适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第18讲硫酸含硫物质之间的转化课件

第18讲硫酸含硫物质之间的转化【课标指引】

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫酸的主要性质。2.结合实例认识硫及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。考点一硫酸、硫酸根离子的检验考点二不同价态含硫物质的转化目录索引

素养发展进阶考点一硫酸、硫酸根离子的检验必备知识•梳理1.硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色液体,沸点_____,_____挥发。

(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。(3)稀释方法:将________沿器壁慢慢注入水中,并用________不断搅拌、散热。

高

难

浓硫酸

玻璃棒

2.稀硫酸的化学性质硫酸是强电解质,在水中的电离方程式为H2SO4═2H++,因此稀硫酸具有酸的化学通性(写出反应的离子方程式):(1)与活泼金属(如Fe)反应:_______________________;

(2)与碱性氧化物(如MgO)反应:_______________________;

(3)与碱[如Ba(OH)2]溶液反应:_______________________;

(4)与某些盐溶液反应。①与Na2SO3溶液反应:_______________________;

②与BaCl2溶液反应:_______________________。

Fe+2H+══Fe2++H2↑MgO+2H+══Mg2++H2O3.浓硫酸的三大特性

钝化

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O【应用示例】某小组设计如图所示的实验探究浓硫酸的性质:(1)一段时间后,①中苹果块变干瘪,②中胆矾晶体表面出现白斑,说明浓硫酸具有________性。

(2)③中饱和硝酸钾溶液中出现晶体,其原因是_______________________,体现浓硫酸的________性。

(3)④中观察到的现象是________________,体现浓硫酸的________性。

吸水

KNO3溶液中水分不断挥发,被浓硫酸吸收,达到过饱和析出晶体吸水

pH试纸变黑

脱水

4.硫酸根离子的检验

盐酸

BaCl2关键能力•提升考向1浓硫酸的特性及应用例1(2023·华南师大附中三模)实验小组研究不同价态硫元素之间的转化,装置图如下。下列说法正确的是(

)DA.①中未生成蓝色固体,证明浓硫酸没有被还原B.②中溶液褪色,证明SO2具有漂白性C.③中淡黄色粉末变白,证明SO2具有氧化性D.④中产生淡黄色沉淀,证明S2-被氧化解析

铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,浓硫酸体现强氧化性、酸性,浓硫酸还会吸收生成的水,二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,与过氧化钠反应生成白色固体,通入硫化钠溶液中出现浑浊。①中由于浓硫酸会吸收水分,而且反应是复杂的,不一定能看到有蓝色,但浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸被还原,A错误;②中溶液褪色,是二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,证明SO2具有还原性,B错误;③中淡黄色粉末变白,是过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠,证明SO2具有还原性,C错误;④中产生淡黄色沉淀,二氧化硫和硫离子反应生成硫单质,硫化钠中硫化合价升高,证明S2-被氧化,D正确。[对点训练1]

下列依据实验方案和现象做出的判断合理的是(

)实验方案实验Ⅰ:

实验Ⅱ:

实验现象试纸中心区变黑,边缘变红黑色固体溶解,溶液接近无色(溶液中锰元素仅以Mn2+存在),产生能使带火星的木条复燃的无色气体A.由Ⅰ可知,浓硫酸具有脱水性

B.由Ⅰ可知,浓硫酸具有弱酸性C.由Ⅱ可知,浓硫酸具有强氧化性

D.由Ⅱ可知,浓硫酸具有吸水性A解析

浓硫酸滴到湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸中心区变黑,边缘变红,说明浓硫酸具有脱水性,使试纸脱水炭化,A正确;实验Ⅰ中试纸边缘变红,说明浓硫酸具有酸性,无法证明具有弱酸性,B错误;由实验Ⅱ可知,MnO2被还原为Mn2+,根据氧化还原反应规律推知,-2价O元素被氧化生成O2,产生能使带火星的木条复燃的无色气体,该反应中MnO2既是氧化剂又是还原剂,浓硫酸表现了酸性,C、D错误。考向2

