第三章-自然界中的元素-3硫及其化合物高一用.doc

学大教育硫及其重要化合物【高考目标定位】考纲导引考点梳理1. 了解硫元素单质及其化合物的主要性质及应用。2. 了解硫元素单质及其化合物对环境质量的影响。1. 硫。2. 二氧化硫和三氧化硫。3. 硫的氧化物对大气的污染。4. 硫酸。【考纲知识梳理】硫及其化合物相互转化关系【要点名师精解】一、硫及其重要化合物的主要性质及用途1、硫（1）物理性质：硫为淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。（2）化学性质：硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成低价态）2Na+S=Na2S （剧烈反应并发生爆炸）2Al+3S Al2S3（制取Al2S3的唯一途径）Fe+S FeS（黑色）2Cu + S Cu2S（黑色）与非金属反应 S+O2 SO2S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定）与化合物的反应 S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2+2H2OS+2H2SO4（浓） 2SO2+2H2O3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。2、硫的氢化物硫化氢的制取：Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S（不能用浓H2SO4或硝酸，因为H2S具有强还原性）H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。硫化氢的化学性质A可燃性：当2/1时，2H2S+O2 2S+2H2O（H2S过量） 当2/3时，2H2S+3O22SO2+2H2O（O2过量） 当时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有SO2B强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化。C不稳定性：300以上易受热分解H2S的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。例1：室温时，H2S和O2的混合气体100mL，点燃后充分反应，剩余25mL，求H2S和O2的体积比。解析：剩余的25mL气体可能是什么？H2S O2和SO2 SO2若H2S过量，余25mL H2S 则参加反应的=75mL=50mL=75mL=25mL :=（50+25）:25=3:1若为O2和SO2 则O2过量，据：2H2S+3O2 = 2SO2+2H2O V 2 3 2 32LH2S完全反应，体积减少3L，现减少100mL-25mL=75mL则需H2S的体积为75mL=50mL，O2的体积为75mL，75mL+50mL100mL，不可能。两种反应物完全反应，产物为S、SO2和H2O设H2S的体积为aO2的体积为b则aH2S+bO2=（a-b）S+（b-）SO2+aH2Oa=50mL b=50mL 体积比为1:1 3、硫的氧化物（1）二氧化硫：SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。SO2是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。SO2有强还原性 常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应 如：SO2 + Cl 2 +2H2O = H2SO4 + 2HClSO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S +2H2OSO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应） 实验室制法：Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO3 + H2O +SO2 或Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + 2H2O + SO2（2）三氧化硫：是一种没有颜色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。（3）比较SO2与CO2、SO3SO2CO2SO3主要物性无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点（16.8）与水反应SO2+H2O H2SO3 中强酸CO2+H2O H2CO2 弱酸SO3+H2O=H2SO4(强酸)与碱反应Ca(OH)2 CaSO3 Ca(HSO3)2清液 白 清液Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2清液 白 清液SO3+Ca(OH)2=CaSO4(微溶)紫色石蕊变红变红变红品红褪色不褪色不褪色鉴定存在能使品红褪色又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性SO2+2H2S=2S+2H2OCO2+2Mg = 2MgO+CCO2+C = 2CO还原性有无与Na2O2作用Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3=2NaSO4+O2（4）酸雨的形成和防治酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO2、NOx（NO、NO2）是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下，经氧化、溶于水等方式形成H2SO4，而NO被空气中氧气氧化为NO2，NO2直接溶于水形成HNO3，造成了雨水pH值降低，便形成了酸雨。硫酸型酸雨的形成过程为：气相反应：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4；液相反应：SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。总反应：硝酸型酸雨的形成过程为：2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。引起硫酸型酸雨的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。酸雨危害：直接引起人的呼吸系统疾病；使土壤酸化，损坏森林；腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。