高考化学一轮复习 课时14 硫及其化合物考点过关.docx

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高考化学一轮复习课时14硫及其化合物考点过关

2019-2020年高考化学一轮复习课时14硫及其化合物考点过关

SO2的性质

【基础梳理】

1.物理性质

SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，　　　　溶于水（1∶40），沸点较　　　　，　　　　液化。

2.化学性质

（1）作为酸性氧化物（与CO2相似），能与　　　　、　　　　　　、　　　　　反应。

SO2+H2O　　　

（SO2通入石蕊溶液中，石蕊　　　　）

SO2+CaO　　　　　

SO2（少量）+2NaOH　　　　　

SO2（过量）+NaOH　　　　　

（SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，现象是　）

SO2+Ca（OH）2　　　　　　　

（少量SO2可以使澄清石灰水变　　　　）

（2）从化合价角度来看，SO2既有氧化性，又有还原性。

（3）SO2还具有漂白性，可以使　　　　　溶液褪色，加热又恢复为溶液的原颜色。

3.SO2的实验室制备

Na2SO3+H2SO4（浓）　　　　　　　　　

微课1　SO2与CO2的鉴别

SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失。

所以不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，可以用如下方法鉴别:

（1）利用SO2的漂白性:

用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，有时还需要再加热看能否再复原;不能使品红溶液褪色的是CO2。

（2）利用SO2的氧化性:

用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。

（3）利用SO2的还原性:

①用酸性高锰酸钾溶液，褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。

②用溴水，橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。

③用硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。

④用FeCl3溶液，使棕黄色变浅的是SO2，无明显现象的是CO2。

【典型例题】

一、二氧化硫的检验

下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是（　　）

①澄清石灰水　②H2S溶液　③酸性KMnO4溶液④氯水　⑤品红溶液

A.①②③　　　B.②③④C.②③④⑤D.①②③④⑤

[答案]　C

[解析]　SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与澄清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。

除去CO2中混有的少量SO2气体，最好选用的试剂是（　　）

A.澄清石灰水　　　B.品红溶液C.溴水D.饱和NaHCO3溶液

[答案]　D

[解析]　A项，澄清石灰水能吸收CO2;B项，品红溶液一般用来检验SO2;C项，溴水虽能与SO2反应，但会挥发出溴蒸气;D项，饱和NaHCO3溶液既可除去SO2，又可增加CO2。

二、二氧化硫的性质

（xx·上海普陀区二模）将SO2气体分别通入下列四种溶液中，有关现象及结论的说法正确的是（　　）

A.试管①中有淡黄色沉淀生成，说明SO2有氧化性

B.试管②中溶液褪色，说明SO2有漂白性

C.试管③中能产生白色沉淀，说明SO2有酸性

D.试管④中溶液颜色变浅，说明SO2有还原性

[答案]　D

[解析]　试管①发生SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl，没有淡黄色沉淀生成，体现SO2的还原性，A错误;试管②中酸性高锰酸钾具有强氧化性，发生氧化还原反应，说明SO2有还原性，B错误;SO2与BaCl2不能反应，如果试管③中能产生白色沉淀，说明SO2被氧化了，说明SO2有还原性，C错误;试管④中溶液颜色变浅，发生反应为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+，SO2表现出还原性，D正确。

下列有关SO2的叙述正确的是　　　　（填字母）。

A.SO2具有漂白性，通入紫色石蕊中，可以使石蕊先变红后褪色

B.Cl2通入紫色石蕊中，溶液先变红后褪色

C.SO2和Cl2均具有漂白性，将他们混合通入品红溶液中，漂白效果增强

D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性

E.SO2通入NaOH溶液中，产物一定是Na2SO3

F.SO2通入BaCl2溶液中，可以生成BaSO3沉淀

G.SO2可以用浓硫酸干燥

H.检验SO2中混有的CO2，可以先将气体通过饱和NaHCO3溶液，再通入澄清石灰水中

I.除去CO2中的SO2气体，可以将气体通过饱和Na2CO3溶液

[答案]　BG

[解析]　SO2有漂白性，但不能漂白指示剂的颜色，所以不能使石蕊的颜色褪去;Cl2和水反应生成的HClO具有漂白性，能将有色物质氧化而褪色，因而可以将石蕊的红色褪去;SO2和Cl2混合，会发生反应生成HCl和H2SO4，因而漂白性减弱;SO2的漂白性是与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质，SO2使酸性KMnO4溶液褪色是SO2的还原性所致;SO2作为酸性氧化物，可以与NaOH反应，当SO2过量时，生成NaHSO3，当SO2少量时，生成Na2SO3;SO2与BaCl2不可以发生反应;尽管SO2有强还原性，浓硫酸有强氧化性，但+4价和+6价硫元素之间无中间价态，所以不可发生氧化还原反应;饱和NaHCO3溶液除去SO2时产生了CO2，无法检验SO2中混有的CO2;I中不能用饱和碳酸钠溶液，因为CO2与碳酸钠溶液也反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液。

