硫及其化合物（热点讲义）学生版

文档来源网络整理侵权必删PAGE12022届高考化学一轮复习热点题型归纳与变式训练专题12硫及其化合物【考向预测】1.题型既有选择题又有非选择题,难度适中或稍难。2.硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富,也是氧化还原反应的重要素材,命题空间广阔,而且与生产、生活及社会联系紧密,预计本部分内容仍是以后高考的热点。3.以硫的化合物对环境的影响为载体提高学生以社会为本的绿色环保意识。【专题导航】热点题型一：硫的存在和性质热点题型二：SO2性质的多重性热点题型三：SO2的实验室制备与探究流程热点题型四：硫酸的性质热点题型五：有关浓硫酸与金属反应规律的总结热点题型六：硫酸根离子的检验热点题型七：硫及其化合物的相互转化及应用【题型归纳】热点题型一：硫的存在和性质1.硫元素存在形态①游离态：硫单质俗称硫黄，主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。②化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。硫铁矿：FeS2；黄铜矿：CuFeS2；熟石膏：2CaSO4•H2O；生石膏：CaSO4•2H2O；绿矾：FeSO4•7H2O；胆(蓝)矾：CuSO4•5H2O；芒硝：Na2SO4•10H2O；明矾：KAl(SO4)2•12H2O2.物理性质：黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS23.从化合价的角度认识硫单质的化学性质eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(氧化性))eq\x(\o(S,\s\up6(0)))eq\o(→,\s\up7(还原性))eq\o(S,\s\up6(＋4))注意：（1）附着在试管内壁的硫可以用CS2洗涤，也可以用热的氢氧化钠溶液洗，前者为物理变化，后者为化学变化。（2）S2-和SO32-在酸性条件下不能大量共存，6H++2S2-+SO32-=3S↓+3H2O（3）汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。（4）能说明硫的氧化性比氯气的弱的事实：①与变价金属反应，Cl2与变价金属反应生成高价态化合物，S与变价金属反应生成低价态化合物②氢化物的稳定性：HCl>H2S；③置换反应H2S＋Cl2=2HCl＋S↓；④最高价含氧酸的酸性：HClO4>H2SO4；⑤还原性：S2－>Cl－。【例1】加热装有硫粉的试管，硫粉很快熔化为液体，继而有淡黄色气体产生。将光亮细铜丝伸气体中，铜丝发光发热且装而有黑色物质生成。由上述现象得不出的结论是A．硫的熔沸点较低 B．硫晶体属于分子晶体C．铜丝能在硫蒸气中燃烧 D．黑色固体是【例2】如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正确的是A．硫在自然界中既有游离态又有化合态B．过程⑤宜在土壤的富氧区实现C．硫元素的循环过程中既有硫的还原，又有硫的氧化D．若生物体有机硫的成键方式为，则过程④中S未发生氧化还原反应【变式1】常温下硫单质主要以S8形式存在，加热时S8会转化为S6、S4、S2等，当蒸气温度达到750℃时主要以S2形式存在，下列说法正确的是A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化B．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成SO2C．常温条件下单质硫为原子晶体D．把硫单质在空气中加热到750℃即得S2【变式2】工业尾气中含有，会造成严重的环境污染未脱除的煤气在运输过程中还会腐蚀管道。氧化铁脱硫除去煤气中的原理如图所示。下列说法错误的是A．单质硫为黄色固体，易溶于水和B．脱硫反应为C．再生过程中，氧化剂与氧化产物的质量比为1:2D．脱硫过程中，增大反应物的接触面积可提高脱硫效率热点题型二：SO2性质的多重性1.物理性质：无色有刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易溶于水（1:40）.2.化学性质注意：二氧化硫的漂白性（1）物质具有漂白性是指物质能使有机色素褪色，如SO2使品红褪色，其漂白原理是SO2能与品红结合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解，加热只是加快了其分解速率。（2）SO2虽然具有漂白性，但不能漂白指示剂，因此将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，但不会褪色。（3）虽然SO2具有漂白性，但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性，SO2使新制氯水、高锰酸钾溶液、I2与淀粉的混合液褪色，SO2表现还原性，使含酚酞的NaOH溶液褪色，SO2表现酸性氧化物的通性。（4）将物质的量之比为1:1的Cl2和SO2的混合气体通入品红溶液中，溶液不褪色，原因是Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。【例1】下列实验中能证明某气体为SO2的是①使澄清石灰水变浑浊②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液褪色④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A．