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第04讲 不同价态含硫物质间的转化
必备知识
1.硫及其化合物的转化关系
①
⑤
S SO2 SO3 H2SO4
CaSO3 CaSO4
②
③
④
⑥
⑦
⑧氯水
⑨Cu
⑩C
①S+O2 SO2
②2H2S+SO2=3S+2H2O
※③SO2+O22SO3
④SO3+H2O = H2SO4
⑤SO2+CaOCaSO3 或 SO2+Ca(OH)2 = CaSO3↓+H2O
⑥ SO3+CaO = CaSO4 SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O
SO3+Ca(OH)2 = CaSO4+H2O
⑦2CaSO3+O22CaSO4
※⑧SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl SO2+Cl2+2H2O = 4H++SO42-+2Cl-
※⑨Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓)Cu2++SO42-+SO2↑+2H2O
※⑩C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(1)-2价硫处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性,+6价硫处于最高价态,只有氧化性,注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
(2)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,如:
H2SSSO2SO3
2.从氧化还原反应的角度定位硫及其化合物间的转化关系
(1)H2SSSO2SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
(2)相邻价态同种元素的微粒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。
(3)典型的归中反应。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O
(4)含硫物质的连续氧化
硫元素
3.相同价态硫的转化是通过与酸、碱反应实现的
写出②、③、④反应的化学方程式:
②_H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O__;
③_Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O__;
④_Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3__。
易混易错点
1.掌握两个转化关系
(1)H2SSO2SO3H2SO4;
(2)SSO2SO3H2SO4
2.熟记以下重点化学方程式
(1)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
(2)SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(3)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
(4)2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
(5)2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
(6)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
(7)2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O
(8)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(9)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
细剖精析易混不混易错不错
1.注意硫酸与金属的反应的四种情况
(1)常温下浓硫酸使 Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
(2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
(3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2小于1 mol。
(4)浓硫酸与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
2.中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:
氮元素
钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素:CCOCO2H2CO3
另外有机化学中也常有连续氧化的过程:
R—CH2—OHR—CHOR—COOH
CH2===CH2CH3CHOCH3COOH
3.①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2Na2S+Na2SO3+3H2SO43Na2SO4+3S↓+3H2O。
对点训练
1.下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.漂白粉(s)
B.
C.
D.
2.以下涉及的生产方法和物质转化(“→”表示一步转化关系)正确的是
A.工业制烧碱:
B.工业制硫酸:
C.工业制漂白粉:浓盐酸
D.侯氏制碱法:饱和食盐水
3.双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中,表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,1mol可氧化2mol
C.总反应为
D.双碱法脱硫过程中,可以循环利用
4.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是
A.硫铁矿煅烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收更充分
5.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是
A.SO3→SO2 B.H2SO4→Na2SO4
C.S→SO2 D.H2SO4→SO2
6.硫在自然界中的循环过程如下图所示,下列说法不正确的是
A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D.动植物遗体被微生物分解后,可产生SO和SO2
7.如表所列各组物质中,物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化的是
物质
选项
甲
乙
丙
A
B
Al
C
NO
D
8.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系,下列有关物质的推断不正确的是
A.若甲为,则丁可能是 B.若甲为溶液,则丁可能是
C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为,则丁可能是NaOH溶液
9.下列变化中,必须加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
10.下列物质不能由单质直接化合生成的是
① ②CuS ③ ④ ⑤FeS ⑥
A.①③④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.①②⑥
11.常用作纺织业棉麻脱氯剂,酸化时可放出气体。其制备工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.中S元素的化合价为+6
B.“反应I”中,应先通入,后通入
C.“反应II”的化学方程式为
D.若产品中含有杂质,可能原因是“反应II”中用量不足
12.硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得乙溶液,向乙溶液中滴加双氧水,乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁,把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素,则它们分别为
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2S
