第五章 第18讲 硫及其化合物（原卷版）

第五章非金属及其化合物第18讲硫及其化合物【高考考向预测】硫及其化合物涵盖硫单质、二氧化硫、三氧化硫、硫酸及各类硫化物，核心以不同价态硫的氧化还原转化为重点，兼具酸性氧化物通性、漂白性与强氧化性等特性，常融合尾气处理、物质检验与化工反应考查；近三年为高考高频考点，选择、实验、工艺流程题频繁出现，分值占比高，侧重性质辨析、反应方程式书写与定量计算；预测2027年命题将聚焦工业制硫酸流程、大气污染治理、含硫物质推断与转化探究，结合环保实景设题，强化反应原理应用与实验方案分析，注重知识综合迁移运用。【双基自测●明考向】1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色()(2)能使品红溶液褪色的不一定是SO2()(3)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同()(4)将SO2通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液先变红后褪色()(5)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现了SO2的漂白性()(6)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好()2.正交硫和单斜硫是硫元素的两种常见单质，构成两种晶体的微粒均是S8分子，其分子结构如图所示，回答下列问题：(1)正交硫和单斜硫互称为硫元素的(填“同位素”“同分异构体”或“同素异形体”)。(2)S8分子中，硫原子之间形成的化学键是(填“离子键”或“共价键”)。(3)已知正交硫的熔点为113℃，沸点为445℃，硬度较小。晶状的正交硫是(填“共价”或“分子”)晶体，构成晶体的微粒间的相互作用力是。(4)正交硫转化为单斜硫时，发生(填“物理变化”或“化学变化”)。(5)硫单质难溶于水，易溶于CS2的原因是。3.下列说法正确的是(填序号)。①硫在空气中燃烧的产物是SO2，在纯氧中燃烧的产物是SO3②硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物③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④等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同4.在实验室中，如何除去残留在试管内壁上的硫？5.下列化合物能用相应元素的单质直接化合而成的是(填序号)。①CuS②FeS③Al2S3④Fe2S3⑤Cu2S⑥FeCl2⑦H2S【核心梳理●明考点】考点一硫及其氧化物(一)单质硫1.硫的存在形态与物理性质(1)自然界中硫的存在形态游离态火山口附近或地壳的岩层中；硫有多种同素异形体，如正交硫和单斜硫等，室温下稳定存在形式主要是正交硫化合态主要以硫化物和硫酸盐的形式存在①常见硫化物：黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)。②常见硫酸盐俗名化学式颜色用途熟石膏2CaSO4·H2O白色塑像、模型、粉笔、医疗绷带等生石膏CaSO4·2H2O白色水泥添加剂绿矾FeSO4·7H2O浅绿色用于配制蓝黑墨水，补血剂胆矾、蓝矾CuSO4·5H2O蓝色配制波尔多液、镀铜液芒硝Na2SO4·10H2O白色造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂明矾KAl(SO4)2·12H2O白色净水剂重晶石BaSO4白色制白色颜料等注意：矾是指含结晶水的金属硫酸盐。(2)硫的物理性质(以正交硫为例)硫单质俗称硫黄，是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末，密度比水大，难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。2.硫的化学性质(1)与金属反应Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S、Hg＋S=HgS(2)与非金属反应S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S、S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2(3)与氧化性酸反应S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O；S＋6HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。(4)与碱反应(歧化反应)3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O(用热碱溶液清洗硫)。3.硫的用途硫可用于制农药、硫酸、黑火药、染料、橡胶制品以及可以用来消除汞蒸气等。(二)二氧化硫和三氧化硫1.二氧化硫和三氧化硫的结构硫原子杂化方式分子空间结构分子极性SO2sp2V形极性SO3sp2平面正三角形非极性2.二氧化硫和三氧化硫的物理性质SO2无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水(常温下，1体积水可溶解约40体积SO2)SO3在标准状况下为无色、针状晶体3.实验室制法实验室常用固体Na2SO3与较浓H2SO4反应制取SO2，化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。4.二氧化硫的化学性质(1)酸性氧化物的性质①与水反应：SO2＋H2O=H2SO3(SO2使紫色石蕊试液变红，SO2过量红色也不会褪去)②与碱性氧化物反应：CaO＋SO2=CaSO3③与碱反应：NaOH＋SO2(过量)=NaHSO3；2NaOH＋SO2(少量)=Na2SO3＋H2O。(NaOH溶液吸收SO2尾气)；SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O(少量SO2能使澄清石灰水变浑浊)。④与盐反应SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3；SO2(过量)＋NaHCO3=NaHSO3＋CO2。(2)氧化性SO2＋2H2S=3S＋2H2O(气相反应)；5SO2(过量)＋2Na2S＋2H2O=4NaHSO3＋3S↓。(3)还原性2SO2＋O22SO3(SO2催化氧化)；SO2＋H2O2=H2SO4；SO2＋Na2O2=Na2SO4；3SO2＋2HNO3(稀)＋2H2O=3H2SO4＋2NO；SO2＋2Fe3＋＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋；SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4(SO2使氯水褪色)；5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋(SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色)。(4)漂白性SO2能使品红溶液褪色，加热后红色恢复。漂白原理是非氧化还原反应。5.物质漂白性总结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、持久无选择性化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褪色活性炭物理变化吸附色素注意：二氧化硫不能漂白酸碱指示剂。