新高考化学一轮复习讲练测第13讲 硫及其化合物（精讲）（原卷版）

第四章非金属及其化合物第13讲硫及其化合物（精讲）【考情分析】硫元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富，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，高考中通过框图推断题、工业生产流程题、实验题等形式进行考查。主要有以下几个重要考点：1、环境污染问题越来越受到人们的重视，因而以环保问题为载体考查SO2性质的试题应予以关注。2、H2SO4是与生产、生活密切相关的物质，因而要理解、掌握H2SO4的性质，尤其是浓硫酸的特性及其应用。从命题形式来看，1、硫酸一般不单独命题，而在选择题的选项出现或穿插在主观题中。2、环境污染和防护与工农业联系紧密，又以硫和氮的氧化物知识为背景，既可以构成选择题的选项，又可以构成主观题。【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想：从硫的化合价变化认识硫及其化合物的相互转化及应用。2.科学探究与创新意识：从不同的角度探究硫及其重要化合物的性质及制备实验方案，并进行实验操作验证。3.科学态度与社会责任：关注与SO2有关的污染和环境保护，具有可持续发展意识和绿色化学观念。【网络构建】【知识梳理】智能点一硫及其氧化物（一）硫单质的性质及应用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例存在；（2）化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在。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；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反应的化学方程式依次为Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、S＋Hg=HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。(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)3SO2↑＋2H2O。(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋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。【特别提醒】①硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。②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。（二）硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用1.二氧化硫(SO2)(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。(2)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。②氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③还原性a.与O2反应：2SO2＋O22SO3；b.与卤素单质的水溶液反应：X2＋SO2＋2H2O=2HX＋H2SO4(X=Cl、Br、I)；c.与铁盐溶液反应：2Fe3+＋SO2＋2H2O=2Fe3+＋2H+＋SO42-；d.与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀：2CuX2＋SO2＋2H2O=2CuX↓＋H2SO4＋2HX(X=Cl、Br、I)；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。(3)实验室制法①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；②铜与浓H2SO4混合加热Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)SO2和CO2的鉴别试剂现象及结论原理(化学方程式)品红溶液使品红溶液褪色的是SO2；不能使品红溶液褪色的是CO2——KMnO4溶液使紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO22KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4溴水使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO23SO2＋2HNO3＋2H2O===3H2SO4＋2NO↑Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3FeCl3溶液使棕黄色变为浅绿色的是SO2，无明显现象的是CO22FeCl3＋SO2＋2H2O===FeCl2＋FeSO4＋4HCl澄清石灰水不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊【特别提醒】(1)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红，但不能使之褪色。(2)SO2的漂白性和还原性的区别：SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。(3)SO2氧化性的表现：SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀，表现了SO2的氧化性。(4)三类漂白剂的区别类型原理举例特点备注氧化型将有机色质内部“生色团”破坏掉HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等不可逆、持久无选择性加合型与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质SO2可逆、不持久有选择性吸附型将有色物质吸附而退色活性炭物理变化吸附色素2.三氧化硫(SO3)(1)物理性质熔点16.8℃，沸点44.8℃，在常温下为eq\a\vs4\al(液)态，在标准状况下为eq\a\vs4\al(固)态。(2)化学性质（酸性氧化物）a.与水反应：SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)b.与氧化钙反应：SO3＋CaO===CaSO4c.与氢氧化钠反应：SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O3.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。(5)四种常见的SO2尾气处理方法方法一：钙基固硫法为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。方法二：氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O=(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)方法三：钠碱脱硫法钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3。方法四：双碱脱硫法先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学方程式为①吸收反应：2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2=2Na2SO4。②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2=CaSO4↓＋2NaOH。智能点二硫酸硫酸根离子的检验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①④⑤⑥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。【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反应黄铁矿煅烧4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2SO2的催化氧化2SO2＋O22SO3SO3吸收SO3＋H2O=H2SO46.SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)的检验(1)SOeq\o\al(2－,3)的检验①向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑。②加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SOeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。(2)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))。先加稀盐酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。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↓。智能点三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（即硫及其化合物的价类二维图）2.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。智能点四第六主族的其它知识归纳1．硫代硫酸钠(Na2S2O3)(1)制备①硫化碱法，即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液，然后通入SO2，发生的反应为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。②亚硫酸钠法，使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应，其反应的方程式为Na2SO3＋SNa2S2O3。(2)性质①中等强度还原剂，可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6)，该反应常用来定量测定碘的含量，反应的离子方程式为I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)（用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量）。②可被氯、溴等氧化为SOeq\o\al(2－,4)，如Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl（用作纺织工业上的脱氯剂）。③可与酸反应，离子方程式为2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O（用于探究速率与浓度、温度的关系）。2．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)(1)制备：NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成，2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O。(2)性质①与酸反应放出二氧化硫，如Na2S2O5＋2HCl=2NaCl＋2SO2↑＋H2O。②强还原性，如Na2S2O5＋2I2＋3H2O=2NaHSO4＋4HI。3．过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)(1)过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变。如S2Oeq\o\al(2－,8)＋2I－eq\o(=,\s\up7(Cu2＋))2SOeq\o\al(2－,4)＋I2，5S2Oeq\o\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2O=10SOeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。(2)连二亚硫酸钠中S为＋3价，是强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原，能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。4．硒及其化合物的性质(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。(2)SeO2的氧化性比SO2强，属于中等强度的氧化剂，可氧化H2S、NH3等：SeO2＋2H2S=Se＋2S＋2H2O；3SeO2＋4NH3=3Se＋2N2＋6H2O。(3)亚硒酸可作氧化剂，能氧化SO2，H2SeO3＋2SO2＋H2O=2H2SO4＋Se，但遇到强氧化剂时表现还原性，可被氧化成硒酸，H2SeO3＋Cl2＋H2O=H2SeO4＋2HCl。5．碲及其化合物的性质(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。(2)TeO2是不挥发的白色固体，微溶于水，易溶于强酸、强碱，如TeO2＋2NaOH=Na2TeO3＋H2O。(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性：H2TeO3＋2SO2＋H2O=2H2SO4＋Te；H2TeO3＋Cl2＋H2O=H2TeO4＋2HCl。(4)硒和碲的一切化合物均有毒。【典例剖析】高频考点1考查硫及其化合物的性质与应用例1．下列关于硫及其化合物的说法中，不正确的是A．硫粉在过量的氧气中燃烧不能生成三氧化硫B．SO2既可以是氧化产物，也可以是还原产物C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了漂白性D．自然界中存在游离态的硫，也存在化合态的硫【变式训练】下列关于硫及其化合物的说法正确的是A．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氨气B．加氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有C．如图装置中血红色褪去，可以验证SO2的还原性D．二氧化硫能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，因其有漂白性高频考点2考查二氧化硫的检验例2.(2020·重庆市模拟)下图所示为某同学设计的检验浓硫酸和碳反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是()A．若按①→③→②顺序连接，可检验所有气体产物B．若装置②只保留a、b，同样可以达到实验目的C．若圆底烧瓶内碳粉过量，充分反应后恢复到25℃，溶液的pH≥5.6D．实验结束后，应按从下往上、从左往右的顺序拆卸装置【变式训练】(2020·湖南省韶山市第一中学模拟)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能证明高频考点3考查浓硫酸的性质及应用例3．（2020·西安市第一中学模拟）如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是()A．甲中苹果块会变干瘪B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”C．丙中小试管内有晶体析出D．丁中pH试纸变成红色【变式训练】下列有关浓硫酸的叙述正确的是A．浓硫酸在常温下不与反应B．浓硫酸使蔗糖炭化主要体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性C．与足量的浓硫酸反应产生的和浓硫酸与足量的反应产生的的物质的量相等D．浓硫酸有吸水性，可以干燥等气体高频考点4考查硫酸离子的检验例4.(2020·安徽省巢湖市第二中学模拟)下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是()A．Fe(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸，＋过量SO2，＋BaCl2溶液))白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸，＋少量Na2SO3溶液))白色沉淀C．无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋稀HNO3，＋BaCl2溶液))白色沉淀D．无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸))无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋BaCl2溶液))白色沉淀【变式训练】甲、乙、丙三位同学各设计了一个实验，结果各自都认为自己的试样中含有SO42－离子。甲的实验为：（1）乙认为甲的实验不严谨，因为试样A中若含有________离子（仅填一种）也会有此现象。乙的实验为：（2）丙认为乙的实验也不严谨，因为试样B中若含有________离子（仅填一种）也会有此现象。丙的实验为：若丙方案合理，回答：（3）若丙实验合理，则其中试剂Ⅰ是___________，现象Ⅰ是__________；试