版 第4章 第3节 氧硫及其重要化合物.docx

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版第4章第3节氧硫及其重要化合物

第三节　氧、硫及其重要化合物

考纲定位

核心素养

1.掌握O3和H2O2的主要性质及其应用。

2．掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

3．了解硫、氧及其重要化合物的制备方法。

4．了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。

1.宏观辨识——能从不同层次认识氧、硫及其化合物的主要性质及应用。

2．变化观念——从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。

3．科学探究——从不同的角度探究硫及其重要化合物的性质及制备实验方案，并进行实验操作验证。

4．社会责任——关注与SO2有关的污染和环境保护，具有可持续发展意识和绿色化学观念。

考点一|绿色氧化剂——O3和H2O2的性质及应用

1．臭氧（O3）

（1）组成：

臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。

（2）化学性质

①不稳定性：

O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2。

②强氧化性

a．能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等。

O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2

b．漂白性：

因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒。

（3）用途：

①可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。

提醒：

（1）O3的生成：

在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,3O22O3；

（2）O3在空气中含量很少，人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康。

2．过氧化氢——其水溶液称双氧水

（1）结构：

电子式为HH，结构式为H—O—O—H，含有的共价键有极性键、非极性键，为共价化合物，为无色液体。

（2）化学性质及应用

①不稳定性：

加热、加催化剂都能使分解速率加快。

2H2O22H2O＋O2↑（实验室制O2）。

②弱酸性：

相当于二元弱酸。

H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O。

③强氧化性

a．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品（漂白剂）。

b．氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

c．使湿润的淀粉KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。

d．杀菌、消毒。

④弱还原性：

遇强氧化剂时作还原剂。

2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。

提醒：

（1）MnO2、Fe3＋、Cu2＋均可以作为H2O2分解的催化剂；

（2）H2O2为绿色氧化剂，被还原为H2O不引入其他离子。

（3）BaO2与稀硫酸反应可制取H2O2：

BaO2＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O2。

[应用体验]

1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）O3与H2O2可以杀死细菌，是一种绿色消毒剂。

（　　）

（2）臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化。

（　　）

（3）O3与O2的转化是氧化还原反应。

（　　）

（4）雷电天气的空气中O3的含量会增大。

（　　）

（5）臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）×

2．写出下列反应的离子方程式

（1）Na2SO3溶液与双氧水混合。

（2）H2O2在酸性条件下与KMnO4反应。

（3）H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨气。

（4）双氧水中通入SO2。

答案：

（1）SO＋H2O2===SO＋H2O

（2）5H2O2＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑

（3）H2O2＋CN－＋OH－===CO＋NH3↑

（4）H2O2＋SO2===2H＋＋SO

考法☆　O3、H2O2的性质及应用

1．（2019·张家界模拟）某商品的广告词是“臭氧，世界上最强大的消毒剂”。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．臭氧与氧气是同分异构体，二者的转化属于化学变化

B．大气平流层中的臭氧吸收紫外线，保护地球上的生物

C．臭氧有毒，所以不能用于水的净化

D．因为臭氧分解生成氧气，所以空气中臭氧的含量越高越好

B　[A项，O3与O2是同素异形体，不是同分异构体；C项，O3可用于水的杀菌净化；D项，O3的含量很高时，对生物是有害的。

]

2．下列有关双氧水说法错误的是（　　）

A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键

B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂

C．H2O2在过氧化氢酶的催化下，温度越高，分解速率越快

D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同

C　[酶在过高的温度下会失去活性，故C项错误。

]

3．过氧化氢是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。

（1）双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的性（填“氧化”“还原”“酸”或“碱”，下同）；双氧水能使品红溶液褪色，体现了双氧水的性。

