高中化学必修二“二氧化硫的化学性质”复习知识清单

高中化学必修二“二氧化硫的化学性质”复习知识清单一、二氧化硫物理性质的基础回顾与考点映射复习二氧化硫的化学性质，必须以对其物理性质的精准掌握为前提，这不仅关系到实验现象的判断，更直接影响到对化学反应原理的理解。二氧化硫在常温常压下是一种无色、有刺激性气味的气体，这一特征是其作为大气污染物被感官识别的物理基础。其密度比空气大，因此在进行集气操作时，通常采用向上排空气法。考生需特别注意，其密度计算（相对于空气的平均分子量29）是【基础】计算考点，常以选择题形式考查气体收集方法的判断。二氧化硫极易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫，这种溶解性决定了它不能采用排水法收集，同时也为其溶于水形成亚硫酸（二氧化硫的水溶液）的化学反应提供了物理前提。液化为无色液体也是其物理性质之一，但高中阶段考查较少。易错点在于，学生常将二氧化硫的刺激性气味与氯气（Cl₂）的气味混淆，复习时需建立对比记忆，氯气为黄绿色有刺激性气味的气体，而二氧化硫无色。此外，二氧化硫的漂白性属于化学性质，但其漂白某些有机色素后的产物不稳定，受热易恢复原色，这一点常与物理性质中的“吸附性”导致的漂白（如活性炭）相混淆，【难点】在于区分本质不同的漂白原理。二、酸性氧化物的通性与特性辨析【重要】二氧化硫作为酸性氧化物的典型代表，其性质复习应置于酸性氧化物家族中进行归类与辨析。它首先具备酸性氧化物的一切通性：能与水反应生成相应的酸，二氧化硫与水反应生成亚硫酸（H₂SO₃），这是一个可逆反应，也是其水溶液显酸性的根本原因，该反应方程式为SO₂+H₂O⇌H₂SO₃，【高频考点】常以可逆反应的符号和平衡移动思想进行考查。其次，二氧化硫能与碱反应生成盐和水，与少量碱反应生成亚硫酸盐，与过量碱反应生成亚硫酸氢盐。例如，将二氧化硫通入澄清石灰水，现象是先沉淀后澄清，这与二氧化碳的通入现象完全相同，是【基础】鉴别题的易混淆点。反应过程为：SO₂(少量)+Ca(OH)₂=CaSO₃↓(白)+H₂O，SO₂(过量)+CaSO₃+H₂O=Ca(HSO₃)₂（可溶）。正是由于亚硫酸氢钙的可溶性，导致了沉淀的消失。再者，二氧化硫能与碱性氧化物反应生成盐，如与氧化钙反应生成亚硫酸钙，此反应可用于燃煤脱硫的化学原理：CaO+SO₂=CaSO₃，进一步氧化生成硫酸钙，这是【热点】环保化学题目的素材来源。特性方面，二氧化硫虽属酸性氧化物，但其核心化学性质远不止于此，它还表现出强烈的还原性和一定的氧化性，这是复习的重点与难点所在。三、二氧化硫的还原性——核心考点与深度剖析【非常重要】【高频考点】二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，处于硫的中间价态（最低价2，最高价+6），因此它既有还原性又有氧化性，但以还原性为主。这是理解其众多化学反应的关键。（一）与氧气的反应：这是工业制硫酸的核心步骤，反应方程式为2SO₂+O₂⇌2SO₃。该反应【非常重要】，其特点包括：可逆反应、需要使用催化剂（五氧化二钒V₂O₅）、加热条件。考试中常考查反应条件的控制、平衡移动原理的应用以及SO₃的物理性质（熔点低，常温下为固态或液态，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量热）。（二）与卤素单质（如氯水、溴水、碘水）的反应：这是二氧化硫还原性最典型的体现之一，也是【高频考点】和实验题中的常见素材。1.与氯水的反应：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl。这一反应至关重要，它揭示了为什么将二氧化硫和氯气同时通入品红溶液中，漂白效果反而减弱或消失。其原理是两者发生了氧化还原反应，生成了无漂白性的硫酸和盐酸。在离子方程式的书写中，该反应常要求写成SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄²⁻+2Cl⁻。★易错点：学生容易错误地认为反应生成的是亚硫酸和次氯酸，忽略了次氯酸的强氧化性会将二氧化硫直接氧化为硫酸。2.与溴水的反应：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr。实验现象是溴水的橙色或红棕色褪去，常用于二氧化硫的定性检验或定量吸收。解题步骤：【第一步】确认反应物中有卤素单质和水；【第二步】判断二氧化硫被氧化为硫酸根；【第三步】根据电子守恒和原子守恒配平方程式。3.与碘水的反应：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI。该反应常用于定量测定二氧化硫的含量，利用淀粉作指示剂，当碘恰好完全反应时，溶液蓝色褪去。（三）与铁盐（如FeCl₃溶液）的反应：反应方程式为SO₂+2FeCl₃+2H₂O=H₂SO₄+2FeCl₂+2HCl。