高中化学 《硫的转化》学案6 鲁科版必修1

专心 爱心 用心1 第第 3 3 节节 硫的转化硫的转化 黑火药是我国古代的四大发明之一 你了解黑火药的成份吗 火柴是生活中不可缺少的物品 你知道 火柴头是由什么物质组成的吗 逢年过节燃放的爆竹的场面大家都见过 你知道爆竹的成份吗 汽车轮胎 所用的橡胶有很好的弹性和强度 你知道是什么成份起了主要作用吗 如果不小心 一支体温计被打破 水银易挥发 且蒸气对人体有害 你知道怎样及时地加以处理吗 酸雨是怎样形成的 要想解决这一系列 的生产 生活问题 必须学习一种很重要的非金属元素 硫 硫及其化合物有什么样的性质 它们在自然界和实验室中又是如何相互转化的呢 研习教材重难点 研习点研习点 1 1 自然界中的硫自然界中的硫 1 硫的存在 在自然界里 硫既有游离态 又有化合态 游离态的天然硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 煤 中也含有少量硫 由于自然硫的存在 人类从远古时代起就知道硫了 大约在 4000 年以前 埃及人曾利 用硫燃烧生成的气体漂白布匹 以化合态存在的硫分布很广 主要是硫化物和硫酸盐 如黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝等 硫的化合物也常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里 硫还是某些蛋白质的组成元素 人 体内平均含有 0 2 的硫 1 自然界中不同价态的硫元素间的转化 大气中的SO2 土壤或水体 中的SO42 分解者火山爆发 石油等 化石燃料 动植物遗体 碎屑 排出物 生产者消费者 摄入 燃 烧 燃 烧 吸 收 吸 收 降 水 领悟 整合 大气中 SO2主要有三个来源 化石燃料的燃烧 火山爆发和微生物的分解作用 在自然状态下 大气 中的 SO2 一部分被绿色植物吸收 一部分则与大气中的水结合 形成 H2SO4 随降水落入土壤或水体中 以硫酸盐的形式被植物的根系吸收 转变成蛋白质等有机物 进而被各级消费者所利用 动植物的遗体被 微生物分解后 又能将硫元素释放到土壤或大气中 这样就形成一个完整的循环回路 2 认识硫单质 1 硫的主要同素异形体 单斜硫 斜方硫 2 硫的物理性质 硫单质为淡黄色晶体 密度为水的两倍 难溶于水 微溶于乙醇 易溶于 CS2 熔点 112 8 沸点 444 6 3 化学性质 1 与金属发生反应 Cu S 点燃 Cu2S Fe S 点燃 FeS S 表现氧化性 专心 爱心 用心2 知识 链接 S 的特殊性质 与 Hg Ag 的反应 一般说来 S 是不能使具有可变化合价的金属显高价的 且 S 与大多数金属的反应须加热才能完 成 但是 S 与 Hg Ag 等不活泼金属的反应在常温下就能进行 且能使 Hg 显高价 利用 Ag 和 S 的反应 可用简易的方法鉴别出真假银 用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表 面用力磨擦 如被磨擦处出现黑斑则说明是真银 否则为假银 利用 Hg 和 S 的反应可以消除温度计 气压计 血压计等被打破后汞的毒害 所以 汞不慎洒落在地 面上 要立即打开门窗通风 并尽量设法收集起来 残余的部分 可覆灭盖硫粉处理 以免汞蒸气中毒 此外硫化汞还要用作红色颜料 朱砂 在书面上盖的印章 所用的红色印泥就是用朱砂做的 2 与非金属发生反应 S O2 点燃 SO2 S 表现还原性 3 与氧化性酸浓 HNO3 浓 H2SO4发生反应 S 6HNO3 浓 加热 H2SO4 6NO2 2H2O S 表现还原性 S 2H2SO4 浓 加热 3SO2 2H2O S 表现还原性 4 用途 硫单质制硫酸 做橡胶制品的硫化剂 制黑火药 火柴 农药等 领悟 整合 硫元素常见的价态有 1 0 4 6 价 硫单质由于处于中间价态而即有氧化性 又有还原性 在 加热或点燃的情况下可被氧气 硝酸等强氧化剂氧化 硫在与金属反应时表现出一定的氧化性 与变价金 属反应时一般生成低价化合物 其氧化性比氯气弱 典例典例 1 1 关于硫的叙述正确的是 A 硫的非金属性较强 所以只以化合态存在于自然界 B 分离黑火药中的硝酸钾 炭 硫要用到二硫化碳 水以及过滤操作 C 硫与金属或非金属反应均作为氧化剂 D 1 6 g 硫与 6 4 g 铜反应能得到 8 0 g 纯净硫化物 研析 研析 元素在自然界的存在形式虽与化学活泼性有关 但不能以非金属性强弱作为判定依据 如 O N S 的非金属性并不弱 但在自然界仍存在游离态的单质 O2 N2 S A 项不正确 分离黑火药中三组分可利用它们溶解性的差异 先用 CS2处理 使硫溶解 过滤后蒸发滤液 得晶体 硫 滤渣再用水处理 溶去硝酸钾 过滤 又得滤渣 炭粉 滤液经蒸发 浓缩 结晶 得到硝酸 钾 B 项正确 硫单质为零价 是中间价态 与金属反应时显氧化性 硫与非金属性比它强的非金属 如氧 氯 氟 等 反应时硫显还原性 C 项不正确 硫与铜化合只能生成硫化亚铜 2Cu S 加热 Cu2S 128 32 160 6 4 g 1 6 g 8 0 g 答案 答案 BD 典例典例 2 2 在空气中加热 S 粉和 Fe 粉的混合物 可观察到下列现象 专心 爱心 用心3 1 有淡蓝色火焰 且生成刺激性气味的气体 2 混合粉末变红 放出热量 最后变成黑色固体 3 不时有火星从混合物中射出 请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式 研析 研析 之所以产生 1 之现象 是由 S 粉与空气中的 O2发生了反应 2 现象表明有 