6.CO2、SO2混合气体中各成分的检验SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，沉淀都可以溶解消失。检验SO2、CO2混合气体中存在CO2的一般流程如下：流程设计检验SO2⇨除去SO2⇨检验SO2是否除尽⇨检验CO2实验装置所选试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊注意事项：有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅检验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。考点二硫酸、硫酸根离子的检验1.硫酸的物理性质H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，浓H2SO4稀释时放出大量的热，稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。2.浓硫酸的特性特性举例说明吸水性向盛有少量胆矾(CuSO4·5H2O)的试管中加入适量的浓硫酸，搅拌，蓝色固体变成白色水可以是气态水、液态水和结晶水，浓硫酸不能干燥碱性气体(如NH3)和还原性气体(如HBr、HI、H2S)浓硫酸可以干燥H2、O2、CO2、HCl、SO2、Cl2等脱水性用玻璃棒蘸浓硫酸在白纸上写字，字迹变黑H、O原子按照个数之比为2∶1脱去浓硫酸使棉织品、木材变黑强氧化性浓硫酸与木炭共热化学方程式：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O氧化性和酸性向盛有铜片的试管中加入浓硫酸，加热，产生的气体能使品红溶液褪色，析出固体，将试管内物质倒入水中，溶液变蓝色化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O脱水性和强氧化性向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，放出能使品红溶液褪色的有刺激性气味的气体蔗糖变黑，说明浓硫酸具有脱水性；放出能使品红溶液褪色的有刺激性气味的气体，说明生成了二氧化硫，浓硫酸具有强氧化性高沸点、难挥发利用浓硫酸制取低沸点、易挥发的酸H2SO4(浓)＋NaCleq\o(=,\s\up7(微热))NaHSO4＋HCl↑CaF2＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CaSO4＋2HF↑3.硫酸的工业制法(1)装置图(2)生产过程(写化学方程式)①SO2的制取和净化：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2。②SO2催化氧化：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3。③SO3的吸收：SO3＋H2O=H2SO4。(3)尾气处理①先用石灰浆吸收SO2，后酸化，发生反应：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3＋H2O，CaSO3＋2H＋=Ca2＋＋SO2↑＋H2O(SO2循环利用)。②用氨水吸收制氮肥：氨水吸收SO2：SO2＋2NH3·H2O=(NH4)2SO3＋H2O或SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3。制氮肥：(NH4)2SO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋H2O＋SO2↑、2NH4HSO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋2H2O＋2SO2↑。(4)注意事项③制得的SO2需净化，防止催化剂中毒。④用O2氧化SO2时反应的活化能很高，需有催化剂存在时才能生成SO3。⑤工业上不用水吸收SO3，而是用98.3%浓硫酸吸收SO3。4.SO4检验SO42−的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO4先加稀盐酸的目的是排除CO32−、SO32−、Ag+等离子的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则含有SO42−。整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO32−+2H+=CO2↑+H2O、SO32−+2H+=SO2↑+H2O、Ag++Cl-=AgCl↓1.少量胆矾加入浓硫酸中，蓝色晶体变白，体现浓硫酸的吸水性()2.一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体()3.工业上可用稀硫酸洗去锅炉中的水垢()4.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2(2023·浙江1月选考，5B)()【考点突破●明方向】考向一、浓H2SO4的特性及应用1.下列有关硫酸的实验或用途中利用了硫酸的哪些性质？(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体：。(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3：。(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸：。(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸：。(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2：。(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO：HCOOHCO+H2O：。(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验：。2.下列有机反应中都要使用硫酸。其中使用浓硫酸的是(填序号，下同)，使用稀硫酸的是。(1)苯的硝化(2)乙醇的消去(3)乙醇与乙酸的酯化(4)乙酸乙酯的水解(5)糖类物质的水解(6)蛋白质的水解(7)油脂的水解考向二、SO43.有一瓶Na2SO3溶液，试设计实验探究Na2SO3是否被氧化。取样品溶液于试管中，滴加稀盐酸酸化，(1)，则Na2SO3未被氧化。(2)，则Na2SO3被氧化。考向三、浓硫酸与金属反应的实验探究根据下列实验装置及现象解答4～5题：实验①实验②铜丝表面无明显现象；铁丝表面迅速变黑，之后无明显现象铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色4.下列说法正确的是()A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸，可用铜制容器盛放浓硫酸B.实验②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量相等C.依据实验②，可推断出铜和铁与浓硫酸在加热条件下反应可生成SO2D.实验①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率5.