硫及其化合物学案2.docx
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硫及其化合物学案2
第3讲 硫及其化合物
[考纲要求] 1.了解硫及其重要化合物的主要化学性质及应用。
2.了解硫的氧化物对大气的污染与防治。
考点一 硫单质的主要性质及应用
1．硫元素的存在形态
形态—
2．硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
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
深度思考
1．如何洗涤附着在试管内壁上的硫？
答案 硫单质易溶于CS2且可以与热的强碱液反应：
3S＋6NaOH
2Na2S＋
Na2SO3＋3H2O。
所以当试管壁上沾有单质硫时，可用CS2或热强碱液洗涤。
2．哪些事实能说明硫的氧化性比Cl2的氧化性弱？
答案 ①与Fe反应，产物中Fe的价态不同：
Fe＋S
FeS（Fe为＋2价），2Fe＋3Cl2
2FeCl3（Fe为＋3价）。
②利用置换反应：
H2S＋Cl2===S↓＋2HCl。
考点二 硫的氧化物——SO2和SO3
1．二氧化硫（SO2）
（1）物理性质
颜色
气味
毒性
密度
溶解性
无色
有刺激性气味
有毒
比空气大
易溶于水
（2）化学性质
按要求完成下列方程式：
特别提醒 中学常见的四大还原性离子
还原性：
S2－>SO
>I－>Fe2＋
（1）易被空气中的O2氧化而变质。
（2）易被KMnO4（H＋）、HNO3、溴水、氯水、Fe3＋（不氧化Fe2＋）、漂白粉溶液等氧化。
（3）SO2、H2SO3、Na2SO3均有强还原性，且还原性：
SO
>H2SO3>SO2。
（4）同理：
H2S、S2－、HS－均有强还原性。
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．硫的氧化物的污染与治理
（1）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。
深度思考
1．将SO2分别通入下表所列的溶液中，填写有关问题。
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
反应现象
褪色
褪色
有淡黄色沉淀生成
褪色
变红
褪色
SO2的性质
还原性
还原性
氧化性
酸性
酸性
漂白性
解析
（1）SO2可使品红或某些有机色质褪色，发生的是化合反应，并且生成的无色化合物不稳定，易分解。
（2）SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物；SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性。
2．在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若先通入下列气体中的一种，再通入SO2；或者向通入SO2气体的BaCl2溶液中加入下列物质，可以看到沉淀的有________（填序号）。
①Cl2、②NH3、③HCl、④NO2、⑤CO2、⑥H2S、⑦HNO3、⑧NaOH、⑨FeCl3溶液、⑩NaClO溶液
答案 ①②④⑥⑦⑧⑨⑩
解析 往BaCl2溶液中通入SO2气体，不发生反应，所以无沉淀产生，根据物质的性质，将所给物质可分为以下几种情况：
（1）具有氧化性的有：
①④⑦⑨⑩，因SO2气体和亚硫酸具有较强的还原性，被以上物质氧化得H2SO4，H2SO4与BaCl2反应，生成BaSO4沉淀。
（2）具有碱性的有：
②⑧，因SO2和H2SO3能与碱反应生成SO
，SO
与Ba2＋结合生成BaSO3沉淀。
（3）具有较强还原性的是⑥，因SO2和H2SO3具有氧化性，溶液中的SO2和H2SO3与H2S反应生成淡黄色沉淀。
（4）HCl、CO2不与溶液中BaCl2、SO2、H2SO3反应，仍看不到沉淀。
题组一 CO2与SO2的检测
1．下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是（ ）
①澄清的石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液
④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③B．②③④
C．除①以外D．全部
答案 C
解析 SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。
SO2具有氧化性，能将H2S溶液氧化生成单质硫（有淡黄色沉淀生成）；SO2也具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化（溶液褪色）；SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色。
而CO2没有这些性质。
所以可以用②、③、④、⑤来区别SO2和CO2。
2.
