硫及硫的化合物.docx
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硫及硫的化合物
第19讲硫及硫的化合物
考点1硫及其重要化合物的主要性质及用途
★考点解读
一.硫的存在及性质
1.硫的存在:
自然界中的硫元素主要以硫单质,硫化物(入FeS2、CuFeS2)和硫酸盐(如重晶石、石膏、芒硝)等形式存在。
在火山喷口附近或地壳的岩层里,常常存在游离态的硫。
2.硫单质的性质:
物理性质:
硫(俗称硫磺)为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
化学性质:
硫的化合价位于中间价态,故单质硫既有氧化性性又有还原性性;S作为氧化剂时,是一种弱氧化剂,与变价金属(如Fe、Cu)反应时,生成的是低价金属硫化物(如FeS、Cu2S)。
(1)与大多数金属反应:
△
2Na+S===Na2S2Al+3S====
(2)与非金属反应:
△
Al2S3Fe+S====
△
FeS2Cu+S====
Cu2S
点燃△
S+O2===SO2S+H2
H2S(说明硫化氢不稳定)
△
(3)与强氧化性酸的反应:
S+2H2SO4(浓)====
2SO2↑+2H2O
△
(4)与强碱反应:
3S+6NaOH====
2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫)
★典例导思
【例1】下列物质中,不能由单质直接化合生成的是()
①CuS②FeS③SO3④H2S⑤FeCl2
A.①③⑤B.①②③⑤C.①②④⑤D.全部
解析:
本题考查S、Cl2氧化性的强弱及与变价金属反应时的产物,单质之间的反应有:
2Cu+SCuS,Fe+SFeS,S+O
点燃
SO,H
+SH
S2Fe+3Cl=2FeCl
故①③⑤不能由
2222223
单质直接化合生成。
答案:
BC
★考点自测
1.下列物质都含有硫,其中硫元素以游离态存在的是
(
)
A.黑火药B.硫铁矿
C.芒硝
D.石膏
2.实验事实说明硫的非金属性比氯弱,并用原子结构知识加以解释。
(尽可能多地列举)
考点2硫的氧化物
★考点解读
一.二氧化硫
(一)物理性质:
SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水,且易液化。
(二)化学性质:
1.具有酸性氧化物的通性
①与H2O反应:
SO2与水反应生成H2SO3,化学方程式为:
SO2+H2OH2SO3
②使指示剂变色:
SO2能使石蕊试液变红色。
③与碱反应
如:
与NaOH溶液反应:
当NaOH足量时:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;
NaOH不足量时:
SO2+NaOH=NaHSO3
④与碱性氧化物或某些盐反应
如:
与生石灰反应:
SO2+CaO=CaSO3
与Na2SO3溶液的反应:
SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3
2.氧化性
如:
将SO2通入到氢硫酸(H2S溶液)中:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O
3.
4
还原性:
SO2能被O2氧化为SO3,被H2O2、Cl2、Br2、I2、Fe3+、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化而生成SO2-。
如:
SO2+H2O2=H2SO4、SO2+X2+2H2O=2HX+H2SO4SO2(X为Cl、Br、I)
4
能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去:
2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO2-+4H+
4.漂白性
SO2+H2O+有色物质化合不稳定无色物质△有色物质
注意:
①SO2不能漂白酸碱指示剂,如将SO2通入紫色石蕊试液中,溶液变红。
而氧化类漂白剂(如氯水、Na2O2等)能漂白酸碱指示剂。
②SO2使溴水、KmnO4溶液褪色,是利用SO2的还原性,不是漂白性。
③若向品红溶液中通入等物质的量的Cl2和SO2,则二者不是“强强联手”而是“两败俱伤”,发生反应SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,品红溶液不褪色。
二.三氧化硫
无色固体,熔点16.8℃,易挥发;遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热,具有酸性氧化物的通性。
如:
SO3+H2O=H2SO4、SO3+CaO=CaSO4、SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
★典例导思
【例2】(2010惠州调研)下列实验报告记录的实验现象正确的是()
解析:
SO2的水溶液呈酸性,使石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液;SO2能漂白品红溶液,使品红溶液褪为无色;SO2的饱和液加入Ba(NO3)2溶液中,SO2被NO-氧化为SO2-,
SO2-与Ba2+形成BaSO沉淀;d试管中:
SO+2NaOH===Na
SO+HO,NaSO与BaCl
44
反应生成BaSO3沉淀。
答案:
B
【例3】强热硫酸亚铁固体可发生如下反应:
2232232
4高温23+SO2↑+SO3↑,若将此反
应生成的气体通入BaCl2溶液中,则①析出BaSO3沉淀②析出BaSO4沉淀③逸出SO3气体④逸出SO2气体()
A.①②B.②④C.①③D.③④
解析:
SO2、SO3的混合气体溶于水,发生反应SO3+H2O===H2SO4,同时放出大量的热,使SO2的溶解度减小而逸出SO2气体,又由H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl知析出的沉淀为BaSO4,在酸性溶液中不可能产生BaSO3沉淀。
答案:
B
★考点自测
1.(2010皖南模拟)下列说法正确的是()A.SO2能使酸性KMnO4溶液迅速褪色B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
2.
