高考化学一轮复习 专题4_3 硫及其化合物（讲）（含解析）1.doc

专题4.3 硫及其化合物1、掌握硫及其化合物（H2S、SO2、SO3、H2SO4等）物理及化学性质及应用。2、掌握O3、H2O2的性质。3、了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。一、臭氧和过氧化氢（一）臭氧1、物理性质：常温、常压下，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比空气密度大。2、化学性质（1）极强的氧化性：O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2（2）不稳定性：2O3=3O2（升高温度，分解速率加快）（3）漂白和消毒（4）产生方式： 3O2=2O3（放电条件）3、臭氧层（二）过氧化氢1、结构2、化学性质（1）不稳定性：2H2O2=2H2O+O2（2）还原性：遇到强氧化剂时，显还原性。2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O（3）氧化性： H2O2+Na2SO3=Na2SO4+H2O 杀菌、消毒、漂白，能使NaOH的酚酞溶液的红色褪去，注意不是H2O2的弱酸性所致。【典型例题1】臭氧分子的结构与SO2（极性分子）相似，可读做二氧化氧，在臭氧层中含量达0.2 ppm（ppm表示百万分之一）。臭氧是氧气吸收了太阳的波长小于242 nm的紫外线形成的，不过当波长在220 nm320 nm的紫外线照射臭氧时，又会使其分解。下列说法中正确的是 （ ） A打雷时也能产生臭氧，臭氧分子是直线型分子B臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均须吸收能量C臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定D向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解【答案】CD【解析】A不正确，臭氧分子是V型结构，氧原子不再同一条直线上；同一反应的正反应和逆反应不可能都是吸热反应或放热反应，B不正确；CD都是正确。【点评】O3与H2O2在教材中没有直接讲解，但在其他物质的知识中有所渗透，应结合物质结构、元素周期律与元素周期表的知识进行分析、总结。【迁移训练1】【甘肃天水一中2016届上期中】下列有关说法错误的是 （ ）AH2O2、Na2O2都属于过氧化物、都存在非极性共价键BH2O2做漂白剂是利用其强氧化性，漂白原理与HClO类似但与SO2不同C双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂DH2O2既有氧化性又有还原性，1molH2O2在参加反应时一定转移2mol电子【答案】D考点：考查H2O2的结构与性质的关系的知识。二、硫及硫的氧化物1、硫（1）硫元素的存在形态形态（2）硫单质的物理性质硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。残留在试管内壁上的硫呈现 淡黄色 色，可以用 CS2溶解除去，因为硫的溶解性为难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳 。（3）从化合价的角度认识硫单质的化学性质S单质为0价，为中间价，既有氧化性又具有还原性。 氧化性：H2+SH2S Fe+SFeS（氧化性较弱，Fe为+2价） 2Cu+SCu2S（Cu为+1价） 还原性：S+O2SO22、二氧化硫（1）SO2的物理性质 颜色、状态：SO2是一种无色、有刺激性气味的气体。 溶解性：SO2易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2，且易液化。 毒性：SO2有毒，尾气中的SO2用碱溶液吸收。 密度：SO2的密度比空气的大，收集SO2用向上排空气法。（2）SO2的化学性质具有酸性氧化物的通性A与H2O反应SO2与水反应生成H2SO3，化学方程式为： SO2+H2O=H2SO3 。B使指示剂变色：SO2能使石蕊试液变红色。注意：SO2不能使指示剂褪色。C与碱反应当NaOH足量时，反应的化学方程式为：SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O；当NaOH不足量时，反应的化学方程式为：SO2+NaOH= NaHSO3。D可与碱性氧化物或某些盐反应。SO2与Na2SO3溶液反应生成NaHSO3，化学方程式为：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。氧化性将SO2通入到氢硫酸（H2S溶液）中：A反应的化学方程式为：2H2S+SO2 =3S+2H2O；B实验现象：产生淡黄色沉淀 。还原性ASO2被O2氧化成SO3的反应的化学方程式为：2SO2+O22SO3。BSO2的水溶液能被X2（Cl2、Br2、I2）氧化，如SO2能使溴水褪色，反应的化学方程式为：SO2+Br2+2H2O= 2HBr+H2SO4 。CSO2能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去,反应的离子方程式为：2MnO +5SO2+2H2O= 2Mn2+5SO+4H+漂白性SO2+H2O+有色物质不稳定无色物质有色物质3三氧化硫SO3在标准状况下为无色、针状晶体，（1）SO3与水的反应：SO3+H2O=H2SO4 ，反应放出大量的热。（2）SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。SO3与氧化钙的反应：SO3+CaO= CaSO4 。SO3与Ca(OH)2的反应：SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O。4.硫的氧化物的污染与治理(1)来源：含硫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5.6)。(3)治理：燃煤脱硫，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2SO2O22SO3、SO3H2O=H2SO4。途径2：SO2H2OH2SO3、2H2SO3O2=2H2SO4。