跟踪检测（二十二）重点专攻——硫的转化、二氧化硫、其他硫化物1．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：选B 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。2．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( )A．X可能含有2种盐B．a是SO3C．Y可能含有(NH4)2SO4D．(NH4)2S2O8中S的化合价不可能为＋7解析：选B X中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中的一种或两种盐，故A正确；气体a为二氧化硫，故B错误；X中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵，故C正确；S的最高化合价是＋6，不可能为＋7，故D正确。3．将一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液，分别进行下列实验，能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是( )选项操作现象A加入NaOH溶液有红褐色沉淀
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](铁氰化钾)溶液有蓝色沉淀解析：选D 将一定量的SO2通入FeCl3溶液中，加入NaOH溶液有红褐色沉淀生成，不能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，A错误；加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀，NO在酸性条件下具有强的氧化性，能够氧化二氧化硫生成SO，SO与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，即使二氧化硫与Fe3＋不发生氧化还原反应，也可产生白色沉淀，所以不能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，B错误；加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去，因为二氧化硫具有还原性能够还原酸性KMnO4，即使二氧化硫与Fe3＋不发生氧化还原反应，也可使其溶液褪色，所以不能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，C错误；加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)，则可证明溶液中存在Fe2＋，说明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，D正确。4．(江苏高考)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：选B 需用浓H2SO4与Cu反应制取SO2，A项不能达到实验目的；SO2可以使品红溶液褪色，以验证其具有漂白性，B项能达到实验目的；SO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，导气管应“长进短出”，C项不能达到实验目的；SO2与饱和NaHSO3溶液不反应，应用碱液(NaOH溶液)吸收，D项不能达到实验目的。5．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SO2B闻X气味(有刺激性)澄清石灰水(X一定是SO2
变浑浊)CX品红溶液(褪色)变红色X一定是SO2DX紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)X一定不是SO2解析：选A 能使酸性KMnO4溶液褪色且有刺激性气味的气体还有HCl等，A项错误；能使澄清石灰水变浑浊的有CO2、SO2，但前者无气味，B项正确；使品红溶液褪色且加热又恢复红色的只有SO2，C项正确；SO2不能漂白紫色石蕊溶液，D项正确。6．碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：下列说法正确的是( )A．分离器中的物质分离操作为过滤B．膜反应器中，增大压强有利于提高速率和HI的平衡转化率C．该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”D．碘循环工艺的总反应为2SO2＋4H2O＋I2===H2＋2H2SO4＋2HI解析：选C I2和SO2反应生成H2SO4和HI，分离器中为氢碘酸和硫酸的分离，应利用沸点不同进行蒸馏分离，A错误；膜反应器中，2HI(g)H2(g)＋I2(g)，该反应为反应前后体积不变的反应，增大压强有利于提高速率，但不能提高HI的平衡转化率，B错误；反应器中，I2和SO2反应生成H2SO4和HI，反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋，在膜分离器中发生反应：2HII2＋H2，反应器中消耗的碘的量等于膜反应器中生成的碘的量，该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”，C正确；在反应器中发生反应：SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4，在膜反应器中的反应为2HII2＋H2，将两个方程式相加得：SO2＋2H2O===H2SO4＋H2，D错误。7．某校合作学习小组的同学设计实验验证Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题。(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图所示：
①先通入N2，然后加热，直至反应结束，整个过程中N2的作用是________________________________________________________________________。②装置B的作用是____________________________________________________。(2)某同学认为气体产物中可能含有CO2、CO及SO2，并进行验证，选用上述实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①实验装置连接的合理顺序为AB________。装置H中黑色粉末是________。②能证明产物中有CO的现象是_________________________________________________________________。③若含有SO2，E装置的作用是________________________________________(用化学方程式说明)。(3)某同学利用如图装置验证固态产物，能证明固态产物中含有Na2S的现象是_____________________________________________________________________。若实验中发现固态产物完全反应后，锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，说明固体产物中除含有Na2S外，还含有少量的________(填一种可能的物质)。解析：(1)①碳能够与空气中的氧气反应生成碳的氧化物，为了防止氧气对实验的干扰，先通入N2，然后加热，直至反应结束，可以排出装置中的空气并将生成的气体吹出。②Na2SO4与焦炭高温加热后的产物中可能含有二氧化硫等易溶于水的气体，装置B可以防止倒吸，为安全瓶。(2)①气体中可能含有CO2、CO及SO2，由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，需要先检验SO2，然后除去SO2后再检验CO2，最后除去CO2后再检验CO，故实验装置的合理连接顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C；一氧化碳具有还原性，可以还原金属氧化物，故装置H中黑色粉末可以是氧化铜。②H中黑色粉末变为红色，其后的C中的澄清石灰水变浑浊，
即可证明产物中有CO。③二氧化硫能够与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。(3)若存在Na2S，则Na2S能够与硫酸反应生成硫化氢气体，硫化氢与硫酸铜溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀；锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，该黄色沉淀是硫单质，可能是硫化氢与＋4价的硫的化合物反应生成的，说明固体产物中除含有Na2S外，还可能含有少量的Na2SO3。答案：(1)①排出装置中的空气并将生成的气体吹出②安全瓶(2)①FECDGHC CuO ②H中黑色粉末变为红色，其后的C中的澄清石灰水变浑浊 ③5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4(3)试管中出现黑色沉淀 Na2SO38．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.工业上也可用如图所示装置电解NaHSO3溶液制备Na2S2O4。(4)惰性电极a连接电源的______(填“正极”或“负极”)，其电极反应式为________________________________________________________________________。(5)若不加阳离子交换膜，则得不到Na2S2O4，其原因是_____________________________________________________________________________________________。Ⅲ.探究Na2S2O4的性质：
