跟蹤檢測(cè)（二十二）重點(diǎn)專攻——硫的轉(zhuǎn)化、二氧化硫、其他硫化物1．如圖是硫在自然界的循環(huán)，相關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　)A．大氣中的硫可能以酸雨的形式進(jìn)入土壤B．煤和石油中的硫燃燒生成三氧化硫進(jìn)入大氣C．化石燃料中的硫來(lái)自于形成化石燃料的生物體D．煤和石油燃燒產(chǎn)生的顆粒物可能是導(dǎo)致霧霾的成因之一解析：選B　大氣中硫主要是SO2，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3被氧氣氧化為硫酸，或SO2被空氣中氧氣氧化為SO3，溶于水生成硫酸形成酸雨，進(jìn)入土壤，A正確；煤和石油中的硫燃燒生成SO2，不能直接生成SO3，SO2需要催化劑加熱反應(yīng)生成SO3，B錯(cuò)誤；化石燃料中的硫元素是生物體內(nèi)硫元素形成化石燃料過(guò)程中形成，C正確；煤和石油、生物質(zhì)燃料燃燒時(shí)，產(chǎn)生顆粒物，簡(jiǎn)稱霧霾顆粒，可能是導(dǎo)致霧霾的成因之一，D正確。2．某硫酸廠廢氣中SO2的回收利用方案如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　)A．X可能含有2種鹽B．a(chǎn)是SO3C．Y可能含有(NH4)2SO4D．(NH4)2S2O8中S的化合價(jià)不可能為＋7解析：選B　X中含有亞硫酸銨或亞硫酸氫銨中的一種或兩種鹽，故A正確；氣體a為二氧化硫，故B錯(cuò)誤；X中加過(guò)量硫酸生成硫酸銨或硫酸氫銨，故C正確；S的最高化合價(jià)是＋6，不可能為＋7，故D正確。3．將一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是(　　)選項(xiàng)操作現(xiàn)象A加入NaOH溶液有紅褐色沉淀 B加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀C加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液有藍(lán)色沉淀解析：選D　將一定量的SO2通入FeCl3溶液中，加入NaOH溶液有紅褐色沉淀生成，不能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀，NO在酸性條件下具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二氧化硫生成SO，SO與Ba2＋反應(yīng)生成BaSO4沉淀，即使二氧化硫與Fe3＋不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也可產(chǎn)生白色沉淀，所以不能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去，因?yàn)槎趸蚓哂羞€原性能夠還原酸性KMnO4，即使二氧化硫與Fe3＋不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也可使其溶液褪色，所以不能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液生成Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色沉淀)，則可證明溶液中存在Fe2＋，說(shuō)明SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，D正確。4．(江蘇高考)下列制取SO2、驗(yàn)證其漂白性、收集并進(jìn)行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)解析：選B　需用濃H2SO4與Cu反應(yīng)制取SO2，A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籗O2可以使品紅溶液褪色，以驗(yàn)證其具有漂白性，B項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籗O2的密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，導(dǎo)氣管應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”，C項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；SO2與飽和NaHSO3溶液不反應(yīng)，應(yīng)用堿液(NaOH溶液)吸收，D項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．為確定某純凈的氣體X的成分，進(jìn)行了如下幾種實(shí)驗(yàn)，其中不正確的是(　　)選項(xiàng)操作(現(xiàn)象)結(jié)論A聞X氣味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色)X一定是SO2B聞X氣味(有刺激性)澄清石灰水(X一定是SO2 變渾濁)CX品紅溶液(褪色)變紅色X一定是SO2DX紫色石蕊溶液(先變紅色后褪色)X一定不是SO2解析：選A　能使酸性KMnO4溶液褪色且有刺激性氣味的氣體還有HCl等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；能使澄清石灰水變渾濁的有CO2、SO2，但前者無(wú)氣味，B項(xiàng)正確；使品紅溶液褪色且加熱又恢復(fù)紅色的只有SO2，C項(xiàng)正確；SO2不能漂白紫色石蕊溶液，D項(xiàng)正確。6．碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得氫氣，具體流程如下：下列說(shuō)法正確的是(　　)A．分離器中的物質(zhì)分離操作為過(guò)濾B．膜反應(yīng)器中，增大壓強(qiáng)有利于提高速率和HI的平衡轉(zhuǎn)化率C．該工藝中I2和HI的相互轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了“碘循環(huán)”D．