如图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准).则下列有关说法正确的是()
①不挥发性(用于制挥发性酸):
微热
如:
H2SO4(浓)+NaCl===NaHSO4+HCl↑
②强酸性:
具有酸的五个通性
①跟酸碱指示剂作用
如:
Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓)=3CaSO4+2H3PO4
③吸水性:
浓硫酸能吸附物质中湿存的水分
H2SO4(浓)+nH2O=H2SO4·nH2O
利用此性质可用浓硫酸作干燥剂。
④脱水性:
浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数2︰1的比例脱去。
②跟活泼金属反应生成盐和氢气
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
③跟碱性氧化物反应生成盐和水
CuO+2H+=Cu2++H2O
如:
CH
O浓H2SO412C+11HO
④跟碱发生中和反应生成盐和
化学性质
1222112水
⑤强氧化性:
冷的浓硫酸遇铁、铝等金属产生钝化作用。
但热的浓硫酸具有很强的氧化性,可将很多金属、非金属及一些还原性化合物氧化。
如:
△
Ba(OH)2+H2SO4=
BaSO4↓+2H2O
⑤跟某些盐反应生成新盐和新酸
Na2CO3+H2SO4=
Na2SO4+CO2↑+H2O
Cu+2H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
△
C+2H2SO4(浓)====
CO2↑+2SO2↑+2H2O
2HI+H2SO4(浓)=I2+SO2↑+2H2O
4
3
二.SO2-、SO2-离子的检验
1.
4
SO2-离子的检验
值的注意的是,检验SO42-时会受到许多离子的干扰。
①Ag+干扰,:
先用盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-=AgCl↓
3
②CO
2-、SO2-、PO
3-干扰:
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉
4
3
4
淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。
因此检验SO2-时,必须用盐酸酸化(不能用HNO3
酸化)。
3
所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SONO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论。
4
为此,检验SO2-的正确操作为:
2-、HSO
3
-、SO2等会被溶液中的
4
被检液加足量盐酸取清液滴加BaCl2溶液溶液有、无白色沉淀(判断有、无SO2-)
2.
3
SO2-离子的检验
向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
3
SO32-+2H+=SO2↑+H2O或SO2-+Ba2+=BaSO3、BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O
★典例导思
【例4】在下图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,观察到的现象不.正确的是()
A.苹果块会干瘪B.胆矾晶体表面有“白斑”
C.小试管内有晶体析出D.pH试纸变红
解析:
浓硫酸具有吸水性,会吸收试管内空气中的水蒸气,造成空气中水分减少,苹果块、胆矾晶体、饱和硝酸钾溶液均会失水,导致苹果块干瘪、胆矾晶体表面有“白斑”、小试管内有晶体析出.浓硫酸具有脱水性会使pH试纸炭化变黑.
