资源描述
考点10 硫及其化合物(好题冲关)
【基础过关】
1．(2023·浙江省东阳市高三5月模拟考试)硫酸钙用途广泛，下列说法不正确的是( )
A．CaSO4·2H2O俗名：熟石膏 B．CaSO4属于强电解质
C．CaSO4中即含离子键又含共价键 D．石膏可用来调节水泥硬化速度
【答案】A
【解析】A项，CaSO4·2H2O俗名：生石膏，A错误；B项，CaSO4是盐，在水溶液中完全电离，属于强电解质，B正确；C项，CaSO4中Ca2+和SO42-之间形成离子键，SO42-内S原子和O原子形成共价键，C正确； D项，水泥具有水硬性，石膏可用来调节水泥硬化速度，D正确；故选A。
2．(2023·浙江省义乌市高三高考适应性考试)在岩层深处和海底中存在黄铁矿(FeS2)，下列说法不正确的是( )
A．Fe元素位于周期表d区
B．Fe和S在加热条件下可制备FeS2
C．FeS2受氧气和水的长期作用，可转化为硫酸盐
D．工业上可用黄铁矿为原料来制备硫酸
【答案】B
【解析】A项，已知Fe是26号元素，位于元素周期表第4周期Ⅷ族，故Fe元素位于周期表d区，A正确；B项，Fe和S在加热条件下生成FeS，而不是FeS2，B错误；C项，FeS2受氧气和水的长期作用，可被氧气氧化，转化为硫酸盐，C正确；D项，由反应方程式可知，4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，2SO2+O22SO3，SO3+H2O=H2SO4，故工业上可用黄铁矿为原料来制备硫酸，D正确；故选B。
3．(2023·江苏省决胜新高考高三大联考)实验室用炭与浓硫酸反应并对产生气体的成分进行检验，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲进行反应 B．用装置乙检验H2O(g)
C．用装置丙检验SO2 D．用装置丁检验CO2
【答案】D
【解析】A项，炭与浓硫酸在加热条件下，在装置甲中发生反应，A正确；B项，检验SO2和CO2均需经过水溶液，带出的水蒸气会影响对反应生成水的检验，所以在发生反应后就检验反应生成的水，B正确；C项，利用SO2的漂白性，用品红溶液检验SO2和CO2混合气体中SO2，C正确；D项，由装置丙导出的气体中仍然混有SO2，而SO2也能与澄清石灰水反应出现浑浊，不能检验炭与浓硫酸反应生成的CO2，D错误；故选D。
4．自然界中不同价态硫元素之间的转化如图所示，下列说法正确的是( )
A．上图中，酸雨的含硫成分只有，由SO2溶于水生成
B．芒硝在浓硫酸中失水的过程体现了浓硫酸的脱水性
C．黄铁矿燃烧产生的尾气，与空气混合后通入碳酸钙的浆状物，可用来制备石膏
D．凝聚法是将SO2通入H2S稀溶液中得到S胶体，该反应中氧化剂：还原剂=2：1
【答案】C
【解析】A项，酸雨的含硫成分有硫酸和亚硫酸，故A错误；B项，芒硝是Na2SO4·10H2O失水后生成Na2SO4，体现了浓硫酸的吸水性，浓硫酸的脱水是指无水去“H”“O”形成水的过程，故B错误；C项，黄铁矿燃烧产生SO2和氧化铁，其中尾气是SO2，SO2与空气混合后通入碳酸钙生成硫酸钙，可用来制备石膏，故C正确；D项，SO2与H2S的反应为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，该反应中氧化剂是SO2，还原剂是H2S，比值为1：2，故D错误；故选C。
5．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只有Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
【答案】C
【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。
6．为确定某纯净的气体Q的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是( )
选项
操作及现象(现象在括号内)
结论
A
闻Q气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色)
Q一定是SO2
B
闻Q气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊)
Q可能是SO2
C
Q品红溶液(褪色)变红色
Q一定是SO2
D
Q紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)
Q一定不是SO2
【答案】A
【解析】硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化，由现象可知Q不一定是SO2，故A错误。
7．(2023·河北省衡水市部分重点高中高三二模)金属冶炼时产生的含二氧化硫废气经回收后可用于制硫酸，实现资源化利用。下列化学反应表示正确的是( )
A．硫酸型酸雨露置于空气中一段时间后溶液酸性增强：H2SO3+O2=H2SO4