三、实验探究

SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，它们的化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。

某兴趣小组用如下图所示装置进行Mg与SO2反应的实验。

（1）选择制取SO2的合适试剂为　　　　（填编号）。

①浓盐酸　　②浓硫酸　　③Na2SO3固体④CaSO3固体

（2）上述装置还可以优化，优化的方法是　　　　　　　　　　　　　，装置C中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　。

（3）甲同学推测Mg与SO2的反应与CO2相似，则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;乙同学的推测是2Mg+3SO22MgSO3+S;丙同学的推测是3Mg+SO22MgO+MgS。

要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学做如下实验探究:

已知:

MgSO3和MgS都微溶于水，能与盐酸发生复分解反应放出气体;H2S气体通入CuSO4溶液中出现黑色沉淀。

限选试剂:

2mol·L-1HCl、2mol·L-1HNO3、蒸馏水、2mol·L-1NaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol·L-1CuSO4;仪器和用品自选。

序号

实验步骤

预期现象和结论

①

取少量反应后所得固体于试管中

②

向试管中慢慢滴加　　　　　　　　，试管口塞上带导管的单孔塞，并将导管通入盛有　　　　　　的试管中

若试管中的　　　　　　，则丙同学推测正确;若试管中的固体未完全溶解，且　　　　　　，则乙同学推测正确

　　根据上述实验探究，能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是　　　　　　　　　　。

（4）上述实验需要100mL2mol·L-1HCl，配制时选用　　　　（填“10mL”、“25mL”、“50mL”或“100mL”）量筒量取36.5%、密度为1.19g·mL-1的浓盐酸的体积为　mL。

[答案]　

（1）②③

（2）在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置　吸收多余的SO2，防止污染环境

（3）2Mg+SO22MgO+S

②

2mol·L-1盐酸至过量品红溶液

固体完全溶解，品红溶液褪色

　　向反应后所得固体中加过量2mol·L-1盐酸，固体未完全溶解且无气体产生

（4）25mL　16.8

[解析]　

（1）实验室制备二氧化硫:

亚硫酸钠与浓硫酸反应。

（2）可用浓硫酸来干燥二氧化硫;为防止多余的SO2污染环境可用氢氧化钠溶液来吸收。

（3）利用题给信息:

MgSO3和MgS都微溶于水，能与盐酸发生复分解反应放出气体;H2S气体通入CuSO4溶液中出现黑色沉淀。

所以因选择非氧化性酸:

稀盐酸，而不能选择稀硝酸。

若试管中固体完全溶解（硫不与稀盐酸反应），则无硫单质生成，反应为3Mg+SO22MgO+MgS;若试管中的固体未完全溶解反应可能为2Mg+SO22MgO+S或2Mg+3SO22MgSO3+S。

若有MgSO3则生成SO2，可用品红溶液检验出。

1.与SO2有关的褪色与漂白

SO2可以使很多的有色物质褪色，如NaOH的酚酞溶液、酸性KMnO4溶液、溴水、碘水、品红溶液等。

实　验

体现SO2的性质

SO2通入NaOH的酚酞溶液中，红色褪去

酸性氧化物的性质

SO2使酸性KMnO4溶液褪色

还原性

SO2使溴水或碘水褪色

还原性

SO2使品红溶液褪色

漂白性

SO2对大气的污染与防治

【基础梳理】

1.SO2的来源

　　　　的燃烧及含硫金属矿石的冶炼是SO2的重要来源。

2.SO2的危害

（1）危害人体健康，形成酸雨（酸雨pH<　　）。

（2）酸雨的形成

SO2+H2O　　　　

2H2SO3+O2　　　　　　　

【典型例题】

直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。

硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。

请回答下列问题:

（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有　　　　（填字母）。

A.温室效应　　　　　B.酸雨

C.粉尘污染　　　　　D.水体富营养化

（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。

①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为　　　　。

②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为　。

（3）“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并[α]芘的排放量也减少，同时节煤20%~30%。

“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。

下列物质中适宜作固硫剂的是　　　　（填字母）。

A.氯化钙　B.氧化钙　C.硫酸钙　D.氢氧化钙

（4）某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程。

[答案]　

