(高中化学步步高全书完整的Word版文档-2022版)第四章 第21讲 硫及其化合物.docx
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1、第第 21 讲讲硫及其化合物硫及其化合物 复习目标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应用。2.了解硫的氧化物对 环境的影响。 考点一考点一硫单质的性质硫单质的性质 1硫元素的存在形态 2硫单质的物理性质 俗 称 颜色 状态 溶解性 水 酒 精 C S2 硫 黄 黄色 晶体 不 溶 微 溶 易 溶 3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质 S 2 氧化性 S 0 还原性 S 4 (1)硫在自然界中仅以化合态存在() 错因:在火山喷口附近或地壳的岩层里存在游离态的硫。 (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() 错因:硫在纯氧中也生成 SO2。 (3
2、)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() (4)硫与少量的 O2反应生成 SO2,与过量的 O2反应生成 SO3() 错因:硫燃烧只能生成 SO2,与 O2的量无关,SO2与 O2反应生成 SO3,需要温度较高,且有催化剂存 在才可以。 1从物理性质和化学性质两个角度简要阐述,如何洗涤附着在试管内壁上的硫? 答案硫单质易溶于 CS2,也可以与热的强碱溶液反应,3S6NaOH= 2Na2SNa2SO33H2O。所 以当试管壁上沾有单质硫时,可用 CS2或热的强碱溶液洗涤。 2哪些实例可以推知硫的氧化性比氯气的弱。 答案与变价金属反应,Cl2与变价金属反应生成高价态化合物,S
3、与变价金属反应生成低价态化合 物;氢化物的稳定性:HClH2S;置换反应 H2SCl2=2HClS;最高价含氧酸的酸性: HClO4H2SO4;还原性:S2 Cl。 1(2019青岛期中)据我国古代第一部药物学专著神农本草经记载:“石硫黄(即硫黄)能化金银钢 铁,奇物”,所得产物不可能是() AAu2SBAg2S CCuSDFeS 答案C 解析S 单质的氧化性比较弱,只能将变价金属氧化为低价态的物质,所以 S 分别与 Au、Ag、Fe 反 应时依次生成 Au2S、Ag2S、FeS,选项 A、B、D 正确;S 氧化 Cu 应该生成低价的 Cu2S,C 项错误。 2用热 NaOH 溶液清洗试管壁上
4、的硫,发生反应 SNaOH Na2SO3Na2SH2O(未配平)。下列 说法不正确的是() A方程式中含钠元素的化合物均含离子键和共价键 B生成的 Na2SO3和 Na2S 的物质的量之比为 12 C方程式中 S 和 H2O 的化学计量数相同 D清洗之后的废液呈碱性 答案A 解析方程式中含钠元素的化合物为 NaOH、Na2SO3、Na2S,其中 NaOH、Na2SO3均含离子键和共价 键, Na2S 只有离子键, 故 A 错误; 根据得失电子守恒配平化学方程式为: 3S6NaOH= Na2SO32Na2S 3H2O,所以生成的 Na2SO3和 Na2S 的物质的量之比为 12,故 B、C 正确
5、;生成的 Na2SO3、Na2S 都属 于强碱弱酸盐,水解呈碱性,所以清洗之后的废液呈碱性,故 D 正确。 3(2020潍坊月考)硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交型,1912 年 E.Beckmann 由硫在碘中的冰点降低去测得它含有 S8分子。 1891 年 M.R.Engel 用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在 0 下作用首次制得了一种菱形的硫,后来证明含有 S6分子。下列说法正确的是() AS6和 S8分子都是由 S 原子组成,所以它们是一种物质 BS6和 S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同 CS6和 S8分子分别与过量的氧气反应可以得到 SO3 D等质量的 S6和 S8
6、分子分别与足量的 KOH 反应,消耗 KOH 的物质的量相同 答案D 解析S6和 S8都是由 S 原子构成的不同物质,故 A 错误;硫单质具有弱氧化性,与铁反应生成低价 化合物,S6和 S8分子分别与铁粉反应,所得产物相同,为 FeS,故 B 错误;S6和 S8分子分别与过量的氧 气反应可以得到 SO2,不能直接生成三氧化硫,故 C 错误;等质量的 S6和 S8分子,硫原子的物质的量相 同,分别与足量的 KOH 反应,生成的盐相同,则消耗 KOH 的物质的量相同,故 D 正确。 考点二考点二硫的氧化物硫的氧化物 1二氧化硫 (1)物理性质 色、态、味密度溶解性 无色、有刺激性气味的 气体 比空
7、气 大 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: 酸性氧化物的通性 与 H2O 反应:SO2H2OH2SO3 与 NaOH足量反应:2NaOHSO2=Na2SO3H2O 氧化性(如与 H2S 溶液反应): SO22H2S=3S2H2O。 还原性 O2:2SO2O2 催化剂 2SO3 溴水:Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 漂白性:品红溶液 通 SO2 褪色 又变红色,可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合 物。 (3)SO2的实验室制法 固体 Na2SO3与较浓 H2SO4反应: Na2SO3(固)H2SO4=Na2SO
8、4SO2H2O; 固体 Cu 与浓 H2SO4混合加热: Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO22H2O。 2三氧化硫 (1)物理性质 熔点:16.8 ,沸点:44.8 ,常温下为液态,标准状况下为固态。 (2)化学性质 三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下: 3硫的氧化物的污染与治理 (1)硫的氧化物来源、危害及治理 (2)硫酸型酸雨的形成过程: (1)标准状况下,2.24 L SO3中含有硫原子数为 NA() 错因:SO3在标况下为固体,不能用气体摩尔体积计算。 (2)将 SO2通入紫色石蕊溶液中先变红后褪色() 错因:SO2不能漂白酸碱指示剂。 (3)SO2具有氧化性,可用于漂
