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文档简介

第11讲硫及其化合物

目录

明晰学考要求...................................................................1

基础知识梳理...................................................................1

考点精讲精练...................................................................1

考点一硫的主要性质及应用.............................................................6

考点二二氧化硫的主要性质及应用.......................................................6

考点三硫酸的主要性质及应用...........................................................7

2—

考点四与SO4有关的问题7

实战能力训练...........................................................................................................................................................10

1、知道硫的性质和应用。

2、从酸性氧化物的通性及氧化性、还原性,认识二氧化硫的化学性质。

3、认识硫酸的三个特性——吸水性、脱水性和强氧化性。

4、知道硫酸根离子的检验原理,能规范书写检验方法。

5、了解二氧化硫等污染物的来源、危害及防治。

一.硫的性质和应用

(1)硫的原子结构特点

硫位于元素周期表的第周期、第族,由此可知硫原子最外电子层上有个电子,在

化学反应中容易得到2个电子形成-2价硫的化合物,表现出典型的。

(2)硫元素存在形态

①游离态:硫单质俗称,主要存在于火山口附近或地壳的岩层里。

②化合态:主要以和的形式存在。例如:

黄铁矿石膏

FeS2CaSO4·2H2O

(3)硫的物理性质

俗名色、态密度溶解性熔沸点

晶体,质脆,难溶于,微溶于,易溶于。

硫黄2.06g·cm-3较低

易研成粉末(可以用CS2洗涤内壁附着硫的试管)

(4)硫的化学性质

①与金属反应(与变价金属反应,均是金属被氧化成最低价态)——体现硫的氧化性

硫粉与铁共热:(黑色固体,不溶于水)

硫粉与铜共热:(黑色固体,不溶于水)

汞与硫粉反应:(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)

②与非金属反应

硫在氧气中燃烧:(硫在空气中燃烧发出火焰;在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰)

【注意】该反应体现了单质硫具有还原性,硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。

③与强碱的反应——既体现,又体现

(此反应可用于除去试管内黏附的硫)

(5)用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药()

二、二氧化硫

1.物理性质:SO2是、有气味的气体,密度比空气的大,容易液化,于

水。在通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的SO2。

2.化学性质

(1)酸性氧化物的通性

a.SO2能使紫色石蕊试液变。

b.与H2O反应:(亚硫酸是)

c.与碱反应:

NaOH溶液

SO2少量SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O

SO2过量SO2+NaOH==NaHSO3

d.与碱性氧化物反应:

(2)氧化性(如与H2S溶液反应):

(生成沉淀)。

(3)还原性:SO2中硫元素的化合价为+4价,属于中间价态,因此SO2既有氧化性又有还原性,一般表现

3+

为较强的还原性,可被多种氧化剂(O2﹑Cl2﹑KMnO4、Fe、H2O2等)氧化为+6价的硫。

与O2反应:2SO2+O22SO3。

使氯水、溴水褪色:、

使酸性KMnO4溶液褪色:。

(4)漂白性:SO2可使溶液褪色(生成了不稳定的无色物质),加热后,溶液由变

为(不稳定的无色物质又分解为原来物质),常用于检验SO2。

【注意】

①SO2使品红溶液褪色表现的是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、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。

②SO2不能漂白酸碱指示剂,如只能使紫色的石蕊试液变红,但不能使之褪色。

③SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。

(5)除杂问题(括号内物质为杂质)

饱和溶

CO2(SO2)

饱和溶

CO2(HCl)

3.用途

①漂白纸浆、毛、丝等,但不能漂白指示剂。

②杀菌消毒。

③作食品添加剂:食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如,在葡萄酒酿制

过程中,葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵,添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。二氧化硫又是

一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然果香味。

4.常见漂白剂的漂白原理

SO2HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭

与有色物质结合生成

漂白原理]将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质

无色物质

变化类型化学变化化学变化物理变化

可逆,加热或久置后恢不可逆,加热或久置后不恢复

是否可逆

复原来颜色原来颜色

有色的有机物,不能漂

漂白对象有色的有机物和指示剂有机色质

白指示剂

5.检验SO2和CO2同时存在的一般流程

SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为:

检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2

流程设计

选用试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清的石灰水

预期现象褪色褪色(或变浅)不褪色变浑浊

【注意】有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,

现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。

6.SO2的实验室制法

①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应:。

②铜与浓H2SO4混合加热:。

净化装置通入浓H2SO4(除水蒸气)。

收集装置向上排气法、排饱和NaHSO3溶液法。

尾气处理用强碱溶液吸收多余SO2,防止污染空气()