（2）H2O2电离的方程式为。

（3）鉴于H2O2显弱酸性，写出它与足量Ba（OH）2作用形成盐的化学方程式：

。

（4）稀硫酸不与Cu反应，但在稀硫酸中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式。

答案：

（1）还原　氧化

（2）H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O

（3）Ba（OH）2＋H2O2===BaO2＋2H2O

（4）Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O

考点二|硫及其氧化物的主要性质和应用

1．硫的存在和性质

（1）自然界中硫元素的存在

（2）硫单质的物理性质

硫单质俗称硫黄，是一种黄色固体；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

①S的氧化性——与变价金属化合为低价硫化物

a．S与Fe、Cu反应的化学方程式依次为S＋FeFeS、S＋2CuCu2S、S＋Hg===HgS（此反应适用于除去室内洒落的Hg）。

b．S与H2化合反应为S＋H2H2S。

②S的还原性

a．S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。

b．与强氧化剂反应（如浓硫酸）的化学方程式为S＋2H2SO4（浓）3SO2↑＋2H2O。

提醒：

（1）除去试管内壁黏附的S可用CS2溶解除去，也可以用热的NaOH溶液除去，其反应为

3S＋6NaOH===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O；

（2）S燃烧的产物是SO2，不会生成SO3。

2．硫的氧化物（SO2、SO3）的性质及应用

（1）SO2的性质及其应用

SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。

①具有酸性氧化物的通性（写出化学方程式）

与H2O反应：

SO2＋H2OH2SO3，

与少量NaOH：

SO2＋NaOH===NaHSO3，

与足量NaOH：

SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

②具有漂白性

使品红溶液褪色（原理：

SO2＋有色物质无色物质有色物质＋SO2）。

③具有还原性

与Cl2＋H2O、H2O2、O2反应的化学方程式分别为

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4、SO2＋H2O2===H2SO4、2SO2＋O22SO3。

④具有氧化性

与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。

（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。

[深度归纳]　

（1）SO2的漂白性的理解

①SO2不能漂白酸、碱指示剂，如：

SO2使紫色的石蕊试液只变红、不褪色。

②SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性而不是漂白性。

（2）CO2与SO2的鉴别方法

①品红溶液法——SO2的漂白性

②高锰酸钾（或溴水或FeCl3）法——SO2的还原性

（3）三类漂白剂的比较

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

注意：

①SO2、Cl2通入品红溶液中均褪色，但加热通Cl2的溶液不恢复红色，而通SO2的溶液又恢复红色。

②当SO2与Cl2按1∶1物质的量比通入品红溶液中，溶液不褪色。

3．硫化氢（H2S）——水溶液为氢硫酸、为二元弱酸

H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。

（1）与足量NaOH溶液，CuSO4溶液反应的离子方程式分别为H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

（2）ZnS（或FeS）投入稀硫酸中能生成H2S气体：

ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑。

（3）可燃性：

2H2S＋3O22SO2＋2H2O。

[应用体验]

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）S为活泼非金属，在自然界只有化合态。

（　　）

（2）H2S、CuS、FeS、SO2均可以用单质化合生成。

（　　）

（3）SO2、O3通入品红溶液中褪色原理相同。

（　　）

（4）SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理相似，均表现了SO2的还原性。

（　　）

（5）二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。

（　　）

（6）将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，说明SO2具有漂白性。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

考法1　硫及其氧化物的性质和应用

1．下列有关说法正确的是（　　）

A．S与H2、O2、Fe反应过程中S表现氧化性

B．硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO3、CO2

C．1molSO2通入足量的水中，H2SO3、HSO、SO的物质的量之和为1mol

D．SO2与O2充分反应的混合物中含有SO2、O2和SO3

D　[A项，S与O2反应，S表现还原性；B项，S的燃烧产物为SO2；C项，SO2与H2O反应为可逆反应；D项，SO2与O2反应为可逆反应。

]

2．下列说法正确的是（　　）

A．SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液褪色，是因为SO2具有漂白性

B．SO2、Cl2都可用于漂白物质，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白效果

C．活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性，使有色物质发生了还原反应

D．SO2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色

D　[A项，SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性，不是漂白性；B项，SO2与Cl2遇H2O生成H2SO4和HCl，漂白效果减弱；C项，活性炭的漂白原理是其吸附作用；D项，SO2的漂白具有不稳定性。

]

考法2　SO2的制法及其性质探究

3．下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是（　　）

A．制取SO2B．验证漂白性C．收集SO2D．尾气处理

B　[A项，稀硫酸与Cu不能反应；C项，收集SO2应从长管进气；D项，SO2与NaHSO3不反应，SO2不能被饱和NaHSO3溶液吸收。

]

4．（2019·辽宁五校联考）如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。

F　　E　　A　B　C　D

（1）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入硫酸至浸没瓶中固体，写出C装置反应的化学方程式，

每消耗