高三化学复习学案氧和硫及其化合物.docx

1、高三化学复习学案氧和硫及其化合物高考复习氧和硫及其化合物 【 易错指津 】1.掌握常见物质的俗名、组成、用途,防止张冠李戴。本章中出现的物质俗名比较多,有些名称之间又特别容易混淆,如冰晶石和重晶石、芒硝 和硝石、大苏打和苏打或小苏打等,还有名目繁多的矾盐。这些虽属识记性的知识,但也应 做到在理解的基础上进行记忆,注意它们的性质和用途,对记忆其化学组成有帮助。同时要 及时归纳和比较,以便清楚地区别它们。2.熟悉有关各种价态的硫元素性质及转化,以作推断题(主要是框图型 。牢固掌握各种代表物性质及它们之间的知识网络和反应原理, 就可避免死搬硬套。 对于框 图型等推断题,也要善于找“题眼” ,挖掘题中

2、隐含的提示,注意对题设条件的充分应用,尽 量缩小范围。推断时不仅要关注网络的结构,还要注意题干提供的不起眼的信息,如颜色、 状态、式量、用途等都可能成为突破的切入口。3.二氧化硫和氯气的漂白性SO 2和 Cl 2虽都有漂白性,但漂白原理和现象有不同特点。氯气的漂白原理是由于溶于水 生成次氯酸的具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复原来的颜色。而 4.浓硫酸的吸水性和脱水性的区别 【 典型例题评析 】例 1 导致下列现象的主要原因与排放 SO 2有关的是A. 酸雨 B. 光化学烟雾 C. 臭氧空洞 D. 温室效应 思路分析:该题看似简单,实际提出了 3个热点概念,因此必须搞清 4

3、个概念的内涵,方 可做出正确的选择。 题中列举的大气环境问题都与化学有密切关系, 其中由 SO 2引发的现象是 酸雨。降水时,硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸盐随着雨雪降到地面,称之为“酸雨” ,其发生的主要反应:2SO 2+O2飘尘2SO 3, SO 2+H2O=H2SO 3, 2H 2SO 3+O2=H2SO 4。溶于雨水中 的酸性物质, 使雨水中 pH 在 4.5左右。 光化学类雾由氮氧化物造成; 臭氧空洞主要由氯氟烃、 一氧化氮等造成;温室气体主要为二氧化碳等。答案:A方法要领:这是一道有关环境保护问题的试题, SO 2等气体引发酸雨, O 3、氮氧化物、有 机烃等引发光化学类烟雾,氟

4、利昂、氮氧化物等造成臭氧空洞, CO 2气体导致的温室效应。这 些导致环境污染的热点问题,复习中应予以重视。例 2 在硫酸工业生产中,为了有利于 SO 2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热 交换器的接触室(见右图 。按此密闭体系中气体的流向,则在 A 处流出的气体为A.SO 2 B.SO3 O2 C.SO2 O2 D.SO2 SO3思路分析:本题是联系生产实际的题目,结合硫酸工业生产,考核学生对工业生产中 的热交换原理的理解。答案:C方 法 要领 :对教材中工业生产中典型设备的结构 (包括进出口方向 、 原理及发生的反应 必须有足够的重视。通入接触室的气体主要是 SO 2和 O 2,经过

5、热交换后从 A 处流出,然后才能 接触催化剂,反应后的气体经过内管又从下口通出。故 A 处流出的气体仍为 SO 2和 O 2。例 3 过氧化氢的沸点比水高, 但受热容易分解。 某试剂厂制得 7%8%的过氧化氢溶液,再浓缩成 30%的溶液时,可采用的适宜方法是A. 常压蒸馏 B. 减压蒸馏 C. 加生石灰常压蒸馏 D. 加压蒸馏 思路分析:液态物质的沸点与压强有关,减小压强,能降低其沸点,这样就能在温度不高 的情况下使水蒸发而 H 2O 2又不会分解。答案:B方法要领:要从混合液中分离出受热易分解的液体物质,一般采用减压蒸馏或减压分馏。 防止选 A ,在常压下蒸馏, H 2O 2受热分解。例 4

