届高考化学一轮复习专题考点学案专题5《非金属及其化合物》第3单元《含硫化合物的性质和应用》苏教版.docx
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届高考化学一轮复习专题考点学案专题5《非金属及其化合物》第3单元《含硫化合物的性质和应用》苏教版
第三单元含硫化合物的性质和应用
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.二氧化硫的性质(酸性氧化物、漂白性、还原性)
b
c
2.酸雨的成因和防治
a
a
3.硫酸的工业生产
a
b
4.浓硫酸的特性(吸水性、脱水性和强氧化性)
a
b
5.S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之间的相互转化
b
c
6.几种重要的硫酸盐及其用途
a
考点一 二氧化硫的性质及应用
1.物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;密度比空气大,易液化;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:
(2)氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(4)漂白性:
可使品红溶液等有机色质褪色生成不稳定的化合物。
3.二氧化硫的污染与治理
(1)来源:
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:
SO2
完成两途径各步反应的化学方程式:
①途径Ⅰ:
2SO2+O2
2SO3,SO3+H2O===H2SO4。
②途径Ⅱ:
SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4。
题组一 识记SO2的重要性质
1.下列有关SO2的性质及应用的叙述正确的是( )
A.SO2易溶于水,且与水反应生成H2SO4
B.SO2可用于漂白纸浆和草帽辫
C.通常状况下,SO2是无色、无味、易液化的气体
D.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥,一般用碱石灰干燥
答案 B
2.下列关于SO2的叙述中正确的是( )
A.SO2通入氯水后,溶液褪色,酸性减弱
B.SO2是酸性氧化物,溶于水得稳定的亚硫酸
C.SO2气体通入NaOH溶液一定得到Na2SO3
D.S、SO2、SiO2三种物质均能与NaOH溶液反应,各自又能与某些酸反应
答案 D
解析 A项中,Cl2+2H2O+SO2===2HCl+H2SO4,酸性增强;B项中,亚硫酸不稳定易分解;C项,通入SO2的量不同,产物可能是Na2SO3,也可能是NaHSO3,还可能是二者的混合物;D项,S和SO2都能和硝酸反应,SiO2能和氢氟酸反应。
3.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、KMnO4(H+)、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有漂白能力
答案 B
解析 等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中反应生成H2SO4和HCl,而失去漂白能力。
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
(潮湿)
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
题组二 SO2多重性质的探究实验
4.下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
实验
记
录
A
无色
无色
无现象
无色沉淀
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色沉淀
白色沉淀
D
无色
无色
无色沉淀
无色沉淀
答案 B
解析 二氧化硫能使紫色的石蕊溶液变红,但是不能使其褪色;二氧化硫能使品红溶液褪色;二氧化硫通入到Ba(NO3)2溶液中,被氧化成SO
,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀;通入到NaOH和BaCl2的混合溶液中,先生成SO
,而后生成BaSO3白色沉淀。
5.如图所示,利用培养皿探究SO2的性质。
实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
表中对实验现象的描述或解释不正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
答案 A
解析 SO2与BaCl2溶液不反应;SO2溶于水生成H2SO3,进而与Na2S溶液反应生成S单质。
6.在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体①Cl2 ②NH3 ③NO2 ④H2S均会产生沉淀。
回答下列问题:
(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是
①______________________;②____________________;
③______________________;④____________________。
(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
答案
(1)①BaSO4 ②BaSO3 ③BaSO4 ④S
(2)①SO2+Cl2+2H2O===SO
+2Cl-+4H+、SO
+Ba2+===BaSO4↓(或SO2+Cl2+2H2O+Ba2+===BaSO4↓+2Cl-+4H+)
②2H2S+SO2===3S↓+2H2O(或2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O)
题组三 SO2与CO2的区别和检验
7.下列说法正确的是( )
A.将CO2、SO2气体分别通入溴水中,溴水都褪色
B.将CO2、SO2气体分别通入Ba(OH)2溶液中,都有白色沉淀生成
C.将CO2、SO2气体分别通入BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
D.将CO2、SO2气体分别通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
答案 B
解析 SO2、CO2都是酸性氧化物,能与碱Ba(OH)2溶液反应,分别生成BaSO3、BaCO3沉淀,与BaCl2溶液不反应;SO2具有还原性,能使溴水褪色,能与硝酸反应产生SO
,SO
与Ba2+生成BaSO4沉淀,而CO2不具有还原性。
8.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。
9.
