高中化学 考点过关（下）考点12 非金属硫及其化合物（必修1）（通用）

考点过关（下）考点12 非金属硫及其化合物元素及其化合物知识是中学化学的重要内容，与我们的生产、生活密切相关，知识内容繁杂、零碎、分散，近几年元素化合物考查的内容主要有氮、氯、硫、碳、硅、磷等元素及其化合物的相关知识，试题更加注重对知识本身的理解深度,更加注重知识的迁移,更加注重与生活生产实际的联系,要求能运用化学原理加以解释,并且能进行合理、准确、快速的迁移。硫及其化合物作为高中化学中元素化合物知识的典型代表,有关硫及其化合物的物质性质、实验更是常考知识点。硫及其化合物的主要考点有硫的性质，二氧化硫的性质、实验室制法及二氧化硫的检验与净化，4价硫的氧化性和还原性，二氧化硫的漂白作用与氯气漂白作用的比较，硫酸具有酸的通性和浓硫酸的特性，SO42的检验，环境保护、污染治理等，通常与物质结构、元素周期律、离子共存、离子方程式、氧化还原反应、化学实验等进行综合考查。自然界中游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO42H2O)和芒硝(Na2SO410H2O)等。硫是一种生命元素，存在于某些蛋白质中，这也是石油、天然气、煤等化石燃料中经常含硫的原因。硫俗称硫黄是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔、沸点低。硫是较活泼的非金属元素，能与许多金属、非金属发生反应，通常情况下硫不能使变价金属显高价，说明S的氧化性比Cl2弱。硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，燃烧产物都是SO2，化学方程式是SO2SO2，不管O2多少，S只能被氧化为SO2，因为SO2氧化为SO3需要特定条件。金属汞撒落在地面可撒些硫黄覆盖，防止汞蒸气中毒，常温下S与Hg反应的化学方程式是HgS=HgS。附着在试管中的硫也可以用热碱液洗涤，反应的离子方程式是3S6OH=2S2+SO32+3H2O。【例1】下列说法正确的是_(填序号)。(1)硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界中(2)分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作(3)硫与金属或非金属反应时均作氧化剂(4)硫在空气中燃烧产物只是SO2(5)不能由单质直接化合而制得CuS、CuCl2、Fe2S3、FeCl2(6)用蒸馏水清洗试管内壁残留的硫【解析】(1)不正确，元素在自然界中的存在形式虽然与化学活泼性有关，但不能把非金属性强弱作为唯一属时作还原剂。(4)硫在空气中与O2反应只能生成SO2。(5)不正确，硫的氧化性较弱，与变价金属反应生成低价态硫化物。Cl2的氧化性较强，与变价金属反应生成高价氯化物，S与Cu、Fe反应分别生成Cu2S、FeS，Cl2与Fe、Cu反应分别生成FeCl3、CuCl2。(6)不正确，硫单质易溶于CS2且可以与热的强碱溶液反应：3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O，所以当试管壁上沾有单质硫时，可用CS2或热强碱液洗涤。【答案】(2)(4)二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。二氧化硫具有酸性氧化物的通性，二氧化硫与水反应的化学方程式是SO2H2OH2SO3，一般认为“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：SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4(酸性增强)。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。二氧化硫与NaOH溶液反应的化学方程式是2NaOHSO2=Na2SO3H2O。二氧化硫中的处于中间价态，它既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，可以被多种氧化剂氧化。二氧化硫具有还原性，与新制氯水反应的化学方程式是SO22H2OCl2=H2SO42HCl，与氧气反应的化学方程式是2SO2O22SO3，SO2还能与其他强氧化剂反应，如KMnO4(H)、HNO3等，与酸性高锰酸钾溶液反应的化学方程式是2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2= K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4，紫色的酸性KMnO4溶液褪色或变浅，但这并不是SO2的漂白性所起的作用，是它们之间发生氧化还原反应，漂白是对于有机色质来说，酸性KMnO4不是有机色质。二氧化硫具有弱氧化性，在反应2H2SSO2=3S2H2O中SO2是氧化剂。二氧化硫具有漂白性，SO2与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，如SO2使品红溶液褪色。二氧化硫和氯气虽然都能使品红溶液褪色，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：SO2Cl22H2OH2SO42HCl，不再具有漂白作用，品红溶液的颜色保持不变。SO2与CO2的最大区别在于SO2具有漂白性、还原性和氧化性，而CO2只有氧化性，SO2和CO2都可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清，所以当SO2和CO2同时存在时，要想证明CO2的存在，应该先将SO2除去再通过澄清石灰水。CO2和SO2混合气体鉴别的实验题，品红溶液常要使用两次，分别用于检验SO2的存在以及证明SO2是否被除尽。SO2在日常生活中有一定用处，工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等，此外二氧化硫还用于杀菌消毒，但它的危害性也非同小可，二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等，食用这类食品，对人的肝、肾脏等有严重损害，并有致癌作用。【例2】某小组同学欲研究SO2的性质。(1)将相关的含硫物质分为如下表所示3组，第2组中物质X的化学式是_。第1组第2组第3组S(单质)SO2、X、Na2SO3、NaHSO3SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(2)利用下图所示的装置研究SO2的性质：(熔点：SO276.1，SO316.8；沸点：SO210，SO345)装置模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是_。甲同学按、的顺序连接装置，装置的作用是_；观察到装置中溶液_，体现了二氧化硫具有_的性质。乙同学按、的顺序连接装置，若装置中有40mL2.5molL1NaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置中发生反应所得产物的化学式是_。