高考第一轮复习教学案硫及其化合物Word文件下载.docx
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3.硫的氧化物:
(1)二氧化硫:
①SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。
②SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。
③SO2有强还原性常见氧化剂(见上)均可与SO2发生氧化一还原反应
如:
SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl
④SO2也有一定的氧化性2H2S+SO2==3S↓+2H2O
⑤SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)
⑥实验室制法:
Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO3+H2O+SO2↑
或Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+2H2O+SO2↑
(2)三氧化硫:
是一种没有颜色易挥发的晶体;
具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。
(3)比较SO2与CO2、SO3
SO2
CO2
SO3
主要物性
无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:
40)
无色、无气味气体能溶于水(1:
1)
无色固体.熔点(16.8℃)
与水反应
SO2+H2OH2SO3中强酸
CO2+H2OH2CO3弱酸
SO3+H2O==H2SO4(强酸)
与碱反应
Ca(OH)2CaSO3↓Ca(HSO3)2
清液白清液
Ca(OH)2CaCO3↓
Ca(HCO3)2
清液白↓清液
SO3+Ca(OH)2==CaSO4(微溶)
紫色石蕊
变红
品红
褪色
不褪色
鉴定存在
能使品红褪色
又能使清石灰变浑浊
不能使品红褪色
但能使清石灰水变浑浊
氧化性
SO2+2H2S=2S↓+2H2O
CO2+2Mg=2MgO+C
CO2+C=2CO
还原性
有
无
与Na2O2作用
Na2O2+SO2==Na2SO4
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2Na2O2+2SO3
==2NaSO4+O2↑
(4)酸雨的形成和防治:
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。
硫酸型酸雨的形成过程为:
气相反应:
2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4;
液相反应:
SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。
总反应:
硝酸型酸雨的形成过程为:
2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。
引起硫酸型酸雨的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。
引起硝酸型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。
酸雨危害:
①直接引起人的呼吸系统疾病;
②使土壤酸化,损坏森林;
③腐蚀建筑结构、工业装备,电信电缆等。
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
4.硫酸:
①稀H2SO4具有酸的一般通性,而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性:
②SO42—的鉴定(干扰离子可能有:
CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+、PO43-等):
待测液
澄清液
白色沉淀(说明待测液中含有SO42-离子)
③硫酸的用途:
制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。
二、硫酸的工业制法──接触法:
1.生产过程:
三阶段
SO2制取和净化
SO2转化为SO3
SO3吸收和H2SO4的生成
三方程
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g);
△H=-3412kJ/mol
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);
△H=-196.6kJ/mol
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);
△H=-130.3kJ/mol
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
关
原
理
矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面,加快反应速率
逆流原理(热交换器)目的:
冷热气体流向相反,冷的SO2、O2、N2被预热,而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.
逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下,气体由下往上,流向相反,充分接触,吸收更完全)
设备中排出的气体
炉气:
SO2.N2.O2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤).H2O气(干燥)……
净化气:
SO2.N2.O2
SO2、O2、N2、SO3
尾气:
SO2及N2、O2
不能直接排入大气中
说明
矿尘.杂质:
易使催化剂“中毒”
H2O气:
腐蚀设备、影响生产
反应条件——
理论需要:
低温、高压、催化剂;
实际应用:
400℃~500℃、常压、催化剂
实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收
2.尾气处理:
氨水(NH4)2SO3(NH4)2SO4+SO2↑
NH4HSO3
三、氧族元素:
1.氧族元素比较:
原子半径O<S<Se<Te
单质氧化性O2>S>Se>Te
单质颜色无色淡黄色灰色银白色
单质状态气体固体固体固体
氢化物稳定性H2O>H2S>H2Se>H2Te
最高价含氧酸酸性H2SO4>H2SeSO4>H2TeO4
2.O2和O3比较:
O2
O3
颜色
无色
气态—淡蓝色
气味
刺激性特殊臭味
水溶性
臭氧密度比氧气的大
密度
臭氧比氧气易溶于水
强
(不易氧化Ag、Hg等)
极强(O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2)
(易氧化Ag、Hg等不活泼金属)
漂白性
有(极强氧化性—作消毒剂和脱色剂)
稳定性
>
3O22O32O3===3O2常温:
缓慢
加热:
迅速
相互关系
臭氧和氧气是氧的同素异形体
3.比较H2O和H2O2
H2O
H2O2
电子式
化学键
极性键
极性键和非极性键
