新课改瘦专版2024高考化学一轮复习4.5点点突破氧硫及其重要化合物学案含解析

PAGEPAGE1第5课时点点突破——氧、硫及其重要化合物学问点一O3和H2O2的性质及应用1．臭氧(1)组成：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体。(2)化学性质不稳定性O3不稳定，简单分解，反应的化学方程式为2O3=3O2，在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O2eq\o(=,\s\up7(放电))2O3强氧化性O3简单使淀粉­KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为2KI＋O3＋H2O=I2＋2KOH＋O2漂白性O3因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂(3)用途：①可用作脱色剂和消毒剂；②臭氧层可以汲取来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的爱护伞。2．过氧化氢(双氧水)(1)结构电子式：，结构式：H—O—O—H。(2)化学性质不稳定性加热、光照或加催化剂都能加快其分解：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处弱酸性相当于二元弱酸H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)强氧化性①工业上用10%的H2O2作为漂白剂，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；②氧化Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)等还原性物质：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，H2O2＋Na2SO3=Na2SO4＋H2O；③使潮湿的淀粉­KI试纸变蓝：H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O弱还原性H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化。2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O[提示]①除MnO2外，Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等也均能催化H2O2的分解；H2O2在碱性环境中的分解远比在酸性环境中的快。②H2O2作氧化剂时，其还原产物一般为水，不引入杂质且对环境无污染，因而又称为绿色氧化剂，常用于除去具有还原性的杂质离子。3．氧族元素(1)氧族元素概况包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五种元素。常温下，单质除氧为气体外，其余均为固体，氧、硫、硒为典型的非金属元素，碲为类金属，钋为金属。(2)相像性和递变性原子结构最外层都有6个电子，在化学反应中可显－2、＋4、＋6价(氧无最高正价除外)化学性质氢化物氧、硫、硒的单质可干脆与氢气化合生成氢化物：2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O、H2＋Seq\o(=,\s\up7(△))H2S碲不能干脆与氢气化合，只能通过其他反应间接制取碲化氢氧化物硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐能与大多数金属干脆化合如：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S、3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4、2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO[提示]①除K＋、Na＋外，一般的金属硫化物难溶于水，如：FeS、ZnS、CuS等。②金属硫化物在空气中灼烧，生成金属氧化物和SO2，如：2ZnS＋3O2eq\o(=,\s\up7(△))2ZnO＋2SO2。[对点训练]1．下列有关双氧水说法错误的是()A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂C．H2O2在过氧化氢酶的催化下，温度越高，分解速率越快D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同解析：选C酶在过高的温度下会失去活性，故C项错误。2．如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是()A．O3转化为O2是物理改变B．反应①中破坏的化学键为共价键C．反应②可表示为O3＋Cl=ClO＋O2D．少量的Cl能破坏大量的O3解析：选AO3转化为O2是同素异形体间的转化，属于化学改变，A错误；反应①是ClO＋O=O2＋Cl中破坏的化学键ClO为共价键，B正确；结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气，C正确；由图分析可知氯原子会和臭氧反应破坏臭氧分子结构，氯原子在反应中做催化剂，少量的Cl能破坏大量的O3，D正确。学问点二硫及其氧化物的性质1．自然界中的硫(1)物理性质俗称颜色状态溶解性硫黄eq\a\vs4\al(黄)色晶体不溶于水微溶于酒精易溶于CS2(2)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))O2①与金属反应eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(Cu：2Cu＋S\o(=,\s\up7(△))Cu2S,Fe：Fe＋S\o(=,\s\up7(△))FeS))表现氧化性②与非金属反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：S＋O2\o(=,\s\up7(点燃))SO2，表现还原性,H2：H2＋S\o(=,\s\up7(△))H2S，表现氧化性))③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O，表现还原性。④与NaOH溶液反应：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表现氧化性和还原性。[提示]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，试验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。2．二氧化硫(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)化学性质按要求完成下列方程式：①eq\a\vs4\al(酸性氧化,物的通性)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与H2O反应：SO2＋H2OH2SO3,与NaOH(足量)反应：,SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O))②氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③eq\a\vs4\al(还原性)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：2SO2＋O2\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3,,氯水：Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4))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。