6、下列反应中,调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是A. 硫化氢在氧气中燃烧 B. 铁在硫蒸气中燃烧C. 二氧化硫通入石灰水 D. 硫酸中加入锌粉思路分析:A 中 O 2少量生成 S , O 2过量生成 SO 2; B 中产物唯一; C 中可生成 CaSO 4或 Ca(HSO4 2; D 中浓硫酸生成 SO 2,稀硫酸生成 H 2。答案:B方法要领:复习中应注意反应条件对产物的影响,与外界条件有关的反应如下:1.反应温度 4Na+O2(常温 =4Na2O 、 2Na+O2(加热 = Na2O 2;乙醇 +浓硫酸2.反应物的用量或浓度酸式盐 +碱;铝盐 +碱;偏铝酸盐 +酸或 CO 2;硝酸银

7、+氨水; FeBr 2(FeI 2 +Cl2; C+ O2; P+ Cl2等。例 5 标准状况下 H 2S 和 O 2混合气体 100mL , 经点燃后反应至完全, 所得气体经干燥后, 恢复到原来状况时体积为 10mL ,该 10mL 气体可能是A.H 2S 、 SO 2B.O 2 C.H 2S D.SO 3思路分析:H 2S 和 O 2反应后的气体产物可能为 H 2S ; SO 2; SO 2和 O 2。如为情况,说明 H 2S 过量。则由:2H 2S+O2=2H2O+2S体积减少2 1 3100-10=90参加反应的 H 2S 和 O 2的总体积为 60+30=90,则余下的 10mL 气

8、体为 H 2S 。若为情况或,说明 O 2过量。则由:2H 2S+3O2=2H2O+2SO2体积减少2 3 2 360 90 90则参加反应的 H 2S 和 O 2的总体积为 60+90=150100,所以这两种情况不存在。答案:C方法要领:本题为过量计算, 由于只告诉两气体的总体积, 因此按两种反应恰好发生的两 反应分别讨论,具体计算中注意气体体积的计算可用差量法技巧。例 6 向 50mL18mol/LH2SO 4溶液中加入足量的铜片并加热。 充分反应后, 被还原的 H 2SO 4的物质的量A. 小于 0.45mol B. 等于 0.45mol C. 在 0.45mol 和 0.90mol

9、之间 D. 大于 0.90mol 思路分析:本题考查了氧化还原反应的条件的重要性。 Cu 和 H 2SO 4反应的前提条件是浓 H 2SO 4,开始 18mol/L为浓的,但随着 Cu 参加反应, H 2SO 4被消耗变稀,此时反应已终止。其 次,考查了氧化性酸在与金属发生反应时,其作用分两部分:一部分充当氧化剂,使其得电 子数与金属失电子数相同, 另一部分是生成的金属阳离子与酸根结合生成盐。 由 Cu+2H2SO 4=Cu SO 4+SO2 +2H2O 可知如果 H 2SO 4完全反应, 也只有一半充当氧化剂被还原, 故被还原 18mol/L H 2SO 4的最大量为 (18mol/L0.0

10、5L 2=0.45mol。答案:A方法要领:该类题的解答关键是判明充当氧化剂的那部分量的确切值。 本题如果改成炽热 的碳与上述量的浓 H 2SO 4作用,被还原的 H 2SO 4的物质的量的多少又该如何考虑?因此,做题 时应看清单质的类别:即是否已告知为金属单质,或为非金属单质,或者为单质?常见氧化 剂的酸为浓 H 2SO 4、浓 HNO 3或稀 HNO 3。另 MnO 2只与浓 HCl 反应,与稀 HCl 是不反应的。 例 7为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的 SO 2,工业上将生石灰和含硫煤混合 后使用。请写出燃烧时,有关“固硫” (不使硫化合物进入大气反应的化学 方程式思路分析:煤中含

11、硫, 硫燃烧时生成的酸性氧化物 SO 2与碱性氧化物 CaO 作用生成含氧酸 盐 CaSO 3, CaSO 3易被空气中的 O 2氧化成 CaSO 4。答案:CaO+SO2=CaSO3, 2CaSO 3+O2=2CaSO4方法要领:上述方法称为“钙基固硫法” 。这种方法实际上是把生石灰或石灰石的粉粒掺 入煤中, 再进行燃烧。 利用石灰石分解生成的 CaO 也能吸收 SO 2, 但因石灰石分解是吸热反应, 所以用 CaCO 3固硫比用 CaO 固硫多消耗部分热量。2CaSO3+O2=2CaSO4 这反应易漏写，在有空气存在和高温条件下，CaSO3 易被氧化为 CaSO4， 这可以得出一条规律：温