FeS 生成 这是本实验的主反应 3 现象是 Fe 粉与空气中 O2反应的结果 答案 答案 1 S O2 加热 SO2 2 Fe S 加热 FeS 3 3Fe 2O2 加热 Fe3O4 研习点研习点 2 2 不同价态硫元素间的转化不同价态硫元素间的转化 1 硫元素间的转化网络图硫元素间的转化网络图 特别说明 相同价态的硫的化合物 通过酸碱反应规律加以联系 上面纵行 如 H2SH2S 溶液 NaHSNa2S SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3 不同价态的硫及其化合物 通过氧化还原反应规律加以联系 上面横列 如 H2SSSO2SO3 H2SO4 由图知 H2S 只有氧化性 S SO2既有氧化性 又有还原性 H2SO4中的 S 只有氧化性 把以上两条规律建立的联系结合起来 即形成了硫及其化合物的完整的知识网络 品思 感悟 用氧化还原反应理论为依据 紧紧抓住硫元素价态变化这根主线 以元素价态变化为横列 以化合物 之间的转变为纵行 纵横归纳 结线连网 使零碎的知识系统化 规律化 记忆起来容易 使用起来方便 2 SO2 1 物理性质 二氧化硫为无色 有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 易液化 易溶于水 2 化学性质 二氧化硫是酸性氧化物 具有酸性氧化物的一切通性 SO2 H2OH2SO3 SO2 CaO CaSO3 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O SO2 NaOH NaHSO3 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 H2O SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 吸收 SO2 SO2 H2O Na2S Na2SO3 H2S 酸性 H2SO3 H2S SO2 NaHCO3 NaHSO3 CO2 酸性 H2SO3 H2CO3 SO2 2NaHCO3 Na2SO3 2CO2 H2O SO2量不足时 专心 爱心 用心4 氧化性 SO2 2H2S 3S 2H2O 气体或溶液中均可进行 还原性 能被 Cl2 Br2 I2 Fe3 KMnO4 HNO3等强氧化剂氧化生成 SO42 例如 SO2 X2 2H2O H2SO4 2HX X Cl Br I 漂白性 SO2可以使品红溶液褪色 注意 SO2能使氯水 KMnO4溶液等褪色 这是因为 SO2具有还原性的缘故 辨析 比较 氯气 二氧化硫 活性炭漂白原理的比较 Cl2的漂白性主要是因为它溶于水生成了 HClO 该酸有很强的氧化性 可将有色物质氧化成无色物质 这种氧化作用非常迅速 由于色素的结构被破坏 因此 Cl2的漂白作用是不可复原的 成为永久性漂白 与 Cl2不同 SO2的漂白作用 不是因为 SO2具有氧化性 而是 SO2溶于水生成了亚硫酸 亚硫酸跟有色物 质结合生成一种无色的不稳定的化合物 这种作用较慢 且生成的化合物不稳定 加热时 会有 SO2分解 出来 溶液又会恢复成原来的颜色 因此 SO2的漂白作用是不能持久的 而活性炭的漂白为物理性吸附 属物理变化 3 浓硫酸的强氧化性 浓硫酸是强氧化性酸 可以氧化大多数金属 除 Pt 和 Au 和其他还原性物质 H2S Fe2 等 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 氧化性 酸性 C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O 氧化性 2FeSO4 2H2SO4 浓 Fe2 SO4 3 SO2 2H2O 氧化性 H2S H2SO4 浓 S SO2 2H2O 氧化性 在以上反应中 浓硫酸一般被还原为 SO2 常温时 Al Fe 在浓硫酸中钝化 其实质是浓 H2SO4使 Al Fe 氧化生成致密的氧化物保护膜 积累 活用 叠加化学反应方程式的计算技巧 有些体系不只涉及一个反应 且不同的反应之间存在着某种联系 对于这样的体系 叠加化学反应方 程式可使用解决的问题简便 明了 叠加化学反应方程式的关键问题是量的关系的衔接和确定 确定量的 关系常用待定系数法 它的理论依据是质量守恒 Na2S H2SO4 Na2SO4 H2S Na2SO3 H2SO4 Na2SO4 SO2 H2O 所以可得总的化学方程式 2Na2S Na2SO3 3H2SO4 3Na2SO4 3S 3H2O 从以上总化学方程式非常容易看出 当 Na2S 和 Na2SO3的物质的量比为 2 1 时 没有气体放出 当大 于 2 1 时 有 H2S 放出 当小于 2 1 时 则有 SO2放出 4 接触法制硫酸简介 1 含硫矿物燃烧生成二氧化硫 2 二氧化硫气的净化 3 二氧化硫被催化氧化成三氧化硫 4 用 98 3 的硫酸吸收三氧化硫 5 根据需要稀释浓硫酸 典例典例 3 3 将等物质的量的 SO2气体和 Cl2同时作用于湿润的红色布条 则布条的颜色 A 变白B 不变 C 先褪色后又复原D 变为无色 研析 研析 二氧化硫和氯气虽然都能使湿润的红色布条褪色 但等物质的量的二氧化硫和氯气同时作用于 湿润的有色布条时则发生反应 SO2 Cl2 2H2O H2SO4 2HCl 不再具有漂白作用 布条的颜色保持不变 专心 爱心 用心5 答案 答案 B 典例典例 4 4 向 50mL18mol L 的硫酸中加入足量的铜片并加热 被还原的硫酸的物质的量 A 等于 0 9mol B 大于 0 45mol 小于 0 