届高考化学一轮复习讲义第4章 第16讲硫及其化合物.docx
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届高考化学一轮复习讲义第4章第16讲硫及其化合物
第16讲 硫及其化合物
考纲要求
1.了解硫及其重要化合物的制备方法,掌握其主要化学性质及其应用。
2.了解硫的氧化物对环境的影响。
考点一 硫及其氧化物的性质
一、硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2
O2
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe+S
FeS、2Cu+S
Cu2S、S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2
SO2,在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的S。
二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
④漂白性:
可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。
2.三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:
SO3+H2O===H2SO4,放出大量的热,SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:
含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:
危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:
燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:
空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O2
2SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:
SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在( )
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫( )
(3)硫黄易溶于CS2,所以可用CS2溶解试管内壁的硫( )
(4)SO2有漂白性,所以SO2可使溴水褪色( )
(5)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3( )
(6)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好( )
(7)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同( )
答案
(1)×
(2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)×
解析 (4)漂白性是指使有机色质褪色,SO2使溴水褪色体现了二氧化硫的还原性。
(5)由于亚硫酸的酸性比盐酸弱,BaSO3可溶于盐酸,故不会生成沉淀。
(6)SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应:
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
1.(SO2性质基础填空)将SO2分别通入下列四种溶液中
回答下列问题:
(1)试管a中的实验现象:
KMnO4溶液________,证明SO2具有________性;
(2)试管b中的实验现象:
品红溶液________,证明SO2具有________性;
(3)试管c中能产生白色沉淀,该沉淀是________;
(4)试管d中能产生白色沉淀,该沉淀是________。
答案
(1)褪色 还原
(2)褪色 漂白 (3)BaSO4 (4)BaSO3
2.在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S,均会产生沉淀。
回答下列问题:
(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是
①______________________;②____________________;
③______________________;④____________________。
(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因
①________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
答案
(1)①BaSO4 ②BaSO3 ③BaSO4 ④S
(2)①SO2+Cl2+2H2O===SO
+2Cl-+4H+、SO
+Ba2+===BaSO4↓(或SO2+Cl2+2H2O+Ba2+===BaSO4↓+2Cl-+4H+)
④2H2S+SO2===3S↓+2H2O(或2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O)
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,如只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2的漂白性和还原性的区别
SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(3)SO2氧化性的表现
SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(4)三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、Na2O2、
H2O2、O3等
不可逆、持久
无选
择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
吸附色素
题组一 硫及其氧化物的性质
1.下列说法错误的是( )
A.残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3
答案 D
解析 硫能溶于CS2,且能与NaOH反应生成可溶性的Na2S和Na2SO3,A项正确;硫在氧气中燃烧只生成SO2,D项错误。
2.(2018·宝山区二模)有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:
向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,关于该实验下列说法错误的是( )
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是:
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是:
SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
答案 A
解析 酸性氧化物的概念:
能够与水反应只生成对应的酸,能够与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。
A项,向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,可能是因为二氧化硫的漂白性,所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物,故A错误;C项,若SO2是一种酸性氧化物,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液,亚硫酸钠溶液再与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,故C正确。
3.(2018·青浦区二模)将二氧化硫气体通入KIO3淀粉溶液中,溶液先变蓝后褪色。
此过程中二氧化硫表现出( )
A.酸性B.还原性C.氧化性D.漂白性
答案 B
解析 将二氧化硫气体通入KIO3淀粉溶液,溶液先变蓝后褪色,说明先生成碘,碘继续与二氧化硫反应生成HI和硫酸,发生I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI,反应中二氧化硫表现还原性。
题组二 SO2的检验
4.(SO2气体的检验)下列实验中能证明某气体为SO2的是( )
①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③使品红溶液褪色 ④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明B.都不能证明
C.③④⑤均能证明D.只有⑤能证明
答案 D
解析 ①CO2也能使澄清石灰水变浑浊;②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;③Cl2也能使品红溶液褪色;④CO2、SO2均有此现象。
5.(SO2与CO2混合气体中成分的检验)下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是________,作用是______________________________________。
(2)C中加入的试剂是__________,作用是___________________________________。
(3)D中加入的试剂是______________,作用是________________________________。
(4)实验时,C中应观察到的现象是__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)品红溶液 检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水 检验CO2
(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色,或不褪成无色)
解析 一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。
C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
题组三 SO2的污染与防治
6.(2018·德州高三检测)下列说法不正确的是( )
A.改燃煤为燃气,可以减少废气中SO2等有害物质的排放量,是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施
B.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3,可减少对大气的污染
C.大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2,从而使雨水的pH<5.6形成酸雨
D.硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质
答案 B
7.(SO2的吸收与检测)食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是( )
A.滴定法:
用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B.沉淀法:
用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
C.氨酸法:
用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
D.石灰—石膏法:
常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
答案 C