酸雨防治与各种脱硫技术：要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。在含硫矿物燃料中加生石灰，及时吸收燃烧过程中产生的SO2，这种方法称为“钙基固硫”，其反应方程式为：SO2+CaO=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4；也可采用烟气脱硫技术，用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环，吸收烟气中的SO2，其反应方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4。在冶金工业的烟道废气中，常混有大量的SO2和CO，它们都是大气的污染物,在773和催化剂(铝矾土)的作用下，使二者反应可收回大量的硫黄，其反应原理为：SO2+2CO=S+CO24、硫酸稀H2SO4具有酸的一般通性，而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性： SO42的鉴定（干扰离子可能有：CO32-、SO32-、SiO32-、Ag、PO43等）：待测液澄清液白色沉淀（说明待测液中含有SO42-离子）硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。二、硫酸的工业制法接触法1、生产过程:三阶段SO2制取和净化SO2转化为SO3SO3吸收和H2SO4的生成三方程4FeS2(s)11O2(g) = 2Fe2O3(s)8SO2(g)；H=-3412 kJ/mol2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)；H-196.6 kJ/molSO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)；H=-130.3 kJ/mol三设备沸腾炉接触室吸收塔有关原理矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率逆流原理(热交换器)目的: 冷热气体流向相反，冷的SO2、O2、N2被预热，而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全)设备中排出的气 体炉气:SO2.N2.O2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤). H2O气(干燥)净化气:SO2.N2.O2SO2、O2、N2、SO3尾气：SO2及N2、O2不能直接排入大气中说 明矿尘.杂质:易使催化剂“中毒”H2O气:腐蚀设备、影响生产反应条件理论需要：低温、高压、催化剂；实际应用：400500、常压、催化剂实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收2、尾气处理： 氨水 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4+ SO2 NH4HSO3 三、氧族元素1、氧族元素比较：原子半径 OSSeTe单质氧化性 O2SSeTe单质颜色 无色 淡黄色 灰色 银白色单质状态 气体 固体 固体 固体氢化物稳定性 H2OH2SH2SeH2Te最高价含氧酸酸性 H2SO4H2SeSO4H2TeO42、O2和O3比较O2O3颜色无色气态淡蓝色气味无刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧气的大密度臭氧比氧气易溶于水氧化性强（不易氧化Ag、Hg等）极强（O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2）（易氧化Ag、Hg等不活泼金属）漂白性无有（极强氧化性作消毒剂和脱色剂）稳定性 3O2 2O3 2O3=3O2 相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体3、比较H2O和H2O2H2OH2O2电子式化学键极性键极性键和非极性键分子极性有有稳定性稳定2H2O 2H2+O2不稳定2H2O2 2H2O+O2氧化性较弱（遇强还原剂反应）2Na+2H2O=2NaOH+H2较强（遇还原剂反应）SO2+H2O2=H2SO4还原性较弱（遇极强氧化剂反应）2F2+2H2O=4HF+O2较强（遇较强氧化剂反应）2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等例2：A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种无素组成，甲、乙是两种单质。这些化合物和单质之间存在如下的关系：据此判断：(1)在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是(用A、B、C字母填写)。(2)单质乙必定是(填“金属”或“非金属”)，其理由是。(3)单质乙的化学式可能是，则化合物B的化学式是。【解析】本题不仅考查学生对非金属元素的单质及化合物性质的综合认识水平，同时也是对学生思维能力，特别是推理能力的综合检验。题目中的三问，由易到难，考查层次由低到高，着重考查学生的分析、推理、正向思维与逆向思维、从抽象思维到具体运用等能力，第(3)问又在前两问的基础上考查了学生将元素及其化合物知识进行归纳整理的能力。(1)根据框图所示，单质甲+单质乙化合物A，所以A中一定含乙元素；甲+BA+C，由于甲、乙为两不同种元素的单质，所以A中含有的乙元素一定来自于B。(2)由于A、B中都含有乙元素，A+B乙+C，乙为单质。说明A、B中乙元素发生氧化还原反应之后生成零价乙元素。据同种元素不同价态间氧化还原反应的价态归中原理，可知乙元素在A、B介于0价两端，即为正价和负价。而只有非金属元素才可能表现正价和负价。所以乙为非金属元素。(3)在中学化学中，显正、负价的非金属元素有Cl、S、N、C、H。在此范围中依题进行筛选。S和N2均合适。本题可排出下列关系：【答案】(1)A、B(2)非金属，因为A+B乙+C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别呈正、负，所以乙是非金属。(3)S，H2S(或N2，NH3)。