5.1硫及其化合物（知识解读）（原卷版）

5.1硫及其化合物（知识解读）•知识点1硫•知识点2二氧化硫•知识点3硫酸•知识点4硫酸根离子的检验•知识点5不同价态含硫物质的转化知识点1硫知识点1硫1、硫在存在。1.硫元素的存在形态（1）游离态：在火山口附近或地壳的岩层存在；（2）化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在，eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(硫化物：硫铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2,硫酸盐：芒硝Na2SO4·10H2O、石膏CaSO4·2H2O、明矾KAl(SO4)2·12H2O,其它：蛋白质、化石燃料))。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。注：常用CS2将硫单质与其他物质分离，也可用CS2洗去试管内壁上的硫单质。3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质H2eq\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))O2(1)S的氧化性S与Fe、Cu、Hg、H2反应的化学方程式依次为Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS（黑色难溶于水的物质，可溶于盐酸、稀硫酸）、2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S（黑色难溶于水的物质，不溶于盐酸、稀硫酸）、S＋Hg=HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)、H2＋Seq\o(=,\s\up7(△))H2S（臭鸡蛋气味的气体）。(2)S的还原性①S与O2反应的化学方程式为S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O。(3)既体现S的氧化性又体现S的还原性：S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，该反应中硫既是氧化剂，又是还原剂，此反应可用于除去试管内黏附的S。【典例11】下列说法正确的是A．硫单质与金属铁反应生成硫化亚铁，体现了硫单质的氧化性B．硫单质在常温下不与任何物质反应C．硫单质与非金属单质反应只能作还原剂D．硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫，在纯氧中燃烧得到三氧化硫【典例12】下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是①CuS②FeS③Al2S3④Fe2S3⑤Cu2S⑥FeCl2A．②⑤⑥ B．①④⑥ C．③④⑤ D．③④⑥【变式11】下列关于硫元素的叙述不正确的是A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳除去B．硫元素在自然界中只能以硫化物和硫酸盐的形态存在C．化石燃料的大量燃烧是空气中二氧化硫含量升高的原因D．采用过滤操作分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫，要用到二硫化碳、水【变式12】下列说法不正确的是A．硫是一种淡黄色的能溶于的晶体B．硫的化合物常存在于火山喷出物中C．化石燃料直接燃烧会产生对大气有严重污染的气体D．硫在空气中燃烧的产物是，在氧气中燃烧的产物是知识点2二氧化硫知识点2二氧化硫1.物理性质二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。实验51二氧化硫溶于水（必修第二册，P3）实验装置 实验原理H2SO3实验用品二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽实验步骤如图52所示，把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度（保留该溶液供实验52使用)实验现象试管内液面上升实验结论SO2易溶于水实验说明1体积水可溶解40体积SO22.化学性质①酸性氧化物的通性，与水反应：SO2+H2OH2SO3；与NaOH(足量)反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。【名师解读】可逆反应是指在相同的条件下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，用“”连接。可逆反应具有三性：双向性、同时性、共存性（反应物不能完全转化为生成物，反应物和生成物共存)。②氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③还原性：与O2反应：2SO2＋O22SO3；与氯水反应：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(还可与溴水、碘水反应)④漂白性：可使品红溶液等有机色质褪色，生成不稳定的化合物，是一个可逆过程，受热恢复原色。实验装置 实验原理二氧化硫与有机色素反应生成不稳定的无色物质，受热分解又生成有色物质实验用品二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液；试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH试纸。实验步骤实验现象滴加品红溶液后，溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色，同时有刺激性气味的气体生成。实验结论SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定。实验说明亚硫酸、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐也有此性质【名师总结】所学的漂白剂及其漂白原理漂白剂漂白原理活性炭物理吸附HClO、O3、H2O2强氧化作用SO2结合生成不稳定的无色物质，加热又复色3.SO2的用途SO2主要用于漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等，也用于杀菌、消毒，还是一种食品添加剂。4.三氧化硫(SO3)（1）物理性质常温常压下，SO3是一种无色液体，熔点为16.8℃、沸点为44.8℃。SO3在标准状况下为无色、针状晶体。（2）化学性质SO3是一种酸性氧化物，是硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的性质①能与水反应：SO3＋H2O=H2SO4，使紫色石蕊溶液变红。②跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐，如SO3＋CaO=CaSO4，SO3＋Ca(OH)2=CaSO4＋H2O。③具有强氧化性。（3）工业制法：2SO2＋O22SO35.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2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。【典例21】下列关于二氧化硫性质的说法正确的是A．氯水中通入一定量二氧化硫气体可增强氯水的漂白性B．含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入二氧化硫气体，溶液变无色，说明二氧化硫具有漂白性C．二氧化硫既可被氧化也可被还原D．紫色石蕊试液中通入二氧化硫，溶液先变红后褪色【典例22】某实验小组在培养皿中设计了如下微型实验：向亚硫酸钠固体上滴加几滴70%的浓硫酸，立即用表面皿盖住培养皿。下列说法正确的是A．b处溶液紫色褪去，证明具有漂白性B．c处出现黄色浑浊，表明具有氧化性C．d处发生反应：D．e处紫色石蕊溶液由紫色变为红色，后又逐渐褪色【变式21】将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。针对上述变化，下列分析正确的是A．该过程表明SO2有漂白性B．白色沉淀为BaSO3C．该实验表明FeCl3具有还原性D．反应后SO2转化为SO【变式22】为确定某纯净的气体Q的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是A．闻Q气体(有刺激性)通入酸性KMnO4溶液(褪色)则Q一定是SO2B．闻Q气体(有刺激性)通入澄清石灰水(变浑浊)，则Q一定是SO2C．将Q气体通入品红溶液(褪色)加热后变红色则Q一定是SO2D．将Q气体通入紫色石蕊试液(先变红后褪色)加热后变红色则Q一定不是SO2知识点3硫酸知识点3硫酸1.硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发；98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。(2)溶解性：浓硫酸与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。(3)稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。2.硫酸的化学性质(1)稀硫酸具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，具有酸的通性。①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。