（1）ABC

（2）①Ca（HCO3）2（或碳酸氢钙）

②Ca（HSO3）2+O2CaSO4+H2SO4

（3）BD

（4）CaCO3CaO+CO2↑、

2CaO+2SO2+O22CaSO4

[解析]　

（1）煤燃烧的产物中有CO2、烟尘以及SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨。

没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。

（2）CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca（HCO3）2。

亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙。

（3）煤燃烧产生SO2，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙，固硫反应为

SO2+CaOCaSO3

2CaSO3+O22CaSO4

Ca（OH）2+SO2CaSO3+H2O

2CaSO3+O22CaSO4

（4）若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为

CaCO3CaO+CO2↑

2CaO+2SO2+O22CaSO4

烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。

（1）利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下:

某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如下图所示。

①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，下列措施正确的是　　　　（填字母）。

A.降低通入含硫烟气的温度

B.减小通入含硫烟气的流速

C.减少天然海水的进入量

D.在天然海水中加入生石灰

②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式:

　。

③该小组采用下图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数（假设实验在标准状况下进行）:

上述装置组装连接的顺序是:

原料气→　　　　（填a、b、c、d、e）。

下列试剂中（浓度、体积一定），可以用来代替试管中的碘-淀粉溶液的是　　　　（填字母）。

A.酸性KMnO4溶液　　　B.NaOH溶液

C.溴水D.氨水

（2）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。

写出该反应的化学方程式:

　　　　　　　　　　　　　　　　　。

某电厂用煤300t（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石灰石-石膏湿法烟气脱硫，有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏　　　　t。

[答案]　

（1）①ABD

②2H2SO3+O24H++2S

③cdabe　AC　

（2）2SO2+O2+2CaCO3+4H2O2（CaSO4·2H2O）+2CO2　38.7

[解析]　

（1）①总体看，SO2的吸收效率随温度的升高而降低;当温度和SO2的浓度相同时，SO2的吸收效率随烟气流速的增大而减小;当温度和烟气流速相同时，SO2的吸收效率随SO2浓度的增大而减小。

所以，要提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，应降低含硫烟气的温度（或流速）;当然，在天然海水中加入生石灰也可以提高吸收SO2的效率。

②H2SO3具有还原性，能被氧气氧化为H2SO4。

③该测定实验的原理是:

原料气通过一定浓度一定体积的碘-淀粉溶液后，其中的SO2与I2发生氧化还原反应，恰好反应时，溶液的蓝色消失，根据碘的物质的量可求出SO2的物质的量（体积）;余下的空气排入广口瓶，将水压入量筒，由量筒中水的体积可确定空气的体积。

能与SO2反应且能明确指示反应终点的有酸性KMnO4溶液或溴水，可以代替试管中的碘-淀粉溶液。

（2）SO2在与碳酸钙反应生成石膏的过程中，被氧气氧化，还生成了CO2。

由化学关系得:

S　～　　SO2　　～　　CaSO4·2H2O

32172

300t×2.5%×96%m

m=38.7t

脱硫的原理　

先生成亚硫酸盐

CaO+SO2CaSO3

CaCO3+SO2CaSO3+CO2

2NaOH+SO2Na2SO3+H2O

（或NaOH+SO2NaHSO3）

然后亚硫酸盐氧化生成硫酸盐:

2CaSO3+O22CaSO4

2Na2SO3+O22Na2SO4

（或2NaHSO3+O22NaHSO4）

浓硫酸及其工业制备

【基础梳理】

1.浓硫酸的物理性质

纯硫酸是　　　色　　　液体，能以任意比与水混溶，溶于水时　　　热，沸点　　　，难挥发。

浓硫酸稀释时，应将　　　　加入　　　中，并不断　　　　。

2.浓硫酸的特性

（1）吸水性:

吸收混在气体中的水蒸气、吸收混在固体中的湿存水、吸收结晶水合物中的结晶水。

用途:

常作干燥剂。

①能干燥的气体:

　　　　　　　　　　　　　　　等。

②不能干燥的气体:

　　　　　　　等。

（2）脱水性:

把有机物中的　　　元素按物质的量之比为　　　　转化成水，属于　　　变化。

（3）强氧化性

①金属Fe、Al在常温下接触浓硫酸（或浓硝酸）时会　　　，它们的表面被氧化为致密的　　　　　，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。

