSO电离显酸性，水解显碱性，要证明HSO的电离程度大于水解程度，则证明NaHSO3溶液显酸性即可，故可通过测定溶液的pH，或用蓝色石蕊试纸检测等方法。(5)Na2S2O5晶体被空气氧化的产物为Na2SO4，故可通过检验SO离子来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化。 答案 (1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O[或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O] (2)过滤 (3)d (4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则证明Na2S2O5晶体已被氧化 【典例3】 硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。 Ⅰ.[查阅资料] (1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。 Ⅱ.[制备产品] 实验装置如图所示(省略夹持装置)： 实验步骤： (1)检查装置气密性，按图示加入试剂： 仪器a的名称是________；E中的试剂是________(填字母)。 A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液 (2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。 (3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。 Ⅲ.[探究与反思] (1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。 (所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择) 取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，____________________________________________________________________， 若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。 (2)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对Ⅱ中实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是______________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________方法提纯。 解析 Ⅱ.(1)仪器a有活塞，故a为分液漏斗。(3)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。 Ⅲ.(1)根据Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于盐酸，而BaSO4难溶于盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入足量盐酸，沉淀未完全溶解，说明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体为SO2，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由I中(3)可知Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可先用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。(3)因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。 答案 Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发 Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸 (2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重结晶 基础知识巩固 1.(2017·海南卷)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( ) A.CO B.SO2 C.HCl D.CO2 答案 B 2.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于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 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，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。 答案 B 3.为确定某纯净的气体X的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是( ) 选项 操作(现象) 结论 A 闻X气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色) X一定是SO2 B 闻X气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊) X一定是SO2 C X品红溶液(褪色)变红色 X一定是SO2 D X紫色石蕊溶液(先变红色后褪色) X一定不是SO2 答案 A 4.探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是( ) A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应 B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气 C.用装置丙稀释反应后的混合液 D.用装置丁测定余酸的浓度 解析 A项，浓硫酸和铜反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由原理知应选固＋液装置类型，错误；B项，SO2比空气重，收集时应从长管进气，错误；C项，由于甲中有剩余的浓硫酸，故稀释时应将残液缓缓加入水中，边加边搅拌，正确；D项，测定余酸浓度，标准液为NaOH溶液，故应选碱式滴定管，错误。 答案 C 考试能力过关 5.某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。