2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第四章第15讲硫及其化合物

第15讲硫及其化合物一、硫与硫的氧化物1．硫元素的存在形态2．硫单质(1)物理性质(2)从化合价的角度认识硫单质的化学性质3．二氧化硫(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性eq\o(□,\s\up3(01))无色刺激性eq\o(□,\s\up3(02))有毒比空气大eq\o(□,\s\up3(03))易溶于水(2)化学性质①具有酸性氧化物的通性与少量NaOH溶液反应：SO2＋NaOH=NaHSO3，与足量NaOH溶液反应：eq\o(□,\s\up3(04))SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。②具有还原性，能被Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4等氧化剂氧化。③具有氧化性与H2S反应：eq\o(□,\s\up3(07))SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O。④具有漂白性使品红溶液eq\o(□,\s\up3(08))褪色(原理：SO2＋有色物质→无色物质eq\o(→,\s\up10(加热),\s\do10(或见光))有色物质＋SO2)。(3)SO2对大气的污染与防治①来源：eq\o(□,\s\up3(09))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eq\o(□,\s\up3(10))5.6)。③治理：燃煤脱硫(2SO2＋2CaO＋O2=2CaSO4或2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2)，改进燃烧技术。④硫酸型酸雨的形成途径有两个途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O2eq\o(,\s\up10(催化剂))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。4．三氧化硫(1)物理性质：熔点16.8℃，沸点44.8℃，在常温下为eq\o(□,\s\up3(01))液态，在标准状况下为eq\o(□,\s\up3(02))固态。(2)化学性质：具有酸性氧化物的通性反应化学方程式与水反应eq\o(□,\s\up3(03))SO3＋H2O=H2SO4(放出大量的热)与氧化钙反应eq\o(□,\s\up3(04))CaO＋SO3=CaSO4与氢氧化钠反应eq\o(□,\s\up3(05))2NaOH＋SO3=Na2SO4＋H2O二、硫酸1．硫酸的物理性质H2SO4是eq\o(□,\s\up3(01))无色液体，能与水eq\o(□,\s\up3(02))以任意比互溶，溶解时可eq\o(□,\s\up3(03))放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将eq\o(□,\s\up3(04))浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓注入蒸馏水中，且用玻璃棒不停地搅拌。2．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：eq\o(□,\s\up3(01))Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；(2)MgO：eq\o(□,\s\up3(02))MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；(3)Ba(OH)2：eq\o(□,\s\up3(03))Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；(4)Na2SO3：eq\o(□,\s\up3(04))SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；(5)BaCl2：eq\o(□,\s\up3(05))Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。3．浓H2SO4的特性(1)填写下表(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：eq\o(□,\s\up3(08))Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；eq\o(□,\s\up3(09))C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4eq\o(□,\s\up3(10))钝化，可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。4．工业制备硫酸的反应原理(1)煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO24FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up10(煅烧))2Fe2O3＋8SO2↑或S＋O2eq\o(=,\s\up10(点燃))SO2。(2)SO2转化为SO3(3)SO3吸收生成H2SO4用98%的浓硫酸吸收SO3，以免形成酸雾。5．硫酸的用途(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。(2)消除金属表面的氧化物。(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)配制稀硫酸的操作是先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。(×)错因：配制稀H2SO4时，应把浓H2SO4沿烧杯壁慢慢地注入水中，并不断地搅拌。(2)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性。(×)错因：SO2使溴水褪色表现的是SO2的还原性。(3)硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3。(×)错因：硫在纯氧或空气中燃烧的产物都是SO2，SO2转化为SO3需催化剂和加热。(4)类比Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与S反应生成Fe2S3。(×)错因：S与Fe反应产物为FeS。(5)因为SO2具有氧化性，故可用于漂白纸浆。(×)错因：SO2漂白纸浆发生了化学反应，但不是氧化还原反应，是SO2和有机色质化合为无色物质。(6)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)。(×)错因：若溶液中含SOeq\o\al(2－,3)时，与酸化的Ba(NO3)2_也能反应生成BaSO4白色沉淀。(7)50mL18.4mol/L的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46mol。(×)错因：当浓H2SO4与Cu反应过程中变为稀H2SO4时就不再与Cu反应生成SO2了，因此50mL18.4mol/L的浓H2SO4与足量Cu反应，生成的SO2的物质的量小于eq\f(1,2)×5×10－2L×18.4mol/L，即小于0.46mol。2．教材改编题(据人教必修一P91“学与问”编题)将SO2分别通入下表所列的溶液中，回答有关问题。答案褪色褪色有淡黄色沉淀生成褪色变红褪色还原性还原性氧化性酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性漂白性(按从左到右、从上到下顺序)解析SO2可使品红或某些有机色质褪色，发生的是化合反应，并且生成的无色化合物不稳定，易分解。SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物。SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性。3．在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。请回答下列问题：(1)生成的黑色物质(单质)是________(填化学式)。(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，反应的化学方程式为____________________________________________，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种刺激性气味的气体成分是________(填化学式)。将其通入品红溶液中，可以看到品红溶液________，说明这种气体具有________性；将其通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式：______________________________________。(3)根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有________(填字母)。A．酸性 B．吸水性C．脱水性 D．强氧化性(4)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？________(填“能”或“不能”)，若不能，请填写两种能鉴别的试剂：____________________________________。答案(1)C(2)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OSO2褪色漂白SO2＋H2OH2SO3(3)CD(4)不能品红溶液、溴水(其他合理答案均可)解析(3)根据实验现象及(1)、(2)的分析可知，在蔗糖与浓硫酸的反应中，浓硫酸表现出脱水性、强氧化性，不表现酸性和吸水性。(4)因为CO2和SO2都可以与澄清石灰水发生反应生成白色沉淀，故不能用澄清石灰水鉴别这两种气体；可以根据二氧化硫的特性来检验二氧化硫，例如二氧化硫可以使品红溶液、溴水等褪色。