碘循環(huán)工藝的總反應(yīng)為2SO2＋4H2O＋I(xiàn)2===H2＋2H2SO4＋2HI解析：選C　I2和SO2反應(yīng)生成H2SO4和HI，分離器中為氫碘酸和硫酸的分離，應(yīng)利用沸點(diǎn)不同進(jìn)行蒸餾分離，A錯(cuò)誤；膜反應(yīng)器中，2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)有利于提高速率，但不能提高HI的平衡轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；反應(yīng)器中，I2和SO2反應(yīng)生成H2SO4和HI，反應(yīng)的離子方程式為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋，在膜分離器中發(fā)生反應(yīng)：2HII2＋H2，反應(yīng)器中消耗的碘的量等于膜反應(yīng)器中生成的碘的量，該工藝中I2和HI的相互轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了“碘循環(huán)”，C正確；在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===2HI＋H2SO4，在膜反應(yīng)器中的反應(yīng)為2HII2＋H2，將兩個(gè)方程式相加得：SO2＋2H2O===H2SO4＋H2，D錯(cuò)誤。7．某校合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Na2SO4與焦炭高溫加熱后的產(chǎn)物。回答下列問(wèn)題。(1)Na2SO4與焦炭反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示： ①先通入N2，然后加熱，直至反應(yīng)結(jié)束，整個(gè)過(guò)程中N2的作用是________________________________________________________________________。②裝置B的作用是____________________________________________________。(2)某同學(xué)認(rèn)為氣體產(chǎn)物中可能含有CO2、CO及SO2，并進(jìn)行驗(yàn)證，選用上述實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)裝置連接的合理順序?yàn)锳B________。裝置H中黑色粉末是________。②能證明產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_________________________________________________________________。③若含有SO2，E裝置的作用是________________________________________(用化學(xué)方程式說(shuō)明)。(3)某同學(xué)利用如圖裝置驗(yàn)證固態(tài)產(chǎn)物，能證明固態(tài)產(chǎn)物中含有Na2S的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________。若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)固態(tài)產(chǎn)物完全反應(yīng)后，錐形瓶底部還產(chǎn)生少量黃色沉淀，說(shuō)明固體產(chǎn)物中除含有Na2S外，還含有少量的________(填一種可能的物質(zhì))。解析：(1)①碳能夠與空氣中的氧氣反應(yīng)生成碳的氧化物，為了防止氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，先通入N2，然后加熱，直至反應(yīng)結(jié)束，可以排出裝置中的空氣并將生成的氣體吹出。②Na2SO4與焦炭高溫加熱后的產(chǎn)物中可能含有二氧化硫等易溶于水的氣體，裝置B可以防止倒吸，為安全瓶。(2)①氣體中可能含有CO2、CO及SO2，由于SO2也能使澄清石灰水變渾濁，需要先檢驗(yàn)SO2，然后除去SO2后再檢驗(yàn)CO2，最后除去CO2后再檢驗(yàn)CO，故實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)锳、B、F、E、C、D、G、H、C；一氧化碳具有還原性，可以還原金屬氧化物，故裝置H中黑色粉末可以是氧化銅。②H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的C中的澄清石灰水變渾濁， 即可證明產(chǎn)物中有CO。③二氧化硫能夠與高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。(3)若存在Na2S，則Na2S能夠與硫酸反應(yīng)生成硫化氫氣體，硫化氫與硫酸銅溶液反應(yīng)生成黑色的硫化銅沉淀；錐形瓶底部還產(chǎn)生少量黃色沉淀，該黃色沉淀是硫單質(zhì)，可能是硫化氫與＋4價(jià)的硫的化合物反應(yīng)生成的，說(shuō)明固體產(chǎn)物中除含有Na2S外，還可能含有少量的Na2SO3。答案：(1)①排出裝置中的空氣并將生成的氣體吹出②安全瓶(2)①FECDGHC　CuO?、贖中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的C中的澄清石灰水變渾濁?、?SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4(3)試管中出現(xiàn)黑色沉淀　Na2SO38．廣泛用于紡織工業(yè)的連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)，俗稱保險(xiǎn)粉，是一種強(qiáng)還原劑，可溶于水，但不溶于乙醇，在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定。Ⅰ.工業(yè)上制備保險(xiǎn)粉的流程如下：(1)步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。(2)步驟②中生成的沉淀為_(kāi)___________(填化學(xué)式)。(3)步驟③中加入NaCl固體的作用是________________________，分離出保險(xiǎn)粉的方法為_(kāi)_______、洗滌、干燥，洗滌所用試劑是________________。Ⅱ.工業(yè)上也可用如圖所示裝置電解NaHSO3溶液制備Na2S2O4。