②与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑；2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

③与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；④与碱性氧化物反应：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；

⑤与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl；SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；3.浓H2SO4的特性1）吸水性与脱水性的区别浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去，C12H22O1112C+11H2O。所以，二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。注意：在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH3）和强还原性气体（如HBr、HI、H2S）。2）强氧化性：在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化：

（1）Fe、Al的钝化常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，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。（2）与不活泼金属和非金属的反应由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律：①反应要加热，否则不反应；②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。③浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。如：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4(浓)CO2↑+2H2O+2SO2↑S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4(浓)4SO2↑+4H2O2HI+H2SO4(浓)==I2+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(浓)==Br2+SO2↑+2H2O⑤随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。实验53浓硫酸与铜的反应（必修第二册，P5）实验装置实验原理Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O实验用品浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水；烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。实验步骤在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里，观察溶液的颜色。实验现象①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象②加热后，试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；试管中的品红溶液逐渐变为无色，试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色③试管中的溶液呈蓝色实验结论①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论：浓硫酸具有强氧化性。实验说明①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。【特别提醒】①H2SO4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(微热))NaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。②由“量变”引起的“质变”：金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。4.硫酸的用途(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。(2)消除金属表面的氧化物。(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。5.硫酸的工业制备三步骤三原料三反应三设备黄铁矿煅烧黄铁矿（或硫黄）4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2沸腾炉SO2的催化氧化空气2SO2＋O22SO3接触室SO3吸收98.3%的浓硫酸SO3＋H2O=H2SO4吸收塔【名师提醒】不用水吸收SO3的原因是用水吸收会放出大量的热，形成酸雾，吸收效果差，同时酸雾易腐蚀设备。【思考与讨论P5】参考答案（1）硫酸有酸的通性①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。

②与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑；2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

③与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；④与碱性氧化物反应：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；

