第12讲 硫与硫的化合物Word文档格式.docx
《第12讲 硫与硫的化合物Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第12讲 硫与硫的化合物Word文档格式.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
S+O2
S+H2
H2S
(3)与化合物的反应S+6HNO3(浓)
S+2H2SO4(浓)
S+NaOH
[特别提醒]:
①在溶液中通过化学反应生成少量硫时,有时称乳白色。
②硫的溶解性:
不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。
因此用物理方法洗去试管壁上的硫,只能用CS2作溶剂。
③由硫能溶于热碱溶液可知,用热碱溶液可洗去试管壁上的硫,由于NaOH碱性强,腐蚀玻璃,故实验室常用热Ca(OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫。
【例1】
(1)将mg铁粉和ng硫粉均匀混合,在密闭容器中加热到红热,冷却后加入____Lbmol·
L1的盐酸就不再产生气体。
若把已放出的气体收集起来,在标准状况下的体积是______。
(2)若把0.1mol铁粉和1.6g硫粉均匀混合后,铺在石棉网上用酒精灯加热引燃,完全反应后,将残渣全部放入过量的稀H2SO4中充分反应,结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于2.24L,其原因是__________________________________________________。
【解析】
(1)由Fe+S
FeS,FeS+2HCl
FeCl2+H2S↑,得Fe~2HCl;
又由Fe+2HCl
FeCl2+H2↑,得Fe~2HCl,即产生气体的总体积和消耗的盐酸的量与硫粉量无关,只由铁的量确定。
设加入bmol·
L1盐酸的体积为V,则
×
2=V×
bmol·
L1,得V=
L或
mL
标准状况下产生气体的体积为
22.4L·
mol1=0.4mL。
(2)n(S)=
=0.05mol<0.1mol,铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成的铁的氧化物与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24L。
【答案】
(1)
0.4mL
(2)与硫反应的铁粉过量,过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化,生成了铁的氧化物,与H2SO4反应不再放出H2,故放出气体的体积小于2.24L
【方法技巧】本题定量考查硫与铁化合及其生成的FeS与酸反应,通过分析,明确一定量的硫与铁的混合物反应后,加盐酸产生的气体的物质的量只与铁粉有关,且与铁的物质的量相等。
但利用此结论解题时需注意反应的条件和环境。
考点2二氧化碳和二氧化硫性质的异同
1.物理性质
相同点:
常温下,都是色气体,密度都空气。
不同点:
CO2气味,SO2有气味;
CO2毒,SO2毒;
CO2水(1体积水大约溶解1体积气体),SO2水(1体积水大约溶解40体积气体);
SO2易液化。
2.化学性质
都是氧化物。
①都能和水反应,生成的酸稳定,只能存在于溶液中CO2+H2O
H2CO3;
SO2+H2O
H2SO3。
②都能与碱反应,用量比不同,可以生成两种盐。
SO2、CO2气体通入澄清石灰水中,都是先生成沉淀,当SO2、CO2过量时又溶解。
Ca(OH)2+SO2
CaSO3+SO2+H2O
Ca(OH)2+CO2
CaCO3+CO2+H2O
①SO2常表现性:
2SO2+O2
2SO3CO2表现性:
CO2+C
2CO
SO2被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化,CO2不能。
②SO2具有漂白性,能漂白某些有色物质,CO2不能。
③造成环境破坏的原因不同:
SO2形成,CO2引起。
①能使品红溶液腿色的物质有:
SO2、Cl2、O3、H2O2、Na2O2、活性碳等。
②SO2使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液腿色,不是由于其漂白性,而是因为其还原性。
③干燥的SO2气体无漂白作用。
④等物质的量SO2和Cl2混合后通入品红溶液中,不能使之腿色。
原因是SO2和Cl2发生反应生成了无漂白性的盐酸和硫酸。
【例2】下列实验能证明某无色气体为SO2的是()
①能使澄清石灰水变浑浊②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红③能使品红试液褪色,加热后又显红色④能使溴水褪色,再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生
A.①②③④B.①③④C.③④D.②③④
【解析】能使澄清石灰水变浑浊的气体有SO2、CO2;
能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体(如:
HCl、HBr、SO2、CO2等);
能使品红褪色的气体有Cl2、SO2,但Cl2有颜色,褪色后加热又显红色的只有SO2;
能使溴水褪色,再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,只有SO2气体符合。
【答案】C
【规律总结】SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。
所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。
通常可用以下方法:
①用品红溶液,使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。