(4)惰性電極a連接電源的______(填“正極”或“負(fù)極”)，其電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(5)若不加陽(yáng)離子交換膜，則得不到Na2S2O4，其原因是_____________________________________________________________________________________________。Ⅲ.探究Na2S2O4的性質(zhì)： 某課題小組常溫下測(cè)得0.050mol·L－1Na2S2O4溶液的pH隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。(6)0～t1主要生成HSO，寫(xiě)出0～t1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________________________________。(7)若t1時(shí)溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此時(shí)溶液中c(SO)－c(H2SO3)＝________(不考慮溶液體積變化)。解析：(1)由流程可知，步驟①中，反應(yīng)物為Zn和SO2，生成物為ZnS2O4，據(jù)此可得化學(xué)方程式：Zn＋2SO2===ZnS2O4。(2)步驟②中，ZnS2O4和NaOH發(fā)生反應(yīng)生成Zn(OH)2沉淀和Na2S2O4。(3)溶液C中的溶質(zhì)為Na2S2O4，步驟③中加入NaCl固體，即得到保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)，可知NaCl固體的作用是降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出。Na2S2O4析出后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥即可得到保險(xiǎn)粉。由于保險(xiǎn)粉可溶于水，不溶于乙醇，因此應(yīng)用乙醇進(jìn)行洗滌。(4)NaHSO3生成Na2S2O4，S元素化合價(jià)由＋4降低到＋3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，連接電源負(fù)極，電極反應(yīng)式為2HSO＋2e－===S2O＋2OH－。(5)電極b為陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，若不加陽(yáng)離子交換膜，Na2S2O4具有強(qiáng)還原性，易被陽(yáng)極生成的O2氧化，因此得不到Na2S2O4。(6)反應(yīng)物有Na2S2O4和O2，生成物有HSO，故反應(yīng)的離子方程式為2H2O＋2S2O＋O2===4HSO。(7)t1時(shí)溶液的pH＝5，則c(H＋)＝10－5mol·L－1，c(OH－)＝10－9mol·L－1。溶液中的溶質(zhì)只有NaHSO3，根據(jù)質(zhì)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　過(guò)濾　乙醇(4)負(fù)極　2HSO＋2e－===S2O＋2OH－(5)Na2S2O4被陽(yáng)極生成的O2氧化(6)2H2O＋2S2O＋O2===4HSO(7)(10－5－10－9)mol·L－19．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一　焦亞硫酸鈉的制取采用下圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋SO2===Na2S2O5 (1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________________________________________________________。(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是________________。(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理的裝置(夾持儀器已略去)為_(kāi)_______(填字母)。實(shí)驗(yàn)二　焦亞硫酸鈉的性質(zhì)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)證明NaHSO3溶液中HSO的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是_____(填字母)。a．測(cè)定溶液的pH　　　　　b．加入Ba(OH)2溶液c．加入鹽酸d．加入品紅溶液e．用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)(5)檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)裝置Ⅰ中濃H2SO4與Na2SO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取SO2，其化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)裝置Ⅱ中已有晶體析出，可通過(guò)過(guò)濾操作得到Na2S2O5晶體。(3)食鹽水和濃H2SO4不能吸收SO2，故b、c錯(cuò)誤；瓶口封閉易造成實(shí)驗(yàn)事故，故a錯(cuò)誤；既能吸收SO2，又能防止發(fā)生倒吸，故d正確。(4)HSO電離顯酸性，水解顯堿性，要證明HSO的電離程度大于水解程度，則證明NaHSO3溶液顯酸性即可，故可通過(guò)測(cè)定溶液的pH，或用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)等方法。(5)Na2S2O5晶體被空氣氧化的產(chǎn)物為Na2SO4，故可通過(guò)檢驗(yàn)SO來(lái)檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化，其具體方案為：取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則說(shuō)明Na2S2O5晶體已被氧化。