全国通用版高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第3节氧硫及其重要化合物学案.docx

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全国通用版高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第3节氧硫及其重要化合物学案

第三节　氧、硫及其重要化合物

考纲定位

全国卷5年考情

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。

2017年：

Ⅰ卷T12、T28

（1）；Ⅲ卷T26（3）

2016年：

Ⅱ卷T28（5）；Ⅲ卷T9（A、B）、T26、T27

2015年：

Ⅰ卷T8（B）、T27（3）；Ⅱ卷T12（D）、T26（4）

2014年：

Ⅰ卷T13（BC）；Ⅱ卷T28（6）

2013年：

全国卷T7（D）、T27（3）

考点1|绿色氧化剂—O3和H2O2的性质及应用

（对应学生用书第72页）

[考纲知识整合]

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；在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O2

2O3。

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。

消毒时并不是O3浓度越大越好。

（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。

2．过氧化氢——绿色消毒剂，其水溶液称双氧水

（1）过氧化氢（H2O2）的结构式为H—O—O—H，是一种无色液体。

（2）化学性质

①不稳定性：

加热、加催化剂都能使分解速率加快。

2H2O2

2H2O＋O2↑（实验室制O2）。

②弱酸性：

相当于二元弱酸。

H2O2

H＋＋HO

，HO

H＋＋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。

（3）过氧化氢的用途：

作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。

[高考命题点突破]

命题点1　O3的性质及其应用

1．臭氧（O3）可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。

长期吸入大量臭氧会引起口干舌燥、咳嗽等不适症状。

下列关于O3的说法正确的是________（填序号）。

（1）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

（2）臭氧可以杀死许多细菌，是一种良好的消毒剂

（3）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

（4）臭氧与氧气间的转化是物理变化

（5）臭氧与氧气互为同位素

（6）不使用含氟冰箱有利于臭氧层空洞修复

（7）与O2的化学性质相同

（8）16gO2和O3的混合气体含有的氧原子数为2.5NA

（9）根据3O2（g）===2O3（g）　ΔH＝＋144.8kJ/mol可知O2比O3稳定

（10）放电条件下O2可转化为O3

【答案】　

（1）

（2）（6）（9）（10）

命题点2　H2O2的性质及其应用

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做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．过氧化氢又称双氧水，它是一种二元弱酸，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。

随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，双氧水近年来更受到人们的青睐，并被称为绿色氧化剂。

根据上述材料，完成下列问题：

（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）；双氧水能使含酚酞的NaOH溶液褪色，体现了双氧水的______性；SO2通入双氧水中，溶液酸性增强，体现了双氧水的________性，反应的离子方程式为_______________________________

________________________________________________________________。

（2）H2O2电离的方程式为___________________________________________。

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

_______________________________________________________________。

【解析】　

（1）KMnO4被H2O2还原，说明H2O2具有还原性；含酚酞的NaOH溶液红色褪去，说明H2O2与NaOH发生中和反应，因此H2O2具有酸性；H2O2能将SO2氧化成H2SO4，体现其氧化性。

（2）H2O2为二元弱酸，应分步电离，以第一步电离为主。

（3）H2O2作为二元弱酸，能与Ba（OH）2发生中和反应：

H2O2＋Ba（OH）2===BaO2＋2H2O。

【答案】　

（1）还原　酸　氧化　SO2＋H2O2===2H＋＋SO

（2）H2O2

H＋＋HO

，HO

H＋＋O

（3）H2O2＋Ba（OH）2===BaO2＋2H2O

4．完成下列相应的方程式。

【导学号：

97500068】

（1）（2013·天津高考）Na2SO3与H2O2反应的离子方程式为________________。

（2）（2013·海南高考）H2O2在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为________________________________________________________________。

（3）（2013·海南高考）H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨气，相应的离子方程式为_______________________________________________

________________________________________________________________。

【答案】　

（1）SO

＋H2O2===SO

＋H2O

（2）5H2O2＋2MnO

＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑

（3）H2O2＋CN－＋OH－===CO

＋NH3↑

考点2|硫及其氧化物的主要性质和应用

（对应学生用书第73页）

[考纲知识整合]

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

S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为S＋Fe

FeS、S＋2Cu

Cu2S、S＋Hg===HgS（此反应适用于除去室内洒落的Hg）。

②S的还原性

a．S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。

b．与强氧化剂反应（如浓硫酸）的化学方程式为S＋2H2SO4（浓）

3SO2↑＋2H2O。

③S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH

2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，此反应可用于除去试管内黏附的S。

提醒：

（1）硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物（和Cl2与变价金属的反应情况相反），如FeS、Cu2S等。