右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_______________________________________。
解题指导 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，若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。
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溶液的颜色不褪尽（或不褪色，或不褪成无色）
3．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 CO2也能产生①④中的实验现象，酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，氯气也能使品红溶液褪色。
实验⑤说明气体有还原性，结合后续实验现象说明该气体是SO2。
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可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。
（如本题组的2题C装置的作用）
题组二 SO2的漂白原理
4．下列物质都具有漂白性，其中漂白原理和其他几种不同的是（ ）
A．SO2B．H2O2C．O3D．HClO
答案 A
解析 SO2的漂白是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，其他均为氧化漂白。
5．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、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B．能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，且原理相同
D．等物质的量的SO2和Cl2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
答案 B
解析 A项中SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性，SO2不能使石蕊试液褪色；能使品红溶液褪色的物质很多，不仅仅是SO2；C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同；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。
6．已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生加成反应生成无色物质。
（1）为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：
a．将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现红色试纸均不褪色；
b．将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；
c．加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气味的气体，后者无明显现象；
d．将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊试液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。
请根据甲同学的实验事实，简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同与不同之处。
①相同之处：
SO2和Cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是其与水反应后的产物________和________。
②不同之处：
H2SO3只能与某些有机色质发生______反应，生成不稳定的无色物质，产物受热分解再放出SO2，是非氧化还原反应。
HClO能与很多有机色质发生________反应，生成物较稳定。
（2）乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。
③消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是：
每摩尔物质__________相等。
④O3漂白速度较H2O2快的主要原因是___________________________________；
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是____________________________________。
（3）丙同学为了比较H2O2和NaClO的氧化性强弱，将两者混合，观察到产生大量无色无味气体。
⑤丙同学认为，发生反应的离子方程式为__________________________________，
由此确认NaClO的氧化性强于H2O2；丁同学认为产生气体也可能是H2O2分解的原因，建议丙同学进一步补充实验来确认。
补充实验需要的试剂是__________________和____________________。
答案 ①H2SO3 HClO ②加合或化合 氧化还原 ③得电子数 ④氧化性O3>H2O2 Cl2与H2O反应生成HClO浓度较小 ⑤H2O2＋ClO－===Cl－＋H2O＋O2↑ AgNO3溶液 稀HNO3
1.二氧化硫的复习方法
在复习二氧化硫的性质时，要从以下几个角度复习：
（1）属性，属于酸性氧化物，所以具有酸性氧化物的性质，可类比CO2气体的化学性质，但应注意与CO2的区别；
（2）价态，二氧化硫中的硫为＋4价，处于中间价态，所以既能升，也能降，既具有氧化性，也具有还原性，但主要表现还原性；（3）特性，漂白性。
2．SO2的鉴别
（1）利用物理性质鉴别
气味：
用标准的闻气体气味法。
SO2有刺激性气味。
（2）利用化学性质鉴别
①氧化性：
与硫化氢气体混合，有淡黄色固体生成。
②还原性：
将气体通入稀氯水中，使氯水褪色；将气体通入稀溴水中，溴水褪色；将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，酸性高锰酸钾溶液褪色；将气体通入氯化铁溶液中，氯化铁溶液由黄色变成浅绿色；将气体通入硝酸钡溶液中，产生沉淀。
（3）漂白性
将气体通入品红溶液中，能使品红溶液褪色，然后加热褪色的溶液，颜色又恢复。
3．常见的能用于漂白的物质的比较
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类别
漂白特点
能漂白的物质
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理变化
物理漂白不可逆
一般用于溶液漂白
氯气
次氯酸
利用次氯酸的强氧化性进行漂白
化学变化
氧化还原漂白，不可逆
可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠
过氧化氢
过氧化氢的强氧化性
化学变化
氧化还原漂白，不可逆
可以漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫
二氧化硫
二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化学变化
非氧化还原漂白，可逆
具有选择性，如品红、棉、麻、草等
题组三 含硫化合物对环境的污染及治理
7．（2012·北京理综，25节选）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。
利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：
_________________________
_____________________________________________________________________。
（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是___________________________________________________。
（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO
）∶n（HSO
）变化关系如下表：
n（SO
）∶n（HSO
）
91∶9
1∶1
9∶91
pH
8.2
7.2
6.2
由上表判断，NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：
_______________。
答案
（1）SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2
2H2SO4
（2）2OH－＋SO2===H2O＋SO
（3）酸 HSO
存在：
HSO
H＋＋SO
和HSO
＋H2OH2SO3＋OH－，HSO
的电离程度强于水解程度
解析
（1）SO2和H2O发生反应生成H2SO3，H2SO3被O2氧化为H2SO4。
（2）书写离子方程式时，氧化物应写成化学式形式，SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3的离子方程式为2OH－＋SO2===H2O＋SO
。
（3）由于HSO
在溶液中既能电离又能发生水解，而HSO
的电离程度大于HSO
的水解程度，故NaHSO3溶液显酸性。