②用氢硫酸,出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。
2H2S+SO2
2H2O+3S↓
③用高锰酸钾溶液,紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。
2KMnO4+5SO2+2H2O
K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
④用溴水,使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。
Br2+2H2O+SO2
2HBr+H2SO4
⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2。
2H2O+2HNO3+3SO2
3H2SO4+2NOBa(NO3)2+H2SO4
BaSO4↓+2HNO3
⑥用FeCl3溶液,使棕黄色颜色变浅的是SO2,无明显现象的是CO2。
2FeCl3+SO2+2H2O
FeCl2+FeSO4+4HCl
考点3浓硫酸和稀硫酸氧化性比较
比较项目
浓硫酸
稀硫酸
氧化性强弱
氧化性(S)
氧化性(H+)
氧化性的原因
还原产物
一般是,可以是硫单质
H2
与金属单质的反应
在常温下,使铁、铝钝化,因加热条件下可以反应。
规律:
金属+H2SO4→
能与排在金属活动顺序表氢之前的金属发生置换反应。
与非金属单质的反应
加热条件下可以和某些非金属单质反应
不能反应
与H2S等还原性物质反应
能够反应
①硫酸的性质取决于硫酸的浓度。
②98.3%的浓H2SO4密度为1.84g·
cm3,比水的密度大;
硫酸的浓度越大,密度越大,如将50%的H2SO4溶液和10%的H2SO4溶液等体积混合,则所得溶液的质量分数大于30%;
浓H2SO4或密度小于浓硫酸的溶液被稀释或与浓H2SO4混合时,都是将浓H2SO4沿玻璃棒注入其中,并不断搅拌,使其散热。
【例3】(2008届创博智典联考题)中学教材高中化学第一册有如下图1所示的铜与浓硫酸反应实验装置,该实验过程中会有二氧化硫气体放出,污染室内空气,严重地损害师生健康.为此某课外小组对此实验进行如图2所示的改进,改进的实验操作简单现象明显,并且几乎无二氧化硫气体泄漏。
实验步骤如下:
图1图2
①首先按装置图安装仪器,安装仪器时,在支管胶塞的铁丝构上挂一片品红试纸。
②向试管中加入约10毫升的浓硫酸,加热(在加热浓硫酸时,将铜片向上提起,铜片先不要伸入浓硫酸中),当加热至沸腾时,把铜片放下,使其完全浸入浓硫酸中,反应即刻发生。
等不需要反应时停止加热并将铜片提起,离开浓硫酸,反应就停止了。
回答下列问题:
(1)如图2所示,铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有:
;
(2)塑料袋作用是:
;
(3)为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境,可进行的操作是:
;
相关的离子方程式是:
。
【解析】当铜片接触热浓硫酸时,有大量的白雾产生(白雾是由于二氧化硫气体与水结合形成亚硫酸小液滴缘故)并沿支管口喷在品红试纸上,使品红试纸的红色开始褪色,而且原来无色硫酸溶液开始变绿,当品红试纸完全褪成白色后,把铜片向上提使其离开浓硫酸溶液,反应马上停止。
(1)支管口有白雾,试管中出现绿色,品红试纸褪色,铜片部分溶解。
(2)收集多余的SO2气体,防止污染空气;
(3)在反应后的试管中、塑料袋中加适量的碱吸收SO2气体
SO2+2OH
H2O+SO32或SO2+OH
HSO3
【规律总结】浓硫酸的吸水性:
吸收物质中由水分子组成的的水蒸气或结晶水。
可用作干燥剂,但一般不能干燥碱性和还原性气体。
脱水性:
将某些化合物中(主要是有机化合物)中H、O两原子按水的组成比2∶1脱去。
(浓硫酸可用作有机反应的催化剂和脱水剂)
浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红(酸性引起),后变黑(脱水性引起);
而稀硫酸则只能使湿润的石蕊试纸变红,不能使之变黑或褪色。
考点4溶液中SO42的检验
1.原理:
利用Ba2++SO42
BaSO4↓(白色),BaSO4盐酸、硝酸的特性。
2.试剂:
3.检验的误区
干扰检验的离子:
Ag+能与SO42离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag2SO4;
Ag+还能与Cl反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl;
SO32、CO32、SiO32、PO43等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀。
但这些白色沉淀溶于强酸中。
4.检验步骤
①在待测溶液中加入,排除等离子的干扰。
注意一般不用稀HNO3,因为稀HNO3能将氧化成而被漏检。
②在排除干扰后的溶液中加入,产生的白色沉淀一定是BaSO4,则此溶液中一定含有SO42。
检验SO42的关键是既要注意试剂的选择,又要注意操作顺序的优化,方能排除干扰离子的误导,要全面考虑,综合分析,正确推导。
【例4】对某酸性溶液(可能含有Br、SO42、H2SO3、NH4+)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湿润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溶液时,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溶液中是否存在的是()
A.BrB.SO42C.H2SO3D.NH4+
【解析】①加热时放出的气体可以使品红褪色,则溶液中一定含有H2SO3,因H2SO3不稳定,分解产生的SO2可使品红褪色。
②加碱后加热,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NH4+。
③加氯水时溶液显黄色,说明原溶液中含有Br。