B．用足量的石灰乳吸收废气中的SO2：Ca2++SO2+2OH- =CaSO3↓+H2O
C．SO2通入足量的硝酸钡溶液中有白色沉淀生成： 3Ba2++3SO2+2NO3-+2H2O=3BaSO3↓+2NO+4H+
D．向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2：Ca2++SO2+2ClO-+H2O=CaSO3↓+2HClO
【答案】C
【解析】A项，氧原子个数不相等，不符合质量守恒定律，A错误；B项，石灰乳是浊液，不能拆写成离子形式，B错误；C项，SO2在酸性条件下可与NO3-发生氧化还原反应：3Ba2++3SO2+2NO3-+2H2O=3BaSO3↓+2NO+4H+，C正确；D项，SO2具有还原性，Ca(ClO)2具有强氧化性，会发生氧化还原反应，D项错误。故选C。
8．(2023·湖北省荆荆宜仙四地高三联考)单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物，如(x一般为2~6)；多硫化物在酸性溶液中不稳定，易歧化：。下列说法错误的是( )
A．As2S3 (其中As显价)是多硫化物 B．As2S5是氧化产物
C．Na2S2中阴阳离子个数比为1：2 D．久置Na2S洛液遇酸可能变浑浊
【答案】A
【解析】A项，由题干信息知，多硫离子中S元素化合价为价价，而中S元素为-2价，是正常硫化物，A错误； B项，As2S3发生氧化反应生成氧化产物As2S5，B正确；C项，Na2S2中阴阳离子分别为S22-、钠离子，个数比为1：2，C正确； D项，久置Na2S溶液被空气中氧气氧化后生成单质硫，进一步生成多硫化物，多硫化物在酸性条件下歧化可能生成单质硫，溶液浑浊，D正确；故选A。
9．(2023·河北省石家庄市高三联考)硫及其化合物的“价-类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A．硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B．将X通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成
C．M的无水固体粉末显蓝色
D．N与Z反应可生成X
【答案】D
【解析】A项，硫燃烧只能得到SO2，A项错误；B项，盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性，故SO2不与BaCl2溶液反应，B项错误；C项，无水CuSO4为白色，C项错误；D项，Na2S2O3与H2SO4反应生成SO2、S、H2O，D项正确；故选D。
10．(2023·海南省海口市二模)硫及其化合物在工业生产中多有涉及。下列有关说法正确的是( )
A．硫在过量的氧气中燃烧直接生成SO3
B．将SO2通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成
C．CuSO4的无水固体粉末显蓝色
D．H2S和SO2反应可生成S
【答案】D
【解析】A项，硫燃烧只能得到SO2，A项错误；B项，盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性，故SO2不与BaCl2溶液反应，B项错误；C项，无水CuSO4为白色，C项错误；D项，H2S与SO2反应生成S、H2O，D项正确；故选D。
11．(2023·山东省济宁市三模)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品，将SO2通入Na2CO3和Na2S混合溶液中可制得Na2S2O3。其制备装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．S2O32-的空间构型为四面体形
B．若用98%的浓硫酸，反应速率将降低
C．制备Na2S2O3的总方程式为：Na2CO3+4SO2+2Na2S =3 Na2S2O3+CO2
D．为增大三颈烧瓶中加入原料的利用率，可通入过量
【答案】D
【解析】A项，硫代硫酸根离子中中心原子为硫原子，硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为四面体形，故A正确；B项，98%的浓硫酸的主要成分是硫酸分子，溶液中氢离子浓度小，与亚硫酸钠固体的反应速率慢，则若用98%的浓硫酸，反应速率将降低，故B正确；C项，制备硫代硫酸的反应为二氧化硫与硫化钠和碳酸钠的混合溶液反应生成硫代硫酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3+4SO2+2Na2S =3 Na2S2O3+CO2，故C正确；D项，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸电离出的氢离子能与硫代硫酸钠溶液反应，导致产率降低，所以制备硫代硫酸钠时，不能通入过量的二氧化硫，故D错误；故选D。