9mol C 等于 0 45mol D 小于 0 45mol 研析 研析 题目所给出的 18mol L 的硫酸为浓硫酸 隐含条件 由方程式 Cu 2H2SO4 CuSO4 SO2 2H2O 知 2molH2SO4参加反应 被还原的 H2SO4为 1mol 若 0 05 18 0 9 mol H2SO4都参加反应 被还原的 H2SO4应为 0 45mol 但在题目所给条件下 随反应进行 H2SO4的量减少 硫酸由浓变稀 稀硫酸不能氧化铜 亦即 0 9molH2SO4不可能完全与铜反应 答案 答案 D 研习点研习点 3 3 酸雨及其防治酸雨及其防治 1 酸雨的形成 酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的 它们占总酸度的 92 以上 其余为一些弱酸 我国的酸雨主 要是硫酸型酸雨 一般认为 酸雨 是由于大量含硫燃料的燃烧排放的 SO2等酸性气体进入大气后造成 局部地区大气中的 SO2富集 在水凝结过程中溶解于水形成 H2SO3 然后经空气中的尘粒等污染物的催化 作用 氧化成 H2SO4随雨水降下形成酸雨 主要反应如下 2SO2 O2 粉尘等催化 2SO3 SO3 H2O H2SO4 SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 酸性增强 2 酸雨的危害 酸雨危害很大 能直接破坏森林 草原和农作物 使土壤酸性增强 使湖泊酸化 还会加速建筑物 桥梁 工业设备等的腐蚀 3 酸雨的防治 1 对酸性物质的排放加以控制 2 开发清洁能源 典例典例 5 5 下列做法中 不会造成大气污染的是 A 燃烧含硫的煤 B 焚烧树叶 C 燃烧氢气 D 燃放烟花爆竹 研析 研析 本题是以当前敏感的环境污染源为背景 考查是否能够将所学知识用于分析重要的社会现象 理解大气污染产生的本质 含硫的煤 树叶以及烟花爆竹等物质都含有 C N S 等元素 它们燃烧后产生严重污染大气的 CO 氮氧化物 SO2等有害气体 H2是理想的燃料 燃烧热值高 而且燃烧产物是水 无污染 答案 答案 C 典例典例 6 6 SO2被认为是造成大气污染的 首犯 大气中的 SO2主要来源于化石燃料 煤 石油 的 燃烧 下列与 SO2污染有关的是 酸雨现象 伦敦 毒雾事件 洛杉矶 光化学烟雾 事件 温室效应 A B C D 研析 研析 SO2在空中遇水蒸气形成亚硫酸 硫酸 随雨水降落到地面 俗称 酸雨 1952 年 12 月 5 日到 8 日 伦敦上空出现的 毒雾 4 天内导致 4000 人死亡 事件过后的两个月内还陆续有 8000 人死亡 这种 毒雾 就是工厂排出的 SO2气体 SO2气体主要引发气管炎 冠心病 肺结核等 洛杉矶 光化学 烟雾 是由汽车排放的尾气造成的 尾气的成分为臭氧 氮氧化物 乙醛等气体 它笼罩在城市的上空 在阳光的照射下 呈现浅蓝色光辉 它刺激人的眼睛和呼吸道 并使人感到不同程度的头疼 温室效应 主要是由 CO2等引起 专心 爱心 用心6 答案 答案 C 知识 链接 石膏 是一种结晶水合物 带两个结晶水的 CaSO4叫石膏 CaSO4 2H2O 通常为白色固体 微溶于 水 石膏可用于制作各种模型及医疗上用它作石膏绷带 水泥厂用它来调节水泥的凝结速度 豆腐制作过 程还可用它作凝固剂 硫酸钡 BaSO4 硫酸钡非常稳定 不溶于水 不溶于酸 对 X 射线有阻抑作用 因此 硫酸钡 常用做钡餐 白色颜料等 探究解题新思路探究解题新思路 基础思维探究基础思维探究 题型一 环境保护题型一 环境保护 典例典例 1 1 酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出 SO2所造成的 试回答下列问题 1 现有雨水样品 1 份 每隔一段时间测定该雨水样品的 pH 所得数据如下 测试时间 h 01234 雨水的 pH 4 734 624 564 554 55 分析数据 回答下列问题 雨水样品的 pH 变化的原因是 用化学方程式表示 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合 pH 将变 原因是 用化学方程式表示 2 你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是 少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源 A B C D 3 有人在英国进行的一项研究结果表明 高烟囱可以有效地降低地表面 SO2浓度 在 20 世纪的 60 70 年代的 10 年间 由发电厂排放出的 SO2增加了 35 但由于建筑高烟囱的结果 地面浓度降低了 30 之多 请你从全球环境保护的角度 分析这种方法是否可取 简述其理由 研析 研析 1 酸雨放置时 pH 变小 其原因是雨水中的 H2SO3被空气中氧气氧化所致 雨水和自来水混 合 应考虑 H2SO3与 Cl2 或 HClO 的反应 2 减少酸雨的形成须减少 SO2的排放 将煤转化为清洁能源 如煤的气化和液化 燃料脱硫 固 硫 开发不含硫的新能源 如氢能 核能等 都是有力措施 3 将烟囱建高 并没有减少 SO2的排放 只是将 SO2在地表的含量降了下来 无疑将增加高空中 SO2的浓度 酸雨依旧会形成 答案 答案 1 SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 小 H2SO3 HClO H2SO4 HCl 或 SO2 2H2O Cl2 H2SO4 2HCl 2 C 3 不可取 因 SO2的排放总量没有减少 所以进一步形成的酸 