9、白纸浆() 错因:SO2的漂白性是因为与有机色质结合生成不稳定的无色物质,不是因其具有氧化性。 (4)SO2中少量的 HCl 可通过饱和 NaHSO3溶液除去() 题组一SO2化学性质的多重性 1(2020宝山区模拟)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,下列关于该实验的说法错误的是() 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:SO22NaOH=Na2SO3H2O C若 SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是:SO2Na2SO3H2O=2NaHSO3
10、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: 与水反应只生成对应的酸, 与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。 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;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,亚硫酸钠再与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,故 B、C 正确。 2下列实验中能证明一种气体为 SO2的是() 使澄清石灰水变浑浊 使湿润的蓝色石蕊试纸变红 使品红溶液褪色 通入足量的 NaOH 溶液中,再滴加 B
11、aCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 通入溴水中使溴水褪色,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能证明D只有能证明 答案D 3将 SO2分别通入下列五种溶液中: 回答下列问题: (1)试管中的实验现象:KMnO4酸性溶液_,证明 SO2具有_性。 (2)试管中的实验现象:品红溶液_,证明 SO2具有_性。 (3)试管中能否观察到沉淀_(填“能”或“否”)。 (4)试管中能产生白色沉淀,该沉淀是_。 (5)试管中能产生白色沉淀,该沉淀是_,用离子方程式表示产生沉淀的过程: _。 答案(1)褪色还原(2)褪色漂白(3)否 (4)BaSO4(5)BaSO3
12、SO22OH =SO2 3H2O,Ba2 SO2 3=BaSO3 题组二SO2检验的思维模型 4为确定某纯净的气体 Q 的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是() 选 项 操作及现象(现象在括号内)结论 A 闻Q 气味(有刺激性) 通入 酸性 KMnO4溶液(褪 色) Q 一定是 SO2 B 闻 Q 气味(有刺激性) 通入 澄清石灰水(变浑浊) Q 可能是 SO2 C Q 通入 品红溶液(褪色) 变红色 Q 一定是 SO2 D Q 通入 紫色石蕊溶液(先变红色后褪色) Q 一定不是 SO2 答案A 解析硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由现象可知 Q 不一定是 SO2,故 A 错误。
13、5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) 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
14、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如下: 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
15、色变浅,但不褪成无色。 题组三几种物质的漂白性比较 6下列说法正确的是() A因为 SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色 B能使品红溶液褪色的不一定是 SO2 CSO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同 D将 SO2气体通入滴有酚酞的 NaOH 溶液中,溶液褪色,说明 SO2具有漂白性 答案B 解析SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧 化硫能使石蕊变红,故 A 错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,所以能使品红溶液褪色的 物质不一定是 SO2,故 B 正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是
16、利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸 附性,二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质,所以其漂白原理不一定相同,故 C 错误; SO2与 NaOH 发生反应,溶液因不呈碱性而褪色,不能说明 SO2具有漂白性,故 D 错误。 7Cl2和 SO2都具有漂白性,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的 Cl2、SO2混合后再通入品红与 BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是() 溶液很快褪色溶液不褪色出现沉淀不出现沉淀 ABCD 答案C 解析等物质的量的 SO2和 Cl2混合后的气体溶解于适量的蒸馏水中,发生反应:SO2Cl2 2H2O=2HClH2SO4,生成的盐酸和硫酸都不具有漂白性,所以不