12．已知：100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)；焦硫酸水溶液发生如下电离：H2S2O7(aq)=H+(aq)+ HS2O7-(aq)，HS2O7-(aq) H+(aq)+ S2O72-(aq) K2=2.7×10-2。下列说法不正确的是
A．焦硫酸具有强氧化性
B．Na2S2O7水溶液显中性
C．98%的H2SO4可以表示为SO3•H2O
D．焦硫酸与水反应的化学方程式：H2S2O7+H2O=2H2SO4
【答案】B
【解析】A项，由浓硫酸中+6价硫具有强氧化性可知，焦硫酸中+6价硫也具有强氧化性，A正确。B项，Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3，溶于水后SO3和水反应生成硫酸，溶液显酸性，B错误。C项，假设浓硫酸的质量为100 g，则H2SO4的质量为100 g×98%=98 g，H2O的质量为100 g-98 g=2 g，则H2SO4的物质的量为=1 mol，H2O的物质的量为=mol，故98%的H2SO4可表示为H2SO4•H2O，如果把H2SO4表示为SO3·H2O，则98%的浓硫酸也可表示为SO3•H2O，C正确。D项，焦硫酸与水反应可表示为H2SO4·SO3+H2O=2H2SO4，D正确。
13．工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料，采用接触法制备浓硫酸的原理如图：
下列说法不正确的是( )
A．用盐酸和烧碱可从烧渣中提取铁红
B．净化SO2的目的是防催化剂中毒降低活性
C．用水替代98.3%浓硫酸能提高吸收效率
D．制备硫酸的3个反应中2个是氧化还原反应
【答案】C
【解析】A项，用盐酸溶解烧渣，可除去二氧化硅；再用氢氧化钠可分离铝元素和铁元素，灼烧氢氧化铁制铁红，故A正确；B项，二氧化硫中有砷等杂质会使催化剂中毒(降低活性)，净化SO2的目的是防催化剂中毒降低活性，故B正确；C项，三氧化硫与水反应放出大量热量，用水直接吸收三氧化硫会形成“酸雾”，污染环境且吸收率低，故C错误；D项，黄铁矿(FeS2)与O2反应，SO2和O2反应2个是氧化还原反应，故D正确；故选C。
14． 20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2：将烟气预氧化使SO2转化为SO3，再将预氧化后的烟气利用如图所示原理进行净化。下列说法正确的是( )
A．预氧化时，可以用酸性KMnO4溶液来氧化SO2
B．阳极的电极反应式：2SO42--4e-=2SO3↑+O2↑
C．电解过程中，硫酸根离子的物质的量在不断减少
D．工业上一般用蒸馏水吸收“扫出气”，得到的产物保存在棕色广口瓶中
【答案】B
【解析】A项，若用酸性KMnO4溶液来氧化SO2，SO2被直接氧化成SO42-，A错误；B项，由图示可知，阳极扫出气有N2、O2和SO3，阳极电极反应式为：2 SO42--4e-=2SO3↑+O2↑，B正确；C项，由图示可知，阴极电极反应式为：2SO3+O2+4e-=2，阳极电极反应式为：2 SO42--4e-=2SO3↑+O2↑，电解过程中，硫酸根离子的物质的量不变，C错误；D项，工业上一般用浓硫酸来吸收SO3，得到的硫酸一般保存在细口试剂瓶中，D错误；故选B。
15．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是( )
A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
【答案】A
【解析】A项，反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；B项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型的物质；C项，白雾说明氯化氢易挥发；D项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应。
16．某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略)，下列叙述正确的是( )
A．取反应后D中溶液少许，滴加品红溶液，红色退去，就能说明SO2具有漂白性
B．A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C．B装置溶液变红色，说明SO2是酸性氧化物；C装置产生白色沉淀的原因为：BaCl2＋SO2＋H2OBaSO3↓＋2HCl
D．关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到C中长导管口有明显气泡现象，冷却后液体倒吸，就能判断装置A、B部分气密性良好
【答案】D