[提示]①工业上可利用SO2来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等，但不能用于食品的增白。SO2还用于杀菌、消毒等，可用作干果的防腐剂。②SO2不能漂白紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液中通入SO2变红色。(3)试验室制法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)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)SO2对大气的污染与防治来源化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼危害污染大气，危害人体健康，形成酸雨防治开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气(5)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，缘由是二者都能使澄清石灰水变浑浊3．漂白性物质分类汇总漂白原理漂白剂有效成分漂白原理改变类别漂白特点适用范围吸附作用型活性炭活性炭吸附漂白物理改变物理漂白一般用于溶液中的漂白强氧化剂型(不行逆)Cl2HClO利用HClO的强氧化性进行漂白化学改变氧化还原漂白，不行逆可以漂白全部有机色质次氯酸盐HClONa2O2H2O2利用H2O2的氧化性进行漂白化学改变氧化还原漂白，不行逆可以漂白全部有机色质H2O2加合反应型(可逆)SO2SO2SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质化学改变非氧化还原漂白，可逆具有选择性，如品红、棉、麻、草等4．三氧化硫(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)化学性质反应化学方程式与水反应SO3＋H2O=H2SO4(放出大量的热)与氧化钙反应SO3＋CaO=CaSO4与氢氧化钠反应SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O[对点训练]1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)硫在空气中燃烧生成SO2，在纯氧中燃烧生成SO3(×)(2)试管内壁上附着的硫黄可用热的碱液清洗(√)(3)SO2可广泛应用于食品漂白(×)(4)将SO2通入BaCl2溶液，能产生白色的BaSO3沉淀(×)(5)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有潮湿的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好(×)(6)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同(×)(7)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色(×)2．(2024·浙江4月选考)下列反应中能产生二氧化硫的是()A．氧化铜和稀硫酸反应 B．亚硫酸钠和氧气反应C．三氧化硫和水反应 D．铜和热的浓硫酸反应解析：选DA项中发生反应：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O，不符合题意；B项中发生反应：2Na2SO3＋O2=2Na2SO4，不符合题意；C项中发生反应：SO3＋H2O=H2SO4，不符合题意；D项中发生反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O，有SO2产生，符合题意。3．(2024·海南高考)分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是()A．CO B．SO2C．HCl D．CO2解析：选BCO不与Na2S发生反应，因此没有沉淀产生，故A错误；SO2具有弱氧化性，与Na2S发生氧化还原反应且有沉淀S单质生成，即SO2＋2S2－＋4H＋=3S↓＋2H2O，故B正确；利用强酸制弱酸原理，HCl与Na2S发生反应2H＋＋S2－=H2S，没有沉淀产生，故C错误；CO2通入稀Na2S溶液中，不产生沉淀，故D错误。4.如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)写出E和A的氢化物反应生成A的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)将5mL0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合。①写出反应的离子方程式：_____________________________________________；②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是____________________________________________________________________________________。解析：能在空气中反应生成气体的单质，应当为非金属单质，常见的为C、S，结合B、C的相对分子质量之比为4∶5和D为重要的化工原料，可推知：A为S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，E为H2SO3。(3)将5mL0.10mol·L－1的E(H2SO3)溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合，两者恰好完全反应，所得溶液为Na2SO3溶液，由于SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－，所以溶液显碱性。答案：(1)S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S(2)H2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2O(3)①H2SO3＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋2H2O②大于Na2SO3是强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性学问点三硫酸硫酸盐1．硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点eq\a\vs4\al(高)，难挥发。(2)溶解性：浓H2SO4与水以随意比互溶，溶解时可放出大量的热。(3)浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿器壁渐渐注入eq\a\vs4\al(水)中，并用玻璃棒不断搅拌。2．稀H2SO4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)，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。3．