备考2024届高考化学一轮复习分层练习第四章非金属及其化合物第3讲硫及其化合物

第3讲硫及其化合物1.[传统文化][2023沈阳市郊联合体考试]据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载：“石流黄（即硫黄）能化金银铜铁奇物”，所得产物不可能是（　C　）A.Au2SB.Ag2SC.CuSD.FeS解析　硫黄能化金银铜铁，说明硫单质和金属发生反应生成了金属硫化物，但硫的氧化性较弱，与变价金属反应一般生成低价的硫化物，所以硫与铜反应生成Cu2S而不是CuS，故本题选C。2.[2023北京石景山区考试]下列关于SO2的叙述正确的是（　B　）A.SO2是无色、无味、有毒的气体B.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色C.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4D.SO2不能用作食品添加剂解析　SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，A项错误；SO2具有还原性，能使紫色的KMnO4溶液褪色，B项正确；SO2属于酸性氧化物，SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3，C项错误；食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐、抗氧化等作用，SO2能用作食品添加剂，D项错误。3.[硫循环][2023南京调研]自然界与人类活动均对硫的循环产生影响。下列说法不正确的是（　A　）A.火山口附近的硫单质会被O2直接氧化为SO3B.大气中的SO3遇雨水形成H2SO4进入地面或海洋C.工业排放尾气中的SO2可与CaO和O2反应生成CaSO4D.水垢中的CaSO4可与饱和Na2CO3溶液反应生成CaCO3解析　硫单质与氧气反应只能生成SO2，不能生成SO3，A项错误；大气中的SO3遇雨水形成H2SO4，随雨水进入地面或海洋，B项正确；氧化钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧气氧化成硫酸钙，C项正确；由反应CaSO4（s）＋CO32－（aq）⇌CaCO3（s）＋SO42－（aq）可知，D项正确。4.[2023广东佛山调研]如图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是（　C　） A.空气中的CO2溶于水也会形成酸雨B.NO易溶于水，并在雨水中转化为HNO3C.含H2SO3的雨水在空气中放置其pH可能会降低D.硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑，而硫酸型酸雨不会解析　酸雨是pH小于5.6的降水，二氧化碳溶于水所得饱和溶液的pH为5.6，所以空气中的二氧化碳溶于水不会形成酸雨，A项错误；一氧化氮难溶于水，B项错误；亚硫酸易被空气中的氧气氧化为硫酸，硫酸为强酸，完全电离，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，C项正确；石灰岩的主要成分为CaCO3，硝酸型酸雨和硫酸型酸雨都会腐蚀石灰岩建筑，D项错误。5.[2023南京六校调研]下列物质性质与用途具有对应关系的是（　C　）A.浓硫酸具有脱水性，可用于干燥SO2B.SO2具有氧化性，可用作葡萄酒的抗氧化剂C.BaSO4难溶于胃酸，可用作钡餐药剂D.Na2S溶液呈碱性，可用于除去废水中的Hg2＋解析　A项，浓H2SO4具有吸水性，可以用于干燥SO2，错误；B项，SO2具有还原性，可以作为抗氧化剂，错误；D项，S2－与Hg2＋反应生成HgS沉淀，与Na2S溶液显碱性无关，错误。6.[2024北京昌平区考试]某同学利用如图装置探究SO2的性质。下列有关现象的解释错误的是（　C　）A.①中溶液起始显红色的原因：CO32－＋H2O⇌HCO3－＋OH－B.①中溶液红色褪去的原因：2SO2＋CO32－＋H2OCO2＋2HSO3－C.②中溶液起始显黄绿色的原因：Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClOD.②中溶液黄绿色褪去的原因：SO2＋Cl2＋2H2O4H＋＋SO42－＋2Cl－解析　Na2CO3溶液因CO32－水解而显碱性：CO32－＋H2O⇌HCO3－＋OH－，滴加酚酞后溶液显红色，A正确。向Na2CO3溶液中通入足量的SO2，因H2SO3的酸性强于H2CO3，则发生反应2SO2＋CO32－＋H2OCO2＋2HSO3－，又NaHSO3溶液显酸性，所以溶液红色褪去，B正确。氯气溶于水，部分以氯气分子的形式存在于溶液中，所以饱和氯水显黄绿色是因为溶解了Cl2，C错误。SO2与饱和氯水中溶解的Cl2发生反应SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，饱和氯水中溶解的Cl2被消耗，所以溶液的黄绿色褪去，D正确。 7.[2023合肥一检]如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是（　C　）A.“吸收”过程中SO2被还原B.“吸收”后溶液的酸性减弱C.“氧化”后的溶液可以循环使用D.“氧化”中，每1molO2参加反应转移2mol电子解析　“吸收”过程发生反应：2H2O＋SO2＋Fe2（SO4）32FeSO4＋2H2SO4，SO2中S由＋4价升高到＋6价，被氧化，生成H2SO4，溶液的酸性增强，A项错误，B项错误；“氧化”时发生反应4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2（SO4）3＋2H2O，由流程图可知，Fe2（SO4）3可以循环使用，C项正确；4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2（SO4）3＋2H2O中转移4e－，则每1molO2参加反应转移4mol电子，D项错误。8.[北京高考]根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是（　C　）溶液现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3＞H2SiO3解析　产生的白色沉淀为BaSO4，SO2中硫元素的化合价从＋4升高到＋6，被Fe3＋氧化，体现了SO2的还原性，A项正确。黄色沉淀为硫单质，SO2中硫元素的化合价从＋4降低为0，被H2S还原，体现了SO2的氧化性，B项正确。紫色溶液褪色，是因为酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能将SO2氧化，自身被还原为无色的Mn2＋，体现了SO2的还原性而不是漂白性，C项错误。胶状沉淀为硅酸，发生的反应为SO2＋H2O＋SiO32－H2SiO3↓＋SO32－，原理为“强酸制弱酸”，因此H2SO3的酸性强于H2SiO3的酸性，D项正确。9.[2023广东六校联考]实验室以铜和浓硫酸为原料，按照制备SO2、检验所有气体产物及尾气处理的顺序进行实验。下列装置（“→”表示气流方向）不能达到实验目的的是（　D　）装置选项ABCD 解析　实验室用铜和浓硫酸在加热条件下反应制取二氧化硫气体，A项能达到实验目的；反应产生的水蒸气可用无水硫酸铜检验，现象为白色粉末变为蓝色，B项能达到实验目的；二氧化硫能使品红溶液褪色，可用品红溶液检验二氧化硫，C项能达到实验目的；不能用NaHSO3溶液吸收二氧化硫尾气，可用碱液吸收，D项不能达到实验目的。10.[2023河北衡水调研]在实验室进行适量的铁粉和硫粉混合加热的实验，产物又进行了系列实验，流程如图所示。下列说法正确的是（　C　）A.气体A和气体D为同一物质，且均为氧化产物B.硫元素参与了2个氧化还原反应C.沉淀F可以和NaOH溶液在加热条件下反应D.若向固体B中加入浓硫酸，发生反应时被氧化的和被还原的均为同种元素解析由上述分析知，气体A为SO2，是氧化产物，气体D为SO2，是还原产物，A错误。铁粉和硫粉反应生成FeS，S和O2反应生成SO2，H2S和H2SO4（浓）反应生成S、SO2和H2O，反应中硫元素的化合价都发生改变，B错误。沉淀F是S，S与NaOH溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O，C正确。