【解析】A项，氯水中存在次氯酸具有漂白作用，也可以使品红溶液退色，不能确定一定为二氧化硫的漂白性，故A错误；B项，二氧化硫易溶于水，比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸，故B错误；C项，C装置中产生的白色沉淀为BaSO4，错误；D项，检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是：关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，观察到B中长导管口有明显气泡现象，冷却后长导管中出现一段水柱，说明该装置气密性良好，故D正确。
17．化学小组为探究 SO2与 AgNO3溶液的反应，进行如下实验：
实验 1：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。
实验 2：向溶液 A 中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，取上层清液继续滴加 BaCl2 溶液， 未出现白色沉淀。
下列关于实验说法不正确的是( )
A．铜与浓硫酸反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1：1
B．上述装置中试剂a为浓硫酸，作用是干燥SO2气体
C．实验2初步确定沉淀B为Ag2SO3，不含有 Ag2SO4
D．该条件下SO2与AgNO3溶液不易发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】实验1：浓硫酸与铜加热制备二氧化硫，试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，目的是除去SO2中的硫酸酸雾，之后将二氧化硫通入硝酸银溶液中，产生沉淀。实验2：向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀为AgCl，目的是除去过量的银离子，取上层清液继续滴加氯化钡溶液，未出现白色沉淀，说明没有硫酸根存在，以此推测二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，该条件下SO2与AgNO3溶液没有发生氧化还原反应。A项，浓硫酸与铜反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O，还原剂为铜，氧化剂为浓硫酸，参与反应的两个硫酸分子只有一个作氧化剂，故还原剂与氧化剂物质的量之比为1：1，A正确；B项，试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，目的是除去SO2中的硫酸酸雾，B错误；C项，实验2初步确定沉淀B为Ag2SO3，不含有 Ag2SO4，C正确；D项，该条件下SO2与AgNO3溶液不易发生氧化还原反应，D正确；故选B。
18．工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如下：
(1)沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，该反应被氧化的元素是_______(填元素名称)。
(2)利用Fe2O3废渣(俗称“红砂”)制备废水除砷剂的第一步是将“红砂”与硫酸混合，该步反应的化学方程式为_______。
(3)从接触室出来的混合气体中含有SO2、SO3、O2、N2等气体，设计一个实验方案证明其中含有SO2：_______。
(4)有些反应中物质浓度不同，性质也不同。浓硫酸有三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。则加热时浓硫酸与木炭反应的化学方程式为_______。
(5)将一定量锌与100mL18mol/L浓硫酸充分反应后，若锌完全溶解同时产生气体0.8mol，将反应后的溶液稀释得400mL，测得c(H+)=2mol/L，则产生气体中SO2物质的量为_______mol。
【答案】(1)铁、硫 (2)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(3)将该气体样品通入适量酸性高锰酸钾溶液(或通入适量品红溶液中)，若溶液褪色(或颜色变浅)，说明含有SO2
(4)C+2H2SO4(浓CO2↑+2H2O+2SO2↑ (5)0.6
