第12讲硫及重要的化合物.docx
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第12讲硫及重要的化合物
第12讲 硫及其重要的化合物
考纲解读:
1.了解硫的物理性质及硫的可燃性。
2.了解二氧化硫与氧气、与水的反应及二氧化硫的实验室制法。
3.认识亚硫酸的不稳定性。
4.认识二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别。
5.了解浓硫酸的强氧化性。
6.了解SO32-的检验方法。
7.了解硫的氧化物对大气的污染及其防治,了解环境保护有关常识。
考向分析:
本讲重点知识有S、SO2、SO3、H2SO4的性质、环境保护等。
主要考查SO2的酸性、还原性和漂白性,浓H2SO4的强氧化性,硫及其化合物的转化关系。
由于硫及其化合物知识与氧化还原反应、离子反应等理论知识关系密切,在化工、生产、环境等热点问题上应用广泛,预测今年高考还会以硫及其化合物主干知识为依托,紧密联系科技、生产、环境问题进行考查。
考点图析
基础知识梳理一、硫
1.自然界中硫元素的存在
硫元素广泛存在于自然界,游离态的硫存在于________附近或地壳的岩层里。
化合态的硫主要以________和______的形式存在。
如FeS2、CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O。
2.硫的物理性质
硫俗称________,是一种________色晶体,质脆,易研成粉末,不溶于________,微溶于________,易溶于CS2(用于洗涤沾有硫的容器)。
3.硫的化学性质
(1)氧化性:
Fe+S
________、2Cu+S
________。
(2)还原性:
S+O2
________。
【思考1】
(1)S、Cl2与Fe、Cu反应的产物有何差异?
原因是什么?
(2)如何洗涤附着在试管内壁上的硫?
二、硫的氧化物1.二氧化硫
(1)物理性质:
________色,刺激性气味,有毒,密度比空气________,易液化,________溶于水。
(2)化学性质①酸性氧化物通性a.与H2O反应:
________________________。
b.与碱性氧化物反应,如与CaO反应:
__________________________。
c.与碱反应与NaOH溶液反应:
_____________________。
②还原性:
SO2能被O2、X2(Cl2、Br2、I2)、KMnO4(H+)溶液等强氧化剂氧化。
a.与O2反应:
______________________,该反应为可逆反应。
b.与X2反应:
_________________________。
③氧化性:
与H2S反应:
______________________。
④漂白性:
漂白原理:
SO2可与某些有色物质生成不稳定的无色物质,但见光、加热或长时间放置,不稳定物质又分解为原________和________。
2.三氧化硫
(1)物理性质:
SO3的熔点16.8℃,沸点44.8℃,在标准状态下SO3为________态。
(2)化学性质——________性氧化物的通性
①与H2O反应:
____________________________。
②与CaO反应:
___________________________。
③与Ca(OH)2溶液反应:
__________________________________________。
三、硫酸、SO的检验
1.硫酸
(1)物理性质:
挥发性:
________;溶解性:
浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出________,浓H2SO4稀释的方法是__________________________________________。
(2)化学性质①稀H2SO4具有酸的通性。
②浓H2SO4的特性:
2.SO32-的检验
检验SO32-的正确操作是:
待测液
取清液
________沉淀,即可确定是否存在SO32-。
【思考2】有人认为浓H2SO4具有强氧化性,不能用来干燥SO2气体,你认为呢?