解析 A项,葡萄酒中的乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化,对SO2的检测有干扰;B项,大气中的CO2能与Ba(OH)2溶液形成沉淀,对SO2的检测有干扰;C项,氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2,SO2可以循环使用;D项,石灰石吸收SO2,需要在高温下才能进行。
四种常见的SO2尾气处理方法
方法一:
钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2
CaSO3,2CaSO3+O2
2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SO2+O2
2CaSO4。
方法二:
氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:
钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:
双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学反应原理为
①吸收反应:
2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:
Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考点二 硫酸 硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁:
Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)MgO:
MgO+2H+===Mg2++H2O;
(3)Ba(OH)2:
Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O;
(4)Na2SO3:
SO
+2H+===H2O+SO2↑;
(5)BaCl2:
Ba2++SO
===BaSO4↓。
3.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O、
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。
4.SO
的检验
检验SO
的正确操作方法:
被检液
取清液
有无白色沉淀产生(判断有无SO
)。
先加稀盐酸的目的是防止CO
、SO
、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
整个过程中可能发生反应的离子方程式:
CO
+2H+===CO2↑+H2O、SO
+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO
===BaSO4↓。
(1)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO( )
(2)铜片溶于热的浓硫酸,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性( )
(3)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO
( )
(4)将少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色( )
(5)50mL18.4mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2物质的量为0.46mol( )
(6)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,产生的气体为SO2和H2的混合气体( )
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
解析
(1)浓硫酸虽然具有强氧化性,但不能氧化H2、CO,因而可以干燥H2、CO。
(3)酸化的NO
可将SO
氧化为SO
,也会产生白色沉淀BaSO4。
(4)由于浓硫酸具有吸水性,不能得到蓝色溶液。
(5)随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止,故0.92molH2SO4不可能完全反应。
(6)Zn与浓硫酸反应产生SO2,变为稀硫酸时产生H2。
硫酸是中学化学实验室的常见药品,其性质有:
①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性 ⑤催化作用
请将序号填在相应的横线上:
(1)锌和稀H2SO4制H2________________。
(2)浓硫酸作干燥剂________________。
(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯_________________________________________。
(4)乙酸乙酯的水解________________。
(5)纤维素的水解________________。
(6)浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红,后又变黑__________________________________。
答案
(1)①
(2)② (3)②⑤ (4)⑤ (5)⑤ (6)①③
题组一 硫酸的性质及应用
1.(2018·河南八市第一次测评)下列关于鉴别1mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.常温下铝片不能用于鉴别两种溶液
D.两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸
答案 D
2.(2018·徐汇区二模)浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。
下列分析正确的是( )
A.对比①和②可以说明还原性:
Br->Cl-
B.①和③相比可说明氧化性:
Br2>SO2
C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:
H2SO4>HCl
D.③中浓H2SO4被还原成SO2
答案 A
解析 A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应③生成的是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型;C项,白雾说明氯化氢易挥发;D项,反应③生成的是二氧化硫气体,非氧化还原反应。
3.(2018·菏泽期中)探究铜和浓硫酸的反应,下列装置或操作错误的是( )
A.上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B.装置乙可用于收集SO2气体
C.为确认甲中有CuSO4生成,将试管中的液体倒入装置丙中稀释,观察颜色
D.利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶,可析出CuSO4·5H2O
答案 B
解析 可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率,故A不符合题意;二氧化硫的密度比空气的大,因此用装置乙收集二氧化硫时,应长进短出,故B符合题意;将试管中的液体倒入装置丙中,若变蓝,则有硫酸铜生成,故C不符合题意;利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶,可析出硫酸铜晶体,故D不符合题意。
题组二 SO
的检验
4.(SO
的检验及干扰因素排除)下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液
白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液
白色沉淀
C.无色溶液
白色沉淀
D.无色溶液
无色溶液
白色沉淀
答案 C
解析 A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
5.(SO
检验的应用)有一瓶Na2SO3溶液,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,白色沉淀不溶解。
对此实验的下列叙述正确的是( )
A.实验证实Na2SO3已部分氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
答案 D
解析 Na2SO3溶液可能部分被氧化变质,则滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡,可能有硫酸钡,加入足量稀硝酸后,亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,即此时的白色沉淀是硫酸钡。
SO
检验的易错点
(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO
。
如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO
。
其错误是未注意溶液中不含SO
,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:
Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO
判断成SO
。
如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO
。
该错误是未注意NO
在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:
Ba2++SO
===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO
===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
考点三 硫及其化合物的相互转化及应用
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示
如:
H2S
S
SO2
SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O2
2SO3;
④S+H2
H2S;
⑤SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
注意
(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
题组一 硫及其化合物的转化关系应用
1.(2018·甘肃模拟)海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、SO
、HCO
、CO
等离子,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如下图所示,下列说法错误的是( )
A.海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO
、HCO
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
C.氧化主要是氧气将HSO
、SO
、H2SO3氧化为SO
D.经稀释“排放”出的废水中,SO
浓度与海水相同
答案 D
解析 A项,海水中CO
、HCO
发生水解,CO
+H2OHCO
+OH-,HCO
+H2OH2CO3+OH-,所以天然海水的pH≈8,呈弱碱性,故A正确;B项,由流程分析可知吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3,故B正确;C项,天然海水吸
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- 届高考化学一轮复习讲义 第4章 第16讲 硫及其化合物 高考 化学 一轮 复习 讲义 16 及其 化合物