答案:
D
4
【例5】(2010南京模拟)检验某未知溶液中是否含有SO2-的下列操作中最合理的是()
A.加入硝酸酸化的Ba(NO3)2
B.先加HNO3酸化,再加Ba(NO3)2溶液
C.先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液D.加入盐酸酸化了的BaCl2溶液
解析:
若加入HNO3酸化,SO2-也会被氧化生成SO2-,无法说明原溶液中是否含有
SO2-,因此应先加入HCl酸化,将CO2-、SO2-、Ag+等排除,再加入BaCl
溶液看是
4332
否有沉淀产生.答案:
C
★考点自测
1.有一瓶Na2SO3溶液,由于它可能部分被氧化,某同学进行如下实验:
取少量溶液,滴
入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀.对此实验下列叙述正确的是()
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B.加入Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4C.加硝酸后的不溶沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
2.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO2-、HSO、NH+)分别进行如下实验:
4234
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸.对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()
A.Br-B.SO2-
考点4硫酸型酸雨的形成和防治
★考点解读
1.酸雨的形成:
C.H2SO3D.NH+
正常的雨水由于溶解了CO2,pH小于7、大于5.6,酸雨是PH小于5.6的雨水。
酸雨
的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。
酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其
中又以硫酸为主。
从污染源排放出来的SO2、NOx(NO、NO2)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成
H2SO4,而NO被空气中氧气氧化为NO2,NO2直接溶于水形成HNO3,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。
2.硫酸型酸雨的形成过程为:
①化石燃料及其产品的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的SO2,在光照、烟尘中的金属氧化物的作用下,跟氧气反应生成SO3,SO3溶于雨水后形成硫酸。
催△化剂
气相反应:
2SO2+O2
2SO3、SO3+H2O=H2SO4;
②空气中的SO2遇雨水生成H2SO3,H2SO3被氧化形成硫酸。
SO2+H2O△H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。
3.酸雨的危害及防治:
酸雨危害:
①使湖泊的水质变酸,导致水生生物死亡;②酸雨浸渍土壤,使土壤贫瘠化;
③长期酸雨浸蚀会造成森林大面积死亡;④酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加,饮用这样的水会危害人体健康;⑤加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程。
酸雨防治与各种脱硫技术:
要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。
因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。
目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。
在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO2,这种方法称为“钙基固
硫”,其反应方程式为:
SO2+CaO=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO2,其反应方程式为:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。
在冶金工业的
烟道废气中,常混有大量的SO2和CO,它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矾土)
的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:
SO2+2CO==S+CO2。
★典例导思
【例6】O2是常见的大气污染物之一,下列措施中能够减少SO2排放量的是()
①用天然气代替煤炭作民用燃料②使用水煤气或干馏煤气作燃料③硫酸厂使用V2O5作催化剂,加快SO2的转化速率④将块状煤粉碎,提高其燃烧效率⑤在煤中加入生石灰后燃用⑥循环处理吸收塔放出的尾气
A.①②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②⑤⑥D.②③④⑥
解析:
①中天然气的成分是CH4,所以用天然气代替煤炭作民用燃料可以减少SO2的排放;②中水煤气的主要成分是CO、H2,干馏煤气的主要成分是CH4、H2、CO等,所以用水煤气或干馏煤气作燃料也可以减少SO2的排放;③中硫酸厂使用催化剂加快反应速率,并不能减少SO2的排放;④中将煤粉碎,能提高燃烧效率,但不能减少SO2的排
高温
放;⑤在煤中加入CaO,煤在燃烧过程中发生如下反应:
CaO+SO2=====
CaSO3、2CaSO3
高温
+O2=====
2CaSO4,可以减少SO2的排放;⑥在硫酸工业中循环处理吸收塔中的尾气,
可以提高SO2的利用率,减少SO2的排放.所以能够减少SO2的排放的有①②⑤⑥,即
C项组合正确.答案:
C
★考点自测
1.下列说法正确的是()
A.SO2、NOx、CO2、固体颗粒物同为大气污染物
B.SO2具有较强还原性,故不能用浓H2SO4干燥
C.收集的酸雨在放置一段时间后pH会减小
D.Cu与浓HNO3、浓H2SO4均可在常温下发生剧烈反应,且反应均放出大量的热
2.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()
氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放
DCOCO中毒燃料的不完全燃烧
◆真题评析
【真题1】(09年广东文基)如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是()
