高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 311 氧族方面试题的解题方法与技巧.docx
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高考化学备考艺体生百日突围系列专题311氧族方面试题的解题方法与技巧
专题3.11氧族
考试方向
硫的化合物及其转化，属于高频考点，命题围绕SO2和浓H2SO4的特性，联系工业生产和环境保护的相关知识以实验为载体进行探究，推断和计算是考查的热点，2016年应重点关注。
内容要点
一、硫及其重要化合物间的转化关系
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，注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又体现酸性，如Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋2H2O＋SO2↑。
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：
O2
、
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：
硫元素
内容要点
二、硫的氧化物
1、SO2的性质：
（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：
①酸性氧化物的通性：
；例如SO2＋H2O
H2SO3、2NaOH（过量）＋SO2＝Na2SO3＋H2O、SO2（过量）+NaOH＝NaHSO3、Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3。
②氧化性例如H2S溶液反应）：
SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O。
③还原性：
2SO2＋O2
2SO3、Cl2＋SO2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4。
（能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色）
④漂白性：
可使品红溶液等有机质褪色生成不稳定的化合物。
SO2因与部分有色物质化合生成不稳定的无色物质而具有漂白性。
它具有“选择性”、“暂时性”的特点。
“选择性”指只能使部分物质褪色，如SO2不能使指示剂褪色；“暂时性”指生成不稳定的化合物，在外界条件改变时能恢复。
2、三氧化硫：
（1）物理性质：
无色晶体，易溶于水，在标准状况下不是气体。
（2）化学性质：
①SO3与水的反应：
SO3＋H2O＝H2SO4，反应放出大量的热。
②SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐，SO3＋CaO＝CaSO4、SO3＋Ca（OH）2＝CaSO4＋H2O。
3、酸雨（pH小于5.6）及其防治：
（1）形成酸雨的物质为氮的氧化物、硫的氧化物。
（2）大气中SO2主要来自煤、石油等燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼、硫酸工业排放的废气。
（3）酸雨的防治措施：
对燃烧产生的酸性物质加以控制，改变能源结构，开发和利用清洁能源。
方法技巧
（1）SO2性质的多面性：
二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较
溶液
石蕊试液
加有酚酞的
NaOH溶液
酸性KMnO4
溶液
溴水
品红溶液
氢硫酸
（H2S溶液）
现象
变红
褪色
褪色
褪色
褪色
生成浅黄色沉淀
SO2的性质
溶于水显酸性
溶于水显酸性
还原性
还原性
漂白性
氧化性
（2）鉴别SO2和CO2的方法：
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。
所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。
通常可用以下方法：
①可根据物理性质，CO2无色无味，SO2无色具有刺激性气味。
②用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。
③用酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。
④用溴水，使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。
⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。
⑥用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是SO2，无明显现象的是CO2。
内容要点
三、硫酸及硫酸根离子的检验
1、硫酸的物理性质：
难挥发性、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沿器壁（或玻璃棒）慢慢注入水中并不断搅拌。
2.硫酸的化学性质：
（1）稀H2SO4具有酸的通性。
（2）浓H2SO4的特性：
①吸水性（常用作干燥剂）。
a、可用浓H2SO4干燥的气体有：
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等。
b、不能用浓硫酸干燥的气体有：
碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S、HI等。
②脱水性：
浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数2:
1的比例脱去，例如：
C2H5OH