【解析】(1)沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，三种元素的化合价都发生了变化，其中Fe、S的化合价升高，发生了氧化反应，O的化合价降低，发生了还原反应；(2)Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O；(3)从接触室出来的混合气体中含有SO2、SO3、O2、N2等气体，为了证明其中含有SO2，可以将该气体样品通入适量酸性高锰酸钾溶液(或通入适量品红溶液中)，若溶液褪色(或颜色变浅)，即可说明含有SO2；(4)浓硫酸与木炭反应的化学方程式为 C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O；(5)生成气体的物质的量为0.8mol，溶液中剩余硫酸的物质的量为0.4L×2mol/L×=0.4mol，参加反应的n(H2SO4)=0.1L×18mol/L-0.4mol=1.4mol，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，浓硫酸与锌反应放出二氧化硫，稀硫酸与锌反应放出氢气，设反应生成xmolSO2，ymolH2，根据Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑有：x+y=0.8，2x+y=1.4，解得：x=0.6，y=0.2，所以反应会生成0.6mol的二氧化硫和0.2mol的氢气。
19．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。下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”。
根据图示回答下列问题：
(1)X的化学式为___________，将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为___________。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应，生成___________(填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现，反应的化学方程式为___________。
(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列合理的是___________(选填字母)。
A．Na2S+S B．Na2SO3+S C．Na2SO3+Na2SO4 D．SO2+Na2SO3
(4)工业制硫酸中，转化②是在___________(填设备名称)进行的。进行转化③时，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是___________。
(5)NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则发生反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)H2S 2：1 (2)SO2和H2 2H2SO4(浓)+S=3SO2+2H2O
(3)B
(4)接触室 SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率
(5)2H++ SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
【解析】(1)通过硫元素的价类二维图可知，X为硫元素的氢化物，且硫元素的化合价为-2价 ，故X的化学式为H2S。将X与SO2混合，既是将H2S与SO2混合，生成淡黄色固体硫，其反应的化学方程式是2H2S + SO2=3S+2H2O，通过化学方程式中硫元素的化合价变化可知，S既是氧化产物又是还原产物，且二者物质的量比为2：1，故二者的质量比也为2：1。(2)根据硫元素的价类二维图可知，W是硫酸，则过量的Fe粉与一定量浓硫酸溶液混合加热反应首先生成的气体是SO2，随着反应进行，浓硫酸浓度变小，所以后期又有H2生成，故答案为SO2和H2；转化①是硫转化为SO2，可由S粉与热的W浓溶液反应实现，则其反应的化学方程式为：2H2SO4(浓)+S=3SO2+2H2O。(3) Na2S2O3中的硫为+2价，根据氧化还原反应的价态变化规律，可知：A．Na2S 中硫是-2价，S是0价，故A不符合题意；B．Na2SO3中硫是+4价，S是0价，故B符合题意；C．Na2SO3中的硫是+4价，Na2SO4中硫是+6价，故C不符合题意；D．SO2和Na2SO3中的硫都是+4价，故D不符合题意；故选B。(4)转化②是SO2转化为SO3，其过程在工业制硫酸中是在设备接触室中进行的，转化③是SO3转化为H2SO4，不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，原因是SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率。(5) NaHSO4溶液显强酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，则反应的化学方程式是2NaHSO4+ Ba(OH)2=Na2SO4+ BaSO4↓+2 H2O，则其离子方程式为2H++ SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
