25知识讲解——氧和硫(基础).doc

.高考总复习 氧硫【考纲要求】1了解氧及其重要化合物的性质。2了解硫及其重要化合物的性质；了解大气污染的来源、危害与治理。3重点掌握二氧化硫、硫酸的性质。【知识网络】硫及其化合物转化关系【考点梳理】考点一、氧单质及其化合物1氧气的化学性质：常温下较稳定，加热或点燃时表现强氧化性。2臭氧：O3物理性质：在常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气的大，也比氧气易溶于水。液态臭氧呈深蓝色，沸点为-112.4，固体臭氧呈紫黑色，熔点为 -251。化学性质及用途：臭氧的化学性质比氧气活泼。不稳定性：2O3=3O2；但在空气中高压放电就能产生臭氧：3O22O3强氧化性：Ag、Hg等金属在空气或氧气中不易被氧化，但可以被臭氧氧化。也可使湿润的淀粉KI试纸变蓝：2KI+O3+H2O=I2+O2+2KOH用途：臭氧是一种很好的漂白剂和消毒剂。空气中的微量O3，能刺激中枢神经加快血液循环，令人产生爽快的感觉但当空气中臭氧的含量超过10-5(体积分数)时，就会对人体、动植物以及暴露空气中的物质造成危害，臭氧可以吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和生物的保护伞。近年来，臭氧层受到氟氯烃等气体的破坏，形成“臭氧空洞”，危害地球环境，各国应采取共同行动保护，氧层，维护人类和生物的生存环境。 3过氧化氢(H2O2) (1)结构化学式：H2O2 电子式： 结构式： HOOH(2)物理性质无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性。(3)化学性质H2O2，氧元素的化合价为中间价态(-1)，即有氧化性又有还原性。氧化性：H2O2H2SS2H2O还原性：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O自身氧化还原：(实验室用此法代替KClO3分解制氧气)，家庭中的“氧立得”使用时中间产物就有过氧化氢。4H2O（1）H2O做氧化剂2Na+2H2O=2NaOH+H2(2)H2O做还原剂2F2+2H2O=4HF+O2(3)H2O既不做氧化剂又不做还原剂2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Cl2+H2O=HCl+HClO3NO2+H2O=2HNO3+NO(4)H2O既做氧化剂又做还原剂2H2O2H2+O2考点二、硫及其氧化物1硫：（1）物理性质：硫为黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。（2）化学性质：由于硫原子最外层有6个电子，比较活泼的非金属单质，常见化合价为2，0，4，6，硫单质处于硫元素的中间价态，硫既有氧化性又有还原性。 氧化性：与绝大多数金属反应Fe+SFeS 2Cu+SCu2S (与变价金属生成低价金属)2Na+S=Na2S (研磨并轻微爆炸)Hg+S=HgS (除去有毒的Hg的方法)与非金属反应：H2+SH2S （H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体，有强还原性。） 还原性：与氧气发生反应硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。化学方程式：S+O2SO2 自身氧化还原反应3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O 2二氧化硫物理性质：SO2为无色有刺激性气味有毒的气体，易溶于水（常温常压下，1体积水大约能溶解40体积的SO2），易液化。二氧化硫的化学性质酸性氧化物的通性：与水反应：SO2+H2OH2SO3；与碱反应：SO2（少量）+2NaOH=Na2SO3+H2O； SO2(足量) +NaOH=NaHSO3；与碱性氧化物反应：SO2+Na2ONa2SO3要点诠释： 在煤中加入少量生石灰，用以消除SO2的污染，此方法称为“钙基固硫”，其反应方程式：SO2+CaO=CaSO3；2CaSO3+O22CaSO4。 与某些盐反应：SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2；氧化性：SO2+2H2S=3S+2H2O 还原性：SO2可以被O2、Cl2、Br2、I2、KMnO4、HNO3、FeCl3、H2O2所氧化 2SO2+O22SO3 2H2O+SO2+X2=H2SO4+2HX；（ X2 ： Cl2 、 Br2 、 I2 ） 2H2O+SO2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl+H2SO4；2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4；2HNO3+3SO2+2H2O=3H2SO4+2NO具漂白性：二氧化硫和品红溶液作用，使品红褪色。其原理是二氧化硫和品红作用，生成一种无色但不稳定的化合物。此物质受热又分解成原来的物质。小结：所学的漂白剂及其漂白原理漂白剂漂白原理活性炭物理吸附HClO O3 H2O2 Na2O2强氧化作用SO2结合生成不稳定的无色物质，加热又复色二氧化硫的实验室制取：反应原理：Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+SO2+H2O说明：此反应是应用强酸制弱酸，但由于SO2易溶于水（140）所以Na2SO3应选用固体，而H2SO4宜选用较浓的溶液。也可用铜和浓硫酸制取SO2。 