C.SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2S
D.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
13.在给定条件下,下列选项正确的是
①NaHCO3Na2CO3NaOH
②CaCO3CaOCaSiO3
③NH3 NO HNO3
④
⑤SSO3H2SO4
⑥
A.有2项能实现 B.有3项能实现
C.有4项能实现 D.以上转化均不能实现
14.含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是
A.c为不溶于盐酸的白色沉淀 B.d可漂白纸浆,不可用于杀菌
C.a可能为正盐,也可能为酸式盐 D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
15.《博物新编》中关于磺强水制法记载:“以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣”磺强水指的是
A. B. C. D.氨水
16.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”,下列说法不正确的是
A.S与O2在点燃时经一步反应可生成Y
B.Z作氧化剂时,理论上可被还原为S单质
C.X的水溶液在空气中放置,易被氧化
D.X、Y、Z中只有Y属于非电解质
提升训练
1.X、Y、Z三种物质何存在如下图所示的转化关系。下列说法错误的是
A.若a处强碱,则X与Z的溶液可能反应生成Y
B.若a是氧气,则Y一定是氧化物
C.若a是金属单质,则Y、Z中a的化合价可能是
D.若a是强酸,则Y既可能与酸反应又可能与碱反应
2.已知X、Y、Z、W(含同一种短周期元素)有如图所示转化关系,下列相关说法错误的是
A.若W为强酸,X为氢化物,则X至少有两种,且两种的水溶液可能发生反应
B.若W为弱酸,X为单质,则X至少有两种,且两种单质可以相互转化
C.若W为强酸,X为氢化物,W与X反应生成固体,该固体一定为硝酸铵
D.若W为强碱,则X只能为金属单质,且化合物Z中存在离子键和非极性键
3.硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是
A.a与c、d、e都有可能反应生成b
B.d溶液久置于空气中会生成e,溶液的减小
C.盐g与盐f之间也可能发生反应
D.铜与e的浓溶液共热产生的气体通入溶液中,无明显现象
4.为探究某些硫的含氧酸盐的部分性质,进行如下实验,并记录实验现象:
①测得0.01mol·L-1NaHSO3溶液的pH约为5。
②向0.01mol·L-1NaHSO3溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液的紫红色褪去。
③向0.1mol·L-1Na2S2O3溶液中滴加稀盐酸,产生无色刺激性气味的气体,且出现淡黄色沉淀。
④在Ag+催化条件下,向0.1mol·L-1K2S2O8无色溶液中滴加MnSO4溶液,溶液变为紫红色。
由上述实验现象得出的结论不合理是
A.实验①说明:Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)<Kw
B.实验②中发生反应:5HSO+2MnO+H+=5SO+2Mn2++3H2O
C.实验③中的淡黄色沉淀为S,无色刺激性气味的气体为SO2
D.实验④说明:该条件下,S2O的氧化性强于MnO
5.已知甲、乙、丙三种物质均含有同种元素,其转化关系如下(反应条件已略去)。
下列推断错误的是
A.若丙为红棕色气体,则甲可能为
B.若丙为,则X与稀盐酸反应可以得到丙
C.若乙为,则甲可能是
D.若乙能使品红溶液褪色,则甲一定是S单质
6.下列离子方程式正确的是
A.溶液与稀反应:S2O+6H+=2S+3H2O
B.在海带灰的浸出液中滴加得到:2I-+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2O
C.向 溶液中加入溶液至恰好沉淀完全:Al3++2SO+2Ba2++4OH-=AlO +2BaSO4↓+2H2O
D.Fe与稀硝酸反应,当::2时:3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O
7.中学化学中常见的物质A、B、C、D、E均含同种短周期主族元素,其中A为单质,五种物质间的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.若B、C均为氧化物,则A可能为碳单质
B.若C、D均为氧化物,则A一定为非金属单质
C.若D为Na2CO3,则A一定为钠单质
D.若E为含氧强酸,则B与C可能反应生成A
8.有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)。
以下推断错误的是( )
A.当X是盐酸时,则F是稀硝酸
B.当X是氢氧化钠时,则F可能是稀硝酸
C.当X是氢氧化钠时,B跟Cl2反应可能有白烟现象
D.当X是氢氧化钠时,B有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9.下列图示箭头方向表示与某种常见试剂在通常条件下发生转化,其中6步转化均能一步实现的一组物质是
选项
W
X
Y
Z
A
B
C
D
S
10.如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中B、C、D、E分子中均只含有一个S原子。下列说法错误的是
A.B、C分子中中心原子的杂化类型相同且通入溶液能够生成同一种沉淀
B.H代表的某种钠盐可与D反应生成A和B
C.G可代表多种钠盐,其中一种酸式盐的水溶液显酸性,抑制水的电离
D.F位置某盐的化学式为,每个中过氧键数目为2
11.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
①盐卤(含MgCl2)Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
②铝土矿 Al(OH)3Al2O3
③NH3NONO2HNO3
④NaCl溶液Cl2(无水)FeCl2
⑤SSO3H2SO4
⑥SiO2Na2SiO3溶液H2SiO3
A.③⑥ B.③⑤⑥ C.①④⑤ D.①③⑥
12.下列化学工艺流程不可行的是( )
A.实验室从海带中提取单质碘取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B.石英砂粗硅粗SiCl4高纯硅
C.FeS2SO2SO3H2SO4
D.铝土矿NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3Al
13.元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如图所示的关系发生转化。则X为
A.当n=1时,X可能是C
B.当n=1时,X可能是Al
C.当n=2时,X可能是S
D.当n=2时,X可能是Na
14.某溶液中可能含有离子:K+、Na+、Fe2+、Fe3+、SO32-、SO42-,且溶液中各离子的物质的量相等,将此溶液分为两份,一份加高锰酸钾溶液,现象为紫色褪去,另一份加氯化钡溶液,产生了难溶于水的沉淀。下列说法正确的是( )
A.若溶液中含有硫酸根,则可能含有K+
B.若溶液中含有亚硫酸根,则一定含有K+
C.溶液中可能含有Fe3+
D.溶液中一定含有Fe2+和SO42-
15.下列实验操作与现象不相匹配的是
实验操作
实验现象
A
向盛有Ba(NO3)2溶液的试管中通入CO2
产生白色沉淀
B
向盛有KI溶液的试管中滴加氯水和CCl4液体,振荡
下层溶液变为紫红色
C
向盛有Na2S2O3溶液的试管中先滴入酚酞溶液,然后滴加盐酸,边滴边振荡。
溶液先变红后褪色,有气泡产生并出现浑浊
D
向盛有FeCl3溶液的试管中先加入足量锌粉,充分振荡后加2滴K3[Fe(CN)6]溶液
溶液黄色逐渐消失,加K3[Fe(CN)6]溶液产生深蓝色沉淀
16.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,再分别滴加下图所示的试剂。
下列关于实验现象的解释或结论正确的是
选项
实验现象
解释或结论
A
a中无明显现象
Na2SO3和H2O2一定不发生反应
B
b中加稀H2SO4后才产生淡黄色沉淀
SO32−和S2−两种离子一定不能大量共存
C
c中加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去
Ba2++ SO32− == BaSO3↓,使SO32−水解平衡逆向移动,红色褪去
D
d中产生白色沉淀
原Na2SO3溶液中含有SO42−
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