雨仍会造成对全球的危害 友情提醒 友情提醒 接触和认识化学与环境的关系 强化环保意识 是化学学习的一项重要内容 因而关于环 境保护的内容 如环境污染 环境监测 污染物的处理及防措施等 都应引起重视 拓展 变式 1 常见的污染物分为一次污染物和二次污染物 二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理 化学因素或微生物作用下 发生变化所生成的新污染物 如反应 2NO O2 2NO2中 二氧化氮为二次 污染物 下列 3 种气体 硫化氢 二氧化硫 汽油 其中能生成二次污染物的是 A B C D 全部都是 1 研析 研析 上述 3 种气体本身属于大气的污染物 即一次污染物 硫化氢还原性很强 易燃烧 专心 爱心 用心7 氧化转化成二次污染物二氧化硫 二氧化硫与水结合生成亚硫酸 进一步被氧化成硫酸 增加酸雨的 酸度 汽油不完全燃烧 生成剧毒的一氧化碳气体 上述 3 种气体都可转化为二次污染物 答案 答案 D 题型二 物质的分离提纯题型二 物质的分离提纯 典例典例 2 2 在二氧化碳中混有少量的二氧化硫 三氧化硫 氯化氢杂质 设计一种一步只除去一种杂质 最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案 试回答 1 使气体经过各试剂 自选 的顺序为 2 写出有关的离子方程式 研析 研析 首先确定除各种杂质应采用的试剂 除去 SO3可选用浓硫酸使它溶解 这样可以不影响 CO2 SO2和 HCl 除去 SO2的试剂在 CO2为主气体时 不能用 NaOH 可用酸性 KMnO4溶液 但 HCl 也溶于 KMnO4溶液中 甚至 HCl 会被氧化生成 Cl2 带入新的杂质 若选用 NaHCO3 虽能除 SO2 但同时也除去了 HCl 所以也不能选用 但若在除 SO3之后除去 HCl 可选用 NaHSO3饱和溶液 可不影响 CO2 SO2 其后再 用饱和 NaHCO3除 SO2即可 气体用溶液洗气后必然混有水蒸气 可用干燥剂除之 答案 答案 1 浓硫酸 饱和 NaHSO3 饱和 NaHCO3 浓硫酸 或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂 2 HSO3 H H2O SO2 HCO3 SO2 HSO3 CO2 启发引申 启发引申 题中除 HCl SO2选用酸式盐溶液是为避免不必要的干扰 比如 用 Na2CO3除去 CO2中的 SO2 会因 CO2与 Na2CO3作用生成 NaHCO3而损失主气体 用 Na2SO3除去 SO2中的 HCl 也会因 SO2与 Na2SO3 生成 NaHSO3而损失 SO2 拓展 变式 2 实验室里需要纯净的氯化钠溶液 但现有的氯化钠晶体中混有少量硫酸钠和碳酸氢铵 设计 一组实验去杂质 试简单回答下列问题 1 除去碳酸氢铵 用加热方法好 还是加入强碱微热的方法好 答 原因是 判断碳酸氢铵已完全除去的方法是 2 加热的固体残渣溶于水后 应该用氯化钡溶液还是硝酸钡溶液除去 SO42 答 原因是 判断 SO42 已完全除去的方法是 2 研析 研析 解析解答除杂质题的思路是 不增 即不增加新的杂质 增加了要设法除尽 不 减 不减少欲被提纯的物质 易分离 即被提纯的物质与杂质容易分离 易转变 即加入的试剂 能把杂质转变为被提纯的物质 或转变为气体 沉淀 易溶物而除去 由此可知答案 答案 答案 1 加热方法好 碳酸氢铵可全部分解 无残余物 而加强碱只除去 NH4 且消耗了试 剂 将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色 则分解已完全 2 用 BaCl2溶液为好 避免溶液中引入 NO3 取少量的上层清液 滴加 BaCl2溶液 如不产生 浑浊 表示 SO42 已完全除去 题型三 有关硫及其化合物相互转化的计算题型三 有关硫及其化合物相互转化的计算 典例典例 3 3 将含有 amolNa2SO3的溶液跟含有 bmolNa2S 的溶液混合后无明显现象 若再加入稀 H2SO4 则 立即出现浅黄白色硫沉淀 有关叙述不正确的是 A 若 a b 1 2 生成 S 和 SO2 B 若 a b 1 2 生成 S 而无 SO2 C 若 a b 1 2 生成 S 和 H2S D 若 a b 1 3 生成 S SO2 H2S 研析 研析 S2 与 SO32 在非酸性环境中难以反应 所以 Na2SO3与 Na2S 溶液混合无明显现象 加酸对氧化剂 专心 爱心 用心8 SO32 的氧化性起加强作用 因而即发生氧化还原反应 2Na2S Na2SO3 3H2SO4 3S S 3Na2SO4 3H2O 按上反应方程式 Na2SO3与 Na2S 物质的量之比为 1 2 只析出 S 在加入足量硫酸的前提下 若 Na2S 过量 即 a b 1 2 则 Na2S 与 H2SO4反应逸出 H2S 若 Na2SO3过量 即 a b 1 2 则 H2SO4与 Na2SO3反应逸出 SO2 但总不会同时逸出 H2S 和 SO2 因为它们也会反应 2H2S SO2 3S 2H2O 答案 答案 D 启发引申 启发引申 氧化还原反应中的另一规律性 即酸性加强使氧化剂的氧化性加强在此得到体现 本题先 分析各反应物按反应方程式计算进行反应时的情况 再对某一种反应物过量的情况进行讨论 拓展 变式 3 若向含少量水蒸气的容器中通入 SO2与 H2S 共 1 00 mol 且知 H2S 过量 充分反应后 所得 的氧化产物比还原产物多 8 0 g 则通入的 SO2和 H2S 的物质的量之比可能是 A 1 1 B 1 2 C 2 1 D 1 