自主检查1.以下关于硫及其化合物说法错误的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态,又有化合态
B.检查病人胃病所用的钡餐,既可以用BaSO4,也可以用BaCO3
C.浓硫酸不可用来干燥H2S气体,因其具有强氧化性
D.SO2、SO3都为酸性氧化物,都可与水反应生成相应酸
2.在如图的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是( )
①新鲜苹果块会干瘪 ②小试管内有晶体析出 ③pH试剂变红
A.仅① B.仅②C.仅③ D.①②③
3.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是( )
①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2
A.①③⑤ B.①②③⑤C.①②④⑤ D.全部
4.一同学分析硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,而硫单质处于中间价态,所以硫应该既有氧化性,又有还原性。
该同学欲探究硫的还原性,下面是该同学的实验探究过程,请解答其中的问题。
(1)该同学应该选择________(填“氧化剂”或“还原剂”)进行实验探究。
(2)该同学用红热的玻璃棒引燃了石棉网上的硫粉,硫粉开始燃烧,反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)该同学欲验证硫燃烧产物的性质,请你帮助他在要探究的性质与相应试剂之间画线。
漂白性 新制的氯水
氧化性 品红溶液
还原性 滴有酚酞的NaOH稀溶液
酸性 H2S气体
考点一SO2与其它物质性质的比较
1.SO2与CO2性质的比较
SO2
CO2
颜色
气味
无色、刺激性气味
无色无味
溶解性
易溶,常温常压下1∶40
微溶,常温常压下1∶1
与碱反应
通入澄清石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2
通入澄清石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
2.SO2性质及使溶液褪色的情况
酸性:
使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
漂白性:
使品红溶液褪色。
还原性:
使氯水、溴水、碘水、酸性高锰酸钾溶液褪色。
3.常见漂白剂及其漂白原理比较
漂白类别
加合型
氧化型
吸附型
漂白原理
与有机色素化合
利用其强氧化性
吸附色素
漂白特征
不稳定
稳定
稳定
常见漂白剂
SO2
HClO、H2O2、
O3、Na2O2
活性炭
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
【例1】某探究性学习小组利用图中所列装置设计实验,证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有SO2和CO2生成。
(1)实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。
A瓶溶液的作用是__________________________,B瓶溶液的作用是________________,C瓶溶液的作用是________________。
(2)装置D中所盛溶液是________,可验证的产物是________。
(3)若想同时验证另一种产物的存在,需使用的药品为________,该装置在整套装置中的位置是________,理由是__________________________________________。
变式训练1.下列有关二氧化硫的叙述中正确的是( )
A.SO2使品红溶液和溴水褪色,均体现了其漂白性
B.SO2和Cl2一起通入品红溶液,品红褪色速率加快
C.SO2和O2一起通入BaCl2溶液,溶液无明显变化
D.SO2和NH3一起通入BaCl2溶液,溶液变浑浊
考点二硫酸与金属的反应及SO42-、SO32-的检验
2.浓、稀硫酸的鉴别方法
现象
浓H2SO4
稀H2SO4
物理性质
加水
放出大量热
无明显现象
观状态
黏稠状液体
黏稠度较小液体
密度
用手掂分量:
浓H2SO4密度较大(1.84g/mL),相同体积时,浓H2SO4质量大很多
化学性质
铁片
因铁被钝化无明显现象
产生大量气泡
铜片(加热)
有气泡产生,溶液变蓝
无明显现象
白纸
立即变黑
无明显现象
胆矾
蓝色变为白色
无颜色变化
3.SO42-的检验
(1)检验SO42--时要防止其他离子的干扰
①Ag+干扰:
先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-===AgCl↓。
②CO32-、SO32-干扰。
因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。
因此检验SO42-时必须用酸酸化(不能用HNO3酸化)。
例如:
BaCO3+2H+===H2O+CO2↑+Ba2+。
所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论。
(2)正确操作
被检液
取清液
有无白色沉淀(判断有无SOSO42-)。
4.SO32-的检验
向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中红色褪去;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
发生的反应为:
SO32-+2H+===SO2↑+H2O;或SO32-+Ba2+===BaSO3↓,BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O。
【例2】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用下图所示装置进行有关实验。
请回答:
(1)装置A中发生的化学反应方程式为____________________________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花应浸有一种溶液,这种溶液是________,其作用是________________。
(3)装置B中盛放饱和NaHSO3溶液,该装置的作用是________,当关闭K时,B中的现象是________。
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是__________________________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液c.银粉 d.Na2CO3溶液
③证明反应结束后烧瓶中液体含有SO42-的方法:
______________________________________________________________________________。
变式训练2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓H2SO4使蔗糖炭化变黑,体现了浓H2SO4的氧化性
B.浓H2SO4使蓝色胆矾变成白色,体现了浓H2SO4的脱水性
C.浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸,试纸先变红,然后褪色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和脱水性