（2）硫燃烧时产物是SO2，无论O2是否过量，均不会生成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＋H2O

H2SO3，

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＋O2

2SO3。

④具有氧化性

与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。

提醒：

CO2与SO2的一般鉴别方法

（1）品红溶液法——漂白性

（2）高锰酸钾（或溴水或FeCl3）法——还原性

（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。

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＋。

[应用体验]　

　正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）（2017·全国Ⅰ卷）Na、O、S三元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时产生有刺激性气味的气体。

（　　）

（2）（2014·全国Ⅱ卷）pH＝5的H2S溶液中，c（H＋）＝c（HS－）＝1×10－5mol·L－1。

（　　）

（3）（2016·四川高考）二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。

（　　）

（4）将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，说明SO2具有漂白性。

（　　）

（5）（2016·江苏高考）下列转化能够实现：

FeS2

SO2

H2SO4。

（　　）

（6）（2016·海南高考）将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性。

（　　）

（7）（2016·天津高考）除去SO2中的少量HCl的实验方法如图。

（　　）

（8）（2015·重庆高考）SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4。

（　　）

（9）S与足量O2充分燃烧生成SO3。

（　　）

【答案】　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）√　（8）×　（9）×

[高考命题点突破]

命题点1　硫及其氧化物的主要性质及应用

1．下列有关说法正确的是（　　）

A．CuS、FeS、SO3、FeCl2均可由单质直接化合生成

B．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3

C．SO2使酸性KMnO4溶液和溴水褪色的原因是SO2具有还原性

D．SO2和O2按物质的量之比2∶1通入密闭容器中充分反应后，容器中只有

SO3

C　[A项，CuS、SO3、FeCl2均不能由单质直接化合生成；B项，S燃烧只能生成SO2不能生成SO3；D项，SO2与O2的反应为可逆反应，SO2与O2不可能完全反应。

]

2．下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是（　　）

①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba（NO3）2溶液　⑥品红溶液

A．①⑤　　B．②③④⑤⑥

C．①D．③④

C　[SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。

]

3．将SO2分别通入下表所列的溶液中，回答有关问题。

反应物

溴水

酸性

KMnO4

溶液

氢硫酸

（H2S溶液）

滴有酚酞的

NaOH溶液

石蕊

试液

品红

溶液

①反应

现象

②SO2的

性质

【答案】　①溴水褪色　紫色褪去　淡黄色沉淀　红色褪去　溶液变红　红色褪去

②还原性　还原性　氧化性　与H2O反应生成酸　与H2O反应生成酸　漂白性

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。

3SO2与强碱溶液反应时，碱过量得正盐SO

、SO2过量得酸式盐HSO

。

命题点2　SO2的检验实验探究

4．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

D　[①CO2也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均有此过程现象。

]

5．已知：

2H2SO4（浓）＋C

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：

（1）如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。

（2）如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。

（3）如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。

【解析】　装置①为检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，则无法验证使CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应的生成物。

装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。

【答案】　

（1）SO2、CO2　H2O　

（2）H2O、SO2　CO2

（3）SO2、CO2　H2O

[思维建模]　SO2、CO2共存时二者的检验装置的连接模型

证明混合气体中含有CO2和SO2时通常设计以下装置进行检验

现象：

A中褪色，C中不褪色，D中变浑浊，证明CO2、SO2共存。

[说明]　1A－检验混合气体中SO2的存在；现象是品红溶液褪色。

B－除去混合气体中的SO2；现象是酸性KMnO4溶液褪色或颜色变浅。

C－检验混合气体中SO2是否除尽；现象是品红溶液不褪色。

D－检验混合气体中CO2的存在；现象是澄清石灰水变浑浊。

2为了简化装置，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溶液颜色变浅不能褪色。

命题点3　常见漂白剂的漂白原理及特点

6．下列能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是（　　）

①活性炭　②氯水　③二氧化硫　④臭氧　⑤过氧化钠　⑥双氧水

A．①②④B．②③⑤

C．②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥

C　[物质的漂白性主要有三种原理：

一是该物质具有强氧化性，如氯水、臭氧、过氧化钠、过氧化氢等；二是该物质与有机色素化合生成不稳定的无色化合物，如SO2；三是该物质具有很大的比表面积，具有很强的吸附色素的能力，如活性炭。

]

7．下列说法正确的是（　　）【导学号：

97500069】

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。

]

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

命题点4　SO2的实验室制法及性质探究

8．（2017·青海海东二模）某同学在实验室中对SO2、Cl2的混合气体在水中发生的反应进行了探究。

回答下列问题：

【导学号：

97500070】

（1）氯气的发生装置可以选择图中的________（填序号），反应的化学方程式为_______________________________________________________________。