下列说法不正确的是(双选)( ) A.X中可能含有两种盐 B.a是SO3 C.Y主要含有(NH4)2SO4 D.(NH4)2S2O8中S元素的化合价为＋7 解析 SO2与氨水作用可生成(NH4)2SO3和NH4HSO3，A正确；a是SO2，B错误；(NH4)2SO3、NH4HSO3与足量硫酸反应生成(NH4)2SO4，C正确；S元素的最高化合价为＋6，(NH4)2S2O8中有两个O显－1价，存在过氧键，D错误。 答案 BD 6.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是( ) A.该过程中可得到化工产品H2SO4 B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2 C.该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4 解析 根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。 答案 C 7.[2020·金考卷山东高考预测卷(一)，12]物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价—类二维图”，下列说法错误的是( ) A.S与O2在点燃时经一步反应生成Y B.Z作氧化剂时，理论上可被还原为S单质 C.X、Y、Z中只有Z属于电解质 D.X的水溶液在空气中放置，易被氧化 解析 A项，硫单质与氧气不能在点燃时经一步反应生成SO3，错误；B项，Z为Na2SO3，根据氧化还原反应价态变化规律，可知Na2SO3可被还原为S单质，正确；C项，H2S(X)、Na2SO3(Z)属于电解质，SO3(Y)属于非电解质，错误；D项，硫化氢水溶液中硫元素易被空气中的氧气氧化生成硫单质，正确。 答案 AC [A级 全员必做题] 1.(2019·重庆九校联盟联考，8)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) 选项 性质 用途 A FeCl3溶液显弱酸性 FeCl3可用作H2S的脱除剂 B 二氧化硅熔点高 二氧化硅可用于制备光导纤维 C 氢氟酸呈酸性 氢氟酸可用在玻璃器皿上刻蚀标记 D H2O2能使蛋白质变性 H2O2可用作医疗行业的消毒剂 答案 D 2.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是( ) A.检验溶液是否含有SO 时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，所得溶液再加BaCl2溶液 B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力，用盐酸将高锰酸钾溶液酸化 C.检验溶液中是否含有Fe3＋时，用硝酸酸化 D.定性检验SO，将BaCl2溶液用HNO3酸化 解析 在无其他阳离子干扰的条件下，用盐酸酸化可以排除CO、SO等阴离子的干扰，加BaCl2溶液若出现白色沉淀说明溶液中含SO，故A正确；高锰酸钾溶液能将盐酸氧化，不能用盐酸将高锰酸钾溶液酸化，故B错误；硝酸有强氧化性，若溶液中有Fe2＋，就会被氧化得到Fe3＋，故C错误；HNO3能将SO氧化为SO，造成错误的检验结果.故D错误。 答案 A 3.(2019·天门高三模拟)硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫元素的三种酸。下列说法不正确的是( ) A.若向Na2S溶液中通入SO2，则产生淡黄色沉淀 B.这三种酸都是二元酸，都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐 C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会氧化变质且原溶质的浓度减小 D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应 解析 A项，向Na2S溶液中通入SO2，生成H2S与SO2反应生成S，正确；B项，二元酸对应的盐有两种：正盐、酸式盐，正确；C项，硫酸在空气中稳定，不会被氧化，错误；D项，氢硫酸、亚硫酸均可被氯水氧化，正确。 答案 C 4.(2020·衡阳八中高三月考)实验室有一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀，剩余部分只看到“Na2SO”字样。已知固体M只可能是Na2SO3或Na2SO4。若取少量固体M配成溶液，下列试剂不能用于鉴定M的是( ) A.Ba(OH)2 B.稀盐酸 C.稀硫酸 D.浓硝酸 解析 A项，Ba(OH)2与Na2SO3、Na2SO4反应分别生成BaSO3、BaSO4，均为白色沉淀，不能鉴定。稀盐酸、稀硫酸、浓硝酸与Na2SO3反应均生成气体，而与Na2SO4均不反应，无现象，可以鉴定。 答案 A 5.(2017·江苏化学，4)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( ) 解析 A项，稀H2SO4与铜片不反应，错误；B项，SO2能使品红溶液褪色，体现其漂白性，正确；C项，SO2密度比空气大，应“长进短出”，错误；D项，SO2不与NaHSO3反应，无法吸收SO2，错误。 答案 B 6.某学生课外活动小组利用如图装置做如下实验：在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色变为红色，冷却后恢复无色，则( ) A.溶有SO2的品红溶液 B.溶有NH3的酚酞溶液 C.溶有SO2的酚酞溶液 D.溶有Cl2的品红溶液 解析 二氧化硫和有色物质反应生成不稳定的无色物质，加热时溶液又恢复原来的颜色，所以溶有二氧化硫的品红溶液符合题意，A正确；氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出OH－而使溶液呈碱性，酚酞遇碱变红色，加热条件下，一水合氨易分解生成氨气而使溶液褪色，B错误；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，酚酞在酸性溶液中为无色，加热后虽亚硫酸分解放出SO2，但溶液还是无色，C错误；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性而使品红溶液褪色，且次氯酸的漂白性具有不可逆性，D错误。 答案 A 7.(2017·北京理综，10)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是( ) 实验 现象 结论 A 含HCl、BaCl2的 产生白色沉淀 SO2有还原性 FeCl3溶液 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性： H2SO3>H2SiO3 解析 A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B.SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论，酸性：H2SO3＞H2SiO3。 