17、能使品红溶液褪色,硫酸与氯化钡反 应生成硫酸钡沉淀,H2SO4BaCl2=BaSO42HCl,所以会产生白色沉淀。 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 题组四SO2的污染与防治 8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
18、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 pH5.6,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 9(2020成都模拟)酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程,在清洁空气、污染空气中形 成硫酸型酸雨的过程如下图,下列有关说法错误的是() A光照能引发酸雨的形成B所涉及的变化均为氧化还原反应 C污染空气能加快酸雨的形成 D优化能源结构能有效遏制酸雨污染 答案B 解析由图示可知,酸雨形成的两个途径中都涉及了光照的条件,故 A 正确;三氧化硫与水反应生成 硫酸,没有
19、化合价变化,不属于氧化还原反应,故 B 错误;由图中信息可知,污染空气中氮的氧化物、碳 氢化合物及二氧化硫等大气污染物可以通过光化学反应生成硫酸,在这个过程中,氮的氧化物是催化剂, 加快了酸雨的形成,故 C 正确;优化能源结构能减少化石燃料的使用,能有效减少二氧化硫的排放量,故 能有效遏制酸雨污染,故 D 正确。 10(2020广州模拟)环保是 21 世纪人类社会的主要课题之一,十九大报告中提出了新目标“建成富 强、民主、文明、和谐、美丽的社会主义现代化强国”。火电厂、燃煤锅炉是 SO2污染集中、规模较大的 行业,石灰石石膏烟脱硫是除去 SO2的一种常用方法。其过程如图 1。 研究发现:pH
20、和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响;当烟气通入速度一定时,石灰石浆 液的脱硫效率与浆液 pH 的关系如图 2,下列有关说法正确的是() SO2 H2SO3 CaSO3 CaSO4 CaSO42H2O 图 1 A烟气通入石灰石浆液时的温度越高吸收越快,吸收率越高 B石灰石浆液 pH5.7 时,烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大 C将脱硫后的气体通入 KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率的高低 D上述方法中用石灰石浆液吸收 64 g SO2理论生成 44 g CO2 答案CD 解析烟气通入石灰石浆液时的温度越高气体二氧化硫的溶解度越小,部分二氧化硫不能被溶解,就 会逸出溶液使吸收
21、率降低,故 A 错误;石灰石浆液 pH5.7 时,烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解 度减小,石灰石的浓度减小,脱硫效率随之下降,故 B 错误;脱硫后的气体是否残存二氧化硫,含多少, 可以利用高锰酸钾溶液褪色的程度和快慢粗略判断烟气脱硫效率,故 C 正确;上述分析得到总反应为: 2CaCO32SO2O24H2O=2CaSO42H2O2CO2,1 mol 二氧化硫反应生成 1 mol 二氧化碳,即每吸 收 64 g 二氧化硫理论上同时生成 44 g 二氧化碳,故 D 正确。 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、
22、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 SO2= 点燃 SO2,CaOSO2= CaSO3,2CaSO3O2= 2CaSO4, 吸收 SO2的总反应方程式为 2CaO2SO2O2= 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 2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3O2=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
23、程式 为 2NaOHSO2=Na2SO3H2O,Na2CO3SO2=Na2SO3CO2,Na2SO3SO2H2O=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 吸收反应:2NaOHSO2=Na2SO3H2O,2Na2SO3O2=2Na2SO4。 再生反应:Na2SO3Ca(OH)2=CaSO32NaOH,Na2SO4Ca(OH)2=CaSO42NaOH。 考点三考点三硫酸硫酸硫酸根离子的检验硫酸根离子的检验 1硫酸的物理性质 H2SO4是无色液体, 能与水以任意比互溶, 稀释时可放出大量的热, 浓
24、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:Fe2H =Fe2H2; (2)MgO:MgO2H =Mg2H2O; (3)Ba(OH)2:Ba2 2OH2HSO2 4=BaSO42H2O; (4)Na2SO3:SO2 32H =H2OSO2; (5)BaCl2:Ba2 SO2 4=BaSO4。 3浓 H2SO4的特性 (1)填写下表 实验实验现象 浓硫酸的 特性 装有浓硫酸的试剂瓶敞口放 于室内, 并事先称量浓硫酸和试剂 瓶的总质量 浓硫酸和试剂瓶的总质量增 加 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴
25、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: Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO22H2O、 C2H2SO4(浓)= CO22SO22H2O。 (3)常温下,铁、铝遇浓 H2SO4钝化,可用铝槽车运输浓 H2SO4。 4SO 2 4的检验 检验 SO 2 4的正确操作方法: 被检液 加足量盐酸酸化 取清液 滴加 BaCl2溶液 有无白色沉淀产生(判断有无 SO2 4)。 先加稀盐酸的目的是防止 CO2 3、SO2 3、Ag 干扰,再
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