检验方法先通入品红试液,褪色,加热后又恢复原红色。

三.硫酸及硫酸根离子的检验

1.硫酸的物理性质

(1)纯硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,沸点高,难挥发。

(2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4

沿器壁慢慢注入水中,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,能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等

物质发生反应。

(1)能使紫色石蕊溶液变红。

(2)能与活泼金属(如Zn、Fe等)反应产生H2。如;

(3)能与碱反应生成盐和水,如与Ba(OH)2反应:;

(4)能与碱性氧化物反应生成盐和水,如与MgO反应:。

(5)能与弱酸的盐反应,如与Na2SO3反应:。

3.浓H2SO4的特性

①:常用作干燥剂,但不能干燥还原性物质如H2S、HBr、HI和NH3等碱性气体;能使胆矾

CuSO4·5H2O变为白色粉末。

②:将有机化合物中的氢、氧原子以2∶1比例脱去,如使蔗糖炭化,纸张变黑。

③:除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用,在这些氧化还原反应中,浓H2SO4

还原产物为SO2。

常温下,铁、铝遇浓硫酸,可用铁罐车、铝槽车装运浓硫酸。

加热时,浓硫酸能与铁反应:

与Cu:(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)

与木炭反应:

2-2-

4.SO4、SO3的检验

2-

(1)检验SO4的正确操作方法:

加足量盐酸酸化滴加BaCl2溶液

被检液――――――――→取清液――――――→观察有无白色沉淀产生。

2-2-+2-

先加稀盐酸的目的是防止CO3、SO3、Ag干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明有SO4,注意

盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。

5.硫酸工业制备的原理

(1)工艺流程

吸收塔中不是用水吸收SO3,工业上用98.3%的浓硫酸吸收,因为用水产生的酸雾太大,会降低SO3的吸收

效率。

(2)反应原理

高温

①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O2=====2Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。

催化剂

②SO2转化为SO3:2SO2+O2==高===温===2SO3。

③SO3吸水生成H2SO4:SO3+H2O===H2SO4。

四、几种重要的硫酸盐

化学式俗名颜色用途

2CaSO4·H2O白色塑像、模型、粉笔、医疗绷带等

CaSO4·2H2O白色水泥添加剂

FeSO4·7H2O浅绿色用于配制蓝黑墨水,补血剂

CuSO4·5H2O蓝色配制波尔多液、镀铜液

Na2SO4·10H2O白色造纸,制缓泻剂、合成洗涤剂

KAl(SO4)2·12H2O白色净水剂

BaSO4白色白色颜料、医疗上作“钡餐”

考点一硫的主要性质及应用

【典型例题】

【例1】(2024高一下·湖南株洲·学业考试)下列叙述不正确的是

A.锂、钠、钾原子的电子层数依次增多

B.氮、氧、氟元素非金属性依次减弱

C.钠、镁、铝元素最高化合价依次升高

D.磷、硫、氯元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强

【例2】(2023高二·湖北·学业考试)X、Y和Z为原子序数依次递增的3种短周期元素,已知X与Y同主族,

Y与Z同周期且相邻,Z的核外电子数为17。下列说法错误的是

A.X的元素符号为OB.X的原子半径大于Y

C.Y的元素名称为硫D.Z的非金属性强于Y

【例3】(2023高一·辽宁鞍山·学业考试)硫是一种重要的非金属,位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。根

2、2、2

据硫及其化合物的性质回答问题。某溶液中可能含有SO4CO3Cl。为了检验其中是否含有SO4,除

HNO3溶液外,还需要的溶液是

A.H2SO4B.HClC.NaOHD.Ba(NO3)2

【即时演练】

1.(2023高一·辽宁鞍山·学业考试)硫是一种重要的非金属,位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。根据硫

及其化合物的性质回答问题。能实现下列物质间直接转化的元素是

单质O2氧化物H2O酸或碱

A.硅B.铁C.铜D.硫

2.(2021高三·四川·学业考试)下列化学用语表示正确的是

.氨的电子式:.乙烯的结构简式:

ABCH2CH2

C.硫离子的结构示意图:D.硫酸铝的化学式:AlSO4

3.(2018高一·贵州毕节·学业考试)下列关于硫的叙述中不正确的是()