3 3 研析 研析 差量法 H2S 和 SO2的反应方程式如下 2H2S SO2 3S 2H2O SO2 2H2S 3S 2H2O S 氧化 还原产物之差 1 mol 32 g n SO2 8 0 g n SO2 0 25 mol n SO2 n H2S 0 25 mol 1 00 mol 0 25 mol 1 3 答案 答案 D 综合思维探究综合思维探究 题型一 学科内综合题 典例典例 4 4 下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符的是 A NaHSO3粉末加入 HNO3溶液中 B H2S 气体通入氯水中 气 体 体 积 NaHSO3质量 0 pH H2S气体体积 0 C NaOH 溶液滴入 Ba HCO3 2 D CO2气体通入澄清石灰水中 0 NaOH溶液体积 沉 淀 质 量 CO2气体体积 溶 液 导 电 能 力 0 研析 研析 亚硫酸钠加入硝酸溶液中 硝酸跟亚硫酸氢钠间可能发生氧化还原反应 生成氮的氧化物和硫 酸盐 所以一开始就会有气体产物 题给图像中的曲线不能正确反映实际情况 硫化氢通入氯水中 很容易发生下列反应 H2S Cl2 2HCl S 所以 反应一开始溶液的 pH 会降低 图像错误 氢氧化钠滴入碳酸氢钡溶液中 一开始就会有沉淀生成 图像也不正确 CO2通入澄清石灰水中 反应分两个阶段 先是 CO2 Ca2 2OH CaCO3 H2O 再是 专心 爱心 用心9 CaCO3 CO2 H2O Ca2 2HCO3 对应的溶液的导电性先减弱 再增强 图像基本正确 答案 答案 D 考向指南 考向指南 图像信息与化学反应信息的相互转换 这是近几年出现的一个新热点 大家要加以充分重 视 审读图像题的关键是剖析图像中的化学含义 题中四组物质之间的化学反应是大家所熟悉的 但这里 是要求把图像中的曲线跟化学反应的结果联系起来 拓展 变式 4 常温下 将 Fe 粉和 S 粉混合 不发生反应 某课外活动小组将 Fe 粉和 S 粉按物质的量比 1 1 混合均匀 并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中 加热片刻 反应开始 然后撤去酒精灯 发现反应仍能剧烈进行 并使生成的固体呈红热状态 试回答 1 上述现象说明了 2 将生成的黑色固体置于稀 H2SO4中 有气体放出 写出发生反应的离子方程式 3 已知 H2S 是一种剧毒 有刺激性气味的气体 试说明实验室制取 H2S 时应采用的一条安全 措施 4 研析 研析 1 撤去酒精灯 反应仍能继续 表明有热量来源 热量何来 只能说反应是放热反 应 2 FeS 与 H2SO4发生复分解反应 3 应将多余的 H2S 吸收或通过通风橱排走 以免中毒 答案 答案 1 Fe 与 S 的反应是放热反应 2 FeS 2H Fe2 H2S 3 在制 H2S 的反应装置和收集装置后连接盛有 NaOH aq 或 CuSO4 aq 的洗气瓶 或制 取 H2S 时在通风橱中进行 题型二 实际应用题 典例典例 5 5 工业制 CuSO4时 不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应 而是将铜丝浸入稀硫酸中 再 不断由容器下部吹入细小的空气泡 这样做的好处是 研析 研析 铜与浓硫酸的反应为 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 分析反应方程式可知 由于 浓 H2SO4有 1 2 表现氧化性 1 2 表现酸性 导致浓 H2SO4的利用率只有 50 又由于生成的二氧化硫是有 毒气体 也是引起酸雨的主要成分 所以工业上一般不采用此法 本题所给方法的反应方程式为 2Cu 2H2SO4 O2 2CuSO4 2H2O 可知 硫酸仅表现酸性 对比以上两种方法 不难看出 这样做的好处 主要有两条 减少了硫酸的用量 提高了硫酸的利用率 不会产生对大气有污染的二氧化硫 答案 答案 减少了硫酸的用量 提高了硫酸的利用率 不会产生对大气有污染的 SO2 方法导引 方法导引 在人类文明程度越来越高的今天 人类对自然界的负面影响也逐步体现出来 那就是资 源问题的污染问题 因此 这类题目除了考虑原理 设备 成本等 要重点考虑原料利用率和环境污染问 题 拓展 变式 5 甘蔗糖厂在生产过程中需要使用 SO2气体 为此 需要在燃烧炉中燃烧硫磺 沸点为 445 在生产中发现如下情况 当液态硫表面上方 3 mm 左右空间的温度为 360 380 时 燃烧硫磺的火 焰呈蓝色 当温度超过 450 火焰呈白色 此时硫磺消耗的速度加快 但 SO2产率明显降低 在输 送 SO2的管道中也随之出现较严重的堵塞 试解释其原因 5 研析 研析 题目提供了 3 个温度数据 燃烧温度 1 个高于硫的沸点 1 个低于硫的沸点 温度高 于硫沸点时 硫变成了气态 火焰呈白色正是混有大量硫蒸气的原因 专心 爱心 用心10 答案 答案 温度高 导致液态硫磺大量蒸发 硫蒸气来不及燃烧而部分随产生的 SO2一同输送出去 故硫磺消耗速度加快 SO2产率反而下降 在输送过程中 硫磺蒸气冷凝成固体硫严重堵塞输送管道 题型三 实验操作题 典例典例 6 6 长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化 现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度 实 验步骤如下 称量a g 样品 置于烧杯中 加入适量蒸馏水 使样品溶解 加入稀盐酸 使溶液呈强酸性 再加过量的 BaCl2溶液 过滤 用蒸馏水洗涤沉淀 