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶来源:收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液（4）SO2和CO2的比较要点诠释：SO2CO2物理性质气味有刺激性气味无味毒性有毒无毒溶解性易溶微溶化学性质与水SO2+H2OH2SO3CO2+H2OH2CO3与碱SO2气体通入澄清的石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2CO2气体通入澄清的石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2弱氧化性SO2+2H2S=3S+2H2OCO2+C2CO2Mg+CO22MgO+C还原性SO2可以被O2、Cl2、Br2、I2、KMnO4、HNO3、H2O2等氧化剂氧化无漂白性有，不稳定无对环境的影响形成酸雨引起温室效应鉴别（1）利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别（2）利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别3三氧化硫物理性质：三氧化硫是一种无色易挥发的晶体，熔点16.8，沸点44.8。化学性质：是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与水剧烈反应生成硫酸，并放出大量的热。H2O + SO3=H2SO4 制取：二氧化硫和氧气在一定温度和催化剂的条件下反应生成三氧化硫。考点三：硫酸1、稀硫酸具有酸的通性：（1） 指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。（2） 与金属反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ；2Al + 3H2SO4 =Al2(SO4)3 + 3H2（3） 与碱的反应：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O（4） 与碱性氧化物反应：CuO +H2SO4 = CuSO4 +H2O（5） 与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4=BaSO4+ 2HCl2、浓硫酸（1）物理性质纯硫酸：无色、粘稠的油状液体、难挥发 98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3沸点高：沸点338，高沸点酸制备低沸点酸 硫酸与水任意比例混溶；浓硫酸的稀释（酸入水）：将液体沿器壁或沿玻璃棒慢慢加入水中并不断搅拌使其混合均匀。（2）浓硫酸的特性：吸水性、脱水性和强氧化性。吸水性： 利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH3）和强还原性气体（如HBr、HI、H2S）。脱水性：浓硫酸将有机物中的H、O元素按水的组成比脱去（实验室制用乙醇乙烯、蔗糖的碳化等）。 强氧化性：（常温时使铁、铝钝化）A加热时与不活泼金属和非金属的反应Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2 2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2+2H2O+2SO2S+2H2SO4 (浓) 3SO2+2H2O要点诠释：由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应。反应过程中有如下规律：一是反应要加热，否则不反应；二是还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。B能氧化许多的具有还原性的化合物： H2S+H2SO4 (浓)=S+SO2+2H2O 或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2+4H2O 2HI+H2SO4 (浓)=I2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 (浓)=Br2+SO2+2H2O（3）硫酸的用途硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室必备的重要试剂。在工业上可用来制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、干燥剂或制取各种挥发性酸等等。3浓、稀硫酸的鉴别方法现象浓H2SO4稀H2SO4物理性质加水放出大量热无明显现象观状态黏稠状液体黏稠度较小密度用水掂分量：浓H2SO4密度较大（1.84 g / mol），相同体积时，浓H2SO4质量大很多化学性质铁片因铁被钝化，无明显现象产生大量气泡铜片（加热）有气泡产生，溶液变蓝无明显现象白纸立即变黑无明显现象胆矾蓝色变为白色无颜色变化【典型例题】类型一、 SO2的性质例1、（2016 海淀质检）下列变化中可以说明SO2具有漂白性的是ASO2通入高锰酸钾酸性溶液中红色褪去 BSO2通入品红溶液中红色褪去 CSO2通入溴水溶液中红棕色褪去 DSO2通入氢氧化钠与酚酞的混合溶液中红色褪去 【思路点拨】SO2具有漂白性的原理是二氧化硫和品红等有机物作用，生成一种无色但不稳定的化合物，此物质受热又分解成原来的物质。【答案】B【解析】ASO2通入高锰酸钾酸性溶液中红色褪去，原因是被高锰酸钾氧化，体现了二氧化硫的还原性，故A错误；BSO2通入品红溶液中红色褪去，体现了漂白性，故B正确；CSO2通入溴水溶液中红棕色褪去，原因是被溴水氧化，体现了二氧化硫的还原性，故C错误；DSO2通入氢氧化钠与酚酞的混合溶液中红色褪去，原因是二氧化硫与氢氧化钠反应，体现了酸性氧化物的性质，故D错误；故选B。