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO
4溶液溶液褪色
SO2有氧化性
B品红溶液溶液褪色SO2有漂白性
CNaOH溶液无明显现象SO2与NaOH溶液不反应
D紫色石蕊试液溶液变红后不褪色SO2有酸性、没有漂白性
评析:
A项体现的是SO2的还原性;C项由于SO2与NaOH可以生成亚硫酸钠也可能生成亚硫酸氢钠或者是两者混合物,反应无明显现象,但不能说明SO2与NaOH溶液不反应。
D项溶液变红后不褪色并不能说明SO2没有漂白性。
SO2的漂白性是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,退色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色,例如SO2使品红溶液褪色。
答案:
B
【真题2】(07年山东理综)氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是
A.在通入少量氯气,
c(H)
减小
c(ClO)
B.通入少量SO2,溶液的漂白性增强
C.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
D.加入少量水,水的电离平衡向正反应方向移动
评析:
在氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2OHCl+HClO、H2OH++OH-、
HClOH++ClO-。
A中在通入少量氯气,平衡右移,生成的次氯酸和盐酸增多,氢离子浓度增大有两个方面原因,次氯酸浓度增大和盐酸完全电离,而次氯酸根的增大
只受次氯酸浓度增大的影响,故该值增大,错误;B中通入二氧化硫,其与氯气反应生
成无漂白性的盐酸和硫酸,漂白性减弱,错误;C中加入少量固体氢氧化钠反应后的溶液仍是电中性的,但酸碱性不为中性,应为弱酸性。
溶液中阴阳离子所带正负电荷总数
相等,故存在c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),但是c(H+)应该大于c(OH-),故此等式不成立,错误;D中加水,即稀释氯水溶液的酸性减弱,即c(H+)减小,所以水的电离平衡向正向移动,正确。
答案:
D
◆仿真训练
一.单选题:
(本题共6小题,每小题4分,共24分;在给出的四个选项中,只有一个选
项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分)
1.(09福建)能实现下列物质间直接转化的元素是()
+O2
单质
氧化物
+H2O
酸或碱
+NaOH或HCl
盐
A.硅B.硫C.铜D.铁
2.(2010南通模拟)区别SO2和CO2气体可选用()A.通入澄清石灰水中B.通入品红溶液中C.用带火星的木条检验D.通入石蕊试液中
3.为了除去CO2气体中混有的SO2气体,下列有关仪器和药品的组合中,合理的是()
①洗气瓶②干燥管③固态生石灰④苏打溶液⑤小苏打溶液
A.①⑤B.②⑤C.①③D.①④
4
3
4
4(07广东理基)某溶液中可能含有SO2-、CO2-、Cl-。
为了检验其中是否含有SO2-,
除BaCl2,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是()
A.H2SO4B.HClC.NaOHD.NaNO35.下图装置中,若关闭活塞,则品红溶液无变化,石蕊试液变红,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色,石蕊试液变红,石灰水变浑浊。
据此判断气体和广口瓶中盛放的物质是()
A.H2S和浓H2SO4
B.SO2和NaHCO3溶液
C.Cl2和NaHCO3溶液
D.Cl2和氯水
6.(2009山东)下列推断合理的是()
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应C.浓H2SO4有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色
二.双选题:
(本题共2小题,每小题6分,共12分;在给出的四个选项中,有二个选项符
合题目要求,选对给6分,选对一个得3分,选错或不选的得0分)7.下列过程中,最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是()
A.无色溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
D.无色溶液白色沉淀白色沉淀
8.(07广东)下述实验能达到预期目的的是
编号
实验内容
实验目的
A
将SO2通入酸性
KMnO4溶液中
证明SO2具有氧化性
B
将Cl2通入NaBr
溶液中
比较氯与溴的氧化性强弱
将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水
C
混合物冷却降温
分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的
D
H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2
研究温度对化学平衡的影响
研究催化剂对H2O2分解速率的影响
三.主观题(本题共4小题,共64分)
9.(14分)某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验.
(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,写出该反应的化学方程
式。
(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是,继续通入过
量SO2气体,现象是_。
②SO2通入紫色KMnO4溶液,现象是,其
反应的离子方程式为。
③过量SO2慢慢地通入澄清石灰水中,现象是
_。
④若C为双氧水,则通入SO2后,请判断所得溶液是什么
(填溶质的化学式),
若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体,产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混
有;要证明气体中既有SO2又有CO2,应该选用的试剂依次为
。
10.(2010广州调研)在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸;当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
X
A――→
Y
――→
Y
――→
Z
――→E
当X是强酸时A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。
请回答:
(1)A是,Y是,Z是。
(2)当
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- 化合物