12、度高时，热稳定性不够好的物质将向热稳定性好的物质转化，如本 题涉及 CaCO3CaSO3CaSO4 的转化。以防漏写其中一个方程式。 例8 对下列事实的解释错误的是 A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性 B.浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定 C.常温下，浓硝酸可以用铝贮存，说明铝与浓硝酸不反应 D.反应 CuSO4+H2SCuS+H2SO4 能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸 思路分析：本题旨在考查一些常见的化学反应原理。Al 与冷、浓硝酸发生钝化，属化学 反应，因表面迅速形成致密的氧化膜而不呈明显的反应现象。 答案：C 方法要领：本题提醒我们在复习中要

13、注意物质的特殊性，并注意总结归纳，从而全面掌握 知识。 例 9 针对以下 AD 四个涉及 H2O2 的反应（未配平） ，填写空白： A.Na2O2+HClH2O2+NaCl C.H2O2H2O+O2 B.Ag2O+H2O2Ag+O2+H2O D.H2O2+Cr2(SO43+KOHK2CrO4+K2SO4+H2O ，该反应配平的化学方程式为 （1）H2O2 仅体现氧化性的反应是（填代号） （2）H2O2 既体现氧化性又体现还原性的反应是（填代号） （3）H2O2 体现弱酸性的反应是（填代号） ，其理由为 思路分析：H2O2 中氧元素的化合价为-1 价，在氧化还原反应中既可升高成 0 价（表现还

14、原性） ，又可降到-2 价 （表现氧化性） 。在四个反应中，只有 D 中的 H2O2 中 O 的价态降为-2 价， 表现氧化性；C 中的 H2O2 中 O 的价态既升高又降低，表现出氧化性和还原性；B 中的 H2O2 中 O 由-1 升为 0 价，表现还原性；只有 A 中 Na2O2 的跟强酸盐酸反应生成了 H2O2 和 NaCl，这可 看作是一个“强酸跟弱酸的盐反应，生成弱酸和强酸盐”的反应，认为在此反应中 H2O2 体现 了弱酸性。 答案： （1）D， 3H2O2+Cr2(SO43+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O（2）C（3）A，此反应可看 作是强酸制弱酸的反应。 方法

15、要领：这是一个以 H2O2 的性质为载体，考查无机化学基本原理等方面知识的题目。 题目中提出了三个问题：氧化性、还原性的含义，方程式的配平和强酸制弱酸的规律。只要 紧紧扣住价态的变化进行分析，就可准确解答。对第 3 问，在判断了 B、C、D 均是氧化还原 反应后， “酸性”则应体现于非氧化还原反应中，然后再从反应物强酸（HCl）制得 H2O2，联 系强酸制弱酸原理作答。 例 10 某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验： （1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却 后恢复红色，则原溶液可能是_溶液；加热时溶液由红色逐 渐变浅的原因是： ， （2）在 试管中注入某无

16、色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是 _溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因_。 思路分析：题设情境有三大特点：反应装置由常见的“开放型”到了“封闭型” ；溶 液颜色由常见的“静态稳定型”到了“动态变化型” ；溶液成分由常见的“单一溶质型”到 了“多种溶质型” 。根据这些情境特点，进行思维发散： 解题的关键是要认真观察实验装置的特点：试管口上套有气球，说明加热时会气体逸出， 一下就使“红色溶液”的范围缩小：溶有酸性气体的石蕊溶液或溶有碱性气体的酚酞溶液。 而前者中加热后，红色变为紫色，不符合“溶液颜色逐渐变浅”的条件，结论只有稀氨水和 酚酞。 由无色溶液 气体+溶液变

17、红 气体溶+溶液无色。联想无色溶液虽多，但 加热 冷却 加热后放出气体且溶液变红不多，又冷却后该气体可使红色溶液褪色显然该气体有漂白 作用，并是一可逆过程，符合条件的无色溶液只能是 SO2 漂白过的品红溶液。 答案： （1）稀氨水和酚酞、稀氨水中的 NH3 气逸出，所以溶液的颜色变浅； （2）溶有 SO2 的品红、SO2 气体逸出，品红溶液恢复红色 方法要领：此题要求考生调用平时积累的所有实验感性认识和各种实验经验与知识， 用发 散即就中学范围内的红色物质找出，再收敛（根据题意确定适当物质） ，做出题设情境的知识 归纳、方案设计、结论评判。 引申发散： 溶液的组成 稀氨水和酚酞溶液 滴有酚酞的