的检验及应用例2已知稀硝酸具有强氧化性,Na2SO3在空气中易被氧化为Na2SO4。现有一包装破损的Na2SO3白色固体粉末,为了检验其是否变质,正确的方法是(

)A.取少量样品于试管中,滴入稀盐酸,无沉淀,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明已变质B.取少量样品于试管中,滴入稀硝酸,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明已变质C.取少量样品于试管中,滴入稀硫酸,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明已变质D.取少量样品于试管中,滴入稀盐酸,若产生使品红溶液褪色的气体,则说明已变质A解析

先滴入稀盐酸,若无沉淀,则排除了Ag+干扰,同时也把Na2SO3反应掉,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则沉淀一定是BaSO4,从而证明样品已经变质,A正确;稀硝酸具有强氧化性,即使样品没有变质也会被硝酸氧化成Na2SO4,B错误;若先滴入稀硫酸会引入

,再滴入BaCl2溶液,一定会产生BaSO4沉淀,C错误;滴入稀盐酸,产生使品红溶液褪色的气体,说明一定含有Na2SO3,但无法说明是否已经变质,D错误。[对点训练2]

向某溶液中滴加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴加过量稀盐酸,沉淀完全不溶解。对该溶液的判断错误的是(

)C考点二不同价态含硫物质的转化必备知识•梳理1.硫及其重要化合物的“价—类二维图”从物质类别和硫元素化合价两个维度,总结、归纳硫及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。2.应用示例根据上图中物质的转化关系,写出相应的化学(或离子)方程式。(1)H2SO3+H2S→S:_______________________________。

(2)SO2→Na2SO3:_______________________________。

(3)Na2S+Na2SO3→S:_______________________________(离子方程式)。(4)Na2SO3→Na2SO4:_______________________________。

H2SO3+2H2S══3S↓+3H2O2NaOH+SO2══Na2SO3+H2O2Na2SO3+O2══2Na2SO4关键能力•提升考向1硫及其化合物的“价—类二维图”及应用例1在“价—类二维图”中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图中的字母分别代表硫及其常见化合物,相关推断不合理的是(

)A.b既具有氧化性又具有还原性B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化C.a溶液与b溶液反应中氧化产物占含硫产物总量的1/3D.d在加热下与强碱溶液反应生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1C归纳总结(1)含硫物质的转化途径(2)含硫物质的转化规律

[对点训练1](2023·广东惠州模拟)部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(

)BA.a的浓溶液与b可生成SO2B.SO2通入紫色石蕊溶液先变红后褪色C.c在空气中燃烧生成SO2D.d既可被氧化,也可被还原解析

由图像可知,a为硫酸,b为硫化氢,c为硫单质,d为亚硫酸盐。浓硫酸有强氧化性,可与H2S反应生成中间价态的S或SO2,A正确;SO2通入紫色石蕊溶液中,能变红,但不能褪色,B错误;S在空气中燃烧只能生成SO2,C正确;

中S为+4价,既可被氧化,也可被还原,D正确。考向2含硫化合物的制备流程及分析例2(2024·湖南邵阳部分重点校联考)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇,可用作纸浆漂白时的脱氯剂等。用工业硫化钠(主要成分Na2S,含少量Na2SO4)及纯碱等为原料制备Na2S2O3·5H2O的流程如下:下列说法正确的是(

)A.Na2S2O3作脱氯剂时主要利用其氧化性B.“净化”时加入的试剂X可选用BaCl2溶液C.“反应”过程中体系pH大小对产品产率无影响D.提纯Na2S2O3·5H2O时,应先用水洗,再用乙醇洗涤D解析

纸浆漂白时留下的含氯物质具有强氧化性,硫代硫酸钠作脱氯剂时,主要利用其还原性,A错误;“净化”时加入的试剂X是为了除去硫酸根杂质,加入BaCl2溶液会引入新杂质氯离子不易除去,结合流程可知可选用Ba(OH)2溶液,B错误;若pH过小,Na2S2O3不稳定,会发生歧化反应,使产率降低,C错误;从溶液中获得的Na2S2O3·5H2O晶体中含有杂质,应先用水洗除去吸附的杂质离子,由于硫代硫酸钠晶体不溶于乙醇,再用乙醇洗涤除去水,D正确。[对点训练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NaHCO3B解析

根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性。加入纯碱进行中和:H2SO3+2Na2CO3═Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3═Na2SO3+NaHCO3,调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收:Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3↓,SO2+NaHCO3═CO2+NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品。吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,B错误;NaHSO3高温时易分解变质,气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.(2023·广东汕头金山中学一模)与硫及其化合物相关的转化如图所示,下列有关图中的循环的说法一定正确的是(