都能证明 B．都不能证明C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明【例2】工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3【变式1】下列有关二氧化硫性质说法中，错误的是A．具有漂白性，能使品红溶液褪色B．具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色C．具有氧化性，能使滴有酚酞的氨水红色褪去D．具有酸性氧化物的性质，能使紫色石蕊试液变红【变式2】煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H2S也是一种重要的工业资源。(1)煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸，部分过程如图所示：①SO2反应器中的化学方程式是_______。②生产过程中的尾气需要测定SO2的含量符合标准才能排放。已知有VL(已换算成标准状况)尾气，通入足量H2O2吸收再加足量BaCl2溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应)，过滤、洗涤、干燥、称量得到bg沉淀。H2O2吸收SO2的化学方程式是_______；尾气中SO2的含量(体积分数)的计算式是_______。(2)H2S还可用于回收单质硫。含有H2S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl3溶液，可实现空气脱硫，得到单质硫。FeCl3溶液吸收H2S过程中，溶液中的n(Fe3+)、被吸收的n(H2S)随时间t的变化如图：①由图中信息可知，0~t1时，一定发生的反应是_______(用离子方程式表示)。②t1以后，溶液中n(Fe3+)保持基本不变，原因是_______。热点题型三：SO2的实验室制备与探究流程1.SO2的实验室制法：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因：若用98.3%的浓硫酸，因其含水少，硫酸主要以分子形式存在，H＋浓度很小，难以反应。若用稀硫酸，则含水量多，因SO2易溶于水，不利于SO2的逸出。2．SO2性质的探究①酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,2Mn04-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+②Na2S溶液中有淡黄色浑浊生成,证明SO2具有氧化性,3SO2+2Na2S=2Na2SO3+3S↓③品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,但褪色后的液体加热后又会恢复红色3.SO2的尾气处理：氢氧化钠溶液吸收，防止污染环境；倒置漏斗防倒吸。4.实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。①制取原理：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②综合实验装置【例1】二氧化硫是我国工业大气主要污染物之一，但在严格遵守国家有关标准时，在食品生产中也经常使用，某学习小组设计了如图装置用于制取SO2并验证其性质。下列有关说法中正确的是A．装置中连接管a完全多余，可以去掉B．B装置中未见品红褪色是因为该装置不能制得SO2C．D装置中不会出现大量白色沉淀D．E装置中SO2过量时的离子反应方程式为：2Fe3++SO2+8OH-=2Fe(OH)2↓+SO+2H2O【例2】实验室用下图所示装置制取SO2并验证SO2的部分性质。下列有关说法正确的是A．铜和浓硫酸反应制取SO2时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1B．品红溶液褪色，说明SO2的氧化性C．石蕊试液变红但不褪色D．用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为SO2＋OH-=HSO【变式1】例3．某同学在实验室选用下列实验装置，验证浓硫酸与碳反应的生成物。下列说法正确的是A．浓硝酸与碳反应中，浓硫酸表现出酸性和强氧化性B．验证产物的正确连接顺序为：I→IV→III→IIC．装置II中两侧品红溶液在实验设计中的作用不相同D．若连接顺序为I→II→III→IV，无法检验产物中有无CO2【方法提炼】1.SO2和CO2的鉴别方法（1）闻气味，前者有刺激性气味，后者无气味。（2）将气体分别通入品红溶液中，前者褪色，后者无明显现象。（3）将气体分别通入酸性KMnO4溶液或新制氯水中，前者使溶液颜色变浅或褪去，后者无明显现象（两种方法原理相同，均利用了SO2的还原性）。（4）将气体通入H2S溶液中，前者出现黄色沉淀，后者无明显现象。2.SO2、CO2共存时二者的检验方法【变式2】二氧化硫(SO2)是一种在空间地理、环境科学、地质勘探等领域受到广泛研究的一种气体。某研究小组设计了一套制备及检验SO2部分性质的装置，如图所示：(1)检验装置A气密性的方法是___________。(2)实验过程中观察到装置B中的现象是___________，证明SO2具有___________。(3)①有同学对C装置变浑浊现象提出质疑：该装置没有排空气，而空气中的O2氧化性强于SO2，因此装置C中即使有浑浊现象也不能说明是SO2导致的。