(3)下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，请回答下列问题。B中加入的试剂是_，作用是_。C中加入的试剂是_，作用是_。D中加入的试剂是_，作用是_。实验时，C中应观察到的现象是_。【解析】(1)结合第3组可知，第2组中四种物质分别为4价硫的氧化物(SO2)、酸(H2SO3)、正盐(Na2SO3)、酸式盐(NaHSO3)。(2)SO2催化氧化的化学反应方程式为2SO2O22SO3。甲同学的方案中，装置的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离，便于研究SO2的性质。在装置中酸性KMnO4溶液褪色，是因SO2将其还原所致，体现了SO2的强还原性。乙同学的方案中，SO2通入NaOH溶液中发生反应，2NaOHSO2=Na2SO3H2O，Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3，n(NaOH)0.04 L2.5 molL10.1 mol，而n(SO2)0.075 mol,12，故所得产物是Na2SO3和NaHSO3。(3)一定要理解【答案】(1)H2SO3(2)2SO2O22SO3使SO3凝结成固体与SO2分离褪色还原性Na2SO3、NaHSO3(3)品红溶液检验SO2酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽澄清石灰水检验CO2酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽(或变浅，或不褪成无色)浓硫酸是一种无色油状液体，常见的浓硫酸的质量分数98%，密度为1.84 g/3,其物质的量浓度为18.4mol/L。硫酸是一种高沸点、难挥发性的强酸，易溶于水，能与H2O以任意比互溶，H2SO4溶解时放出大量的热，因此稀释时应注酸入水，并不断搅拌，以使热量散发，浓硫酸不慎溅到皮肤上，不能用水冲洗，应用干布擦干。稀硫酸是指溶质质量分数小于或等于70%的硫酸的水溶液，H2SO4是二元强酸，在水中的电离方程式为H2SO4=2HSO，由于稀硫酸中的硫酸分子已经被完全电离，硫酸具有酸类的通性，其水溶液能够使石蕊试液变红，与活泼金属反应可放出H2，与碱性氧化物、碱反应时生成盐和水，与弱酸盐反应，这些性质都体现硫酸的酸性，实际上是硫酸中H+离子性质的体现。酸的氧化性是指电离出H所表现的氧化性，是酸的共性，而氧化性的酸是指组成酸的具有变价的元素所表现出的氧化性，浓硫酸的氧化性是由+6价的S元素表现的，稀H2SO4也有氧化性，是由H表现出来的，是酸的通性。浓H2SO4具有强氧化性，常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象，浓H2SO4可以存放在Fe、Al容器中，但若加热也可发生反应。加热条件下，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2，硫酸表现出了强氧化性和酸性，加热条件下铜与浓硫酸反应的化学方程式是Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应即停止。热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2，在这类反应中浓硫酸只表现出氧化性，加热条件下碳与浓硫酸反应的化学方程式是C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O。将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性。浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水表现吸水性。利用浓硫酸的吸水性，在实验室常用浓硫酸作吸水剂和干燥剂。浓硫酸能干燥中性气体和酸性气体，如H2、O2、N2、CO2、SO2、Cl2、HCl等，但不能干燥碱性气体（NH3）和常温下具有还原性（H2S、HBr、HI）的气体。实验室还常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取HCl气体。因为浓硫酸具有吸水性，能吸收浓盐酸中的水，且能放出大量的热，加速HCl的挥发并能干燥HCl气体。浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子表现脱水性。可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭（碳化），利用浓硫酸的脱水性，浓硫酸常用作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。【例3】(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式_。 (2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是_(填装置的编号)。(3)实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_，B瓶溶液的作用是_，C瓶溶液的作用是_。(4)装置中所加的固体药品是_，可验证的产物是_，确定装置在整套装置中的位置的理由是_。(5)装置中所盛溶液是_，可验证的产物是_。必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析可知装置的连接顺序是。【答案】(1)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(2)(3)验证SO2的存在充分吸收SO2验证SO2是否已被吸收完全(4)无水硫酸铜水由于产物通过、时会带出水蒸气，所以必须放在、之前(5)澄清的石灰水CO2【考点练习】1.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是()A.能表明I的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色B.装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气C.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去D.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀2.下列离子方程式正确的是()A.向NaOH溶液中通入少量的SO2：SO2OH=HSOB.向氯水中通入少量的SO2：Cl2SO22H2O=4H2ClSOC.将SO2通入到饱和的NaHCO3溶液中：2HCO=H2OCO2D.将SO2通入到BaCl2溶液中：SO2H2OBa2=BaSO32H3.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是()A.反应说明SO2具有漂白性，反应说明SO2具有酸性B.反应中生成物n(Na2SO3)n(NaHSO3)11时，则反应物n(SO2)n(NaOH)12C.