分子极性
稳定
2H2O2H2↑+O2↑
不稳定
2H2O22H2O+O2↑
较弱(遇强还原剂反应)
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
较强(遇还原剂反应)
SO2+H2O2===H2SO4
较弱
(遇极强氧化剂反应)
2F2+2H2O===4HF+O2
较强
(遇较强氧化剂反应)
2MnO4—+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
作用
饮用、溶剂等
氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等
【实例分析】
【例1】(2009广东化学
17)常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是()
A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在H2O2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
【解析】结合A、B两个方程式根据氧化性、还原性强弱比较规律:
得H2O2的氧化性>
Fe3+的氧化性,H2O2的还原性>
Fe2+的还原性,A错;
2H2O2=2H2O+O2↑,分解过程中,Fe2+作催化剂,溶液pH值不变,B错,
H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂,所以总量不变。
因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D正确。
【答案】CD
【例2】
(2010广东理综卷33)某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:
SO2+2NaOH=________________.
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________.
(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl
、OH
和SO
.请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响).
1提出合理假设.
假设1:
只存在SO32-;
假设2:
既不存在SO32-也不存在ClO
;
假设3:
_____________.
2设计实验方案,进行实验。
请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
3moL
L-1H2SO4、1moL
L-1NaOH、0.01mol
L-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液.
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量吸收液于试管中,滴加3moL
L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中.
[来源:
Z*xx*k.Com]
步骤2:
步骤3:
【解析】
(1)NaOH过量,故生成的是正盐:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
(2)S元素的价态从+4→+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为Na2SO3。
(3)①很明显,假设3两种离子都存在。
②加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;
在A试管中滴加紫色石蕊试液,若先变红后退色,证明有ClO-,否则无;
在B试管中滴加0.01mol
L-1KMnO4溶液,若紫红色退去,证明有SO32-,否则无。
【答案】
(1)Na2SO3+H2O
(2)Na2SO3
(3)①SO32-、ClO-都存在
②
L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中
在A试管中滴加紫色石蕊试液
若先变红后退色,证明有ClO-,否则无
L-1KMnO4溶液
若紫红色退去,证明有SO32-,否则无
【一课一练】
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.(河南省内乡一高2010届高三第一次月考)二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。
常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。
下列说法中错误的是()
A.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl
B.S2Cl2为含有极性键和非极性键的极性分子
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点S2Cl2>S2Br2
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】C
2.(河南省内乡一高2010届高三第一次月考)下列对SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.通常条件下都是无色气体,都易溶于水
B.都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸
C.都可使品红溶液褪色
D.都能与碱溶液反应有关
【答案】D
3.(贵州省银河中学2010届高三3月月考)恒温25℃时,将两铂电极插入一定量硫酸钠饱和溶液中进行电解。
通电一段时间后,阳极析出了amol气体,同时有ωgNa2SO4·
10H2O晶体析出。
剩余溶液中溶质的质量分数为()
A.
×
100%B.
100%C.
D.
4.(山西省太原五中2010届高三4月月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,这时候若滴入BaCl2溶液,会产生白色沉淀,在上述一系列变化过程中,最终被还原的是
A.SO2B.Cl-C.Fe3+D.NO3-
5.SO2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+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.
6.(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CO2
C.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
【解析】SO2中硫为+4价,具有较强的还原性.在酸性条件下SO2能使KMnO4等氧化剂迅速被还原而褪色;
SO2、CO2通入澄清的石灰水,均生成白色沉淀,气体过量沉淀消失;
通常情况下SO2很难被氧气氧化,只有在一定温度和催化剂存在的条件下才反应生成SO3,且是可逆反应;
SO2的水化物是H2SO3,H2SO3的酸性比盐酸弱,因此SO2不能与CaCl2溶液反应.