（2）欲收集一瓶干燥的氯气，选择图中的装置，其连接顺序：

发生装置→________（用小写字母表示）。

（3）实验室用亚硫酸钠粉末和硫酸反应制取二氧化硫，现有下列三种硫酸，应选用________（填序号），理由是________。

A．98%浓硫酸　　B．70%硫酸　　C．10%稀硫酸

（4）该同学设计了如图所示的实验装置探究将SO2、Cl2同时通入水中发生的反应。

①H装置中主要反应的离子方程式为________，I仪器的作用是________。

②为了验证通入H装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，可以取适量H中溶液于洁净的试管中，向其中加入________，写出后续实验必要的操作和结论______________________________________________________________

________________________________________________________________。

③若H中Cl2和SO2恰好完全反应，为了检验溶液中的阴离子，补充完整实验操作，并写出结论：

取少量H中溶液于洁净的试管中，__________________。

【解析】　

（1）实验室利用KMnO4和浓盐酸或MnO2和浓盐酸反应制取氯气。

（2）浓盐酸易挥发，制取的Cl2中含有HCl、水蒸气，欲收集一瓶干燥的氯气，先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气，选择向上排空气法收集。

（3）硫酸和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫时，若硫酸浓度过大，则电

离出的H＋很少，很难反应生成SO2；若硫酸浓度过小，则二氧化硫易溶于水，不利于二氧化硫逸出，所以应选取70%硫酸。

（4）①H装置中主要反应的离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO

，SO2易溶于水，I仪器的作用是防倒吸。

②根据HClO的漂白不能复原，而SO2的漂白加热能复原，检验Cl2过量还是SO2过量，可以取适量H中的溶液于洁净的试管中，向其中加入品红溶液，品红褪色，加热不复原，说明氯气过量；品红褪色，加热又复原，说明二氧化硫过量。

③若H中Cl2和SO2恰好完全反应，溶液的阴离子为Cl－、SO

，先检验SO

，后检验Cl－。

【答案】　

（1）A（或B）　2KMnO4＋16HCl（浓）===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O[或MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O]

（2）ijghefk

（3）B　98%的浓硫酸中H＋浓度小不易与亚硫酸钠粉末反应，10%稀硫酸的H＋浓度小不利于SO2放出

（4）①Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO

　防倒吸　②品红溶液　品红褪色，加热不复原，说明氯气过量；品红褪色，加热又复原，说明二氧化硫过量

③向其中加入过量稀硝酸酸化的Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，则含有SO

，过滤后取少量滤液，加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，则含有Cl－

1Cu与浓H2SO4共热：

Cu＋2H2SO4浓

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

2浓H2SO4中加入Na2SO3：

Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O

3稀H2SO4中加入Na2S2O3：

Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O

考点3|硫酸的性质和硫及其化合物的转化

（对应学生用书第76页）

[考纲知识整合]

1．硫酸的物理性质

（1）纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。

（2）溶解性：

H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热，浓H2SO4稀释的方法是：

将浓H2SO4沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。

2．硫酸的化学性质

（1）稀硫酸具有酸的通性：

硫酸是一种二元强酸，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO

，能与酸碱指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。

（2）浓硫酸的三大特性

提醒：

“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。

但加热时钝化膜被破坏能持续反应。

3．硫及其化合物的转化关系

（1）

（2）相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的如：

提醒：

（1）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（或称邻近规则）。

（2）相邻价态的微粒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。

[高考命题点突破]

命题点1　硫酸的主要性质及其应用

1．在下列用途或反应中，硫酸表现出的性质为：

A．高沸点（难挥发性）；B．酸性；C．强酸性；D．吸水性；E.脱水性；F.强氧化性。

试用字母填空：

（1）实验室制取H2：

________。

（2）实验室利用浓H2SO4与NaCl共热制取HCl气体：

________。

（3）干燥SO2：

________。

（4）浓H2SO4溶解金属铜：

________。

（5）浓H2SO4可用钢瓶贮运：

________。

（6）利用浓H2SO4与Ca3（PO4）2生产过磷酸钙化肥：

________。

（7）浓H2SO4可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后变黑：

________。

8）将浓H2SO4加到浓HCl中产生白雾：

________。

（9）浓H2SO4与蔗糖作用产生黑面包，放出有刺激性气味的气体：

________。

【答案】　

（1）B　

（2）A、B　（3）D　（4）B、F　（5）F　（6）C　（7）B、E　（8）D　（9）E、F

2．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是（　　）

①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化