18、氢氧化钙饱和溶液 加热后的现象 红色变浅 红色变浅 分析 氨气逸出后， 溶液中OH 下降 温度升高，氢氧化钙溶解度降 低 - 滴有石蕊的 CO2（或 SO2）溶液 红色变紫色（不变 浅） 气体逸出后，H 降低 + 滴有甲基橙的 CO2（或 SO2）溶液 滴有酚酞的 Na2CO3（或 NaHCO3） 溶液 滴有石蕊的氯化铵溶液 滴有石蕊的硫酸溶液 滴有酚酞的氢氧化钠溶液 Fe(SCN3 溶液 溶有 SO2 的品红溶液 例 11 红色变橙色或黄色 红色变深 气体逸出后，H 降低 温度升高，促进水解，pH 增大 + 红色变深 红色，无变化 红色，无变化 红色，无变化 无色变红色 温度升高，促进水解，

19、pH 减小 稳定的强酸溶液 稳定的强碱溶液 稳定的配位化合物溶液 SO2 气体逸出，品红恢复原色 将 8.8 g FeS 固体置于 200 ml 2.0 mol/L 的盐酸中，以制备 H2S 气体。反应完全 后,若溶液中 H2S 的浓度为 0.10 mol/L，假定溶液体积不变,试计算: (1收集到的 H2S 气体的体积(标准状况。(2溶液中 Fe 和 H 的物质量浓度。 思路分析:根据方程式 FeS+2H =Fe +H2S可判断盐酸过量,计算以 FeS 的物质的量为基准。 N(FeS=8.8 g88 mol/L=0.10mol。 (1共生成 H2S 0.10mol,在溶液中溶解的物质的量为

20、0.10L0.20mol/L=0.02mol,所以收 集 到 H2S 气 体 的 物 质 的 量 =0.10mol-0.02mol =0.08mol, 换 算 成 体 积 =22.4L/mol 0.08mol=1.8L。 (2生成 Fe 0.10mol,其浓度为 0.10mol/0.2L=0.5mol/L,消耗掉 H 的物质的量为 0.20mol。 反应前 n(H =2.0mol/L0.2L=0.4mol,故 H 最后的浓度为 (0.4 mol-0.2 mol0 2L=1.0 mol/L。 答案：1.8 L；0.5 mol/L、1.0 mol/L。 方法要领：H2S 可溶于水（在酸中也溶，但溶

21、解量小） ，如按常规题海中的习题（一般不 考虑气体在水或酸中的溶解）将导致错误，因题中已明确给出的 H2S 在反应后溶液中的浓度， 这说明有一部分 H2S 气体并未放出，而溶解在溶液中。由于氢硫酸的电离度极小，在计算 H 的物质量浓度时，不必考虑 H2S 的电离。 例 12 某化工厂每小时生产 at（吨）98%（质量分数）硫酸。为使硫充分燃烧，且在下 + + + 2+ + + 2+ 2+ + 一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为 b%。若空气中 氧气的体积分数为 21%，且不考虑各生产阶段的物料损失，则 （1）该厂每小时消耗标准状况下空气的体积为 （2）为满足题

22、设要求，b%的下限等于 。 m3。 思路分析： （1）每小时生产的纯硫酸为(a106g98%98g/mol=a104mol。生产过程 中生成的 SO2 和 SO3 也都是 a104mol。设每小时消耗空气的体积为 V，则由 S+O2=SO2 消耗 O2 的体积等于生成的 SO2 体积，即燃烧前空气的体积等于燃烧后混合气体的体积，据此可得以下 关系： 空气中 O2 的体积=反应中消耗的 O2 的体积+燃烧后混合气体中 O2 的体积，即 V21%=a 104 mol22.4L/mol10-3 m3/L+Vb%，V=22400a/(21-b。 （2） 的下限” “b ，其含义是指燃烧后剩余的 O2 在第二步催化氧化时恰好完全反应，也就 是说， 燃烧前空气中的氧 （空气体积的 21%） 恰好满足两步反应。 S+O2=SO2 和 O2+2SO2=2SO3 因 两步反应耗 O2 之比为 2:1，故燃烧后（第一步反应后）混合气体中 O2 的体积分数的下限是 b%=(1/321%=7%。 答案： （1）22400a/(21-b； （2）7% 方法要领：根据 S+O2=SO2 反应前后气体体积不变，求出燃烧后 O2 的体积。 .