再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成,说明此时溶液中含SO42,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧化H2SO3产生的,故不能确定的为SO42。
【答案】B
【误区警示】SO42检验的误区:
①只加可溶性钡盐,不酸化。
误将CO32、PO43、SO32、Ag+等干扰离子判成SO42,此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、AgCl的白色沉淀。
②误将Ag+、Pb2+判成SO42。
如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加盐酸有白色沉淀便断定含SO42。
其错误是未注意溶液中不含SO42而含Ag+或Pb2+也会有同样现象。
因为Ag++Cl
AgCl↓(白色)Pb2++2Cl
PbCl2↓(白色)
③误将SO32判成SO42。
如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO42。
该错误是未注意NO3具有强氧化性,在酸性环境中发生反应:
Ba2++
SO32
BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO3
3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O
再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO42,也同样是落入干扰离子转化为SO42从而生成BaSO4的陷阱中。
【考点整合】参考答案
1.多种淡黄Na2O2、AgBr、黄铁矿、TNT
2.
(1)Na2SAl2S3Al2S3FeS
(2)SO2
(3)H2SO4+6NO2↑+2H2O2SO2↑+2H2ONa2S+Na2SO3+H2O
1.无大于没有刺激性无有能溶于易溶于
2.酸性不CaSO3↓+H2OCa(HSO3)2CaCO3↓+H2OCa(HCO3)2还原氧化酸雨温室效应
强弱分子中+6价的硫元素离出来的H+SO2硫酸盐+SO2↑+H2O
1.不溶于2.可溶性钡盐〔BaCl2或Ba(NO3)2溶液〕、盐酸
4.①稀盐酸Ag+、SO32、CO32、SiO32、PO43SO32-SO42-②氯化钡溶液
【课时练习】
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.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。
2.(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
3.
浓硫酸和2mol/L的稀硫酸在实验室中敞口放置.它们的质量和放置天数的关系如图,分析a、b曲线变化的原因是( )
A.a升华、b冷凝;
B.a蒸发、b吸水
C.a挥发、b潮解;
D.a冷凝、b吸水
【解析】浓硫酸有三个特征:
吸水性、脱水性和强氧化性.吸水性是指吸收空气中或物质中的水份,吸水后质量增加.稀硫酸不具有吸水性,放置时间长了,由于其水份的蒸发而使质量减少.观察图象知a曲线是表示随着时间的增长而质量减少,应表示的是稀硫酸中水份的蒸发;
b曲线表示随时间增长而质量在增大,应表示的是浓硫酸的吸水性。
4.向50mL18mol/L的H2SO4中加入足量的Cu并加热,被还原的H2SO4的物质的量是( )
A.等于0.9molB.大于0.45mol,小于0.9mol
C.等于0.45molD.小于0.45mol
【解析】Cu与稀硫酸不反应,在加热条件下铜和浓硫酸发生反应的化学方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,参加反应的浓H2SO4有一半被还原.在Cu与浓H2SO4的反应过程中,浓硫酸浓度逐渐降低,变成稀H2SO4时反应会停止,所以0.9molH2SO4与足量铜片反应时,被还原的H2SO4小于0.45mol。
【答案】D
5.(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。
6.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。
7.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。
8.(2008·
江苏高考)短周期元素E的氯化物ECln的熔点为-78℃,沸点为59℃;
若0.2molECln与足量的AgNO3溶液完全反应后可以得到57.4g的AgCl沉淀.下列判断错误的是( )
A.E是一种非金属元素;
B.在ECln中E与Cl之间形成共价键
C.E的一种氧化物为EO2D.E位于元素周期表的第ⅣA族
【解析】根据题意:
n(AgCl)=57.4g/143.5g·
mol-1=0.4mol
ECln ~ nAgCl
0.2mol 0.4mol
所以n=2即ECl2中E显+2价.从ECl2的熔、沸点数据特点可得出ECl2为非金属元素形成的分子晶体,A、B选项正确;
C项中E元素呈多种价态,它的氧化物可以是EO2;
D项中第ⅣA族中的碳和硅不能形成ECl2型分子。
9.(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)2B.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。
10.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
。
11.(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。
12.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( )
A.蓝色石