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,若褪成无色则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溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色,或不褪成无色)
1.SO2鉴别的一般方法
(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,使溴水褪色;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;加热颜色又恢复。
2.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9题C装置的作用)
题组四 SO2对环境的污染及治理
10.煤燃烧生成的气体中能形成酸雨的是( )
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
A.①②B.①③
C.③④D.②④
答案 C
11.空气中的飘尘与SO2接触时,会加快SO2转化为SO3。
飘尘所起的作用是( )
A.催化剂B.还原剂
C.氧化剂D.供氧剂
答案 A
12.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。
下列说法错误的是( )
A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B.装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应
C.整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2===2CaSO4+2CO2
D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
答案 B
解析 装置内发生的反应有SO2与CaO的化合,CaCO3的分解以及CaSO3被氧气氧化为CaSO4,没有置换反应的发生。
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、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CaO+SO2
CaSO3,2CaSO3+O2
2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SO2+O2
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2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===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,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===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
①吸收反应:
2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:
Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考点二 硫酸的制备与性质
1.硫酸的工业制法
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图:
根据上图回答下列问题:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A:
含硫矿石(如FeS2);
B:
炉渣;
C:
二氧化硫、氧气、氮气;
D:
尾气(SO2、O2、N2)。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,请填写下表:
生产阶段
设备
主要反应
造气
沸腾炉
S+O2
SO2或4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
接触氧化
接触室
2SO2+O2
2SO3
SO3吸收
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
2.SO3和硫酸的物理性质
(1)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。
(2)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。
3.稀硫酸的化学性质
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:
Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)MgO:
MgO+2H+===Mg2++H2O;
(3)Ba(OH)2:
Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O;
(4)Na2SO3:
SO
+2H+===H2O+SO2↑;
(5)BaCl2:
Ba2++SO
===BaSO4↓。
4.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钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。
5.几种常见的硫酸盐
硫酸盐
俗名
颜色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
FeSO4·7H2O
绿矾
浅绿色
生产铁系列净水剂、补血剂等
CuSO4·5H2O
胆矾、蓝矾
蓝色
配“波尔多液”、镀铜液
BaSO4
重晶石
白色
白色颜料、医疗上作“钡餐”
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
白色
净水剂
6.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↓。
题组一 硫酸的工业生产
1.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是( )
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3充分吸收
答案 D
解析 从沸腾炉出来的气体除SO2外,还有O2、N2等;SO2转化为SO3为可逆反应,故SO2不可能全部转化为SO3;SO3与水反应转化为H2SO4时放出大量的热,会形成大量酸雾,导致SO3吸收不完全。
2.下列说法不正确的是( )
A.用硫或硫铁矿均可为原料生产硫酸
B.接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收
C.由于常压下SO2转化为SO3的转化率很高,所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件
D.从沸腾炉出来的气体直接进入接触室,在催化剂表面SO2被氧气氧化为SO3
答案 D
解析 进入接触室的气体必须先净化防止催化剂中毒。
3.我国利用接触法制硫酸的第一步是在沸腾炉中焚烧黄铁矿:
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2。
现有1g含脉石(SiO2)的黄铁矿(FeS2)样品,将其在氧气流中充分灼烧,反应完全后得0.78g残渣,则此黄铁矿的纯度是( )
A.33%B.66%C.78%D.88%
答案 B
解析 设样品中含FeS2的质量为x,
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2 Δm
4×120 320 160
x 1g-0.78g
=
,
解得:
x=0.66g。
题组二 硫酸的性质及应用
4.浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是( )
A.酸性B.脱水性C.强氧化性D.吸水性
答案 A
解析 浓硫酸与含有水分的蔗糖作用,首先表现出吸水性,吸水过程中放热;蔗糖逐渐变黑,浓硫酸表现出脱水性;反应放出大量气体,是由于浓硫酸与C反应,生成SO2和CO2,浓硫酸表现出强氧化性。
5.下列关于浓硫酸的叙述中正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
答案 D
解析 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水而炭化;浓硫酸在加热条件下才与铜片反应放出二氧化硫气体;浓硫酸是一种干燥剂,但不能用于干燥氨(碱性)、硫化氢(还原性)等气体;浓硫酸具有氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化。
6.向5mL18mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应。
下列说法正确的是( )
A.有0.09mol的硫酸被还原
B.有0.045mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88g
答案 D
解析 浓硫酸与铜加热时可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。
浓硫酸与铜反应时,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低变成稀硫酸,因此,参加反应的硫酸的实际量要比理论计算值小。
根据题意可得n(H2SO4)=0.005L×18mol·L-1=0.09mol,参加反应的硫酸n(H2SO4)<0.09mol,参加反应的铜小于2.88g。
7.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)②③④ (4)②⑤ (5)⑤
(6)⑤ (7)①④ (8)①③
题组三 SO
的检验
8.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液
白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液
白色沉淀
C.无色溶液
白色沉淀
D.无色溶液
无色溶液
白色沉淀
答案 C
解析 A中二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B中的亚硫酸钠被硝酸氧化为硫酸钠,沉淀也是硫酸钡;C中先加硝酸无沉淀,再加氯化钡所得沉淀可能是氯化银;D中先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡,产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
9.在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是( )
A.一定会有SO
B.含有SO
和Ag+
C.可能含有SO
、Ag+、SO
中的一种或两种
D.可能含有SO
或CO
答案 C
解析 A项错误,不能排除Ag+、SO
的干扰;B项错误,因为溶液中SO
与Ag+反应不能大量共存;C项正确,因为不能排除Ag+、SO
的干扰;D项错误,由“加入稀硝酸,沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO
。
1.浓硫酸的性质及应用
熟记浓硫酸的五大性质(强氧化性、脱水性、吸水性、酸性和难挥发性)及它们的应用,特别是浓硫酸的强氧化性、脱水性和吸水性,重点是浓硫酸的强氧化性。
2.理清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别
(1)吸水性:
浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。
(2)脱水性:
浓硫酸可将有机物中的H、O以2∶1比例脱去。
3.注意“量变”引起的“质变”
在理解浓硫酸与铜、锌、铁、铝以及与碳、硫等反应时,我们要动态地看待反应过程,例如在浓硫酸与铜的反应中,开始是浓硫酸,但随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小,最后变成了稀硫酸,稀硫酸与铜不反应。
4.SO
检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐,不酸化。
误将CO
、PO
、SO
等干扰离子判断成SO
。
因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)误将Ag+、Pb2+判断成SO
。
如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO
。
其错误是未注意溶液中不含SO
,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:
Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(3)误将SO
判断成SO
。
如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO
。
该错误是未注意NO
具有强氧化性,在酸性环境中发生反应:
Ba2++SO
===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO
===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
考点三 硫和含硫化合物的相互转化
1.硫单质的性质及应用
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫磺,是一种淡黄色固体;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
O2
①与金属反应
表现氧化性
②与非金属反应
③与强氧化剂反应(如浓硫酸):
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O