【总结升华】二氧化硫的化学性质包括：酸性氧化物的通性氧化性还原性具漂白性。举一反三：【变式1】（2015 四川绵阳南山中学期末考）下列关于SO2的说法中，不正确的是（ ）。ASO2能使品红溶液褪色，是因为SO2具有漂白性BSO2在空气中极易被氧化为SO3CSO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中均能发生反应DSO2是形成酸雨的大气污染物之一，主要来自于化石燃料的燃烧和工厂排放的废气【答案】B 【解析】A二氧化硫能漂白某些物质，是结合有机色素为无色不稳定物质说明它具有漂白性，所以使品红溶液褪色，是因为SO2具有漂白性，故A正确；B二氧化硫要在催化剂条件下才能氧化成三氧化硫，所以SO2在空气中不易被氧化成三氧化硫，故B错误；C因为亚硫酸比碳酸的酸性强，说明二氧化硫与碳酸氢钠反应生成亚硫酸钠、水和二氧化碳气体，因为亚硫酸比亚硫酸氢根的酸性强，说明SO2通入Na2SO3溶液发生反应生成亚硫酸氢钠，所以SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中均能发生反应，故C正确； DSO2是一种大气污染物，可形成酸雨，它主要来自于化石燃料的燃烧，故D正确。【变式2】把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中，最终被还原的是ASO2 BFe2+ CFe3+ DNO3【答案】D【变式3】在一定浓度的BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若先通入另一种气体，再通入SO2，则可生成 白色沉淀，另一种气体是 ACl2 BNH3 CHCl DCO2 【答案】AB类型二、硫酸的性质例2、下列区分浓硫酸、稀硫酸的方法或操作中，不恰当或错误的是（ ）。 A分别取少许两溶液，向其中加入金属铁，有气泡放出的是稀硫酸 B用干净的玻璃棒蘸取某种酸液，滴在一张白纸上，若白纸变黑，则证明该酸液为浓硫酸 C取适量的一种酸液，向其中加水稀释，若有大量热量放出，则该酸液为浓硫酸D取相同体积的两种酸液，测其质量，质量大都为浓硫酸【思路点拨】区分浓硫酸、稀硫酸的方法要考虑二者的性质差异。【答案】C 【解析】A项中铁在浓硫酸中会钝化，而铁可与稀硫酸反应放出H2；B项利用了浓硫酸的脱水性，可使白纸碳化；C项违背了浓H2SO4的稀释操作，应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，切不可将水注入浓硫酸中；D项利用了浓H2SO4的密度大于稀H2SO4的密度。 【总结升华】稀硫酸具有酸的通性，浓硫酸具有吸水性、脱水性及强氧化性。举一反三：【变式1】（2015福建福州期末质检）下列各物质分别滴加浓硫酸后，现象描述正确的是（ ） A胆矾晶体由蓝色变为无色 BpH试纸变红 C紫色石蕊溶液褪色 D白纸变黑【答案】D 【解析】浓硫酸具有吸水性，可使胆矾晶体失去结晶水而由蓝色变为白色，A项错误；浓硫酸具有脱水性，可使纸张脱水炭化而变黑，故B项错误，D项正确；浓硫酸还具有酸性，可使紫色石蕊溶液变为红色，C项错误。【变式2】下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是()A在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(脱水性)B在加热条件下铜与浓硫酸反应(氧化性、酸性)C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)D浓硫酸可用来干燥某些气体(不挥发性)【答案】B【解析】在A中，表现出的是浓硫酸的吸水性；C中，表现出的是浓硫酸的脱水性；D中，表现出的是浓硫酸的吸水性。例3、向50mL18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量A.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol和0.90mol之间 D.大于0.90mol【思路点拨】反应后期硫酸变稀，铜片与稀硫酸不反应。【答案】A【解析】本题考查了氧化还原反应的条件的重要性。Cu和H2SO4反应的前提条件是浓H2SO4，开始18mol/L为浓的，但随着Cu参加反应，H2SO4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+2H2SO4=Cu SO4+SO2+2H2O可知如果H2SO4完全反应，也只有一半充当氧化剂被还原，故被还原18mol/L H2SO4的最大量为(18mol/L0.05L)2=0.45mol。【总结升华】中学化学中常涉及“三酸变稀”问题，具体为： （1）不活泼金属如Cu、Ag等和浓H2SO4的反应： 只发生：Cu+2H2SO4 (浓)CuSO4+SO2+2H2O。随着反应的进行，硫酸浓度变稀，Cu与稀H2SO4不再反应。 （2）活泼金属如Zn、Mg等与浓H2SO4的反应： 先发生反应：Zn+2H2SO4 (浓)ZnSO4+SO2+2H2O， 随着反应进行，硫酸浓度变稀，再发生反应： Zn+H2SO4 (稀)=ZnSO4+H2。 （3）MnO2和浓盐酸反应制Cl2： 只发生反应：MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2+2H2O，随着反应的进行，盐酸浓度变稀，MnO2与稀盐酸不再反应。 （4）金属如Cu和浓硝酸的反应： 先发生反应：Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，随着反应的进行，硝酸浓度变稀，再发生反应：3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O举一反三：【变式1】一定量的二氧化锰跟VmL 10molL1的盐酸共热制氯气，在标准状况下产生2.24L Cl2，则V的取值应为：AV = 20 B20V 40 CV=40 DV 40 【答案】D【解析】MnO2和浓盐酸反应制Cl2：MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2+2H2O，随着反应的进行，盐酸浓度变稀，MnO2与稀盐酸不再反应。【变式2】物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质：Cu与HNO3溶液 Cu与FeCl3溶液 Zn与H2SO4溶液 Fe与HCl溶液，由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是（ ）。 A B C D【答案】A 【解析】根据题目给定的几组物质知中会因浓度的不同发生不同的氧化还原反应。【巩固练习】一选择题（每题只有一个选项符合题意）1（2015 湖北宜昌一中期末考）某碱性无色溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，则该溶液中存在的离子可能为（ ）。AAg+ BSO42 CCO32 DHCl2在常温下，下列操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是（ ）。 A分别加入铁片 B分别加入蔗糖 C分别加入铜片 D分别加入硫酸铜晶体3检验SO2中是否混有CO2气体，可采用的方法是（ ）。 A通过品红溶液 B先通过NaOH溶液，再通入澄清石灰水 C通过澄清石灰水 D先通过KMnO4酸性溶液，再通过澄清石灰水4（2016 海淀质检）对某溶液进行下列操作，结论正确的是 A加入盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，则原溶液中一定有CO32B加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有Ag+C加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不消失，则原溶液中一定有SO42D加入NaOH溶液并加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则原溶液中一定有NH4+5下列关于Cl2和SO2性质的叙述正确的是（ ）。 A相同条件下，Cl2比SO2更易溶于水 B在一定条件下，SO2比Cl2更易液化 C常温下，等体积的Cl2和SO2混合气体通入BaCl2溶液时，无明显现象 D等体积的Cl2和SO2分别通入含石蕊的水中，溶液的紫色立即褪去6不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是（ ）序号甲乙丙CO2SO2石灰水HClCO2石灰水CO2SO2Ba(NO3)2NO2SO2BaCl2CO2NH3CaCl2A B C D7下列说法正确的是（ ）A二氧化硫通入石蕊试液中，溶液先变红，后褪色B少量二氧化硫通入漂白粉溶液中的化学方程式：SO2+H2O+Ca(ClO)2=CaSO3+2HClOC亚硫酸钠溶液使溴水褪色的离子方程式：SO32+H2O+Br2=SO42+2H+2BrD亚硫酸钠溶液中加入硝酸的离子方程式：SO32+2H+= SO2+H2O8检验未知溶液中是否含有SO42-，下列操作中最合理的是（ ）A加入硝酸酸化的硝酸钡溶液 B先加硝酸酸化，再加入硝酸钡溶液C加盐酸酸化了的BaCl2溶液 D先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液9下列有关物质检验的实验结论正确的是选项实 验 操 作 及 现 象实 验 结 论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SO42B向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有Fe2C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是SO2D将少量某物质的溶液滴加到盐酸中，有气体放出，可使澄清石灰水浑浊该物质一定是碳酸盐10下列叙述不正确的是A常温下浓硫酸可贮存在铁制或铝制容器中，说明常温铁和铝与浓硫酸不反应B将Cl2和SO2分别通入到品红溶液中，均能使品红溶液褪色C反应AgCl+NaBr=AgBr+NaCl能在水溶液中进行，是因为AgBr比AgCl更难溶于水D硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中，是因为硝酸银见光分解11用下图所示实验装置（夹持仪器已略去）探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是（ ） A上下移动中铜丝可控制SO2的量 B中选用品红溶液验证SO2的生成 C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色12下列对浓H2SO4的叙述正确的是（ ）。 A常温下，浓H2SO4与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛装浓H2SO4