离子方程式为SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄²⁻+2Fe²⁺+4H⁺。此反应【重要】，它沟通了硫元素与铁元素的转化，常出现在推断题或综合实验题中，考查Fe³⁺的氧化性和SO₂的还原性。实验现象为溶液由棕黄色（Fe³⁺）变为浅绿色（Fe²⁺）。（四）与高锰酸钾溶液的反应：二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应方程式为5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄。离子方程式为5SO₂+2MnO₄⁻+2H₂O=5SO₄²⁻+2Mn²⁺+4H⁺。这是【非常重要】的考点，现象明显（紫红色褪去），常用于检验二氧化硫的存在，但需注意，能使酸性高锰酸钾褪色的物质很多（如烯烃、醛类、Fe²⁺等），因此该性质不能作为二氧化硫的专属检验方法。解题时需结合其他性质进行综合判断。四、二氧化硫的氧化性——相对较弱的特性二氧化硫的氧化性相对较弱，其核心反应是与硫化氢气体的反应：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O。该反应【重要】，体现了SO₂中+4价硫向0价硫的转化，以及H₂S中2价硫向0价硫的转化。实验现象是两种气体混合后有淡黄色固体（硫单质）和水生成，有时伴有白雾（水蒸气液化）。此反应可用于除去工业废气中的二氧化硫或硫化氢，也是考查氧化还原反应归中反应类型的经典案例。解题要点：分析硫元素化合价变化，找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物及其比例关系。作为氧化剂，二氧化硫还能与某些金属（如镁）在特殊条件下反应，但高中阶段不作重点要求。五、二氧化硫的漂白性——原理辨析与应用【难点】二氧化硫的漂白性是区别于其他漂白剂（如氯水、过氧化钠、活性炭）的特性，也是【高频考点】。其漂白原理是二氧化硫能与某些有色物质（如品红溶液）结合生成不稳定的无色化合物，这种结合是加合反应，而非氧化还原反应。这一特性决定了其漂白效果的暂时性和可逆性。★关键考点：将二氧化硫通入品红溶液中，品红溶液褪色；加热褪色后的溶液，无色化合物分解，又恢复原来的红色。这一“褪色加热复原”的循环实验，是鉴别二氧化硫的唯一特征方法。与之对比，氯水、过氧化钠、次氯酸盐等的漂白是利用其强氧化性，将有色物质氧化为无色物质，过程不可逆，加热后颜色不会恢复。活性炭的漂白则属于物理吸附。【解题步骤】在检验二氧化硫气体时，通常先用品红溶液检验其存在，然后用酸性高锰酸钾或溴水除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否已除尽，最后用澄清石灰水检验二氧化碳等其他气体。这是物质检验题中的标准流程，必须熟练掌握。六、亚硫酸及亚硫酸盐的性质延伸二氧化硫溶于水形成亚硫酸（H₂SO₃），因此二氧化硫的很多性质在水中体现为亚硫酸的性质。亚硫酸是中强酸，不稳定，易分解，加热或浓度增大时分解为二氧化硫和水。复习时需注意亚硫酸的酸性、不稳定性以及其盐类的性质。（一）亚硫酸的正盐（如Na₂SO₃）和酸式盐（如NaHSO₃）之间的相互转化：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃；2NaHSO₃=Na₂SO₃+SO₂↑+H₂O（加热条件下）。这一转化规律与碳酸盐相似，是【基础】考点。（二）亚硫酸盐的氧化还原性：亚硫酸钠（Na₂SO₃）中硫同样是+4价，因此也兼具还原性和氧化性，但以还原性为主。在空气中，亚硫酸钠易被氧气氧化为硫酸钠：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄。这一性质【非常重要】，是物质变质类考题的命题点。例如，久置的亚硫酸钠试剂可能含有硫酸钠杂质，检验其是否变质，实际上就是检验硫酸根离子的存在。但直接加氯化钡生成白色沉淀并不足以证明变质，因为亚硫酸钡也是白色沉淀。正确的检验方法是：先加过量盐酸或稀硝酸，酸化后排去亚硫酸根的干扰（亚硫酸钡溶于酸），若此时有不溶于酸的白色沉淀（硫酸钡）生成，才能证明亚硫酸钠已变质。【易错点】不可用硝酸酸化，因为硝酸会氧化亚硫酸根为硫酸根，造成误判。通常使用盐酸进行酸化。七、二氧化硫对大气的污染与防治——STSE综合考查【热点】二氧化硫是造成大气污染的主要污染物之一，是形成酸雨（硫酸型酸雨）的罪魁祸首。这部分内容常结合STSE（科学、技术、社会、环境）理念进行考查。（一）酸雨的形成过程：含硫燃料（煤、石油）的燃烧排放SO₂，SO₂在空气中被粉尘等催化，部分被O₃、H₂O₂或O₂氧化为SO₃，SO₃溶于水形成H₂SO₄；另一部分SO₂直接溶于水形成H₂SO₃，H₂SO₃再被氧化为H₂SO₄。