固体B为FeS，FeS和浓硫酸反应生成Fe2（SO4）3、S、SO2和H2O，其中被氧化的元素为Fe和S，被还原的元素为S，故发生反应时被氧化的和被还原的不全是同种元素，D错误。11.[SO2的制备及性质探究][2024贵阳摸底考试]某化学小组为探究SO2的制备、性质及检验等相关问题，进行如下实验：Ⅰ.制备并收集纯净干燥的SO2（1）实验室可供选择的试剂：C（s）、Cu（s）、饱和Na2SO3溶液、75％浓H2SO4。 ①实验所需装置的连接顺序是：a→　c→b→g→f　→d→e（按气流方向用小写字母标号表示）。②该实验中制备SO2的化学方程式为　Na2SO3＋H2SO4（浓）Na2SO4＋H2O＋SO2↑　。Ⅱ.探究SO2的性质（2）将收集到的SO2持续通入如图装置进行实验：①装置E中出现　淡黄色沉淀　现象时可验证SO2具有氧化性。②装置F用于验证SO2的还原性，为实现这一目的，需进一步采取的实验操作是　取SO2与NaClO溶液反应后的溶液样品少许，先滴加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则证明SO2具有还原性　。③从硫元素间的相互转化所得的规律判断下列物质中既有氧化性，又有还原性的是　ce　（填标号，下同）。a.Nab.Na＋c.Cl2d.Cl－e.Fe2＋Ⅲ.葡萄酒中抗氧化剂残留量（以游离SO2计算）的测定准确量取100.00mL葡萄酒样品，加酸蒸馏出抗氧化剂成分，取馏分于锥形瓶中，滴加少量淀粉溶液，用物质的量浓度为0.0100mol·L－1标准I2溶液滴定至终点，重复操作三次，平均消耗标准I2溶液22.50mL。（已知滴定过程中所发生的反应是I2＋SO2＋2H2O2HI＋H2SO4）（3）滴定前需排出装有I2溶液的滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为C。 A.B.C.D.（4）判断达到滴定终点的依据是　滴入最后半滴标准液，溶液的颜色从无色刚好变为蓝色，且30s内不再褪去　；所测100.00mL葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）为　144　mg·L－1。解析　（1）①制取的二氧化硫含有水蒸气，且二氧化硫为酸性气体，因此用浓硫酸干燥，干燥时气体需长进短出，二氧化硫密度比空气大，用向上排空气法收集，因此装置连接顺序为a→c→b→g→f→d→e。②该实验在常温下进行，用饱和Na2SO3溶液和75％浓H2SO4反应制备二氧化硫，因此反应方程式为Na2SO3＋H2SO4（浓）Na2SO4＋H2O＋SO2↑。（2）①二氧化硫与硫化钠发生归中反应生成硫单质，此时二氧化硫中硫的化合价由＋4降到0，二氧化硫作为氧化剂，体现氧化性。②用NaClO来验证SO2的还原性，是由于NaClO能将SO2氧化成SO42－，因此需要通过检验SO42－来验证二氧化硫的还原性。③由硫元素间的相互转化知，处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性，故应选择Cl2和Fe2＋。（3）I2具有氧化性，因此需用酸式滴定管，则排气泡正确的是C。（4）滴定终点时I2过量，由于锥形瓶中滴加有少量淀粉溶液，因此滴定终点的现象为滴入最后半滴标准液，溶液的颜色从无色刚好变为蓝色，且30s内不再褪去。由题中数据知，抗氧化剂的残留量为22.50×10－3L×0.0100mol·L－1×（32＋32）×103mg·mol－1÷0.1L＝144mg·L－1。12.[HSO3Cl的制备][2023四川教学联盟检测]Ⅰ.实验室用如图装置制备SO3。已知：SO3的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，假设气体进入装置可以被完全吸收，不考虑空气的影响。（1）A中不使用98％浓硫酸的原因是　98％浓硫酸浓度太高，电离出的氢离子浓度较小，反应生成SO2的速率小　，装置D的作用是　冷凝收集SO3　。（2）实验结束时，先停止通入SO2，再熄灭酒精灯，然后还需要进行的操作是　继续通一段时间的氧气　。 （3）装置E中发生反应的离子方程式为　3SO2＋2NO3－＋3Ba2＋＋2H2O3BaSO4↓＋2NO＋4H＋　。