请你写出O2与Na2S溶液反应的化学方程式___________。②为进一步探究装置C产生浑浊现象的原因，进行新的实验。实验操作及现象见表：序号实验操作实验现象1向10mL1mol/LNa2S溶液中通O215min后，溶液才出现浑浊2向10mL1mol/L溶液中通SO2溶液立即出现黄色浑浊由实验现象可知：该实验条件下溶液出现浑浊现象是SO2导致的。你认为上表实验1反应较慢的原因可能是___________。(4)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，写出实验操作及现象___________。(5)装置E中发生反应的离子方程式为___________。热点题型四：硫酸的性质1．硫酸的物理性质：纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发，与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热。稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2．浓硫酸的特性注意:(1)H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaCleq\o(=,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4=CaSO4＋2HF↑。（3）吸水性是吸收周围环境中现成的水分子，多数发生物理变化，但也有化学变化，如吸收胆矾中的结晶水；脱水性是物质中没有水分子，将物质中的氢、氧元素按水的组成比脱去，均为化学变化。（4）钝化是指Fe或A1与冷的浓硫酸反应生成致密氧化膜后使反应终止，阻止内层金属被进一步腐蚀，不能理解成不发生反应，在热的浓硫酸中不发生钝化，直接反应。（5）酸的氧化性和氧化性酸。酸的氧化性是酸的通性，由H+体现出来；而氧化性酸的氧化性由酸分子或酸根离子中的正价中心原子体现，如浓硫酸与金属或非金属单质反应时，+6价S变成+4价S。常见氧化性酸有浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、次氯酸等。（6）浓硫酸与铜的反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，与木炭的反应只体现了浓硫酸的强氧化性。3．硫酸的工业制备(1)工艺流程(2)反应原理①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SO2。②SO2转化为SO3：2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3。③SO3被吸收生成H2SO4：SO3＋H2O=H2SO4工业上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。【例1】用下列装置（夹持装置略）进行实验，能达到目的的是A．用甲装置制取并收集干燥纯净的NH3B．用乙装置除去水中的苯甲酸C．用丙装置配制一定物质的量浓度的硫酸溶液D．用丁装置验证浓硫酸的吸水性【例2】铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是A．反应过程中，试管Ⅰ中出现灰黑色固体是Cu2OB．反应结束后，为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水C．若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液，可观察到溶液由紫色褪为无色D．为验证气体产物具有还原性，试管Ⅱ盛放酸性KMnO4溶液【变式1】某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸的反应，反应装置如下图。下列说法错误的是A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态C．将22.4mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233g沉淀D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致【变式2】某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2、H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成SO2的最低浓度)设计了如图实验(加热和夹持装置已省略)。已知：锌与浓硫酸开始时反应缓慢，可以适当加热以加速其反应，当有大量气泡生成时，该反应速率会明显加快并伴有大量的热放出。(1)请写出锌与硫酸反应产生SO2的化学方程式_______。(2)在组装仪器之后，加入试剂之前必须进行的操作是_______。(3)装置中干燥管C的作用是_______。(4)移动塑料棒，使锌浸没到硫酸中充分反应，反应结束后向D装置中加入足量的H2O2溶液，再加入足量的BaCl2溶液，充分反应后将所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得到固体质量为a克。①加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是_______。②浓硫酸与锌反应的临界浓度为：_______mol/L。