其主要反应为：2SO₂+O₂=2SO₃，SO₃+H₂O=H₂SO₄；或SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄。考生需能书写这些分步反应的化学方程式。（二）危害：酸雨危害巨大，可使水质酸化，导致湖泊酸化、鱼类死亡；破坏土壤，使土壤贫瘠；腐蚀建筑物、桥梁、古迹（如大理石雕像）；危害人体健康等。（三）防治措施：【非常重要】这部分常以开放性或半开放性试题出现，考查学生的知识迁移和应用能力。措施主要包括：1.源头控制：开发新能源（如太阳能、风能、核能），使用清洁能源。2.燃料脱硫：对煤和石油进行脱硫处理，如洗煤技术。3.尾气处理（燃煤脱硫）：即对燃煤产生的烟气进行脱硫。常见方法有：a.石灰石石膏法：利用石灰石（CaCO₃）或石灰（CaO）浆液吸收烟气中的SO₂，最终生成石膏（CaSO₄·2H₂O）。反应为：SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂，2CaSO₃+O₂+4H₂O=2CaSO₄·2H₂O。该方法变废为宝，是【高频考点】。b.氨法脱硫：用氨水吸收SO₂，生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，进一步氧化可制得硫酸铵化肥。4.法律法规：加强环境监测，制定严格的排放标准。八、离子共存问题专题【重要】二氧化硫及其水溶液亚硫酸在离子共存问题中是重点考查对象。在溶液中，SO₂（实际以H₂SO₃形式存在）或其酸根SO₃²⁻、HSO₃⁻不能与以下几类离子大量共存：（一）不能与强氧化性离子共存：如ClO⁻、MnO₄⁻、NO₃⁻（H⁺存在时）、Fe³⁺等。因为它们会将+4价硫氧化为+6价。（二）不能与强还原性离子共存：SO₃²⁻本身是还原剂，但也要注意其氧化性的一面，主要体现在与S²⁻、HS⁻等还原性更强的离子不能共存，会发生归中反应生成硫单质：2S²⁻+SO₃²⁻+6H⁺=3S↓+3H₂O。在酸性条件下，该反应更易发生。（三）不能与H⁺大量共存：SO₃²⁻、HSO₃⁻与H⁺反应生成H₂SO₃，H₂SO₃不稳定分解为SO₂气体。因此，在酸性介质中，亚硫酸根不能存在。（四）不能与Ca²⁺、Ba²⁺等形成沉淀的离子大量共存：亚硫酸钙（CaSO₃）和亚硫酸钡（BaSO₃）均为白色沉淀，微溶于水或难溶于水。因此，SO₃²⁻与Ca²⁺、Ba²⁺在中性或碱性条件下不能共存，但可溶于强酸。九、二氧化硫检验的综合实验设计与解题思路涉及二氧化硫的实验题综合性很强，往往集气体的发生、性质检验、除杂、尾气处理于一体。解题时需具备清晰的流程图思维。（一）发生装置：通常用亚硫酸钠固体与较浓的硫酸反应制取，反应为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O。该反应不需要加热，属于固液不加热型装置。注意事项：一般不用硝酸或强氧化性酸，以防生成NO₂或氧化SO₂；不用稀硫酸，因为亚硫酸钠易溶，反应过快且SO₂溶解较多不易逸出。（二）净化与干燥：由于用亚硫酸钠和硫酸制得的SO₂中常混有少量水蒸气（及可能因亚硫酸钠变质而产生的CO₂），如需干燥，应选择酸性干燥剂，如浓硫酸或P₂O₅，不可使用碱性干燥剂（如碱石灰），因为SO₂是酸性氧化物会与之反应。（三）性质检验的流程设计：【典型考法】为了验证SO₂的酸性、还原性、氧化性和漂白性，设计如下流程：1.先通过盛有品红溶液的试剂瓶，观察到褪色，证明其漂白性。2.然后通过盛有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶，紫红色褪去，证明其还原性。此步骤同时也除去了SO₂，防止对后续检验造成干扰。3.为了确认SO₂已被除尽，需要通过第二瓶品红溶液，若溶液不褪色，则证明SO₂已除尽。4.再通过盛有H₂S溶液的洗气瓶，观察到溶液变浑浊（或有淡黄色沉淀），证明其氧化性。5.最后，将气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶，观察到先浑浊后澄清，证明其酸性氧化物的通性。6.尾气用NaOH溶液吸收，防止污染。【解题要点】流程设计的逻辑顺序至关重要：检验漂白性应在检验还原性之前，因为强氧化剂会破坏其漂白作用；检验氧化性必须在除去SO₂之后，以免过量SO₂干扰H₂S的检验；检验酸性氧化物通性必须放在最后，因为之前的各种溶液可能会带入CO₂或酸性气体杂质干扰。十、基于核心素养的思维拓展与跨学科视野作为新时代的化学复习，不仅要掌握知识本身，更要提升学科核心素养。（一）变化观念与平衡思想：在SO₂与H₂O的反应、SO₂与O₂的反应中，均涉及可逆过程和化学平衡。复习时应引导学生认识到化学反应是有限度的，物质的转化是动态的。例如，在SO₂通入品红溶液的漂白过程中，存在着加合与分解的动态平衡，加热使平衡逆向移动，颜色复原。（二）证据推理与模型认知：通过构建“价类”二维图来整合