答案 C [B级 拔高选做题] 8.(2020·黄石模拟)X为一种常见气体(常温下)，a、b、c是中学化学常见物质，均由常见元素组成，转化关系如图所示，下列说法不正确的是( ) A.若a、b、c焰色反应均呈黄色，水溶液均呈碱性，则a中可能既含有离子键又含有共价键 B.若X为O2，a为一种固态单质，则c可能为CO2和SO3 C.若b为固态非金属单质，b与X所含元素同主族，则a、b、c均能与X反应 D.若a为固态非金属单质，a与X所含元素同周期，常温常压下c为白色固体，则X与a所含元素原子的核电荷数相差2 解析 A项，a、b、c焰色反应均呈黄色，含Na元素，水溶液均呈碱性，可知a为氢氧化钠，b为碳酸钠，c为碳酸氢钠，X为二氧化碳，符合转化关系，正确；B项，若X为O2、c为SO3，则a为硫，b为二氧化硫，c为三氧化硫，S燃烧生成SO2，不符合转化关系，错误；C项，若b为固态非金属单质且b与X所含元素同主族，则a为硫化氢，b为硫，c为二氧化硫，X为O2，符合转化关系，正确；D项，若a为固态非金属单质，a与X所含元素同周期且常温常压下c为白色固体，则a为磷，b为三氯化磷，c为五氯化磷，X为氯气，符合转化关系，正确。 答案 B 9.SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是( ) A.上述过程中，最终被还原的是NO B.从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸 C.上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体 D.假设通SO2完全反应，同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1 解析 溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，Fe3＋变为Fe2＋，后又被氧化为Fe3＋，所以最终被还原的是NO，A正确；根据溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在的条件下溶液立即又变成棕黄色，说明Fe2＋迅速被氧化成Fe3＋，故硝酸的氧化性比Fe3＋强，综上所述氧化性：HNO3>Fe3＋>稀硫酸，B正确；SO2被氧化后产生的H＋和NO构成强氧化体系，氧化Fe2＋时生成无色难溶于水的NO气体，C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故相当于SO2与NO之间的氧化还原，有3SO2～2NO～2NO，则通入SO2与逸出气体的体积比为3∶2，故D不正确。 答案 D 10.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是(双选)( ) A.向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色 B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋4Fe2＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O C.溶液酸性A>B>C D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A 解析 SO2与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，若二氧化硫足量。则溶液中无Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液不变红色；若二氧化硫不足，则溶液中有Fe3＋，加入KSCN溶液，溶液显红色，A正确；Fe2＋在酸性条件下被O2氧化生成Fe3＋，B正确；溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强，C错误；FeO与H＋反应生成Fe2＋ ，故溶液C不能转化为溶液A，D错误。 答案 AB 11.(2020·青岛模拟)亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂，用如图实验可检验某食品中亚硫酸盐含量(含量通常以1 kg样品中含SO2的质量计；所加试剂均足量)。下列说法不正确的是( ) A.葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用 B.反应①中若不通入N2，则测得的SO2含量偏低 C.反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解，降低SO2的溶解度 D.若仅将②中的氧化剂“H2O2溶液”替换为“溴水”，对测定结果无影响 解析 葡萄酒酿造时通入SO2起到了杀菌和增酸的作用，A项正确；反应①中通入N2的目的是将产生的SO2气体完全吹出后用吸收液吸收，从而提高实验的准确率，若不通入N2，则测得的SO2含量偏低，B项正确；反应①中煮沸的目的是加快亚硫酸的分解，降低SO2的溶解度，C项正确；若将H2O2溶液替换为溴水，如果溴过量，溴会与氢氧化钠反应，所以无法根据氢氧化钠的物质的量确定生成的硫酸的物质的量，D项错误。 答案 D 12.由一种阳离子和两种酸根离子组成的盐称为混盐。下列关于混盐Na4S2O3的有关判断，不正确的是( ) A.该混盐水溶液呈碱性 B.该混盐与H2SO4反应有气体生成 C.该混盐溶液中加入BaCl2可以生成白色沉淀 D.该混盐在酸性条件下可生成S，每产生32 g S转移2NA个电子 解析 根据混盐的定义可判断出Na4S2O3中的阳离子是Na＋，阴离子是SO和S2－，两种阴离子均能发生水解而使溶液呈碱性，A项正确；加入H2SO4发生的反应为：，生成32 g S转移电子NA ，故B项正确、D项错误；加入BaCl2可以生成BaSO3白色沉淀，C正确。 答案 D 13.(2019·北京理综，28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。 ①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是__________________________________ ___________________________________________________________________。 ②试剂a是________。 (2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。 (资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水) 实验二：验证B的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：______________________________ ________________________________________________________________。 ②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是________。 (3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径： 途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。 途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。 实验三：探究SO的产生途径 ①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4 。做出判断的理由： ___________________________________________________________________。 ②实验三的结论：________。 (4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 ____________________________________________________________________。 (5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO生成。 (6)根据上述实验所得结论：_______________________________________。 解析 (1)②试剂a为饱和NaHSO3溶液，用于吸收SO2中其他杂质气体，防止对后续实验产生干扰。(2)①难溶于水的Ag2SO3与NH3·H2O反应生成可溶性的[Ag(NH3)2]2 SO3、H2O，反应的离子方程式为Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，溶解的物质为BaSO3，没有溶解的物质为BaSO4，BaSO3与盐酸反应生成BaCl2、SO2，只要证明滤液E中含有Ba2＋和溶解的SO2即可证明B中含有Ag2SO3，所以选用的试剂为H2O2溶液。(3)①向溶液A中滴入过量盐酸，只有Ag＋能与Cl－反应生成白色沉淀AgCl，所以溶液A中含有Ag＋；取上层清液继续加入BaCl2溶液，没有白色沉淀出现，说明A中没有SO，因为Ag2SO4微溶于水，若B中含有Ag2SO4，溶液A中则含有少许SO，加入BaCl2溶液能生成更难溶的BaSO4沉淀。②SO具有还原性，在实验二中，SO被空气中的O2氧化为SO。(4)SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为2Ag＋＋SO2＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋。(6)由题给信息可知，实验条件下，SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率；碱性溶液中SO更易被氧化为SO。 答案 (1)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②饱和NaHSO3溶液 (2)①Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O ②H2O2溶液，产生白色沉淀 (3)①Ag＋ Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4 ② 途径1不产生SO，途径2产生SO (4)2Ag＋＋SO2＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋ (6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率；碱性溶液中SO更易被氧化为SO 14.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。 Ⅰ.工业上制备保险粉的流程如下： (1)步骤①中发生反应的化学方程式为___________________________________ __________________________________________________________________。 (2)步骤②中生成的沉淀为________(填化学式)。 (3)步骤③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________。 Ⅱ.探究Na2S2O4的性质： 某课题小组常温下测得0.050 mol·L－1 Na2S2O4溶液的pH随时间变化的关系如图所示。 (4)0～t1，主要生成HSO，写出0～t1发生反应的离子方程式：___________________________________________________________。 (5)若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(SO)－c(H2SO3)＝________(不考虑溶液体积变化)。 解析 (1)由流程可知，步骤①中，反应物为Zn和SO2，生成物为ZnS2O4 ，据此可得化学方程式：Zn＋2SO2===ZnS2O4。(2)步骤②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③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HSO，故反应的离子方程式为2H2O＋2S2O＋O2===4HSO。(5)t1时溶液的pH＝5，则c(H＋)＝10－5 mol·L－1，c(OH－)＝10－9 mol·L－1。溶液中的溶质只有NaHSO3，根据质子守恒得c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)，故c(SO)－c(H2SO3)＝c(H＋)－c(OH－)＝(10－5－10－9)mol·L－1。 答案 (1)Zn＋2SO2===ZnS2O4 (2)Zn(OH)2 (3)降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出 过滤 乙醇 (4)2H2O＋2S2O＋O2===4HSO (5)(10－5－10－9) mol·L－1 素养说明：以元素化合物为素材的题目常以元素化合物为载体，以物质转化关系为主线(命题范围)。角度多样，常与实验、化学理论衔接考查。解答时以物质的特征性质、特殊反应、特征反应为切入点，结合正推、逆推等方法理清相关物质，使整个题目前后连贯，然后规范答题。 一、以特征性质或反应为突破口 1.