Ⅱ.SO3溶于浓硫酸后可得到发烟硫酸，工业上把干燥的氯化氢气体通入发烟硫酸中可以得到HSO3Cl。HSO3Cl是一种无色液体，沸点为152℃，有强腐蚀性，遇潮湿空气产生浓烈的白雾。现用如图所示的装置制取HSO3Cl（夹持及加热装置略去）。（4）HSO3Cl与潮湿的空气反应的化学方程式为　HSO3Cl＋H2OHCl＋H2SO4　。（5）装置A中毛细管的作用是　形成汽化中心，防止暴沸　。（6）装置中直形冷凝管能否换为球形冷凝管，并说明原因　否，馏出液会残留在凹球中，导致产率降低　。解析　（1）A中不使用98％浓硫酸的原因是98％浓硫酸浓度太高，电离出的氢离子浓度小，反应生成SO2的速率小。装置D的作用是冷凝收集SO3。（2）为确保充分收集SO3，实验结束时，先停止通入SO2，再熄灭酒精灯，然后还需要继续通入一段时间的O2，可以让装置中的SO2充分被后面的装置吸收。（3）装置E中硝酸钡溶液吸收多余的二氧化硫，发生反应的离子方程式为3SO2＋2NO3－＋3Ba2＋＋2H2O3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。（4）HSO3Cl与潮湿空气中的水蒸气反应生成了HCl，HCl与空气中的水蒸气形成了小液滴，产生白雾，反应的化学方程式为HSO3Cl＋H2OHCl＋H2SO4。（5）装置A中毛细管的作用是形成汽化中心，防止暴沸。（6）蒸馏时直形冷凝管不能换成球形冷凝管，因为馏出液会残留在凹球中，导致产率降低。13.[新情境]火山喷发会引发大范围海啸，大量的火山灰和火山气体对气候造成极大的影响。火山喷发产生的含硫物质在自然界中的循环过程如图所示。下列说法错误的是（　C　） A.火山喷发形成硫酸型酸雨，发生反应的总化学方程式为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4B.火山喷发会导致气温下降的可能原因是大量气体进入平流层形成硫酸气溶胶，阻挡太阳辐射C.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透遇到难溶的PbS，慢慢转化为铜蓝（CuS），离子方程式为Cu2＋＋SO42－＋Pb2＋＋S2－PbSO4↓＋CuS↓D.工业硫酸可用硫铁矿经FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反应制备解析　由题图可知，火山喷发会产生二氧化硫，二氧化硫与空气中的氧气和雨水反应生成硫酸，使雨水呈酸性形成硫酸型酸雨，发生反应的总化学方程式为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4，A项正确。火山喷发产生的大量气体进入平流层后，会形成硫酸气溶胶，阻挡太阳辐射，从而导致气温下降，B项正确。由题意可知，难溶的PbS转化为CuS，离子方程式应为PbS＋Cu2＋＋SO42－CuS＋PbSO4，C项错误。工业上可用煅烧硫铁矿的方法制备硫酸，经FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反应，D项正确。14.[新情境/含水雾霾微颗粒][2024江苏建湖中学监测改编]中科院上海高等研究院高嶷研究员课题组等在JACS上发表了关于含水雾霾微颗粒中大量硫酸盐生成的微观化学机制的研究，通过水桥，处于纳米液滴中的HSO3－可以将电子快速转移到周围气相NO2分子，经氧化加成和水解，最终生成HSO4－，其反应过程如图所示。下列说法不正确的是（　D　）A.水桥中水分子形成氢键B.该过程中SO3－为中间产物C.HSO3－转化的总反应为HSO3－＋H2O＋2NO22HNO2＋HSO4－D.上述反应过程中，硫原子的成键数目保持不变解析　由题图可知，两个水分子通过氢键分别与NO2和HSO3－相连，A正确；由题图反应过程可知，HSO3－先反应生成SO3－，最终转化为HSO4－，因此SO3－为中间产物，B正确；根据反应过程可知，HSO3－、H2O和NO2是反应物，反应生成HNO2和HSO4－，故总反应为HSO3－＋H2O＋2NO22HNO2＋HSO4－，C正确；根据题图可知，含硫原子的粒子有HSO3－、SO3－、NO2SO3－和HSO4－，前两种离子中S形成3个共价键，NO2SO3－和HSO4－中S形成4个共价键，硫原子的成键数目发生改变，D错误。