浓H2SO4的特性(1)填写下表试验试验现象浓硫酸的特性少量胆矾加入浓硫酸中蓝色固体变成白色吸水性用玻璃棒蘸取浓硫酸点在滤纸上沾有浓H2SO4的滤纸变eq\a\vs4\al(黑)脱水性将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热铜片渐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体强氧化性(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化,可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。[提示]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，要留意H2SO4浓度对反应产物的影响。起先阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最终变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。4．硫酸的工业制备(1)工艺流程[提示]工业上用98%的硫酸汲取SO3，可以避开用水汲取SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高汲取率。(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\up7(催化剂),\s\do5(高温))2SO3。③SO3汲取生成H2SO4：SO3＋H2O=H2SO4。5．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)SOeq\o\al(2－,4)的检验①检验方法检验SOeq\o\al(2－,4)的正确操作方法：被检液加足量盐酸酸化,取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(推断有无SOeq\o\al(2－,4))②检验误区误区1只加可溶性钡盐、而不先加盐酸酸化将导致COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等干扰离子推断成SOeq\o\al(2－,4)。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀误区2误将Ag＋推断成SOeq\o\al(2－,4)如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq\o\al(2－,4)。其错误是未留意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)误区3误将SOeq\o\al(2－,3)推断成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)。该错误是未留意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6．重要的硫酸盐化学式俗名颜色主要性质用途2CaSO4·H2O熟石膏白色2CaSO4·H2O＋3H2O=2(CaSO4·2H2O)塑像、模型、粉笔、医疗绷带等CaSO4·2H2O生石膏白色2(CaSO4·2H2O)eq\o(=,\s\up7(△))3H2O＋2CaSO4·H2O水泥添加剂FeSO4·7H2O绿矾浅绿色暴露在空气中被氧化为三价铁盐用于配制蓝黑墨水，补血剂CuSO4·5H2O胆矾、蓝矾蓝色CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(白)＋5H2O配制波尔多液，镀铜液Na2SO4·10H2O芒硝白色—造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂KAl(SO4)2·12H2O明矾白色—净水剂[对点训练]1．(2024·郓城一中月考)宋代《图经本草》中有记载：“取此一物，置于铁板上，聚炭封之。囊袋吹令火炽，其矾即沸流出，色赤如融金汁者，是其也。看沸定汁尽，去火待冷，取出按为末，色似黄丹。”文中“矾”的化学式是()A．ZnSO4·7H2O B．FeSO4·7H2OC．KAl(SO4)2·12H2O D．CaSO4·2H2O解析：选B由题给信息知，文中的“矾”为FeSO4·7H2O，B正确。2．下列关于硫酸的叙述中，正确的是()A．浓硫酸具有脱水性，因而能使蔗糖炭化B．浓硫酸有强氧化性，不行贮存在铝、铁容器中C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D．稀释浓硫酸时，应将水沿着器壁渐渐加入到浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌解析：选A使蔗糖炭化，表现浓硫酸的脱水性，A正确；浓硫酸虽具有强氧化性，但可与铝、铁在常温下发生钝化反应，在表面生成一层致密的氧化膜，故可贮存在铝、铁容器中，B错误；浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气，C错误；浓硫酸密度比水大，稀释浓硫酸时，应防止酸液飞溅，应将浓硫酸沿着器壁渐渐加入到水中，并用玻璃棒不断搅拌，D错误。3．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是()A．肯定含有SOeq\o\al(2－,4)B．含有SOeq\o\al(2－,4)和Ag＋C．可能含有SOeq\o\al(2－,4)、Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)中的一种或两种D．可能含有SOeq\o\al(2－,3)或COeq\o\al(2－,3)解析：选CA项错误，C项正确，不能解除Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)的干扰；B项错误，因为溶液中SOeq\o\al(2－,4)与Ag＋反应不能大量共存；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以推断不行能含有COeq\o\al(2－,3)。4．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是()途径①：Seq\o(→,\s\up7(浓HNO3))H2SO4途径②：Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4途径③：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的其次步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理论解析：选C途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的其次步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高SO2的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，而途径③转移7mole－，C项错误。5．(1)用过量的锌与浓H2SO4反应，某同学认为除了生成SO2外，还有H2产生，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用过量铜片与含0.2molH2SO4的浓H2SO4共热足够长时间(只考虑铜与浓H2SO4反应，忽视其他副反应)，甲认为产生的SO2少于0.1mol，理由是______________________________________________________________________________________________；而乙同学认