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课时3 含硫化合物的性质和应用
一、选择题
1．下列关于硫及其化合物的说法中正确的是( )
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
C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性
D．浓硫酸可用来干燥SO2、CO、Cl2等气体
解析 自然界中存在游离态的硫；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；二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了酸性氧化物的性质；浓硫酸具有吸水性，可干燥SO2、CO、Cl2等气体。
答案 D
2．下列说法正确的是( )
A．SO2和SO3都是酸性氧化物，二者的水溶液都是强酸
B．将铜片放入浓硫酸中，无明显现象是因为铜片发生了钝化
C．硫粉在适量的纯氧中燃烧可以生成大量的SO3
D．富含硫黄的矿物在工业上可用于制造硫酸
解析 SO2溶于水生成的亚硫酸是弱酸，A错误；常温下铜片和浓硫酸不反应，加热条件下能反应，B错误；硫粉在过量的纯氧中燃烧生成大量的SO2，C错误。
答案 D
3．将SO2气体通入下列溶液中，能生成白色沉淀且SO2过量时沉淀不溶解的是( )
①Ba(OH)2溶液 ②Ba(NO3)2溶液 ③BaCl2溶液
④Ba(ClO)2溶液
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
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解析 ①向Ba(OH)2溶液中通入SO2，先产生BaSO3沉淀，继续通入过量的SO2，沉淀溶解，转化为Ba(HSO3)2，错误；②向Ba(NO3)2溶液中通入SO2，发生反应：2NO＋3SO2＋2H2O===2NO＋3SO＋4H＋、Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正确；③BaCl2与SO2不发生反应，错误；④向Ba(ClO)2溶液中通入SO2, 发生反应：ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO＋2H＋、Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正确。
答案 C
4．在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是( )
A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性
B．向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SO
C．将SO2水溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有还原性
D．向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性
解析 A项，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3与NaHCO3反应生成CO2，酸性H2SO3>H2CO3，正确；B项，SO2溶于水显酸性，H＋与NO结合成HNO3，HNO3会氧化SO生成SO，错误；C项，发生反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，SO2作氧化剂，错误；D项，KMnO4具有强氧化性，可以氧化SO2生成SO，SO2表现还原性，错误。
答案 A
5．下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清的石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．除①以外 D．全部
解析 SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，所以不能区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S氧化成单质硫(有淡黄色沉淀生成)；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4
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溶液和氯水氧化(溶液褪色)；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。而CO2没有这些性质。所以可以用②、③、④、⑤来区别SO2和CO2。
答案 C
6．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，先用盐酸将待检验溶液酸化，然后往其中滴加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 B项，高锰酸钾会将Cl－氧化为Cl2，不能用盐酸酸化高锰酸钾溶液；C项，HNO3会将Fe2＋氧化成Fe3＋，无法判断原溶液中是否含有Fe3＋，错误；D项，HNO3会将SO氧化为SO，错误。
答案 A
7．常温下，某同学设计实验验证H2SO3的酸性强于H2CO3，他的下列实验设计不能达到目的的是( )
选项
实验设计
实验结果
A
将SO2气体和CO2气体分别通入水中至饱和，立即测定两溶液的pH
前者的pH小于后者的
B
测定相同物质的量浓度的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液的pH
前者的pH小于后者的
C
将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液
品红溶液不褪色
D
将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水
品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊
解析 通过测定pH来比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱，酸的浓度必须相等，由于SO2的溶解度远大于CO2，两饱和溶液的浓度不相等，故A项不能达到目的；根据酸越弱其对应的盐越易水解的规律，相同物质的量浓度的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液，前者的pH小于后者的，说明其对应酸的酸性H2SO3>H2CO3
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，B项能达到目的；通过复分解反应中强酸制弱酸的原理说明酸性：H2SO3＞H2CO3，C、D项可达到目的。
答案 A
8．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是( )
A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色
B．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气
C．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀
D．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去
解析 装置B中蓝色溶液褪色说明发生了反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，表明还原性：SO2>I－，故A合理；装置C中NaOH溶液能吸收SO2，防止污染环境，B合理；将SO2通入FeCl3溶液后，再加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生，证明有SO存在，表明装置A中发生了氧化还原反应，C合理；溶解的SO2气体也能使KMnO4溶液的紫红色褪去，所以D选项不合理。
答案 D
9．一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况下)，则下列情况不可能的是( )
A．加入Cu的质量为6.4 g
B．加入的浓H2SO4中含溶质0.2 mol
C．加入Cu的质量大于6.4 g
D．加入浓H2SO4中含溶质多于0.2 mol
解析 由Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，生成2.24 L SO2需要消耗6.4 g Cu、0.2 mol H2SO4，但随反应的进行，浓H2SO4会变为稀H
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2SO4，故硫酸量应大于0.2 mol，D正确，B错误；铜可能恰好反应完全也可能有剩余，A、C正确。
答案 B
10．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是( )
A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀
B．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀
C．检验试液中的I－：试液深黄色溶液深黄色溶液
D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解
解析 A选项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SO，而存在SO，硝酸可能将SO氧化成SO，最终也会出现白色沉淀，A选项错误；B选项中先加入足量稀盐酸，可以排除SO、Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SO，B选项正确；如果溶液中存在I－，I－具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，淀粉溶液遇碘单质显蓝色，但是C选项中最终溶液没有变蓝色，故C选项错误；D选项中如果存在SO，也会出现相同的实验现象，故D选项错误。