【典型例题2】【江苏海门中学2016届9月月考】下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的沉淀的是 （ ） ABa(OH)2 BBa(NO3)2 CNa2S DBaCl2【答案】D【考点定位】二氧化硫的化学性质【点评】本题考查二氧化硫的性质，二氧化硫为酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸、亚硫酸为多元弱酸，并且二氧化硫还具有漂白性、氧化性和还原性，解题时要认真分析选项中隐藏的信息，如B选项中NO3-在酸性条件下会氧化SO2，C选项S2-在酸性条件下会还原SO2，选项D中强酸不能制弱酸，搞清楚这些信息再去解题，相信会快速无错的确定满足条件的选项。【迁移训练2】【湖南衡阳八中2016届第二次月考】如下图，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是 （ ）选项实验现象解释ABaCl2溶液变浑浊SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀BNa2S溶液变浑浊SO2与Na2S溶液反应产生了S单质CKMnO4溶液褪色SO2具有还原性D品红溶液褪色SO2具有漂白性【答案】A考点：考查SO2的性质的正误判断的知识。三、硫酸1、稀硫酸：具有酸的通性。2、浓硫酸：（1）物理性质纯H2SO4是无色油状液体，沸点高，难挥发，密度大于水，溶解于水时放出 大量的热。（2）特性吸水性（常用作干燥剂）A可用浓H2SO4干燥的气体有：H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。B不能用浓硫酸干燥的气体有：碱性气体，如 NH3 ；还原性气体，如 H2S、HBr、HI 等。脱水性浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2:1的比例脱去，例如：C2H5OHCH2=CH2+H2O。（3）强氧化性与金属的反应浓H2SO4能氧化Cu等不活泼的金属，反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+H2O。冷的浓H2SO4能使铁、铝发生钝化。【注意】注意“量变”引起的“质变”在理解浓硫酸与铜、锌、铁、铝以及与碳、硫等反应时，我们要动态地看待反应过程，例如在浓硫酸与铜的反应中，开始是浓硫酸，但随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小，最后变成了稀硫酸，稀硫酸与铜不反应。与非金属的反应加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质，反应的化学方程式为：C+2H2SO4（浓） CO2+2SO2+2H2O 。3、SO的检验被检液取清液有无白色沉淀（判断有无SO）检验SO时要防止其他离子的干扰Ag干扰：先用盐酸酸化，能防止Ag干扰，因为AgCl=AgCl。CO、SO干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO时，必须用酸酸化(不能用稀HNO3酸化)。例如：BaCO32H=H2OCO2Ba2。所用钡盐溶液不能为Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO等会被溶液中的NO(H)氧化为SO，从而得出错误的结论。4、SO的检验加入氯化钡溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为：SOBa2=BaSO3，BaSO32H=Ba2SO2H2O。5、硫酸的用途（1）制取化肥，如磷肥、氮肥；（2）清除金属表面的氧化物；（3）制取挥发性酸；（4）用于精炼石油，制造炸药、农药等，是实验室里常用的试剂。【典型例题3】将浓硫酸加入到盛有蔗糖的烧杯中，观察到下图所示现象，下列说法中不正确的是 （ ）A中现象说明浓硫酸具有很强的脱水性B中现象说明浓硫酸具有很强的酸性C中生成刺激性气味气体说明浓硫酸具有很强的氧化性D中产生的气体通入品红溶液，可以观察到红色褪去【答案】B考点：考查浓硫酸的性质【点评】浓硫酸具有三大特性，应掌握浓硫酸的性质及应用，另外注意“量变”引起的“质变”， 随着反应的进行，因水的生成和硫酸的消耗会造成硫酸浓度的减小进而引起“质变”，如浓硫酸与Zn、Cu的反应。【迁移训练3】【2017届河北省望都中学高三8月月考】下列物质的检验，其结论一定正确的是 （ ）A向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SO42B向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO32 或SO32C取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加HCl时有气体产生，加BaCl2时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化D将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2【答案】C考点：本题考查离子检验。考点一：二氧化硫检验与性质探究 SO2和CO2中S和C的化合价均为+4价，但对于CO2而言为其最高价，只具有氧化性，而S为中间价，既有氧化性又具有还原性，故在性质表现的时候要注意其区别。另外二氧化硫的漂白性也是考查和探究的重点，要注意其原理为强结合能力。1、二氧化硫和二氧化碳比较SO2CO2物理性质颜色气味无色、刺激性气味无色无味密度比空气大比空气大毒性有毒无毒溶解性易溶，常温常压下1：40微溶，常温常压下1：1熔点相对较高，易液化相对较低，难液化化学性质与水反应SO2H2O=H2SO3CO2H2O=H2CO3与碱反应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)2SO2=CaSO3H2OCaSO3SO2H2O=Ca(HSO3)2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)2CO2=CaCO3H2OCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2氧化性SO22H2S=3S2H2OCO2C=2CO还原性能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化无漂白性能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色无对环境的影响形成酸雨，直接危害人体健康引起温室效应鉴别利用二氧化硫的刺激性气味利用二氧化硫的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水是否褪色鉴别利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别2、SO2和CO2的鉴别方法SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别CO2和SO2。