某课题小组常温下测得0.050mol·L－1Na2S2O4溶液的pH随时间变化的关系如图所示。(6)0～t1主要生成HSO，写出0～t1发生反应的离子方程式：_____________________________________________________________。(7)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)NaHSO3生成Na2S2O4，S元素化合价由＋4降低到＋3，发生还原反应，故电极a为阴极，连接电源负极，电极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－。(5)电极b为阳极，发生反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，若不加阳离子交换膜，Na2S2O4具有强还原性，易被阳极生成的O2氧化，因此得不到Na2S2O4。(6)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。(7)t1时溶液的pH＝5，则c(H＋)＝10－5mol·L－1，c(OH－)＝10－9mol·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)负极 2HSO＋2e－===S2O＋2OH－(5)Na2S2O4被阳极生成的O2氧化(6)2H2O＋2S2O＋O2===4HSO(7)(10－5－10－9)mol·L－19．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，可选用的最合理的装置(夹持仪器已略去)为________(填字母)。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_____(填字母)。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：(1)装置Ⅰ中浓H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2，其化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(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；瓶口封闭易造成实验事故，故a错误；既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，故d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来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，其具体方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量蒸馏水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则说明Na2S2O5晶体已被氧化。答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O[或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O]
(2)过滤 (3)d (4)ae(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量蒸馏水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成10．硒(Se)、碲(Te)为ⅥA族元素，是当今新材料的主要成分之一，电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se，还有少量金属单质及其他化合物，工业上从阳极泥中回收碲、硒的一种工艺流程如图所示：已知：Ⅰ.TeO2难溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4＋、TeO、HTeO等形式存在。Ⅲ.25℃时，亚硒酸(H2SeO3)的Ka1＝3.5×10－3，Ka2＝5.0×10－8。Ⅳ.Se和TeO2的物理性质如表所示：化学式熔点沸点水溶性Se217℃685℃难溶于水TeO2733℃1245℃难溶于水回答下列问题：(1)Se的氢化物的电子式是________，其酸性比H2S____(填“强”或“弱”)。常温下，NaHSeO3溶液的pH______7(填“>”“＝”或“<”)。(2)SeO2与SO2在冷却后通入水中反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________。根据流程图判断，SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是____________。(3)加入浓硫酸焙烧前常先粉碎阳极泥中大块固体颗粒，其目的是________________________________________________________________________。反应后分离出Se单质的操作①为_______________________________________(填操作名称)。(4)Se和浓硝酸反应，Se被氧化为＋4价，还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓硝酸反应的化学方程式：___________________________。(5)焙砂中元素碲以TeO2形式存在，与足量NaOH溶液反应后得到溶液①，其溶质的主要成分为________(填化学式，过量的NaOH除外)。工业上也可以通过电解溶液①得到单质碲。已知电解时的电极均为石墨，则阴极的电极反应式为______________________。(6)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到TeCl4，然后再将SO2通入到溶液中得到Te单质，请写出由TeCl4得到Te单质的离子方程式：_______________________________________。
(7)上述流程中可循环利用的物质是____________________________________________________________________________(填化学式)。解析：(1)Se与S、O位于同主族，其氢化物为H2Se，电子式可类比H2S进行书写。周期表中Se在S的下方，非金属性比S的弱，H2Se中的共价键比H2S的弱，在溶液中更易电离出H＋，故H2Se的酸性比H2S的强。由题给信息知，HSeO既能电离也能水解，常温下，其水解常数Kh＝＝≈2.9×10－12<Ka2，故HSeO的电离程度大于其水解程度，NaHSeO3溶液显酸性，pH<7。(2)由流程图可知，SeO2与SO2在冷却后通入水中生成了Se，Se的化合价降低，则S的化合价应升高，故产物中还应有H2SO4，据此可写出化学方程式，该反应说明氧化性SeO2>SO2。阳极泥中的Se被浓硫酸氧化为SeO2，说明氧化性H2SO4(浓)>SeO2，故氧化性H2SO4(浓)>SeO2>SO2。(3)阳极泥粉碎后，与浓硫酸的接触面积增大，则反应速率加快。由表中信息知，Se难溶于水，故制得的Se只要通过过滤操作即可得到。(4)Se与浓硝酸反应，Se被氧化为H2SeO3，HNO3被还原为NO与NO2，利用得失电子守恒和限定条件(生成的NO与NO2的物质的量之比为1∶1，即二者化学计量数之比为1∶1)可得方程式。(5)TeO2类似于SO2，与足量NaOH反应后生成Na2TeO3和H2O。溶液①中存在TeO，电解时生成单质Te，得电子，在阴极反应，电极反应式为TeO＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－。(6)反应物为TeCl4和SO2，生成物有Te单质，根据得失电子守恒可知，生成物中还应有H2SO4；根据原子守恒可知，反应物中应有H2O，生成物中有HCl。(7)由(6)可知，TeO2生成Te单质的过程中生成了HCl和H2SO4，且SeO2和SO2生成Se的过程中也生成了H2SO4；由流程图可知，反应需要用到H2SO4和HCl，故可循环利用的物质是H2SO4和HCl。答案：(1)HH 强 <(2)SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋SeH2SO4(浓)>SeO2>SO2(3)增大接触面积，提高反应速率 过滤(4)Se＋2HNO3(浓)===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑(5)Na2TeO3 TeO＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－(6)Te4＋＋2SO2＋4H2O===Te＋8H＋＋2SO(7)H2SO4、HCl