8．某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程，于是取来雨水作水样进行测定，随时间的推移，多次测定该样品的pH，得到如下数据：
时间（h）
开始
8
16
24
32
40
48
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
（1）雨水样品放置时pH变化的主要原因为___________________________________
（用化学方程式表示）。
由此可以得出酸雨的形成过程可能是__________________。
如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将______（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是____________________________________________________，
二氧化硫表现________性。
（2）下面是酸雨给人类造成的危害，其中不正确的是（ ）
A．腐蚀建筑物、雕塑等B．污染水源
C．改良碱性土壤D．损害庄稼
（3）你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是（ ）
①少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱造高 ③燃料脱硫
④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③B．②③④⑤
C．①③⑤D．①③④⑤
答案
（1）2H2SO3＋O2===2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸，亚硫酸又被空气中的氧气氧化为硫酸，降落下来形成酸雨 减小 自来水中的氯气（或次氯酸）把亚硫酸氧化成硫酸 还原
（2）C （3）C
解析 酸雨的pH发生变化，其原因是亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸，酸性增强，当亚硫酸全部氧化为硫酸后，pH不再变化。
自来水常用氯气消毒，其中的氯气、次氯酸等能把亚硫酸氧化为硫酸，使pH减小。
酸雨的危害极大，会危害农作物、森林、草原、鱼类、建筑物、工业设备、电信电缆等。
要减少酸雨的产生，首先要了解空气中二氧化硫的来源。
大气中二氧化硫的来源主要是化石燃料的燃烧以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、造纸等生产过程产生的尾气。
因此少用煤作燃料以及对燃料进行脱硫处理，是减少酸雨的有效措施。
开发新能源如氢能、核能等可以从根本上杜绝二氧化硫的产生。
至于把烟囱造高，显然不会改变二氧化硫的排放量，对全球酸雨的危害不会减少。
在已酸化的土壤中施石灰，是对因酸雨造成的危害的被动治理措施，与从源头上控制二氧化硫的产生无关。
考点三 硫酸及硫酸根离子的检验
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，在水溶液中发生电离的化学方程式为H2SO4===2H＋＋SO
。
写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式：
①铁：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
②MgO：
MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
③Ba（OH）2：
Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO
===BaSO4↓＋2H2O；
④Na2SO3：
SO
＋2H＋===H2O＋SO2↑；
⑤BaCl2：
Ba2＋＋SO
===BaSO4↓。
3．浓H2SO4的特性
（1）填写下表
实验
实验现象
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
（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
可用铝槽车运浓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（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，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↓。
深度思考
1．下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入下表：
浓硫酸
稀硫酸
物理性质
加水
放出大量热
无明显变化
观状态
油状液体
液态
密度
ρ浓H2SO4>ρ稀H2SO4
化学性质
铁片
无明显变化（钝化）
铁片逐渐溶解，并产生无色气体
铜片（加热）
铜片溶解，产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
蓝色变白
胆矾溶解形成蓝色溶液
2.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）浓硫酸与蔗糖的炭化实验（黑面包实验）________；
（4）实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯________；
（5）乙酸乙酯的水解________；
（6）纤维素的水解________；
（7）浓硫酸与铜的反应________；
（8）浓硫酸使湿润石蕊试纸变红，后来又变黑________。
答案
（1）①
（2）② （3）③④ （4）②⑤ （5）⑤ （6）⑤ （7）①④ （8）①③
3．将64g铜箔加入到盛有含2molH2SO4的浓H2SO4试管中加热。
（1）铜箔能否完全溶解？
请解释原因。
（2）在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体，铜箔表面又有气泡冒出，其原因为_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案
（1）不能，因为随着反应的进行，浓H2SO4变为稀H2SO4，反应停止。
（2）H＋与NO
又能氧化铜片，发生反应3Cu＋2NO
＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
题组一 硫酸性质的探究实验
1．（2010·北京理综，9）用下图所示实验装置（夹持仪器已略去）探究铜丝与过量浓硫酸的反应。
下列实验不合理的是（ ）
A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①加水，观察颜色
答案 D
解析 移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品红溶液褪色，故B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，故C合理；浓硫酸过量，试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故D不合理。
2．某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物，进行如下实验：
按图组装好实验装置，在A中加入5mL98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答：
（1）写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式：
_________________。
（2）从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接____、____接b，c接____、____接d；D、E两支试管中CCl4溶液的作用是______________________。
（3）能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_______________________________；
反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_______________________________
________________。
（4）D中浑浊消失的离子反应方程式为_____________________________________。
答案
（1）Zn＋2H2SO4（浓）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、
Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑
（2）3（或4） 4（或3） 2 1 防倒吸
（3）C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后，与Zn反应放出H2
（4）SO2＋H2O＋CaSO3===Ca2＋＋2HSO
解析
（1）开始阶段由浓H2SO4具有强氧化性与锌反应产生SO2气体，Zn＋2H2SO4（浓）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随反应的进行，硫酸逐渐被消耗，浓硫酸变为稀硫酸，与Zn发生置换反应生成H2，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
（2）从图示看，C装置应是检验SO2气体的，应选择甲装置，则B处需接一安全装置。
（3）浓H2SO4的强氧化性表现在
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