特征物理性质 (1)淡黄色固体：Na2O2、S、AgBr； 黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4 (2)有色气体：NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)；无色刺激性气味气体：SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I)；无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。 (3)常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。 (4)易升华的物质：I2。 (5)溶液中的有色离子：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO[紫(红)色]。 (6)Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。 (7)有色沉淀：Fe(OH)3——红褐色沉淀、Cu(OH)2——蓝色沉淀、CuS、FeS——黑色沉淀。 2.特征反应现象 (1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，有白色固体生成)，金属的焰色反应。 (2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。 (3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。 (4)在空气中由无色气体变为红棕色气体的是NO。 (5)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH。 (6)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。 (7)两种气体相遇产生白烟，两种气体分别为NH3、HCl。 3.特殊反应条件 (1)“催化剂”：无机化学反应需要的催化剂不同，但是根据“催化剂”这一条件，可将双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来，形成知识链接。 (2)“通电”或“电解” 链接电解氯化钠、硫酸铜等溶液，熔融氯化钠、氧化铝、氯化镁。 (3)光 链接H2＋Cl2 CH4＋Cl2 AgNO3、HNO3、HClO 4.特殊反应与性质 (1)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。 (2)常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。 (3)Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色)。 (4)钝化现象：常温下Fe、Al遇到浓硫酸或浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，从而保护金属不再发生反应。 二、以物质特殊转化关系为突破口 1.直线型转化 ABC (1)X为O2 Na―→Na2O―→Na2O2 N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2 S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3 C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2 醇―→醛―→羧酸 (2)X为CO2 NaOHNa2CO3NaHCO3 (3)X为强酸，如HCl NaAlO2Al(OH)3AlCl3 Na2CO3NaHCO3CO2 (4)X为强碱，如NaOH AlCl3Al(OH)3NaAlO2 (5)X为Fe Cl2FeCl3FeCl2 (6)X为C O2CO2CO 2.交叉型转化 3.三角型转化 4.注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应 (1)金属―→金属：金属＋盐―→盐＋金属，铝热反应。 (2)金属―→非金属：活泼金属＋H2O(或H＋)―→H2，2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)非金属―→非金属：2F2＋2H2O===4HF＋O2，2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓(X2代表卤素单质)。 (4)非金属―→金属，用H2、C冶炼金属。 解题思维路线 解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下： 推断―→ 题型一 直线转化型 【典例1】 (2019·江苏化学，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s) B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s) C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq) D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s) 解析 A项，Cl2与Fe发生反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀，煅烧Mg(OH)2生成MgO固体，正确；C项，S在O2中燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，错误。 答案 B [对点训练1] (2020·合肥调研)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是( ) A.FeFe2O3FeCl3(aq) B.N2NH3NO C.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq) D.Al2O3Al(OH)3AlCl3(aq) 解析 Fe与水蒸气的反应为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A项错误；N2＋3H22NH3、4NH3＋5O24NO＋6H2O，B项正确；SiO2与水不反应，C项错误；Al2O3与NH3·H2O(aq)不反应，D项错误。 答案 B 题型二 律、表考查中的物质推断 【典例2】 (2016·课标全国Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.原子半径的大小W查看更多
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