加热干燥沉淀物 将沉淀物冷却至室温后 称量 重复 操作直到合格 最后得到b g 固体 回答下面问题 1 本实验中是否能用 Ba NO3 2代替 BaCl2 其理由是 2 步骤 中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是 3 步骤 的 合格 标准是 4 实验测得样品中无水亚硫酸钠占原有样品的质量分数是 列出算 式 不需化简 研析 研析 Na2SO3容易被空气中的 O2氧化为 Na2SO4 但a g 样品配成溶液加入 HCl 后 Na2SO3已经转化 为 SO2 再加 BaCl2就只得 BaSO4沉淀 通过 BaSO4的质量b g 求出变质生成的 Na2SO4的质量即可 具体的操作及设问均围绕不使 Na2SO3沉淀及精确称量沉淀的质量展开 在注意原理分析的同时也要注 意实验技巧的分析 答案 答案 1 不能 在酸性溶液中 NO3 能将 SO32 氧化成 SO42 造成结果错误 2 保证得到的沉淀都是 BaSO4 没有 BaSO3 3 连续两次称量的质量不变 4 a g 142 g mol 1 1 molg233 bg ag 1 100 总结提升 总结提升 涉及到测定样品中亚硫酸钠的质量分数 包括了测定步骤 操作 试剂的选择以及定量计 算 综合程度较高 亚硫酸钠被部分氧化 样品中必同时含有亚硫酸钠和硫酸钠 实验目的是测定亚硫酸 钠的含量 其原理是先测定硫酸钡沉淀质量换算为硫酸钠的质量 即可求出亚硫酸钠的质量 实验的关键 是除去样品中的 SO32 且让硫酸钠沉淀完全 在解答过程中一要引导学生明确实验测定的原理 形成正 确的解题方法思路 二要通过问题分析如 BaCl2必须过量的原因 如何确定 BaCl2是否过量的方法等 培养自己的发散思维能力 拓展 变式 6 为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价 下面是某同学设计的实验过程的一部分 专心 爱心 用心11 请回答以下问题 1 混合粉末 A 中硫粉过量的原因是 2 反应在 惰气环境 中进行的原因是 3 操作 是用烧热的玻璃棒点触混合粉末 反应即可持续进行 说明 4 操作 的作用是 反应方程式是 也可改用加入 5 操作 稀 H2SO4煮沸的目的是 6 为证明产物中铁的价态 对 D 溶液的实验操作最好是 6 研析 研析 只要搞清设计实验的目的和原理 结合硫和铁反应的特点 注意空气的氧化性 即可 迎刃而解 答案 答案 1 防止因铁粉过量而使滤渣 C 中的铁粉与 H2SO4反应 生成 Fe2 干扰实验 2 防止 环境中的 O2参与反应 3 硫和铁粉反应是放热的 4 除去混合物中的硫粉 3S 6KOH 2K2S K2SO3 3H2O CS2 5 防止 H2SO4溶解的氧气氧化生成的 Fe2 6 加入煮沸的 KSCN 溶液 看是否变为血红色溶液 题型四 学科间渗透题 典例典例 7 7 如图所示装配好装置 待内外空气压强不变时标注出水银液面的刻度 用红漆 取下橡 皮塞 在玻璃燃烧匙中加入硫粉 用酒精灯点燃迅速移入锥形瓶中并塞紧橡皮塞 硫粉安静地燃烧 水银 柱推向左管 当火焰熄灭后 静置 水银柱又慢慢回到原标定的刻度 简要回答下列问题 1 水银柱推向左管说明什么 2 硫粉未燃尽时火焰就熄灭了 说明 3 根据水银柱最后又回到原先标定的刻度 可得到什么结论 4 根据反应方程式 S O2 SO2和上述结论又可推导出什么 或证明什么 研析 研析 1 我们都知道 热胀冷缩 的道理 水银柱推向左管 显然是气体受热膨胀的原因 而 热 哪里来 那必然是反应放出来的 因此 该反应是放热反应 2 硫粉燃烧 实际上是硫粉与空 气中的氧气反应 二者缺一不可 硫粉未燃尽时火焰就熄灭显然是氧气消耗完的原因 3 水银柱最后 又回到原先标定的刻度 从直觉上应该是容器中气体的压强 体积 物质的量等指标反应前后没有改变 由此可得结论 4 从化学方程式中我们可以看出 反应消耗的氧气与生成的 SO2的分子数相同 联想 到第 3 问的结论 可知 同温同压下 相同体积的气体含有相同的分子数 专心 爱心 用心12 答案 答案 1 该反应是放热反应 气体受热膨胀 2 瓶内氧气已耗尽 3 同温同压下 反应消耗的氧气与生成的 SO2 体积相同 压强同 物质的量同 4 同温同压下 相同体积的气体含有相同的分子数 友情提醒 友情提醒 分析简答题首先要熟悉题中情景 然后联系已有知识 有时还要结合其他学科的知识全面 条理地回答 本题的结论本身是同学们非常熟悉的 也正因为这样 有部分同学感觉不好回答 认为这些 结论是理所当然的 殊不知 我们看上去非常简单的结论也是通过前人大量的实验得出的 同学们可以通 过本题认真地体会一下 拓展 变式 7 据报道 1952 年 2 月 某城市雾大无风 家庭和工厂排出的烟雾经久不散 大气中 SO2的含 量高达 3 8 mg m 3 烟尘达 4 5 mg m 3 居民健康普遍受到危害 4 天之内死亡人数约 4000 人 回答 1 流经该城市的主要河道也因此而受到污染 引起鱼类死亡 这与此种类型大气污染形成 有关 2 这种大气污染对人体 系统的危害最大 将会造成 等病症 举 2 种主 要病症 3 大气中的 SO2将直接危害陆生高等植物的 组织 4 为了防止这种污染 硫酸厂可用氨水吸收 SO2 其离子方程式为 5 目前一种比较有效的方法是 用直升飞机喷撒白垩粉 CaCO3 以降解其污染 其化学方程 式为 7 研析 研析 本题讨论的是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题 综合了生物 化学 人类 健康等方面的知识 答案 答案 1 