CH2===CH2↑＋H2O。
③强氧化性：
a、与金属的反应：
钝化：
常温下浓硫酸使Fe、Al钝化；
与活泼金属（如Zn）
；
，Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
b、与非金属的反应：
加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质，反应的化学方程式为C＋2H2SO4（浓）
CO2↑＋2SO2↑＋＋2H2O。
注意
①和实验室制氯气类似，过量铜与浓硫酸共热，随着反应进行，浓硫酸变稀，稀硫酸不与铜反应，特别注意常温下铜与浓硫酸无明显现象，必须要加热才反应。
②常温下铁、铝遇浓硫酸钝化，需要注意加热时可以反应，过量的铁也能否与稀硫酸反应，能与Fe3＋反应。
3、SO42－的检验：
待测液
取清液
有无白色沉淀，即可确定是否存在SO42－。
方法技巧
1、常见漂白性物质归纳：
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
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理变化
物理漂白不可逆
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
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
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
可逆
2、鉴别稀H2SO4和浓H2SO4的方法：
（1）方法一：
取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，无明显变化则为稀H2SO4。
（2）方法二：
观察状态，浓H2SO4为黏稠状液体，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
（3）方法三：
取等体积的两份物质用手掂掂，因为浓H2SO4的密度较大（1.84g·cm－3）。
相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量大得多，感觉沉重。
（4）方法四：
取少量试样，向其中投入铁片，若产生大量气体则为稀H2SO4，Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑；若无明显现象（钝化），则为浓H2SO4。
（5）方法五：
用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑（浓H2SO4的脱水性）者为浓H2SO4，否则为稀H2SO4。
（6）方法六：
取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的（有气泡产生）为浓H2SO4（浓H2SO4表现强氧化性和酸性），无变化的是稀H2SO4。
3、将SO2和Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液，现象不同：
。
4、浓H2SO4的性质可归纳为“五性”：
即难挥发性、吸水性、脱水性、强酸性、强氧化性。
浓H2SO4的吸水性与脱水性的区别：
浓H2SO4夺取的水在原物质中以H2O分子形式存在时浓H2SO4表现吸水性，不以H2O分子形式而以H和O原子形式存在时，而浓H2SO4表现脱水性。
经典题例析
【例1】甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：
。
下列有关物质的推断不正确的是（）
A、若甲为焦炭，则丁可能是O2B、若甲为SO2，则丁可能是氨水
C、若甲为Fe，则丁可能是盐酸D、若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查无机推断
【名师点睛】很多物质之间存在相互转化，是因为与反应物之间的物质的量比例有关，通常与量有关的反应有：
1.硝酸银和少量氨水反应生成氢氧化银沉淀，和过量氨水反应生成银氨溶液。
2.氢氧化钠和少量氯化铝反应生成偏铝酸钠和氯化钠，和过量的氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀。
3.盐酸和少量偏铝酸钠反应生成氯化铝和氯化钠，和过量的偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀。
4.碳酸钠和少量盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，和过量盐酸反应生成氯化钠和二氧化碳和水。
5.铁和少量硝酸反应生成硝酸亚铁，和过量硝酸反应生成硝酸铁。
【例2】根据要求完成下列各小题实验目的。
（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。
（已知酸性：
亚硫酸>碳酸）
①连接仪器、、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是_______________，装置A中的试剂是。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是：
_______________________。
（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①打开b，关闭a。
能验证SO2具有氧化性的化学方程式是：
。
②若大量的SO2通入NaOH溶液中，其化学方程式是：
。
③BaCl2溶液中无沉淀现象，将其分成两份，分別滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液
氯水
氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显示还原性并生成沉淀的离子方程式_______________________________。
【答案】
（1）①检查装置的气密性（2分）②Cu+H2SO4（浓
CuSO4+SO2↑+2H2O（2分）
品红（2分）③Na2SiO3溶液变浑浊或Na2SiO3溶液中出现白色胶状沉淀（2分）
（2）①SO2+2H2S=3S↓+2H2O（2分）②NaOH+SO2=NaHSO3（2分）
③BaSO4（1分）BaSO3（1分）SO2+Cl2+2H2O+Ba2+=BaSO4↓+2Cl-+4H+（2分）
（2）①SO2具有氧化性，能和H2S反应生成单质S和水，则反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
②SO2是酸性氧化物，能与氢氧化钠反应，若大量的SO2通入NaOH溶液中生成亚硫酸氢钠，其化学方程式是NaOH+SO2＝NaHSO3。
③氯水具有强氧化性，能被溶液中的亚硫酸氧化生成硫酸，进而生成硫酸钡沉淀；氨气是碱性气体，通入氨气酸性降低碱性增强，因此生成亚硫酸钡沉淀，其中与氯水反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O+Ba2+=BaSO4↓+2Cl-+4H+。
【考点定位】本题主要是考查SO2制备及性质实验方案设计与体积
【总结】SO2通入石灰水中也能生成白色沉淀。
检验和鉴别CO2一般是跟石灰水生成白色沉淀。
因此，必须先检验或鉴别SO2，后检验或鉴别CO2。
方法如图装置所示：
。
若A瓶品红溶液褪色，证明混合气体含有SO2。
B瓶除去剩余的SO2。
C瓶品红溶液不褪色，明SO2已除净。
若D瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有CO2。
【例3】实验室常采用点滴板来完成部分实验，这样既可以节约药品的用量，又便于观察实验现象。
图中所示的实验，点滴板上描述的实验现象正确的是
①装有铜片的孔穴中溶液呈蓝色；
装有胆矾的孔穴中固体的颜色变浅；
装有铝片的孔穴中有红棕色气体生成；④装有蛋清溶液的孔穴中呈浅黄色
A．①④B．
C．
④D．①②
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查浓硫酸和浓硝酸的性质
【名师点睛】浓硫酸有三大特性：
吸水性，脱水性和强氧化性，浓硫酸和铜反应需要加热，生成硫酸铜和二氧化硫和水。
浓硝酸具有强氧化性，在常温下能和很多的金属反应生成硝酸盐，和二氧化氮和水。
但要注意铝和铁在浓硫酸或浓硝酸中钝化。
跟踪训练
1．【2015上海卷】与氢硫酸反应有沉淀生成的电解质是（）
A．硫酸铜B．氢氧化钠C．硫酸亚铁D．二氧化硫
【答案】A
【解析】
试题分析：
A.CuSO4是盐，属于电解质，加入氢硫酸，会发生反应：
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4，产生黑色沉淀，正确。
B．氢氧化钠是碱，属于电解质，与氢硫酸发生反应：
2NaOH++H2S=Na2S+2H2O，产生的Na2S是可溶性的物质，没有沉淀产生，错误。
C．硫酸亚铁是盐，属于电解质，由于酸性：
硫酸>氢硫酸，属于二者不能发生反应，无沉淀产生，错误。
D．二氧化硫与硫化氢会发生反应：
SO2+2H2S=3S↓+2H2O，产生沉淀，但是SO2是非电解质，不符合题意，错误。
【考点定位】考查物质的分类及反应现象的正确描述的知识。
【名师点睛】氢硫酸是酸，具有酸的通性，同时该物质具有还原性和不稳定性。
可以根据其性质，结合反应产生的物质的溶解性大小，及物质的分类知识判断选项的正确性。
以氢硫酸为线索，间接考查了物质的分类、物质的物理性质、化学性质是本题的目的。
2．向下图所示的装置中缓慢地通入气体X，若关闭活塞K，则品红溶液无变化；若打开活塞K，则品红溶液褪色。
X和Y可能是
A
B
C
D
X
SO2
NO2
HCl
C12
Y
饱和NaHCO3溶液
水
Na2SO3溶液
Na2SO3溶液
【答案】A
【考点定位】本题主要是考查SO2的漂白性及相关化学性质
【名师点晴】SO2通入石灰水中也能生成白色沉淀。
检验和鉴别CO2一般是跟石灰水生成白色沉淀。
因此，必须先检验或鉴别SO2，后检验或鉴别CO2。
方法如图装置所示：
，若A瓶品红溶液褪色，证明混合气体含有SO2。
B瓶除去剩余的SO2。
C瓶品红溶液不褪色，明SO2已除净。
若D瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有CO2。
3．下列物质中，既能与NaOH溶液反应，又能与HNO3溶液反应为，还能与水反应的是（）
①Al2O3②H2S③NaHS④甘氨酸（
）⑤
⑥葡萄糖⑦AlCl3
⑧纤维素
蛋白质
A．②④⑥B．③⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦⑧D．③⑤
【答案】D
【考点定位】考查能够与酸、碱、水反应的物质归纳与判断的知识。
【名师点晴】本题通过判断与酸、碱、水反应的物质的判断考查了元素及化合物的性质。
物质的性质都是由物质的结构决定。
若能够与酸发生反应，要含有弱酸的酸根离子；若可以与碱发生反应，则应该含有弱碱的阳离子或弱酸的酸式酸根离子，同时还可以与水发生反应，则应该含有可以水解的原子或原子团，从各类物质的结构与性质进行逐一分析，就可以正确的判断。
本题涉及的知识较广，较全面的考查了学生的知识掌握情况。
4．下列说法不正确的是
A．浓硫酸具有强氧化性，但SO2气体可以用浓硫酸干燥
B．常温下实验室可以用稀硝酸与铁反应制取NO气体
C．从海水中提取溴的过程中常鼓入热空气，其目的是氧化Br－
D．SiO2不仅能与氢氧化钠溶液反应，也能与氢氟酸反应
【答案】C
【解析】
试题分析：