(用含a的计算式表示，忽略溶液体积变化)(5)导管A竖直部分较长，其作用是_______。(6)另甲同学提出测定方案：将D中的溶液酸化后，利用标准酸性KMnO4溶液测定原溶液中的SO，从而计算临界浓度。乙同学认为相对于(4)中的测定方法，此方案会使测定结果偏高，你认为乙同学的理由是_______。热点题型五：有关浓硫酸与金属反应的规律1.钝化：常温下，浓硫酸使Fe、Al表面生成致密的氧化膜而阻止反应进一步发生。2.较活泼金属(如Zn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①开始产生SO2,②浓度变小后，产生H2))3.不活泼金属(如Cu)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①开始产生SO2加热,②浓度变小后，稀H2SO4,不再与Cu反应))【例】将一定量的锌与100mL18.5mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述错误的是()A．气体A为SO2和H2的混合物B．反应中共消耗Zn97.5gC．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1D．反应中共转移3mol电子【变式】同学们探究不同金属和浓硫酸的反应。向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片，加热，用生成气体进行下表实验操作并记录实验现象。实验操作实验现象金属为铜金属为锌金属为铝点燃不燃烧燃烧燃烧通入酸性溶液褪色褪色褪色通入溶液无明显变化无明显变化出现黑色沉淀通入品红溶液褪色褪色不褪色已知：(CuS为黑色固体)；可燃下列说法不正确的是A．加入铜片的实验中，使酸性溶液褪色的气体是B．加入铝片的实验中，燃烧现象能证明生成气体中一定含C．加入锌片的实验中，生成的气体一定是混合气体D．金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关热点题型六：SO32-、SO42-的检验1.SOeq\o\al(2－,4)的检验：检验SOeq\o\al(2－,4)的正确操作方法：被检液eq\o(→,\s\up7(加足量盐酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq\o\al(2－,4))。2.SOeq\o\al(2－,4)检验的误区(1)只加可溶性钡盐，不酸化：误将COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等干扰离子判断成SOeq\o\al(2－,4)，此时上述离子会分别产生BaCO3、BaSO3、AgCl白色沉淀。(2)误将Ag＋判断成SOeq\o\al(2－,4)：如向待测液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀不消失，便断定含SOeq\o\al(2－,4)。未注意溶液中含Ag＋也会有同样的现象，因为Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)。(3)误将SOeq\o\al(2－,3)判断成SOeq\o\al(2－,4)：如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SOeq\o\al(2－,4)。该错误是未注意NOeq\o\al(－,3)在酸性环境中具有强氧化性，将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)而产生干扰。【例】用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计严密的是（）A．检验试液中的:试液无沉淀白色沉淀B．检验试液中的:试液气体褪色C．检验试液中的:试液白色沉淀沉淀溶解D．检验试液中的:试液棕黄色溶液蓝色溶液【例2】下列说法正确的是（）A．取少量溶液于试管中，先加入BaCl2溶液，再滴加稀盐酸若产生的白色沉淀不溶解，则说明溶液中含有SOB．向某少许待测液中加入足量盐酸产生无色的能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明待测液中含有COC．向某少许待测液中加入浓氢氧化钠溶液并加热产生了能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明待测液中含有NHD．向某少许待测液中加入氢氧化钠溶液产生了红褐色沉淀，则说明待测液中一定含有Fe3+，一定不含Fe2+【变式】某溶液中可能含有Na＋、、、Cl－、Br－、、中的一种或多种，进行如下图所示的实验，每次实验所加试剂均过量。下列说法正确的是A．一定没有 B．不能确定是否含有C．可能存在Br－ D．肯定存在的离子有Na＋、、热点题型七：硫及其化合物的相互转化及应用1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系2．掌握硫及其化合物之间的转化规律：不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的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，可用下图表示3.含硫物质的连续氧化硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))4．硫的氧化物、酸、盐之间的转化SO2