酸雨 2 呼吸 呼吸困难 咳嗽 喉痛 支气管哮喘 肺气肿等 任 2 种 3 叶 4 2NH3 H2O SO2 2NH4 SO32 H2O 5 CaCO3 CaO CO2 CaO SO2 CaSO3 2CaSO3 O2 2CaSO4 创新思维探究创新思维探究 题型一 开放探究题 典例典例 8 8 某课外小组利用下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 专心 爱心 用心13 溶液 加热时溶液由无色变为红色的原因是 研析 研析 由实验装置和试验过程可以看出 受热时 有气体从溶液中逸出 导致溶液的颜色发生变化 冷却后 逸出的气体重新溶解 得到原来的溶液 所以又恢复原溶液的颜色 水中溶解什么样的气体可有 这样的性质呢 可从中学所学有关红色溶液的实验及气体的酸碱性不同等方面予以讨论 1 若水中溶有碱性气体 中学阶段常见的是 NH3 且滴有酚酞试液 则溶液呈红色 加热时随 NH3 的不断逸出 溶液碱性变弱 红色逐渐变浅 停止加热后恢复到原来的温度 NH3重新溶解在水中 溶液 又恢复原来的红色 2 若水中溶有酸性气体 如 HCl SO2等 滴入酚酞试剂 溶液无色 加热即使能使酸性气体全部 逸出 溶液也只能呈中性 还是不能变红色 况且酸性气体全部逸出是不可能的 若酸性气体的水溶液中 滴有石蕊试液 则溶液显红色 与 2 题题意不符 酸性气体中 还有一个较特殊的 SO2 若水中溶有品红和 SO2 则所得溶液无色 加热时 水中溶解 的 SO2及品红吸收的 SO2逸出 溶液变为红色 停止加热后恢复到原来的温度 SO2重新溶入水中 漂白品 红而使溶液褪色 答案 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 课标点击 课标点击 本题答案不唯一 具有一定的开放性 本题给出实验现象 让学生透过现象探索问题的本 质 与通常实验中 我们通过具体实验观察现象过程相反 考查了学生的逆向思维和形象思维能力 这类 题型是新课标下的热点题型 拓展 变式 8 将 amolH2S 和 1molO2置于一容积可变的容器中进行反应 在 120 101KPa 时测得反应前后 容器内气体的密度分别为 d1和 d2 若 a 的取值不同 H2S 的氧化产物可能有下列三种情况 1 全部是 SO2 此时 a 的取值范围是 2 全部是 S 此时 a 的取值范围是 并且 d1 d2 填 大于 小 于 或 等于 3 部分是 S 部分是 SO2 此时 a 的取值范围是 反应所生成的 SO2的物质的量 为 mol 容器内共有 mol 气体 以含 a 代数式表示 8 研析 研析 根据 H2S 燃烧通式 xH2S yO2 3x 2 y S y x 2 SO2 xH2O 将 x a y 1 代入得 aH2S O2 3a 2 1 S 1 a 2 SO2 aH2O 由此可得 答案 答案 1 全部是 SO2时 3a 2 1 即 a 2 3 2 全部是 S 时 a 2 1 即 a 2 很显然 此时 d1 d2 3 部分是 SO2 部分是 S 时 a 2 1 3a 2 即 3 2 a 2 此时 生成的 SO2为 1 a 2mol 容 器内共有气体 1 a 2 a 1 a 2mol 题型二 课标思维题 典例典例 9 9 A H 等 8 种物质存在如下转化关系 反应条件 部分产物未标出 已知 A 是正盐 B 是 能使品红溶液褪色的气体 G 是红棕色气体 按要求回答问题 A BCD EFGH D NaOH溶液 O2 O2 H2O O2 H2O 专心 爱心 用心14 1 写出下列物质的化学式 A B C 2 写出下列反应的化学方程式 E F G H D 的浓溶液与木炭反应的方程式 3 检验某溶液中是否含 D 中阴离子的方法是 研析 研析 本题有两个较为明显的突破口 根据 B 是能使品红溶液褪色的气体 可知 B 是 SO2气体 则 C 是 SO3 D 是硫酸 根据 G 是红棕色气体 可知 G 是 NO2气体 逆推 F 是 NO 气体 E 是 NH3 A 能与 硫酸反应放出 SO2 其阴离子必然是亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子 但考虑到是正盐 可以确定其阴离 子是亚硫酸根离子 同时 A 又能与 NaOH 溶液反应放出氨气 A 中必然含有铵根离子 由此判断 A 为 NH4 2SO3 答案 答案 1 NH4 2SO3 SO2 SO3 2 4NH3 5O2 高温 催化剂 4NO 6H2O 3NO2 H2O 2HNO3 NO C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O 3 取少量该溶液于试管中 加足量盐酸 酸化 未见白色沉淀产生 再加少量 BaCl2溶液 如果出现白色沉淀 则证明有 SO42 总结提升 总结提升 本题为框图型推断题 分析时 要学会如何根据题目图示条件寻找解题突破口 这是解答 此类题目的关键 结合有关物质推断确定的过程 一是要进一步熟悉掌握硫及其化合物 氮及其化合物之 间的转化关系 二是要注意培养学生分析推理 综合概括的能力 拓展 变式 9 标准状况下 将 1L 可能含有 N2 H2 CO NH3 NO2 H2S 杂质的无色 SO2气体 依次通过如下 图所示的装置 各容器中液体均为足量 其变化情况是 气体通过 A 瓶 浓 H2SO4无明显变化 气体体积无变化 气体通过 B 瓶 饱 和 Na2CO3溶液质量增加 0 5g 气体体积无变化 气体通过 C 瓶后 再通过 D 管 灼热的 CuO 中有 红色物质生成 冷却后 气体体积变为 888ml 标准状况 