A.在自然界中既有化合态的硫又有能以游离态的形式存在的硫

B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里

C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄

D.硫是黑火药的主要成分之一

考点二SO2的主要性质及应用

【典型例题】

【例1】(2024高三下·湖南·学业考试)加入下列物质能使紫色石蕊溶液先变红后褪色的是

A.二氧化硫B.新制氯水C.过氧化钠D.活性炭

【例2】(2024高一下·浙江绍兴·学业考试)下列说法不正确的是

A.钢是用量最大,用途最广的合金

B.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维

C.碳酸钠、碳酸氢钠溶液均显碱性,可用作食用碱或工业碱

D.二氧化硫具有漂白性,可用作食品添加剂

【例3】(2024高一下·浙江温州·学业考试)下列说法不.正.确.的是

A.液氨可以做制冷剂

B.工业上常用Na2O和H2O反应制备NaOH

C.二氧化硫可用于杀菌消毒,是一种食品添加剂

D.LaNi储氢合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物

【即时演练】

1.(2023高二·北京·学业考试)下列通过分析“实验操作及现象”所得到的“实验结论”不.正.确.的是

实验操作及现象实验结论

向某溶液中加入足量稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生

2

A该溶液中含有SO4

B将二氧化硫通入品红溶液,溶液红色褪去二氧化硫具有漂白性

常温下,钠与氧气反应

C取一块钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切下一小块,切面很快变暗

生成过氧化钠

11

将1mol·LCH3COOH溶液滴入1mol·LNaHCO3溶液中,有无色气体乙酸的酸性强于碳酸的

D

生成,将该气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊酸性

A.AB.BC.CD.D

2.(2023高一上·陕西·学业考试)鉴别下列物质的试剂或操作方法错误的是

选项待鉴别物质试剂或操作方法

A甲烷与乙烯酸性KMnO4溶液

B氯化钠与氯化钾焰色试验

C二氧化碳与二氧化硫品红溶液

D氯化亚铁溶液与硫酸亚铁溶液KSCN溶液

A.AB.BC.CD.D

3.(2023高二下·新疆乌鲁木齐·学业考试)下列气体可用排水法收集的是

A.氧气B.氨气C.二氧化氮D.二氧化硫

考点三硫酸的主要性质及应用

【典型例题】

【例1】(2024高二下·江苏·学业考试)某电解精炼铜的阳极泥中含有金属铜和铂(Pt)等,分离方法如下:向

阳极泥中加入适量NaNO3作氧化剂,混匀后焙烧;待固体冷却后水洗,在80℃条件下用稀硫酸浸取水洗后

的固体,过滤,得CuSO4溶液和固体滤渣(含金属Pt)。下列对实验事实及操作的解释不.合.理.的是

.加入焙烧,将转化为

ANaNO3CuCuNO32

B.焙烧时铂未被氧化,铂的性质较稳定

C.浸取时温度选择80℃,加快浸出速率

D.过滤分离固体与溶液,金属铂不溶于硫酸

【例2】(2024高一下·湖南·学业考试)下列物质属于混合物的是

A.氯化钠B.铝热剂C.干冰D.硫酸

【例3】(2023高二上·江苏淮安·学业考试)硫酸、硝酸是化工生产中两种重要的酸。下列叙述错误的是

A.浓硫酸能使蔗糖碳化,表现了浓硫酸的脱水性

B.浓硝酸能溶解金属铜,说明浓硝酸具有强酸性

C.浓硝酸不稳定易分解,需要避光保存

D.常温下浓硫酸、浓硝酸都能使金属铝钝化

【即时演练】

1.(2019高一·内蒙古·学业考试)下列现象中硫酸表现脱水性的是

A.浓硫酸干燥氯气

B.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑

C.在常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸

D.锌粒放入稀硫酸中有气体放出

2.(2020高二·山西·学业考试)二氧化硫是一种空气污染物。下列有关二氧化硫性质的叙述正确的是

A.是无色无味的气体B.易液化但难溶于水

C.与水反应生成硫酸D.能使品红溶液褪色

3.(2021高二上·云南·学业考试)绿色化学思想是从源头上杜绝浪费减少污染等。下列操作符合绿色化学思

想的是

A.用SO3与H2O化合制备硫酸

B.用铜与浓硫酸反应制取CuSO4

C.将化学实验后的废液直接倒入下水道

D.将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中

2—

考点四与SO4相关的问题

【典型例题】

【例1】(2016高二·福建泉州·学业考试)下列各组离子在溶液中能大量共存的是

+2﹣+﹣+2+﹣2﹣

A.NH4,SO4,K,OHB.Na,Ba,NO3,SO4

+﹣2﹣++﹣+2﹣

C.K,Cl,CO3,NaD.H,NO3,Na,CO3

【例2】(2019高二·上海浦东新·学业考试)在某无色透明溶液中,能大量共存的离子组是