课堂小结 一、完成下列化学反应方程式：S+H2 S+FeS+CuS+O2 S+HNO3(浓)H2SO4+S+4 HNO3(稀)3SO2+S+NaOHNa2S+Na2SO3+H2OH2S+SO2H2S+HNO3(稀)S+NO+H2OSO2+O2 SO2+O2+H2OSO2+Cl2+2H2OSO2+Br2+H2OSO2+I2+H2O SO2+ FeCl3+H2O H2SO4(浓)+C H2SO4(浓)+Fe2H2SO4(浓)+CuH2SO4(浓)+HIH2SO4(稀)+FeH2SO3+H2O2H2SO3+FeCl3+H2O二、基础知识练习：、下列关于过氧化氢的说法正确的是（ ）A、过氧化氢具有杀菌消毒作用，是强酸B、过氧化氢是共价化合物C、过氧化氢不能发生分解反应 D、过氧化氢是水的同位素2、 关于SO2和SO3的说法错误的是：（ ）都是酸酐，与水化合都能生成相应的酸，都能与碱反应生成正盐或酸式盐，通常条件下都是气体，都有还原性A、B、C、D、3、欲实现HSH+=H2S反应，可选用的试剂是（ ）A、浓H2SO4与NaHS固体 B、稀H2SO4与FeS固体C、稀HNO3与KHS溶液 D、稀H2SO4与NH4HS溶液4、硫化氢气体在空气中完全燃烧，下列关于其产物的叙述中，正确的是（ ）A、它是有臭鸡蛋气味的气体 B、它的水溶液具有酸性C、它是淡黄色的固体 D、它能使溴水褪色5、不能使氢硫酸变浑浊的物质是（ ）A、空气 B、亚硫酸 C、浓盐酸 D、稀硫酸6、关于SO2和SO3的叙述中，正确的是（ ）A、通常条件下，SO2和SO3都是无色气体B、加入BaCl2溶液，都能生成不溶于稀盐酸的白色沉淀C、SO2和SO3在一条件下可以相互转化D、它们中的硫元素，在某些反应中可表现出氧化性7、下列反应中，通入的气体物质仅作氧化剂的是（ ）A、硫化氢气体通入浓硫酸中 B、二氧化硫气体通入稀硝酸中C、氟气通入水中 D、氯气通入水中8、向FeCl3和的BaCl2酸性混合溶液中，通入二氧化硫气体，有沉淀生成，此沉淀是（ ）A、Fe2(SO)3 B、BaSO3 C、S D、BaSO49、下列物质中，不能使品红溶液红色褪去的是：（ ）Cl2、Ca(ClO)2、HClO、H2S、SO2、SO3A、 B、 C、 D、10、下列关于SO2的说法中，不正确的是()。、SO2是一种大气污染物、SO2溶于水后生成硫酸 、SO2有漂白作用，还能够杀灭霉菌和细菌 、SO2是硫及某些含硫化合物在空气中燃烧的产物 11、二氧化硫气体的排放是形成酸雨的主要原因。二氧化硫主要来源于含硫燃料的燃烧。为了减少酸雨的形成，在含硫较多的煤中掺入一定量的生石灰或石灰石，此煤燃烧后硫元素的主要存在形式是()。 、CaS、SO2 、CaS O3、CaS O412、下列物质长久放置后，因被空气氧化而变质的是 （）A、NaOH溶液B、Na2SO3溶液 C、澄清石灰水 D、次氯酸13、某无色气体，可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红，通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，接着又变澄清，将燃着的蜡烛放入盛有该气体的集气瓶中蜡烛熄灭，则该气体 A、一定是CO2B、一定是SO2C、可能是CO2或SO2D、一定是CO2和SO2混和气体14、下列溶液中，不能区别SO2和CO2气体的是 石灰水；H2S溶液；KMnO4溶液；溴水；酸化的Ba(NO3)2溶液；品红溶液A、 B、C、只有D、15、下列说法错误的是（）A、Na2SO3与BaCl2溶液作用，有白色沉淀，加稀硝酸后沉淀不消失B、将SO2气体通入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成C、将SO2气体通过BaCl2溶液中有白色沉淀生成D、将SO2气体通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中有白色沉淀生成16、SO2既有氧化性，又有还原性，主要表现为还原性。下列反应中，SO2表现为还原性的反应是（ ） A、SO2十2H2S3S2H2O B、SO2十NO2SO3十NO C、SO2十2KOHK2SO3H2O D、SO2十2H2OC12H2SO42HCI17、实验室所需某些溶液中，宜随用随配、不宜长久存放的是（ ） 稀盐酸 氯水 亚硫酸 氢硫酸 A、只有 B、只有 C、只有 D、18、将等物质的量的Cl2和SO2通入水中，充分反应以后，加入紫色石蕊试液和BaCl2溶液，以下叙述中正确的是（ ）A、产生BaSO4白色沉淀，溶液变为红色 B、产生BaSO4白色沉淀，溶液变为无色C、无沉淀生成，溶液变为无色 D、无沉淀生成，溶液变为红色19、下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是()。 、常温时都能与铁发生反应，放出气体 、加热时，都能与铜发生反应 、硫元素的化合价都是+6价 、都能作为气体的干燥剂A20、下列关于浓硫酸的叙述正确的是 （ ）A、浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B、浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C、浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D、浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化21、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、加入硝酸酸化了的硝酸钡溶液B、先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液C、加入盐酸酸化了的氯化钡溶液D、先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液22、下列各组溶液，不用其它试剂，就可以将它们区别开的是 （）A、稀盐酸、氢氧化钠、硫酸钠、碳酸钠 B、稀盐酸、氯化钠、硝酸银、硝酸钠C、稀硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸镁 D、氯化钡、硫酸钠、硝酸镁、氯化钾23、下列离子方程式书写正确的是（ ）A、稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应 Ba2+OH-H+SO42-=BaSO4+H2OB、过量的SO2通人 NaOH溶液中 SO2+2OH-=SO32-+H2O C、铜片在加热条件下与浓硫酸反应 Cu+SO42-+4H+= Cu2+SO2+2H2OD、SO2使溴水褪色 SO2 +Br2 +2H2O =SO42- +2Br- +4H+24、下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是A、H十、Na十、SO32一、Cl B、Fe3十、H十、SO42一、NO3C、Na十、OH一、SO42一、HCO3 D、Cu2十、Na十、S2一、SO42一25. 向50mL18molL-