高中化学一轮复习学案第4章 第3节 氧硫及其重要化合物

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第三节氧、硫及其重要化合物

考纲定位考情播报1.把握O3和H2O2的主要性质及其应用。2023·全国甲卷T28(5)/全国丙卷T9(A)(B)、2．把握硫元素单质及其重要化合物的主T26、T27要性质及应用。2023·全国卷ⅠT8(B)、T27(3)/全国卷3．了解硫元素单质及其重要化合物对环ⅡT12(D)、T26(4)境质量的影响。2023·全国卷ⅠT13(BC)/全国卷ⅡT28(6)4．了解硫、氧及其重要化合物的制备方2023·全国卷T7(D)、T27(3)法。考点1|O3与H2O2的性质及其应用

[基础知识整合]

1．臭氧(O3)

(1)组成：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体，是一种有特别臭味的淡蓝色气体。

(2)化学性质

①不稳定性：O3不稳定，简单分解，反应的化学方程式为2O3===3O2；在放电

放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O2=====2O3。

②强氧化性

a：能氧化还原性的物质，如KI、FeCl2等。O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2

b．漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒。

(3)用途：①可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。

2．过氧化氢——又称双氧水

(1)过氧化氢(H2O2)的结构式为H—O—O—H，是一种无色液体。

1

2023·全国卷T27(3)

(2)化学性质及其应用

①不稳定性：加热、加催化剂都能使分解速度加快。MnO2

2H2O2=====2H2O＋O2↑(试验室制O2)。②弱酸性：相当于二元弱酸。

－＋2－

H2O2H＋＋HO－2，HO2H＋O2。

③强氧化性

a．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。b．氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

c．使潮湿的淀粉-KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。

d．杀菌、消毒。

④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。

2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。[应用体验]

1．O3是一种强氧化剂，能杀菌消毒净化空气，是否空气中O3的含量越多越好？为什么？

[提醒]O3能杀菌、消毒，但O3是一种有特别气味的气体，并不是越多越好。

2．双氧水经常被称为绿色消毒剂的原因是什么？

[提醒]H2O2作氧化剂时还原产物为H2O，对环境无污染。

[考点多维探究]

角度1O3的性质及其应用

1．距地球15～35km处，有一层臭氧层，其化学式为O3，微量可以净化空气，有利于人体健康。以下有关O3的表达错误的是()

A．是一种强氧化剂，能杀菌、消毒B．不使用含氟冰箱有利于臭氧空洞修复C．O3浓度越大，越有利于人体健康D．转化成氧气，发生了化学变化

2

C[O3应控制在一定范围内，才有利于人体健康。]

2．据有关媒体报道，最近意大利一所大学的科学家使用普通的氧分子和带正电的氧离子制造出了一种新型氧分子，并用质谱仪探测到了它的存在，这种新型氧分子是由4个氧原子构成的。以下有关这种新型氧分子的表达正确的是()

A．在一致条件下，该气体的密度与O3一致B．等质量时所含的氧原子数比O3的多C．与O3相像，具有氧化性D．与O2、O3互称为同位素

C[A项，一致条件下，密度之比等于摩尔质量之比；B项，等质量时，氧原子数与O3一致；D项，与O2、O3互称为同素异形体。]

角度2H2O2的性质及其应用3．完成以下相应的方程式(1)(2023·天津高考)Na2SO3与__________________。

(2)(2023·海南高考)H2O2在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为_______________________。

(3)(2023·海南高考)H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨气，相应的离子方程式为__________________________________________。

(4)(2023·全国甲卷)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中参与几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________；

一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________________________，

生成沉淀的原因是______________________(用平衡移动原理解释)。

－2－

[答案](1)SO23＋H2O2===SO4＋H2O

＋2＋(2)5H2O2＋2MnO－4＋6H===2Mn＋8H2O＋5O2↑－(3)H2O2＋CN－＋OH－===CO23＋NH3↑

H2O2反应的离子方程式为

(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动

3

4．过氧化氢又称双氧水，它是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。随着社会需求的增长，特别是生态环境保护的需要，双氧水近年来更受到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。

根据上述材料，完成以下问题：

(1)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，表达了双氧水的________性(填“氧化〞、“还原〞、“酸〞或“碱〞，下同)；双氧水能使含酚酞的NaOH溶液褪色，表达了双氧水的________性；SO2通入双氧水中，溶液酸性加强，表达了双氧水的________性，反应的离子方程式为_____________________。

(2)H2O2电离的方程式为_______________________________________。(3)鉴于H2O2显弱酸性，写出它与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程式：___________________________________________________。

[解析](1)KMnO4被H2O2还原，说明H2O2具有还原性；含酚酞的NaOH溶液红色褪去，说明H2O2与NaOH发生中和反应，因此H2O2具有酸性；H2O2能将SO2氧化成H2SO4，表达其氧化性。(2)H2O2为二元弱酸，应分步电离，以第一步电离为主。(3)H2O2作为二元弱酸，能与Ba(OH)2发生中和反应：H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O。

2－

[答案](1)还原酸氧化SO2＋H2O2===2H＋＋SO4

－＋2－(2)H2O2H＋＋HO－2，HO2H＋O2

(3)H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O

考点2|硫及其氧化物的主要性质和应用

[基础知识整合]

1．硫的存在和性质(1)自然界中硫元素的存在

(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；

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有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。

(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质①S的氧化性

△△

S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为S＋Fe=====FeS，S＋2Cu=====Cu2S，S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。

②S的还原性

点燃

a．S与O2反应的化学方程式为S＋O2=====SO2，空气中燃烧火焰为淡蓝色。△

b．与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)=====3SO2↑＋2H2O。△

③S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH=====2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，此反应可用于除去试管内黏附的S。