【答案】A
7.(2009·
北京高考)下列叙述正确的是( )
A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;
再通入SO2,产生沉淀
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;
再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;
再加入过量NaHSO4溶液,沉淀消失
D.纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢;
再加入少量CuSO4固体,速率不改变
【解析】A项,BaCO3、BaSO3都与H+反应,不可能存在于强酸性环境中;
B项,加Cu(NO3)2
固体后会发生反应:
3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉会溶解;
C项,发生的反应依次为:
Al3++3NH3·
H2O===Al(OH)3↓+3NH
,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;
D项,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的少量Cu附着在Zn粒上,形成Cu-Zn原电池,会加速产生H2的速率.
8.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BaSO4
C.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
【解析】硝酸具有强氧化性,能够氧化SO
生成SO
,由于硝酸是足量的,白色沉淀则:
一定是BaSO4,而没加入HNO3前,得到的沉淀不一定是BaSO4.
【答案】D
9.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.
10.(2010·
南京模拟)检验某未知溶液中是否含有SO
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,SO
也会被氧化生成SO
,无法说明原溶液中是否含有SO
,因此应先加入HCl酸化,将CO
、SO
、Ag+等排除,再加入BaCl2溶液看是否有沉淀产生.
11.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO
、H2SO3、NH
)分别进行如下实验:
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.SO
C.H2SO3D.NH
【解析】①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色,则溶液中一定含有H2SO3,因H2SO3不稳定,分解产生的SO2可使品红溶液褪色.②加碱加热后,产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体,即有NH3产生,说明溶液中一定含有NH
.③加入氯水时溶液显黄色,说明原溶液中含有Br-.再加BaCl2溶液有白色不溶于HNO3的沉淀生成,说明此时溶液中含SO
,但可能是原溶液含有的,也可能是Cl2氧化H2SO3产生的,故不能确定是否含有SO
.
【答案】B
12.(2008·
江苏高考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果.下列表达不正确的是( )
A.密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物:
B.Fe在Cl2中的燃烧产物:
C.AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式:
D.氨水与SO2反应后溶液中的铵盐:
【解析】:
CuO+C
Cu+CO↑,2CuO+C
2Cu+CO2↑,
≤1,产物为CO;
≥2,产物为CO2;
1<
<2,产物为CO和CO2,A正确.Fe在Cl2中燃烧只有一种产物FeCl3,B错.Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al3++4OH-===AlO
+2H2O,
<3,铝元素以Al3+和Al(OH)3的形式存在;
=3,则以Al(OH)3的形式存在;
3<
<4,以AlO
和Al(OH)3的形式存在;
≥4.只以AlO
的形式存在,C正确.NH3·
H2O+SO2===NH4HSO3,2NH3·
H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O,
≤1,生成NH4HSO3;
<2,产物为NH4HSO3与(NH4)2SO3的混合物;
≥2,只生成(NH4)2SO3,D正确.
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)在通常状况下,A是固体单质.根据如图所示的转化关系,
回答下列问题:
(1)写出A~E的化学式:
A________,B________,
C________,D________,
E________.
(2)写出指定反应的化学方程式:
B→C_______________________________________________________________;
C→D________________________________________________________________;
E→C_________________________________________________________________.
【解析】因为固体单质A既能与H2化合,又能连续被氧化为D,因此A应是一种变价非金属元素,氧化物D能与水反应生成E,则E是一种酸,该酸能与Cu反应,说明E为一种强氧化性酸,据此可得出A为S,B为H2S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4.
(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)2H2S+3O2
2SO2+2H2O
2SO2+O2
2SO3
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
14.(12分)小刚同学探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验.
(1)少量SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为________________________________
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- 高考 第一轮 复习 教学 及其 化合物