答案 B
11．用下列两种途径制取H2SO4，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是( )
途径① SH2SO4，途径② SSO2SO3H2SO4
A．途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B．途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本
C．由途径①和②分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol电子
D．途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念
解析 途径①反应的化学方程式为S＋6HNO3(浓)===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O，属于浓HNO3
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和非金属单质的反应，产物中无盐生成，因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性，A项说法错误。
答案 A
12．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 从框图分析，常见气体X可以为CO2、O2、Cl2等。符合各个选项的框图情况如图所示。B项看似a为C、S均符合，但由于S与氧气化合不能直接生成SO3，符合条件的只有C及其氧化物的转化。
答案 B
二、填空题
13．某同学欲探究SO2的性质。
(1)将相关的含硫物质按一定的规律和方法分为如表所示3组，则第2组中物质X的化学式是________。
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第1组
第2组
第3组
S(单质)
SO2、X、Na2SO3、NaHSO3
SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
(2)利用下图所示的装置探究SO2的性质：
(熔点：SO2－76.1 ℃，SO3 16.8 ℃，沸点：SO2－10 ℃，SO3 45 ℃)
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是________________________________________________________________。
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是________________________________________________________________；
装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2＋，同时pH降低，则该反应的离子方程式是_____________________________________________________________。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有40 mL 2.5 mol·L－1 NaOH溶液。反应后增重4.8 g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________。
解析 (1)对比第2、3组的物质可知，第2组中的X为H2SO3。(2)工业生产中SO2催化氧化的反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3，书写时注意该反应为可逆反应和反应条件。甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，根据题目所给SO2和SO3的熔、沸点及冰水浴，可知装置Ⅱ的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离，便于实验的进行，减少干扰。乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，NaOH的物质的量为0.1 mol，反应后增重的质量为SO2，SO2的物质的量为0.075 mol，NaOH与SO2的物质的量之比为4∶3，所以产物既有Na2SO3又有NaHSO3，化学方程式为3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O。
答案 (1)H2SO3 (2)①2SO2＋O22SO3
②将SO3凝结成固体与SO2分离 5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋2Mn2＋
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＋4H＋ ③3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O
14．(海南高考卷)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：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2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)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O 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
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15．(2017·山东潍坊高三统考，17)兴趣小组同学利用下图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质，并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)
(1)打开分液漏斗活塞，发现其中的液体不能流下，应采取的操作是________________________________________________________________。
(2)关闭K2、K3，打开K1，装置B中发生反应的离子方程式为______________，观察到装置C中发生的现象是______________________。
(3)装置D和F的作用是___________________________________________。
(4)关闭K1、K3，打开K2。一段时间后E中有Na2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(5)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：
溶液出现蓝色且30 s内不褪色
(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI)
按上述方案实验，消耗标准I2溶液20.00 mL，实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L－1。若实验中盛装标准液的滴定管未润洗，则测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(6)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化_______________________________________________________________。
解析 (1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2，装置B中FeCl3溶液与SO2发生反应，Fe3＋被还原为Fe2＋，SO2被氧化为SO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式。装置C中发生反应：H2O＋SO2＋Na2S===H2S＋Na2SO3、SO2＋2H2S===3S↓＋2H2
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O，现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空气。(4)装置E中Na2SO3与SO2反应生成Na2S2O5。(5)根据反应SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI进行计算，则样品中抗氧化剂的残留量为＝0.128 g·L－1。若盛标准液的滴定管未润洗，则消耗标准液的体积偏高，测定结果偏高。(6)若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，则生成Na2SO4，可以利用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO。
答案 (1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)
(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ 有淡黄色沉淀生成
(3)吸收SO2，防止污染空气
(4)SO2＋Na2SO3===Na2S2O5
(5)0.128 偏高
(6)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，再滴加足量盐酸，振荡，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
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