20．(2023·辽宁省鞍山市高三模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸均易分解。学习小组用如图装置，利用绿矾受热分解生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。
已知：
①绿矾受热分解反应为：FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+ SO2↑+14H2O ↑；
②SO3的沸点为44.8℃。
回答下列问题：
(1)完成实验操作过程：
连接装置，___________，加入药品(Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制)，使所有活塞处于关闭状态。开始制备，打开某些活塞，通入一段时间N2；关闭活塞___________，打开活塞___________，加热绿矾；使用pH传感器始终观测C处溶液的pH，在pH7~8之间时停止加热，同时关闭活塞K3；……将锥形瓶用热水浴浓缩至水层表面出现结晶为止，经过___________、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O3晶体。
(2)写出锥形瓶中发生反应的离子方程式___________。
(3)装置B的作用为___________。
(4)将锥形瓶中的反应停止在pH传感器的读数为7~8时的原因是___________。
(5)该装置存在一个明显的缺点，请提出改进方法___________。
【答案】(1)检查装置气密性 K1、K2 K3 冷却结晶
(2)2CO32-+4SO2+2S2-+H2O=3S2O32-+2HCO3-
(3)除去SO3，使SO3与SO2分离
(4)pH小于7时，会造成生成的硫代硫酸根在酸性条件下分解；pH大于8时，原料反应不充分，二者都会影响硫代硫酸钠的产率和纯度
(5)m处接一个尾气处理装置
【解析】(1)由题给信息可知，制备硫代硫酸钠的实验操作过程为，为防止实验过程中气体逸出发生意外事故，连接装置，检查装置的气密性，向锥形瓶中加入用煮沸过蒸馏水溶解配制的硫化钠和碳酸钠的混合溶液，为防止空气中的氧气氧化硫化钠，加热前打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间氮气，排尽装置中的空气后，关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾，为防止酸性条件硫代硫酸钠分解，实验时使用pH传感器始终观测C处溶液的pH，在溶液pH在7~8之间时停止加热，同时关闭活塞K3制得硫代硫酸钠溶液；将锥形瓶用热水浴浓缩至水层表面出现结晶为止，经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫代硫酸钠晶体；(2)锥形瓶中发生的反应为碱性条件下二氧化硫与与碳酸钠和硫化钠的混合溶液反应生成硫代硫酸钠和碳酸氢钠，反应的离子方程式为2CO32-+4SO2+2S2-+H2O=3S2O32-+2HCO3-；(3)装置B中的冰水混合物用于冷凝三氧化硫，使三氧化硫和二氧化硫分离得到二氧化硫；(4)由题给信息可知，溶液pH小于7时，会造成反应生成的硫代硫酸根在酸性条件下分解；溶液pH大于8时，原料反应不充分，二者都会影响硫代硫酸钠的产率和纯度，所以在pH传感器的读数为7~8时，应将锥形瓶中的反应停止；(5)由分析可知，该装置的缺陷是m出口排出的气体可能会污染环境，应连接一个尾气处理装置。
21．(2023·海南省海口市高三模拟)兴趣实验小组在实验室模拟接触法制硫酸的关键环节。在查资料后开展了以下制备实验。完成其实验过程中的问题。
Ⅰ．催化剂的准备取的偏钒酸铵加入到水中，加热到70℃溶解。放入石棉绒浸透，取出石棉绒灼烧得到黄色固体。(资料：2NH4NO3V2O5+2NH3↑+H2O)
(1)该步骤中使用到的仪器不包括______(填序号)。
a．玻璃棒 b．温度计 c．烧杯 d．量筒 e．镊子 f．坩埚 g．天平 h．蒸发皿
(2)检验NH3的方法是__________。
Ⅱ．连接装置并完成实验
装置连接，检查气密性。加入药品后，点燃酒精灯和硫黄，通入空气。观察。
(3)装置接口连接的顺序为a→__________。
(4)开始实验后装置C中可看到的现象是__________。
(5)装置B的作用是__________。其中发生反应的离子方程式为__________。
Ⅲ．问题与讨论
(6)小组在装置B后面添加了装置E，当E中品红褪色，说明__________。
【答案】(1)h
(2)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟产生
(3)f→g→d→e→c→b或g→f→e→d→c→b
(4)U型管中有固体析出
(5) 吸收尾气，防止空气污染 2OH-+SO2=SO32-+H2O