通常可用以下方法：（1）用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。（2）用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。2H2SSO2=3S2H2O。（3）用酸性KMnO4溶液，紫色褪色的是SO2，无明显现象的是CO2；2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4。（4）用溴水，使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2；Br22H2OSO2=2HBrH2SO4。（5）用HNO3酸化的Ba(NO3)2，溶液产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。2HNO33SO22H2O=3H2SO42NO，Ba(NO3)2H2SO4=BaSO42HNO3。（6）用FeCl3溶液，使棕黄色变绿色的是SO2，无明显现象的是CO2。【解题指导】一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。3、常见的能用于漂白的物质的比较用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的物质活性炭活性炭吸附漂白物理变化物理漂白不可逆一般用于溶液漂白氯气(潮湿)次氯酸利用次氯酸的强氧化性进行漂白化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质次氯酸盐次氯酸过氧化钠过氧化氢过氧化氢的强氧化性化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质过氧化氢二氧化硫二氧化硫二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质化学变化非氧化还原漂白，可逆具有选择性，如品红、棉、麻、草等4、二氧化硫的制取及性质探究（1）二氧化硫的制取Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2（2）性质探究 二氧化硫的性质探究热点为其氧化性、还原性及漂白性，一般为验证性实验。5、四种常见的SO2尾气处理方法方法一：钙基固硫法为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaOSO2CaSO3,2CaSO3O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO2SO2O22CaSO4。方法二：氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3O2=(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)方法三：钠、碱脱硫法钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOHSO2=Na2SO3H2O，Na2CO3SO2=Na2SO3CO2，Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。方法四：双碱脱硫法先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为吸收反应：2NaOHSO2=Na2SO3H2O,2Na2SO3O2=2Na2SO4。再生反应：Na2SO3Ca(OH)2=CaSO32NaOH，Na2SO4Ca(OH)2=CaSO42NaOH。【典型例题4】【2015-2016学年江西省临川二中下期中】将足量SO2通入下列溶液中，能产生浑浊的有 （ ）Ba(OH)2溶液CaCl2溶液H2S溶液Ba(NO3)2溶液Na2SiO3溶液A B C D【答案】C【考点定位】本题主要是考查二氧化硫的性质【点评】明确二氧化硫的化学性质是解答的关键，归纳如下：SO2性质的多面性：二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较溶液石蕊试液加有酚酞的NaOH溶液酸性KMnO4溶液溴水品红溶液氢硫酸(H2S溶液)现象变红褪色褪色褪色褪色生成浅黄色沉淀SO2的性质溶于水显酸性溶于水显酸性还原性还原性漂白性氧化性【迁移训练4】某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。（1）实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体，写出该反应的化学方程式： 。（2）分别将SO2气体通入下列C溶液中，请回答下列问题： 少量SO2通入紫色石蕊试液，现象是 ，继续通入过量SO2 气体，现象是 。SO2通入紫红色KMnO4溶液，现象是 ， 其反应的离子方程式为 。SO2慢慢地通入澄清石灰水中，现象是 。若C取双氧水，则通入SO2后，请大胆判断所得溶液是什么 （填溶质的化学式），若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体，产生杂质的的原因可能是亚硫酸钠固体中混有 。要证明气体中既有SO2又有CO2，应该选用的试剂依次为。【答案】（1）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O（2）变红 不褪色或不明显颜色逐渐变淡或紫红色消失 5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2+4H+先变浑浊，后又变澄清H2SO4 碳酸盐或碳酸氢盐 品红、酸性KMnO4溶液、品红、澄清石灰水考点二：浓硫酸的特性 浓硫酸的特性表现在其吸水性、脱水性和强氧化性。1、硫酸跟金属反应的一般规律（1）稀硫酸跟金属活动顺序中氢前面的金属反应放出H2，跟氢后面的金属不反应。（2）在常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”，但加热时却剧烈地反应。（3）Au、Pt与浓、稀硫酸均不发生反应。