D.100mL18mol/L的浓H2SO4中加入足量的Cu并加热,被还原的H2SO4的物质的量为0.9mol
考点三硫及其化合物的转化关系
1.-2价硫处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性;+6价硫处于最高价态,只有氧化性。
2.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,如:
H2S
S
SO2
SO3
3.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。
4.典型的归中反应2H2S+SO2===3S↓+2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O
5.含硫物质的连续氧化
(1)H2S
SO2
SO3
H2SO4
(2)S
SO2
SO3
H2SO4
【例3】能实现下列物质间直接转化的元素是( )
单质
氧化物
酸或碱
盐
A.硅 B.硫 C.铜 D.铁
【规律方法】物质的连续氧化是明显的突破口,其转化关系为:
A
C
D
E。
中学化学中符合这一转化关系的有:
硫元素
氮元素
钠元素 Na
Na2O
Na2O2
NaOH
变式训练3.高温下硫酸亚铁发生如下反应:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是( )
A.BaSO3和BaSO4 B.BaSC.BaSO3 D.BaSO4
自我测试1.硫酸型酸雨的形成主要是由于( )
A.大气中二氧化碳含量增多B.汽车排出大量尾气
C.工业上大量燃烧含硫燃料D.森林遭乱砍滥伐,破坏了生态平衡
2.下列有关环境问题的说法正确的是( )
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的含量
B.臭氧的体积分数超过4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染
3.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
SO2有漂白性
SO2可使溴水褪色
B
SiO2有导电性
SiO2可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥H2和CO
D
Fe3+有氧化性
FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
4.为了除去CO2气体中的SO2气体,下列仪器和药品组合中合理的是( )
仪器:
①洗气瓶 ②干燥管
药品:
③固态生石灰 ④苏打溶液 ⑤小苏打溶液
A.①⑤ B.②⑤C.①③ D.①④
5.检验某未知溶液中是否含有SO42-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
6.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B.在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
D.在Z导管口有红棕色气体出现
7.某课外学习小组的同学设计了如图的装置,以验证SO2的氧化性、还原性和漂白性。
回答以下问题:
(1)用Na2SO3固体和浓硫酸溶液制取SO2气体,应选用________(选“A”或“C”)作气体发生装置,不选用另一装置的理由是___________________________。
小组同学发现产生气体的速率缓慢,可能的原因是______________________________________________________________________________。
(2)课外学习小组的同学用FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的方程式为_________________________________________________________。
(3)SO2气体通过D装置时现象是______________________________________,通过E装置时现象是______________________________________。
SO2与H2S在B装置中反应,现象是__________________________________________。
(4)F中盛有碱石灰,其作用是__________________________________________。
8.用下图装置检验浓硫酸与木炭粉反应的产物。
根据要求回答下列问题。
(1)简单且切实可行的检验装置的气密性的方法是____________________________。
(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式:
________________________________。
(3)写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用:
A中加入的试剂是_______________________,作用是______________________。
B中加入的试剂是____________________,作用是______________________。
C中加入的试剂是__________________________,作用是_______________________。
D中加入的试剂是____________________,作用是_____________________________。
(4)实验中,C中应观察到的现象是__________________________________________。
9.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动;
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是__________________________________________。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。
若要确认其中的Fe2+,应选用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生下列反应:
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。
由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。
【探究二】分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。
为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是________。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需要装置中添加M于________(选填序号)。
a.A之前 B.A-B间c.B-C间 D.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是________。
(7)若要测定限定体积气体Y中H2的含量(标准状况下约有28mLH2),除可用测量H2体积的方法外,可否选用质量称量的方法?
做出判断并说明理由____________________________。