A、二氧化硫中S的化合价是+4价，硫酸中S的化合价是+6价，不存在中间价态，所以二氧化硫与浓硫酸不会发生氧化还原反应，可以用浓硫酸干燥，正确；B、常温下，稀硝酸与铁反应生成NO气体，正确；C、从海水中提取溴的过程中常鼓入热空气，其目的是将易挥发的溴吹出，错误；D、二氧化硅是酸性氧化物可与氢氧化钠溶液反应，同时还与HF反应，正确，答案选C。
考点：
考查物质性质的判断，海水提取溴的工艺判断
5．【2014新课标Ⅰ卷】利用右图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是（）
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与AgCl的浊液
Ksp（AgCl）＞Ksp（Ag2S）
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO3
Ba（NO3）2溶液
SO2与可溶性钡盐均可以生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
酸性：
硝酸＞碳酸＞硅酸
【答案】B
产生的在CO2遇Na2SiO3在溶液中发生反应：
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓。
由于浓硝酸有挥发性，挥发出的硝酸也会与Na2SiO3溶液反应Na2SiO3+2HNO3=2NaNO3+H2SiO3↓。
产生硅酸白色胶状沉淀。
因此不能证明酸性：
硝酸＞碳酸＞硅酸。
错误。
【考点地位】本题主要是考查化学实验方案设计与评价，涉及浓硫酸的特性：
强氧化性、脱水性；浓硝酸的挥发性、强氧化性；溴水的氧化性、SO2的还原性、沉淀溶解平衡、稀硫酸、稀盐酸的酸性及溶液酸性强弱的比较及复分解反应的规律。
【名师点晴】盐酸、硫酸、硝酸是中学化学常使用的三大强酸。
掌握酸的通性与特性、复分解反应的规律并加以灵活运用是学好化学的基础。
任何规律都有其适用范围。
在物质之间的发生的反应，经常发生沉淀的形成与转化问题。
若离子浓度的乘积达到难溶物的溶度积常数，就可以形成沉淀，若小于溶度积常数，就不能形成沉淀。
对于组成结构相似的物质来说，规律是难溶的物质向更难溶的物质转化，对于结构不相同的物质来说，该规律就不适用。
因此一定要掌握规律的适用范围。
这样才不会得到错误的结论。
在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。
6．有a、b、c、d、e五种气体，进行下列实验：
a、b、c、d、e依次可能是
（1）a和b混合
气体变红棕色
（2）c和d混合
产生白烟
（3）c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
（4）b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
A．O2、NO、HCl、NH3、CO2B．O2、NO、NH3、HCl、SO2
C．NO、O2、NH3、HCl、SO2D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查无机物的推断；氨的化学性质；氮的氧化物的性质及其对环境的影响。
【名师点晴】本题考查物质的推断，题目难度中等，注意根据物质反应的实验显现进行推断是解答该题的关键，本题提示我们在学习中要注意元素化合物知识面的积累。
7．在BaCl2溶液中通入SO2，溶液仍澄清；若将BaCl2溶液分装两支试管，一支加稀HNO3溶液，另一支加NaOH溶液，然后再分别通入SO2，结果两支试管都有白色沉淀生成。
由此得出下列结论合理的是
A．SO2具有还原性和酸性B．两支试管中生成的白色沉淀均是BaSO4
C．BaCl2有两性D．甲试管没有白色沉淀生成而乙试管有
【答案】A
【解析】
试题分析：
A．二氧化硫可以与水反应生成亚硫酸，为酸性氧化物，具有酸性，化合价为+4价，还可以失去两个电子变成+6价，故具有还原性，故A正确；B．第一支试管里面生成沉淀为硫酸钡，第二支试管生成沉淀为亚硫酸钡，故B和D错误；C．氯化钡为强酸和强碱生成的盐，所以不具有两性，故C错误。
【考点定位】本题主要是考查二氧化硫的化学性质。
【名师点晴】本题考查如何让原本不反应的二氧化硫与氯化钡发生反应的两种方法，及相应的反应过程和产物，二氧化硫具有氧化性和还原性，易与碱液反应等知识点。
8．在下列物质转化中，已知A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸；当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
说明：
当X是强酸时A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。
（已知H2CO3、H2S、H2SO3、H2SiO3皆为二元弱酸）
请回答下列问题：
（1）A是，Y是，Z是（填化学式，下同）。
（2）当X是强酸时，E是，写出B生成C的化学方程式：
_____。
（3）当X是强碱时，E是，写出D生成E的离子方程式：
_____。
【答案】
（1）（NH4）2S；O2；H2O；
（2）H2SO4；2H2S+3O2
2SO2+2H2O
（3）HNO3；3NO2+H2O==2H++2NO3-+NO。
【考点定位】本题主要是考查无机框图题推断
【名师点晴】
（1）有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。
（2）含氮物质的化合价变化及规律：
①氮元素间的歧化和归中；歧化:
同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；归中:
同一元素高价态和低价态生成中间价态。
6NO＋4NH3
5N2＋6H2O；②含氮物质的连续氧化：
。
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