（4）除Au、Pt之外的大部分金属，在加热的条件下均能跟浓硫酸发生反应，但不放出H2。浓硫酸的还原产物一般是SO2，被还原的H2SO4占参加反应H2SO4总量的1/22、鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，无明显变化则为稀H2SO4。方法二：观察状态，浓H2SO4为黏稠状液体，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。方法三：用手掂掂份量，因为浓H2SO4的密度较大（1.84 g/cm3)。相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量大得多。方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生大量气体则为稀H2SO4，Fe+2H+=Fe2+H2；若无明显现象（钝化），则为浓H2SO4。方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑（浓H2SO4的脱水性）者为浓H2SO4，否则为稀H2SO4。方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的（有气泡产生）为浓H2SO4（浓H2SO4的强氧化性），无现象的是稀H2SO4。【典型例题5】下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是 （ ）A2NaClH2SO4(浓) Na2SO42HClBNa2SO3H2SO4(浓) Na2SO4SO2H2OCC2H2SO4(浓) CO22SO22H2OD2FeO4H2SO4(浓) Fe2(SO4)3SO24H2O【答案】D【点评】首先记住浓硫酸的三大特性，然后根据反应原理以及氧化还原反应原理的有关知识进行分析和判断，浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性，浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。【迁移训练5】【2016届福建省泉州市南桥、荷山、南安等五校高三上12月联考】已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是 （ ）AX使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最后有白色沉淀产生D工业上，B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂【答案】D考点：考查无机推断、硫酸的性质等知识。考点三：硫及其化合物之间的转化关系1、硫及其化合物的转化2、当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降如：H2 O2O3H2SH2SO4(浓)S升高2价S降低2价O22H2O3、相邻价态的微粒不发生氧化还原反应如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。4、典型的归中反应 2H2S+SO2=3S+2H2O 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S+3H2O5、含硫物质的连续氧化硫元素【典型例题6】【2016届山西省太原五中高三下4月模拟】如图的关系图中，A是一种正盐，E是强酸，当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系：友情提示：当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。回答下列问题：（1）A是_（用化学式表示）（2）当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体写出B与C的反应方程式：_；一定质量的Zn与100mL 12.0mol/L的E的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g将反应后的溶液稀释至1L，此时溶液中c（SO42-）= _ mol/L，产生SO2体积（标准状况下）= _L。（3）当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂C是_，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时的离子方程式为_。将盛有D和O2的混合气体12mL的量筒倒立于水槽中，充分反应后，剩余2mL无色气体（均在同温同压下测定），则原混合气体中氧气的体积是：_。【答案】（1）（NH4）2S；（2）2H2S+SO2=3S+2H2O；1；4.48；（3）NO；3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O；4mL或1.2mL（3）当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂，则B为NH3、C为NO、D为NO2、E为HNO3由上述分析可知C是NO，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时，为Cu与稀硝酸反应，离子方程式为：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，故答案为：NO；3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O；可能发生的反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，3NO2+H2O=2HNO3+NO，试管中O2和NO2气体按体积比1：4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为12mL=4mL，实际是结果剩余4mL气体，小于4mL，则说明剩余气体为NO或氧气，若为氧气，则参加反应的气体为12mL-2mL=10mL，根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3，可知参加此反应的NO2的体积为10ml=8mL，参加反应的O2的体积为10mL-8mL=2mL，原混合气体中O2的体积为2mL+2mL=4mL；若剩余气体为NO气体，根据3NO2+H2O=2HNO3+NO，可知过量的NO2为32mL=6mL，反应4NO2+O