答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O[或Na2SO3＋2H2SO4(濃)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O] (2)過(guò)濾　(3)d　(4)ae(5)取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成10．硒(Se)、碲(Te)為ⅥA族元素，是當(dāng)今新材料的主要成分之一，電解精煉銅的陽(yáng)極泥主要成分為Cu2Te、Ag2Se，還有少量金屬單質(zhì)及其他化合物，工業(yè)上從陽(yáng)極泥中回收碲、硒的一種工藝流程如圖所示：已知：Ⅰ.TeO2難溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4＋、TeO、HTeO等形式存在。Ⅲ.25℃時(shí)，亞硒酸(H2SeO3)的Ka1＝3.5×10－3，Ka2＝5.0×10－8。Ⅳ.Se和TeO2的物理性質(zhì)如表所示：化學(xué)式熔點(diǎn)沸點(diǎn)水溶性Se217℃685℃難溶于水TeO2733℃1245℃難溶于水回答下列問(wèn)題：(1)Se的氫化物的電子式是________，其酸性比H2S____(填“強(qiáng)”或“弱”)。常溫下，NaHSeO3溶液的pH______7(填“>”“＝”或“<”)。(2)SeO2與SO2在冷卻后通入水中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________________________。根據(jù)流程圖判斷，SeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是____________。(3)加入濃硫酸焙燒前常先粉碎陽(yáng)極泥中大塊固體顆粒，其目的是________________________________________________________________________。反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)的操作①為_(kāi)______________________________________(填操作名稱)。(4)Se和濃硝酸反應(yīng)，Se被氧化為＋4價(jià)，還原產(chǎn)物為NO和NO2，且NO和NO2的物質(zhì)的量之比為1∶1，寫(xiě)出Se和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。(5)焙砂中元素碲以TeO2形式存在，與足量NaOH溶液反應(yīng)后得到溶液①，其溶質(zhì)的主要成分為_(kāi)_______(填化學(xué)式，過(guò)量的NaOH除外)。工業(yè)上也可以通過(guò)電解溶液①得到單質(zhì)碲。已知電解時(shí)的電極均為石墨，則陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________。(6)將純凈的TeO2先溶于鹽酸得到TeCl4，然后再將SO2通入到溶液中得到Te單質(zhì)，請(qǐng)寫(xiě)出由TeCl4得到Te單質(zhì)的離子方程式：_______________________________________。 (7)上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是____________________________________________________________________________(填化學(xué)式)。解析：(1)Se與S、O位于同主族，其氫化物為H2Se，電子式可類比H2S進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。周期表中Se在S的下方，非金屬性比S的弱，H2Se中的共價(jià)鍵比H2S的弱，在溶液中更易電離出H＋，故H2Se的酸性比H2S的強(qiáng)。由題給信息知，HSeO既能電離也能水解，常溫下，其水解常數(shù)Kh＝＝≈2.9×10－12SO2。陽(yáng)極泥中的Se被濃硫酸氧化為SeO2，說(shuō)明氧化性H2SO4(濃)>SeO2，故氧化性H2SO4(濃)>SeO2>SO2。(3)陽(yáng)極泥粉碎后，與濃硫酸的接觸面積增大，則反應(yīng)速率加快。由表中信息知，Se難溶于水，故制得的Se只要通過(guò)過(guò)濾操作即可得到。(4)Se與濃硝酸反應(yīng)，Se被氧化為H2SeO3，HNO3被還原為NO與NO2，利用得失電子守恒和限定條件(生成的NO與NO2的物質(zhì)的量之比為1∶1，即二者化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1)可得方程式。(5)TeO2類似于SO2，與足量NaOH反應(yīng)后生成Na2TeO3和H2O。溶液①中存在TeO，電解時(shí)生成單質(zhì)Te，得電子，在陰極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為TeO＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－。(6)反應(yīng)物為TeCl4和SO2，生成物有Te單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒可知，生成物中還應(yīng)有H2SO4；根據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)物中應(yīng)有H2O，生成物中有HCl。(7)由(6)可知，TeO2生成Te單質(zhì)的過(guò)程中生成了HCl和H2SO4，且SeO2和SO2生成Se的過(guò)程中也生成了H2SO4；由流程圖可知，反應(yīng)需要用到H2SO4和HCl，故可循環(huán)利用的物質(zhì)是H2SO4和HCl。答案：(1)HH　強(qiáng)　<(2)SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋SeH2SO4(濃)>SeO2>SO2(3)增大接觸面積，提高反應(yīng)速率　過(guò)濾(4)Se＋2HNO3(濃)===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑(5)Na2TeO3　TeO＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－(6)Te4＋＋2SO2＋4H2O===Te＋8H＋＋2SO(7)H2SO4、HCl