(6)从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫
【解析】(1)用天平称取6.3g偏钒酸铵，用量筒量取100ml水，然后转移到烧杯中，加入偏钒酸铵，加热到70℃溶解，用温度计测温度。放入石棉绒浸透，用镊子将石棉绒转移到坩埚中灼烧，加热过程中需用玻璃棒搅拌，故该步骤中使用到的仪器不包括蒸发皿，故答案为：h；(2)氨气溶于水，水溶液呈碱性，因此检验氨气的方法为：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟的现象产生；(3)A装置的作用是提供二氧化硫和氧气的混合气体；B装置中的氢氧化钠溶液最后进行尾气处理；C装置是收集生成的三氧化硫；D装置是生成三氧化硫，因此装置接口连接的顺序为：a→f→g→d→e→c→b或a→g→f→e→d→c→b；(4)SO3常温下是固体，因此开始实验后装置C中可看到的现象是：U型管中有固体析出；(5)装置B的作用是：吸收尾气，防止空气污染；其中发生反应的离子方程式为：2OH-+SO2=SO32-+H2O；(6)小组在装置B后面添加了装置E，二氧化硫能使品红溶液褪色，因此当E中品红褪色，则表明：从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫。
【能力提升】
22．(2023·黑龙江省绥化市第一中学高三期中)图为接触法制硫酸的示意图，已知2SO2 (g)+CO2(g)2SO3(g) ΔH＜0，下列说法不正确的是( )
A．黄铁矿的主要成分是FeS2，沸腾炉中的化学方程式为4 FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
B．接触室的热交换器的作用是加热a处气体，冷却c处气体，控制气体接触催化剂时的温度
C．将黄铁矿粉碎有利于增大与空气的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
D．应将98.3%的浓硫酸换成蒸馏水，以便吸收更多的SO3
【答案】D
【解析】A项，黄铁矿在沸腾炉中被氧气氧化生成二氧化硫和氧化铁，反应的方程式为：4 FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2，A正确；B项，热交换器的作用是预热待反应气体，冷却反应后的气体，使气体接触催化剂时达到催化剂活性最强的温度，B正确；C项，反应物接触面积越大，反应越剧烈，黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积，加快反应速度，提高原料利用率，C正确；D项，因SO3和水反应生成硫酸溶解放出大量的热，用蒸馏水会产生酸雾，不利于吸收，D不正确；故选D。
23．(2023·浙江省强基联盟高三上学期10月统测)硫的四种含氧酸根离子的结构如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．①②③④中都含有极性键和非极性键
B．①④中硫原子的化合价不同
C．能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO4-的只有④
D．只考虑硫元素的价态，②只有氧化性
【答案】C
【解析】A项，①②中不含有非极性键，A错误；B项，①④中硫原子形成化学键相同，化合价相同，B错误；C项，只有④中的硫化合价为+7价，具有强氧化性，能将锰离子氧化为高锰酸根离子，C正确；D项，只考虑硫元素的价态，②中硫的化合价为+5价，有氧化性和还原性，D错误；故选C。
24．(2023·福建省龙岩市高中毕业班教学质量检测)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用于脱除废水中游离氯。其工业制备方法为：将一定比例的Na2CO3与Na2S配成混合溶液，再通入SO2，先有黄色沉淀生成，当黄色沉淀消失时，即生成了Na2S2O3，同时释放CO2。下列说法错误的是( )
A．制备反应中Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物
B．制备总反应的离子方程式为CO32-+4SO2+2S2- =3S2O32-+CO2
C．产生黄色沉淀的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
D．将Na2S2O3脱除游离氯反应设计成原电池时，S2O32-为负极反应物
【答案】C