反应均属于氧化还原反应D.工业上可利用反应和反应回收SO24下列有关浓H2SO4的叙述正确的是()A浓H2SO4与铜片共热的反应中，浓H2SO4既表现出强氧化性，又表现出酸性B浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2，与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2C常温下，铁或铝不与浓H2SO4反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4D浓H2SO4是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性弱酸，所以可用浓H2SO4与FeS反应制取H2S气体5下列事实与原因(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(浓硫酸具有难挥发性)B向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸无现象，再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有SO)C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)D浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)6.为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12 molL1)为原料制取Cl2。在此实验中，F仪器的作用是_；发生装置B应选择以下三种装置中的_(填序号)。(2)D装置中主要反应的离子方程式为_。(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：氯化铁溶液氯化亚铁溶液硫氰化钾溶液酸性高锰酸钾溶液。若Cl2过量，取适量D中溶液滴加至盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，再加入_(选填一个序号)试剂。发生的现象是_。若SO2过量，取适量D中溶液滴加至盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现象是_。7为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：(1)如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：_接_，_接_，_接_。(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2，乙中_，丙中_。(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是_。(4)写出甲中反应的化学方程式_。8某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如下图所示装置进行有关实验。(1)装置A中发生反应的化学方程式为_。(2)装置D中试管口放置的棉花应浸一种溶液，这种溶液是_，其作用是_。(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是_，B中应放置的溶液是_。A水 B酸性KMnO4溶液 C浓溴水 D饱和NaHSO3溶液(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 molL1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，反应完毕时，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余，其原因是_。参考答案1.【解析】向含有淀粉的碘水中通入SO2气体，会发生反应： SO2I22H2O=H2SO42HI，由于I2反应消耗，因此B中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：SO2I，A正确； SO2是大气污染物，由于SO2是酸性气体，可以与NaOH发生反应：SO22NaOH=Na2SO3H2O，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气，B正确；若SO2与FeCl3不发生反应，向A中加入KMnO4溶液，发生反应：2KMnO45SO2 2H2O=K2SO42MnSO42H2SO4，溶液紫红色褪去；若SO2与FeCl3发生反应：SO22H2O2FeCl3=H2SO4 2HCl2FeCl2；当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时，会发生反应：MnO5Fe28H=Mn2 5Fe34H2O，溶液紫红色也褪去，因此不能验证A中是否发生了氧化还原反应，C错误；若A中发生了氧化还原反应：SO22H2O2FeCl3=H2SO42HCl2FeCl2，溶液中含有硫酸，当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，会发生反应：H2SO4 BaCl2=BaSO42HCl，产生白色沉淀；若没有发生氧化还原反应，则由于酸性HClH2SO3，向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，不产生白色沉淀，D正确。【答案】C2.【解析】A项为SO22OH=SOH2O；C项中应为2HCOSO2=SO2CO2H2O；D项中不反应。【答案】B4.【解析】浓H2SO4与Cu片共热，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O，由反应式可知，若2 mol H2SO4参加反应，其中1 mol H2SO4作氧化剂，使Cu氧化，本身被还原为SO2，另外1 mol H2SO4起酸的作用，故A项正确。在浓硫酸中存在的是H2SO4分子，其分子中6价的硫易得到电子，它把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物SO2，即使是遇到活泼金属如Zn、Fe等也是如此，故B项错误。常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应，而是发生钝化，故C项错误。浓H2SO4有强氧化性，H2S有强还原性，前者能把后者氧化，得不到H2S气体，故D项错误。【答案】A5.【解析】在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大是因为浓硫酸的吸水性；向样品溶液中加入稀盐酸，没有任何现象，说明一定没有Ag，再加入少量BaCl2溶液，生成白色沉淀，此时溶液为酸性，而BaSO4既不溶于水也不溶于酸，则白色沉淀为BaSO4，溶液中含有SO；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成主要是利用了浓硫酸的脱水性；浓硫酸与金属铜的反应中