)A.常温时,浓硫酸与Fe生成XB.X一定是SO2C.S既是氧化产物,也是还原产物D.工业生产中,用98.3%的浓硫酸吸收SO3D解析

图中为含硫物质的循环,则浓硫酸与铁反应生成的X也同样是含硫的物质,推知应为Fe2(SO4)3。常温下,浓硫酸会使Fe钝化产生一层致密氧化膜(四氧化三铁)附在铁上,故不再继续反应,不符合后续反应,A错误;若X为Fe2(SO4)3,Fe3+能够与硫化氢发生氧化还原反应而产生硫单质,B错误;X与硫化氢反应生成S单质,则为Fe2(SO4)3中Fe3+与硫化氢反应生成S单质,则S为氧化产物,C错误;直接用水吸收SO3易形成酸雾,所以工业生产中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,D正确。2.自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化,根据图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析正确的是(

)A.硫元素在自然界中主要以硫化物、硫酸盐形式存在,无游离态的硫B.Z可能是CuFeS2,工业生产可用于冶炼铜C.X与Y都是电解质,可以反应生成S单质D.常温下,Al与W的浓溶液不反应B解析

图示为硫元素的“价—类二维图”,X为H2S,Y为SO2,W为H2SO4。自然界中火山口存在单质硫,A错误;Z为含-2价S元素的盐,CuFeS2中S元素为-2价,工业生产可用于冶炼铜,B正确;X为H2S,是电解质,Y为SO2,是非电解质,两者可以反应生成S单质,C错误;常温下,Al遇浓硫酸钝化,钝化为化学反应,D错误。进阶2练热点·提素能3.(2023·广东韶关二模)物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。结合硫元素的价—类二维图分析,下列有关说法正确的是(

)AA.在酸性条件下,将e和f的钠盐溶液混合,会有d生成B.若上图中盐为钠的正盐,则图中既有氧化性又有还原性的物质有3种C.将b的稀溶液滴加到品红溶液中,品红溶液褪色,体现了b的强氧化性D.将c的浓溶液滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了c的脱水性解析

e和f的钠盐分别是Na2S、Na2SO3,在酸性条件下,将Na2S、Na2SO3溶液混合发生归中反应2S2-++6H+═3S↓+3H2O,A正确。图中盐为钠的正盐,则图中既有氧化性又有还原性的物质有S、Na2SO3、H2SO3,其中的S元素化合价既有升高的趋势又有降低的趋势;H2S中+1价的H具有弱氧化性、-2价的S具有还原性,H2S既有氧化性又有还原性,B错误。b是H2SO3,将H2SO3的稀溶液滴加到品红溶液中,品红溶液褪色,体现了H2SO3的漂白性,C错误。c是硫酸,将浓硫酸滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了浓硫酸的吸水性,D错误。4.(2023·广东广州期中)探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如图所示。关于实验操作或叙述错误的是(

)AA.为确定a中白色固体是否硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡后观察现象B.e中可以选用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液C.其他条件不变,用铁丝代替铜丝,c、d中两次实验现象相同D.上下抽动铜丝,可控制反应随时发生或停止解析

由实验装置可知,a装置中铜丝与浓硫酸加热,发生反应Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O,装置b中的浓硫酸可除去水蒸气,c装置中黑色的CuO固体颜色无明显变化,说明没有H2产生,SO2能使品红溶液褪色,所以d装置中品红溶液红色褪去,e为尾气处理装置。a中含有过量浓硫酸,不能将水注入试管,A错误;e为尾气处理装置,用于吸收SO2,SO2是酸性气体,具有还原性,可用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液吸收,B正确;用铁丝代替铜丝,其他条件不变,铁丝与浓硫酸加热仍然产生SO2,不产生氢气,则c、d中两次实验现象相同,C正确;上下抽动铜丝,可控制浓硫酸与铜丝接触与否,从而控制反应的发生与停止,D正确。进阶3研真题·明考向5.(2023·广东卷)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是(

)A选项陈述Ⅰ陈述ⅡA将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭浓硫酸具有氧化性和脱水性B装有