所以在常温下，铝制或铁制容器是可以用来盛装浓硫酸或浓硝酸的。

②和金属反应

加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成　　　。

Cu+2H2SO4（浓）　　　　

　　③和非金属反应

热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为　　　，在这类反应中浓硫酸表现出　　　　。

C+2H2SO4（浓）　　　　　　　　　

3.S的检验

待测液取清液有无白色沉淀（判断有无S）

（1）检验S时要防止其他离子的干扰:

检验S时，必须要用盐酸酸化，能防止　　　　　　　的干扰。

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。

如BaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ba2+。

（2）不能用稀硝酸酸化的原因是:

防止　　　被氧化成　　　而造成干扰。

4.硫酸的工业制法

（1）原理:

接触法制硫酸的原料是　　　　　　　　。

化学方程式:

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

2SO2+O22SO3

SO3+H2OH2SO4

（2）接触法制硫酸示意图:

如果直接用水吸收，SO3与水反应是放热的，这样就会形成　　　　，不利于SO3的吸收。

所以工业上用98.3℅的浓硫酸吸收SO3。

微课2　硫酸工业尾气的处理

法1　用氨水吸收，再用H2SO4处理:

SO2+2NH3+H2O（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

法2　用Na2SO3溶液吸收:

Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

法3　用NaOH溶液吸收，再用熟石灰和O2处理:

（此方法反应复杂，还可能发生其他反应）

SO2+NaOHNaHSO3

NaOH+NaHSO3Na2SO3+H2O

Na2SO3+Ca（OH）2CaSO3↓+2NaOH

2CaSO3+O22CaSO4

【典型例题】

一、浓硫酸的性质

铜与浓硫酸反应，实验装置如右图所示。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　，反应过程中试管B中的现象是　　　　　　　　，试管C的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）导管D的下端应位于　　　　（填“液面上”或“液面下”），导管D的作用有:

①实验结束后排除装置中的SO2，②　　　　。

实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。

为探究甲的成分，进行了以下的实验。

查阅资料可知:

Cu2O+2HClCuCl2+Cu+H2O，2Cu2O+O24CuO，2CuS+3O22CuO+2SO2，Cu2S+2O22CuO+SO2。

CuS、Cu2S和稀盐酸不反应。

（3）固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有　　　　　　　　。

（4）煅烧过程中，除上述反应外，还可能发生反应的化学方程式为　。

（5）结论:

甲中有CuO，还肯定含有的物质是　　　　。

[答案]　

（1）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O　品红溶液褪色　吸收多余的SO2，防止污染空气

（2）液面下　防倒吸

（3）泥三角、坩埚（坩埚钳）

（4）2Cu+O22CuO

（5）CuS

[解析]　

（1）二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，二氧化硫有毒，在实验结束时需要进行尾气处理;NaOH溶液用来吸收多余的SO2，防止污染空气。

（2）导管D的下端应位于液面下，其主要作用为:

实验结束后排除装置中的SO2，防止倒吸。

（3）加热的是固体，必须用坩埚，不能用蒸发皿或者烧杯。

（4）煅烧过程中，铜与氧气可以发生反应:

2Cu+O22CuO。

（5）固体甲加盐酸后的滤渣可能有Cu、CuS、Cu2S，加热煅烧后，丙只有氧化铜。

由方程式可知:

2CuS+3O22CuO+2SO2，CuS在煅烧前后固体质量由192g变成160g，固体质量减轻;Cu2S+2O22CuO+SO2，Cu2S在煅烧前后固体质量由160g变成160g，固体质量没有发生变化。

该固体物质，在煅烧后固体的质量减少，由此可知肯定有CuS，但不能肯定是否含有Cu2S。

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+，应先用　　　　（填字母）。

　　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，发生反应:

SO2+Br2+2H2O2HBr+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，需在装置中B、C间添加M装置，请在下面的虚线框中画出该装置的示意图，并标明必要的标注。

（6）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是　　　　　　　　　　　　　　。

[答案]　

（1）铁钉表面被钝化

（2）①d　②66.7%

（3）检验SO2是否除尽

（4）C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O

（5）

（6）D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝

[解析]　常温下浓硫酸使铁钝化，所以铁钉在硫酸铜溶液中不发生置换反应;铁钉为碳素钢，所以336mL（标准状况）气体Y是混合气体，可能含有三种气体，氢气、二氧化碳、二氧化硫[C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O]，其中的SO2与足量溴水反应被氧化，再加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体硫酸钡2.33g，由此算出二氧化硫的物质的量，再转化为气体的体积，算出SO2的体积分数。

在确认二氧化碳之前要先除去二氧化硫，验证二氧化碳用澄清石灰水。

若气体中含有氢气，氢气能还原氧化铜。