+―2―3+―2―

A.K、MnO4、SO4B.Al、Cl、SO4

+―+―+3+

C.Na、CH3COO、HD.OH、Na、Fe

【例3】(2016高二·山东·学业考试)下列离子在溶液中可以大量共存的一组是

++﹣+﹣﹣

A.MgNaOHB.AgNO3Cl

++﹣2+﹣2﹣

C.KHNO3D.BaClSO4

【即时演练】

1.(2019高二·上海浦东新·学业考试)某溶液中加入氯化钡溶液生成白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不溶解,

则该溶液中

2―2―2―

A.一定含SO4B.可能含有CO3和SO4

+2―+

C.一定含有AgD.可能含有SO4或Ag

2.(2012高二上·北京·学业考试)在pH=1的无色溶液中,下列离子能大量共存的是

+2+3—2—2+—2——

A.NH4、Ba、NO、CO3B.Fe、OH、SO4、MnO4

+2+-2—+3+——

C.K、Mg、NO3、SO4D.Na、Fe、Cl、AlO2

+3+2+2―

3.(2012高二·江苏泰州·学业考试)某溶液中可能含有以下6种离子中的几种:NH4、A1、Mg、CO3、

一2―

Cl、SO4,为确认溶液组成,现取100mL分成三等份溶液进行如下实验:

(1)向第一份溶液中加入AgNO3溶液有沉淀产生;

(2)向第二份溶液中加入足量NaOH溶液充分反应后,最终得到沉淀0.58g(经过滤、洗涤、干燥,下同),

同时收集到气体0.03mol(设气体全部从溶液中逸出);

(3)向第三份溶液中加入足量BaCl2溶液(盐酸酸化)充分反应后,得到沉淀6.99g。

由此可知,下列关于原溶液组成的正确结论是

A.一定存在Cl一

3++

B.一定存在A1和NH4

C.一定不存在Mg2+,可能存在A13+

2―

D.溶液中SO4的浓度是0.3mol/L

1.(2024高二上·江苏泰州·学业考试)实验室中,对下列事故或药品的处理正确的是

A.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液冲洗

B.金属钠着火燃烧时,可用泡沫灭火器灭火

C.氯气泄漏时,可用肥皂水浸湿软布蒙面、迅速离开现场

D.含硫酸的废液倒入水池中,立即用水冲入下水道

2.(2022高二·内蒙古·学业考试)关于反应Br2SO22H2O2HBrH2SO4,下列说法正确的是

A.Br2在反应中表现氧化性B.SO2中的硫元素被还原

C.SO2在反应中作氧化剂D.2molBr2在反应中得到2mole

3.(2021高二·江苏·学业考试)下列化学用语表示正确的是

A.氯化氢的电子式:H:Cl

B.正丁烷的结构简式:

C.硫原子的结构示意图:

2+-

D.Ba(OH)2的电离方程式:Ba(OH)2=Ba+2OH

4.(2023高一·天津南开·学业考试)酸雨的形成示意如图,下列关于酸雨的叙述中,不.正.确.的是

A.酸雨的pH小于5.6

B.酸雨形成的过程中不涉及氧化还原反应

C.汽车尾气及含硫物的燃烧都会形成酸雨

D.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林和草原

5.(2023高一上·辽宁·学业考试)下列关于含硫化合物的叙述正确的是

A.浓硫酸干燥SO2,体现了其脱水性

B.SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体

C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑,体现了其吸水性

D.SO2是一种食品添加剂,为了增强抗氧化、防腐等作用,可大量添加

6.(2022高二·江苏南京·学业考试)下列有关SO2的说法正确的是

A.属于碱性氧化物B.常温常压下密度小于空气

C.能使品红溶液褪色D.硫元素的化合价为+6

7.(2023高三·广东·学业考试)我国科学家被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”。某小组同

Δ

学利用反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正

确的是

A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性

B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性

C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现-2价硫元素的还原性

D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O

8.(2022高二上·江苏镇江·学业考试)下列说法不正确的是

A.硫酸钡可用作检查肠胃的内服药物B.水玻璃可用木材、纺织品的防火剂

C.氯碱工业的主要产品有H2、Cl2和NaOHD.硫和氮的氧化物是酸雨的主要成分

9.(2022高二下·黑龙江·学业考试)下列做法应该提倡的是

A.废旧塑料制品焚烧处理B.将生活垃

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