2．SO2的性质及其应用

SO2是无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。(1)具有酸性氧化物的通性(写出化学方程式)与H2O反应：SO2＋H2OH2SO3，与少量NaOH：SO2＋NaOH===NaHSO3，与足量NaOH：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。(2)具有漂白性

化合加热

使品红溶液褪色(原理：SO2＋有色物质――→无色物质――→有色物质＋

或见光SO2)。

(3)具有还原性

与Cl2＋H2O、H2O2、O2反应的化学方程式分别为

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，SO2＋H2O2===H2SO4，2SO2＋催化剂

O22SO3。

△

(4)具有氧化性

与H2S反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。

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(1)CO2与SO2的一般鉴别方法

(2)SO2、CO2共存时二者的检验装置的连接模型

证明混合气体中含有CO2和SO2时寻常设计以下装置进行检验

现象：A中褪色，C中不褪色，D中变浑浊，证明CO2、SO2共存。注：有时为简化装置，可将除去SO2(B)和检验SO2是否除尽(C)合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。

考点3|硫酸的性质和硫及其化合物的转化

[基础知识整合]

1．硫酸的物理性质

(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。

(2)溶解性：H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热，浓H2SO4稀释的方法是：将浓H2SO4沿器壁渐渐注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。

2．硫酸的化学性质

(1)稀硫酸具有酸的通性：硫酸是一种二元强酸，在水溶液中的电离方程式

－

为H2SO4===2H＋＋SO24，能与酸碱指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质

发生反应。

(2)浓硫酸的三大特性

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3．硫及其化合物的转化关系(1)

(2)一致价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的如：

写出②、③、④反应的化学方程式：②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；④Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。[应用体验]

在以下用途或反应中，硫酸表现出的性质为：A.高沸点(难挥发性)；B.酸性；C.强酸性；D.吸水性；E.脱水性；F.强氧化性。试用字母填空：

(1)试验室制取H2：________。

(2)试验室利用浓H2SO4与NaCl共热制取HCl气体：________。(3)枯燥SO2：________。

(4)浓H2SO4溶解金属铜：________。

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(5)浓H2SO4可用钢瓶贮运：________。

(6)利用浓H2SO4与Ca3(PO4)2生产过磷酸钙化肥：________。(7)浓H2SO4可使潮湿的蓝色石蕊试纸先变红，后变黑：________。(8)将浓H2SO4加到浓HCl中产生白雾：________。

(9)浓H2SO4与蔗糖作用产生黑面包，放出刺激性气味的气体：________。[提醒](1)B(2)A、B(3)D(4)B、F(5)F(6)C(7)B、E(8)D(9)E、F

[考点多维探究]

角度1硫酸的主要性质及其应用

1．以下有关浓硫酸的表达中正确的是()

①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再参与铁片，会有氢气生成⑤浓硫酸是一种枯燥剂，能够枯燥氨气、氢气等气体⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生猛烈反应⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能枯燥SO2

A．①②③C．③⑤

B．①④D．⑥⑦⑧

B[随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以有硫酸剩余，剩余的稀硫酸还能与铁反应放出H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应。]

2．向5mL18mol·L－1的硫酸中参与足量铜片并加热使其充分反应。以下说法正确的是()

A．有0.09mol的硫酸被还原B．有0.045mol的硫酸被还原C．充分反应后体系无硫酸剩余D．消耗的铜的质量一定小于2.88g

D[n(H2SO4)＝0.005L×18mol·L－1＝0.09mol，在反应过程中浓H2SO4变

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稀，反应中止。]

硫酸性质归纳

(1)强酸性的表现。如利用硫酸的强酸性制取弱酸的反应：用FeS和稀H2SO4反应制H2S，Na2SO3与硫酸反应制SO2。

(2)吸水性的表现。如用浓硫酸作枯燥剂等。

(3)脱水性的表现。如浓硫酸能使某些含C、H、O元素的有机化合物炭化等。甲酸与浓硫酸共热制一氧化碳也是利用了浓硫酸的脱水性。

(4)吸水性和作为催化剂的表现。如醇与羧酸的酯化，纤维素与硝酸的酯化等。

(5)只作催化剂的表现。如二糖、多糖水解时加稀硫酸，酯类水解时加稀硫酸等。

(6)氧化性的表现。如铁、铝遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸将H2S氧化生成硫，浓硫酸将碘化氢氧化生成碘，以及浓硫酸氧化C、S、P等的反应。

(7)氧化性和酸性的共同表现。如浓硫酸与金属生成硫酸盐和二氧化硫等的反应。

－2－角度2SO24、SO3的检验

3．(2023·济南模拟)以下说法正确的是()

A．浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最终变黑，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性

盐酸氯化钡溶液

－

B．样品――→无明显现象――→出现白色沉淀，说明样品中含SO24

C．常温下浓H2SO4能用铁制容器盛装，说明浓H2SO4与Fe不反应盐酸

－－

D．样品――→得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含SO23或HSO3

B[A项中，最终变黑，说明具有脱水性；C项中，常温下Fe遇浓H2SO4

－－

发生钝化；D项中，样品中可能含CO23或HCO3。]

4．有一瓶Na2SO3溶液，可能已部分氧化，某学生进行如下试验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，再参与过量稀硝酸，充分振荡后仍有白

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色沉淀，结论正确的是()

A．Na2SO3溶液已部分氧化

B．参与Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4C．加硝酸后的不溶沉淀一定为BaSO4D．此试验能确定Na2SO3溶液是否已部分氧化

－2－

C[硝酸将SO23氧化为SO4，加硝酸后的沉淀一定为BaSO4，但加硝酸前

的沉淀可能为BaSO3或BaSO4或它们的混合物，所以该试验不能确定Na2