将上述气体通过 E 后 再通入 F 中 澄 清石灰水变浑浊 同时增重 1 54g 气体经过干燥管 P 后 在量筒 H 中 收集到水 104ml 根据以 上实验回答 1 混合气体中 SO2的体积分数为 2 混合气体中含有的杂质为 3 混合气体中是否含有 H2 CO 杂质 若有 指出其体积 若无 说明理由 a H2 b CO 9 研析 研析 气体通过浓 H2SO4 体积无变化 说明无 NH3和 H2S H2S 与浓 H2SO4发生氧化还原 反应 气体通过饱和 Na2CO3溶液质量增加 0 5g 发生了反应 SO2 Na2CO3 Na2SO3 CO2 m 专心 爱心 用心15 22 4L 44g 64 44 g V SO2 m CO2 0 5g V SO2 0 56L m CO2 1 1g SO2 0 56L 1L 100 56 通过灼热的 CuO 有红色物质生成 说明有还原性气体 H2或 CO 或两者皆有 通入澄清石灰水变浑浊 说明有 CO2 由两部分组成 且为 1 54g 则 中的还原性气体必含 CO CO CO2 Ca OH 2 22 4L 4g V CO 1 54g 1 1g V CO 22 4L 0 44g 44g 0 224L 224mL 最后得到的气体只能是 N2 且 V N2 V H2O 104mL S 则 V H2 1000ml 888mL 112mL 答案 答案 1 56 2 N2 H2 CO 3 H2 112mL 4 CO 224mL 高考思维探究高考思维探究 考题 1 2005 全国 3 6 现有以下几种措施 对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理 少用原 煤做燃料 燃煤时鼓入足量空气 开发清洁能源 其中能减少酸雨产生的措施是 A B C D 研析 研析 由于煤中含有一定量的硫 煤在燃烧时产生大量的 SO2 这是酸雨产生的主要原因之一 所以 如能对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理 比如在其中加入适量氧化钙 将产生的 SO2转化成硫酸钙 先 生成亚硫酸钙 然后进一步被氧化成硫酸钙 或者开发清洁能源 如氢能源等 少用原煤做燃料 都可 以减少酸雨的产生 但燃煤时鼓入足量空气只能促使煤中的各个成分燃烧的更彻底 不能减少 SO2的量 答案 答案 C 友情提醒 友情提醒 污染问题已成为当今全球性严重问题之一 愈来愈引起世界各国的普遍关注 化学在保证 和提高人类生活质量 保持自然环境以及增强化学工业的竞争方面均起着关键作用 但化学带来的污染已 严重威胁着人类的健康 保护人类赖以生存的地球是全人类的共同要求 在这种情况下引起了越来越多的 人的关注 该类题目也成为近年来考查的热点 考题 2 2005 上海 17 含 8 0 g NaOH 的溶液中通入一定量 H2S 后 将得到的溶液小心蒸干 称 得无水物 7 9 g 则该无水物中一定含有的物质是 A Na2S B NaHS C Na2S 和 NaHS D NaOH 和 NaHS 研析 研析 氢硫酸 H2S 溶液 是一种二元弱酸 在与 NaOH 溶液反应时有两种反应 H2S 2NaOH Na2S 2H2O H2S NaOH NaHS H2O 所以 当 n H2S n NaOH 1 2 时 只按 反应 剩余物质为 NaOH 和 Na2S 质量界于 7 8g 和 8 0g 之间 当 n H2S n NaOH 1 2 时 只按 反应 剩 余物质为 Na2S 质量为 7 8g 1 2 n H2S n NaOH 1 1 时 按 反应 剩余物质为 Na2S 和 NaHS 质量界于 7 8g 和 11 2g 之间 当 n H2S n NaOH 1 1 时 只按 反应 剩余物质为 NaHS 质 量为 11 2g 因此 该物质可能为 Na2S 和 NaHS 的混合物或者为 Na2S 和 NaOH 的混合物 无论哪一种情况 均有 Na2S 答案 答案 A 考向指南 考向指南 H2S 和 NaOH 有两步反应 在计算过程中 需要讨论 因此 其相关运算又称为 两步反应 讨论型计算题 由于该类题型能非常好的考查出 高考考试大纲 中规定的分类讨论的思想及应用能力 因而成为高考 长考不衰 的一种题型 这样的素材较多 除了 H2S 和 NaOH 溶液反应外 SO2与 NaOH 溶 液反应 CO2与 NaOH 溶液反应 H2S 的燃烧 C 的燃烧 木炭还原氧化铜等都可以成为该类题的素材 希 望同学们认真体会 考题 3 2005 广东化学 20 研究性学习小组进行 SO2的制备及性质探究实验 专心 爱心 用心16 1 根据反应 Na2SO3 固 H2SO4 浓 Na2SO4 SO2 H2O 制备 SO2气体 用下列简图 在答题卡的方框中画出制备并收集 SO2的实验装置 含试剂 示意图 实验过程中 使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是 2 将 SO2气体分别通入下列溶液中 品红溶液 现象是 溴水溶液 现象是 硫化钠溶液 现象是 3 有一小组在实验中发现 SO2气体产生缓慢 以致后续实验现象很不明显 但又不存在气密性问 题 请你推测可能的原因并说明相应的验证方法 可以不填满 原因 验证方法 原因 验证方法 原因 验证方法 研析 研析 1 本小题考查同学们实际选择仪器 连接仪器的能力 从左到右 依次是发生装置 收 集装置 尾气吸收装置 本小题考查基本操作能力 2 本小题考查 SO2的性质 漂白性 还原性 酸性氧化物 氧化性 3 本小题具有开放性 可以从多方面考虑 答案 答案 1 打开分液漏斗上口的