⑤与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl；SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；（2）原因为稀硫酸中是H+显氧化性，被还原为H2；浓硫酸中是硫元素显氧化性，被还原为SO2或更低价态的硫化物。【典例31】下列有关的叙述正确的是A．常温下，铁或铝不与浓硫酸反应。所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸B．浓硫酸是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性弱酸，所以可用浓硫酸制取气体C．浓硫酸与碳共热的反应中，浓硫酸只表现出强氧化性D．浓硫酸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，与氢前面的金属反应生成的气体一般为【典例32】对下列事实的解释正确的是A．在滤纸上滴加浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸和浓盐酸放置一段时间后浓度减小，说明浓硫酸和浓盐酸都有吸水性C．常温下浓硫酸可以用铝罐贮存，说明浓硫酸与铝不反应D．反应，说明的酸性强于【变式31】为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。实验装置如图所示：（固定装置已略去）下列说法不正确的是A．F烧杯中的溶液通常是氢氧化钠溶液B．实验过程中，D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素C．不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝，能说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断D．将57.6g的Cu片加入50mL18mol/L的H2SO4溶液中并加热，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45mol【变式32】将一定量潮湿通过甲装置后，再通过放有干燥红色布条的乙装置，红色布条不褪色。甲装置中所盛试剂可能是：①浓硫酸

②NaOH溶液

③纯碱溶液

④饱和食盐水

⑤溶液A．①④⑤ B．②④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤硫酸根离子的检验知识点4硫酸根离子的检验知识点41.原理：利用Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓（白色），BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。2.试剂：可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。3.操作方法：待检验溶液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))4.排除干扰①Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。②COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、PO43干扰：BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中，因此检验SOeq\o\al(2－,4)时，必须先用稀盐酸酸化。不能用稀硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32、HSO3等会被溶液中的NO3氧化为SOeq\o\al(2－,4),从而干扰检验结果。整个过程中可能发生反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。【思考与讨论P6】参考答案（1）杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐稍过量的BaCl2溶液Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓MgCl2稍过量的NaOH溶液Mg2＋＋2OH=Mg(OH)2↓CaCl2稍过量的Na2CO3溶液Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓（2）加入稍过量的BaCl2溶液后引入了Ba2＋，又被稍过量的Na2CO3溶液除去，加入稍过量的NaOH、Na2CO3溶液又分别引入了OH、COeq\o\al(2－,3)，可在过滤后加盐酸调节pH给予除去。（3）还要考虑加入试剂的顺序和量的多少，使溶液中最终不引入新杂质。【典例41】下列四种溶液中一定存在的是A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生【典例42】在检验SO的过程中，下列操作中正确的是A．先加入稀硝酸，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SOB．先加入硝酸钡，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SOC．先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SOD．先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO【变式41】有一瓶溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍然有白色沉淀，下列叙述正确的是A．亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化B．加入溶液后，产生的沉淀中一定含有硫酸钡C．加入稀硫酸后，不溶的沉淀一定是硫酸钡和亚硫酸钡D．将稀硫酸换成稀盐酸后观察沉淀变化量可以确定溶液是否部分被氧化【变式42】将淀粉和稀溶液混合，装在半透膜袋中，浸泡在盛蒸馏水的烧杯内，过一段时间后，取烧杯中液体进行实验，能证明半透膜完好无损的是A．加入溶液产生白色沉淀 B．加入碘水不变蓝C．加入溶液没有白色沉淀产生 D．加入碘水变蓝不同价态含硫物质的转化知识点5不同价态含硫物质的转化知识点51.硫及其化合物的“价类”二维图2.构建硫及其化合物转化网络3.掌握硫及其化合物之间的转化规律(1)相同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＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3。(2)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，可用下图表示注意：(1)同种元素相邻价态的粒子间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。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。【探究p8】答案：（1）①eq\o(S,\s\up6(0))：硫磺，这种物质中硫元素的化合价既有升高趋势又有降低趋势，硫元素既有还原性又有氧化性。②eq\o(