【解析】A项，制备Na2S2O3的反应为Na2CO3+4SO2+2Na2S =3 Na2S2O3+CO2，在该反应中+4价硫和-2价硫最终生成+2价硫，则Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物，A正确；B项，制备Na2S2O3的总反应为Na2CO3+4SO2+2Na2S =3 Na2S2O3+CO2，离子方程式为CO32-+4SO2+2S2- =3S2O32-+CO2，B正确；C．产生黄色沉淀时，SO2为氧化剂被还原成S，S元素的化合价由+4价降至0价，S2-为还原剂被氧化成S，S元素的化合价由-2价升至0价，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂物质的量之比为：1∶2，C错误；D项，Na2S2O3脱除游离氯反应为S2O32-+4Cl2 +5H2O=8 Cl-+ 2SO42-+10H+，设计成原电池，S2O32-失电子，为负极反应物，D正确；故选C。
25．玻璃仪器内璧残留的硫单质可用热NaOH溶液洗涤除去，发生如下反应：
①3S+ 6NaOH2Na2S+ Na2SO3+ 3H2O
②(x-1)S+Na2SNa2Sx (x=2~6)
③S+ Na2SO3Na2S2O3
下列说法正确的是( )
A．反应①②③中，硫单质的作用相同
B．反应①中，每消耗1 mol硫单质转移4 mol电子
C．0.96g硫单质与amL2mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2S和Na2SO3，则a= 60
D．1.28 g硫单质与10 mL 2 mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2Sx和Na2S2O3，则x=5
【答案】D
【解析】A项，由题干方程式可知，反应①3S+ 6NaOH2Na2S+ Na2SO3+ 3H2O中S既是氧化剂又是还原剂，反应②(x-1)S+Na2SNa2Sx (x=2~6)中S是氧化剂，反应③S+ Na2SO3Na2S2O3中S是还原剂，硫单质的作用相同，故反应①②③中，硫单质的作用不相同，A错误；B项，分析反应①3S+ 6NaOH2Na2S+ Na2SO3+ 3H2O可知，每消耗3 mol硫单质转移4 mol电子，B错误；C项， 0.96g即=0.03mol硫单质与amL2mol·L-1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2S和Na2SO3，则反应方程式为3S+ 6NaOH2Na2S+ Na2SO3+ 3H2O，则a==30，C错误；D项，1.28 g即=0.04mol硫单质与10 mL 2 mol·L-1即0.01L×2mol/L=0.02mol热NaOH溶液恰好完全反应，只生成amolNa2Sx和bmolNa2S2O3，则由Na原子守恒有2a+2b=0.02mol，由S原子守恒有：ax+2b=0.04mol，由电子守恒有2a=4b，解得x=5，D正确；故选D。
26．(2023·重庆市万州第二高级中学高三检测)排放到空气中会引起酸雨等环境问题，严重危害人类健康。SO2的水溶液中存在下列平衡：
已知：K1、K2、K3为各步反应的平衡常数，且[表示SO2的平衡压强]。下列说法正确的是( )
A．由图平衡可知Na2SO3溶液和NaHSO3溶液都可以水解，溶液一定呈碱性
B．氨水也可吸收SO2，防止大气污染，同时通入O2能进一步提高SO2去除率
C．当的平衡压强为p时，测得c(SO32-) =a mol/L，则溶液
D．用的溶液吸收0.2mol的SO2，则溶液中存在关系式： c(Na+) =3c(H+) + 3c((HSO3-) + 6c(SO2·xH2O) -3c(OH-)
【答案】D
【解析】A项，由如图平衡可知，亚硫酸电离是可逆的，Na2SO3、NaHSO3均为强碱弱酸盐，Na2SO3溶液和NaHSO3溶液中均存在水解平衡，但亚硫酸氢根离子的水解弱于电离，NaHSO3溶液显酸性，A错误；B项，氨水也可吸收SO2，生成亚硫酸氢铵或亚硫酸铵或二者混合物，防止大气污染，同时通入O2能将生成的亚硫酸氢铵或亚硫酸铵氧化为硫酸氢铵或硫酸铵，但等量的氨能吸收的二氧化硫的量在通入O2前后相同，不能提高SO2去除率，B错误；C项，当SO2的平衡压强为p时，测得c(SO32-) =a mol/L，K1=，K2=，K3=，则K1K2K3===，则溶液c(H+) =mol/L，C错误；D项，n(NaOH) =0.3 mol，n(SO2) =0.2 mol，两者反应恰好形成等物质的量浓度的Na2SO3和NaHSO3混合溶液，根据电荷守恒：①c(Na+) +c(H+) =c(OH-) +2c(SO32-) +c(HSO3-)，物料守恒：②2c(Na+) =3c(SO2·xH2O) + 3c((HSO3-) +3c(SO32-)，②×2-①×3(即消去SO3-)得溶液中存在关系式：c(Na+) =3c(H+) + 3c((HSO3-) + 6c(SO2·xH2O) -3c(OH-)，D正确；故选D。
27．向2mL0.2mol/LCuSO4溶液中滴加0.2mol/LNa2SO3溶液时溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀，经检验棕黄色
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