考点eq\a\vs4\al(一)硫及其氧化物的性质及应用[解析]A项，SO2＋Ba(OH)2=BaSO3↓＋H2O，正确；B项，SO2溶于水生成H2SO3，进而与Na2S溶液反应生成S单质，正确；D项，SO2与NaOH溶液反应，表现了酸性氧化物的通性，不是漂白性，错误。[答案]D1．掌握硫及其氧化物的特殊性质(1)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去，反应方程式为3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up10(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。(2)硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物，如FeS、Cu2S等。(3)汞有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。(4)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色的石蕊试液变红，但不能使之褪色。2．常见的能用于漂白的物质的比较3．SO2和CO2的常用鉴别方法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，所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：试剂现象及结论原理(反应方程式)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—续表试剂现象及结论原理(反应方程式)KMnO4溶液使紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO22KMnO4＋5SO2＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4溴水使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2Br2＋2H2O＋SO2=2HBr＋H2SO4FeCl3溶液使棕黄色变浅绿色的是SO2，无明显现象的是CO22FeCl3＋SO2＋2H2O=FeCl2＋FeSO4＋4HCl4．检验SO2和CO2同时存在的一般流程1．(高考组合题)下列说法正确的是()A．(天津高考)点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3B．(山东高考)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋SO2＋H2O=H2SiO3↓＋SOeq\o\al(2－,3)C．(大纲卷)SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同D．(重庆高考)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4答案C解析硫燃烧只能生成SO2，故A错误；通入过量SO2生成HSOeq\o\al(－,3)，B错误；SO2使溴水褪色是因为SO2和Br2发生了氧化还原反应(SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4)，乙烯使KMnO4溶液褪色也是发生了氧化还原反应，C正确；SO2在酸性环境下被硝酸钡中的硝酸根离子氧化成硫酸根离子，所以生成的产物也应该是硫酸钡，故D错误。2．(2019·河南汝州实验中学高三期末)为了探究硫酸亚铁的分解产物，进行了如下图装置所示的实验，打开K1和K2，缓缓通入N2，一段时间后加热，实验后反应管中残留固体为红色粉末，BaCl2溶液中有白色沉淀产生，品红溶液中红色褪去，检查氢氧化钠溶液出口处无氧气产生。下列说法中错误的是()A．氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的SO2气体B．反应管内产生的红色粉末可能是Fe2O3C．BaCl2溶液的目的是检验SO3的存在，此处用Ba(NO3)2溶液也可以检验SO3D．反应管内得到的氧化产物和还原产物物质的量之比为1∶1答案C解析如果二氧化硫气体通入硝酸钡溶液中，因为二氧化硫溶于水溶液显酸性，酸性条件下，硝酸根离子将二氧化硫氧化为硫酸，再与钡离子生成硫酸钡沉淀。所以用硝酸钡溶液无法判断使硝酸钡溶液出现白色沉淀的是二氧化硫还是三氧化硫，C错误。考点eq\a\vs4\al(二)硫酸[解析]将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸吸水(相当于稀释)放出大量的热，促进了氯化氢的逸出，A错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，该变化为化学变化，C错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热，且浓硫酸有强氧化性，进而与生成的炭反应生成SO2、CO2和H2O，D正确。[答案]D浓硫酸与金属的反应规律1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。2．与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。3．与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1mol。4．浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。3．如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是()A．甲中苹果块会变干瘪B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”C．丙中小试管内有晶体析出D．丁中pH试纸变成红色答案D解析pH试纸的主要成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，D错误。4．将一定量的锌与100mL18.5mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)，将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是()A．气体A为SO2和H2的混合物B．反应中共消耗Zn97.5gC．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1D．反应中共转移3mol电子答案C解析锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，设反应生成SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则有x＋y＝eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol，消耗硫酸的物质的量：2x＋y＝18.5mol·L－1×0.1L－eq\f(0.1mol·L－1×1L,2)＝1.8mol，解得x＝0.3mol，y＝1.2mol,则V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn的物质的量：x＋y＝1.5mol，质量是97.5g，转移电子：1.5mol×2＝3mol。考点eq\a\vs4\al(三)SOeq\o\al(2－,4)的检验[解析]A项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SOeq\o\al(2－,4)，而存在SOeq\o\al(2－,3)，硝酸可能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，或者存在Ag＋时，最终也会出现白色沉淀，错误；B项中先加入足量稀盐酸，可以排除SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)，正确；如果溶液中存在I－，I－具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，碘单质遇淀粉溶液显蓝色，但是C项中最终溶液没有变蓝色，错误；D项中如果存在SOeq\o\al(2－,3)，也会出现相同的实验现象，错误。[答案]B1．SOeq\o\al(2－,4)的检验方法检验SOeq\o\al(2－,4)的正确操作方法：被检液eq\o(→,\s\up10(加足量盐酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up10(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq\o\al(2－,4))。2．SOeq\o\al(2－,4)检验的易错点(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等干扰离子判断成SOeq\o\al(2－,4)。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。(2)误将Ag＋判断成SOeq\o\al(2－,4)。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SOeq\o\al(2－,4)。其错误是未注意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)。(3)误将SOeq\o\al(2－,3)判断成SOeq\o\al(2－,4)。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SOeq\o\al(2－,4)。该错误是未注意NOeq\o\al(－,3)在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：3Ba2＋＋3SOeq\o\al(2－,3)＋2NOeq\o\al(－,3)＋2H＋=3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。5．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