若实验②选用铁丝，发现铁丝完全溶解，并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下：(1)甲同学认为气体X为SO2。(2)乙同学认为气体X为H2。(3)丙同学认为气体X为。猜测含有H2的理由是。浓H2SO4与金属反应时“量变”引起的“质变”规律(1)较活泼金属(如Zn)反应开始产生SO2，硫酸浓度变小后产生H2。(2)不活泼金属(如Cu)反应开始产生SO2(加热)，硫酸浓度变小后，稀H2SO4不再与不活泼金属反应。【真题再现●明考向】1.下列说法或者结论正确的是()A.将SO2通入溴水至过量，溶液的橙色褪去，说明SO2有漂白性[2024·海南，10A]B.SO2具有氧化性，所以SO2可用作漂白剂[2024·浙江6月选考，7B]C.硫酸工业的转化关系为FeS2SO2H2SO4[2024·江苏，10D]D.石灰乳除去废气中二氧化硫，体现了Ca(OH)2的碱性[2024·山东，5A]2.(2025·广东，4)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是()选项劳动项目化学知识A向燃煤中加入生石灰以脱硫减排CaSO4+CO32−⥬CaCO3B用BaCl2和盐酸检验粗盐中是否含SOBa2++SO42−=BaSOC使用MgCl2溶液点卤制豆腐MgCl2使蛋白质盐析D用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴使用时铁粉被氧化，反应放热3.(2024·湖北，7)过量SO2与以下0.1mol·L-1的溶液反应，下列总反应方程式错误的是()溶液现象化学方程式ANa2S产生淡黄色沉淀3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3BFeCl3溶液由棕黄色变浅绿色2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HClCCuCl2溶液褪色，产生白色沉淀SO2+2CuCl2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HClDNa2CO3(含酚酞)溶液由红色变无色2SO2+Na2CO3+H2O=CO2+2NaHSO34.(2024·北京，7)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是()A.Ⅰ的化学方程式：3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收【限时训练】（30分钟）(1～12题，每小题6分)1.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载：“石硫黄(即硫黄)能化金银铜铁，奇物。”所得产物不可能是()A.Au2S B.Ag2SC.CuS D.FeS2.有关硫及其化合物的说法合理的是()A.可用酒精洗刷做过硫黄性质实验的试管B.SO2具有很强的还原性，在化学反应中只能作还原剂C.浓硫酸具有强氧化性，常温下与铜反应可制取SO2D.1mol硫与其他物质完全反应，转移的电子数不一定是2mol3.(2026·陕西部分学校高三开学校际联考)下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是()A.硫单质呈黄色，可用作橡胶硫化剂B.SO2具有氧化性，可用于漂白草编织物C.浓硫酸具有强氧化性，可用作酯化反应的催化剂D.Na2SO3具有还原性，可用于处理自来水中残留的Cl24.下列叙述或操作正确的是()A.浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性B.浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用NaOH溶液冲洗C.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯内壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中，并不断搅拌D.浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸不仅表现强氧化性，还表现酸性5.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是()A.过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性B.过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性C.过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂6.(2025·湖北黄冈模拟)下列关于CO2和SO2的说法正确的是()A.由Ka2(H2SO3)<Ka1(H2CO3)推知，可发生反应：SO32−+CO2+H2O=HCOB.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以区分CO2和SO2C.可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2D.二者溶解度的差异与分子的极性无关7.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物，如Na2S(aq)+(x-1)S=Na2Sx(x一般为2～6)；多硫化物在酸性溶液中不稳定，易歧化；As2S3+2Na2S2(aq)=As2S5+2Na2S。下列说法错误的是()A.As2S3(其中As显+3价)是多硫化物B.As2S5是氧化产物C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊8.大约4000年前，埃及人采用硫燃烧的产物来漂白布匹。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中能达到相应目的的是()A.用甲制取SO2B.用乙验证SO2的还原性C.用丙收集SO2D.用丁处理实验室SO2尾气9.下列关于实验室制取SO2的实验，其中叙述正确的是()A.甲图中可利用70%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO2B.乙图中干燥SO2C.可用丙图中装置和药品收集二氧化硫并吸收尾气D.可用丁图中装置和药品检验铜和浓硫酸反应生成的CuSO410.SO2是引发酸雨的主要污染物，将工业废气中的SO2吸收能有效减少对大气的污染、并实现资源化利用。下列离子方程式正确的是()A.硫酸型酸雨放置于空气中一段时间后溶液酸性增强：2H2SO3+O2=4H++2SOB.用过量Ca(ClO)2溶液吸收废气中的SO2：Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+C.用过量氨水吸收废气中的SO2：NH3·H2O+SO2=NH4+D.将SO2通入H2S溶液中：SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O11.(2025·长沙联考)某同学在学习了Na2O2与CO2的反应后，欲类比探究Na2O2与SO2的反应产物，设计了如下实验装置检验产物并观察到以下现象：操作Ⅰ：用带火星的木条靠近干燥管口a，未观察到木条着火燃烧；操作Ⅱ：将装置C中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液，在配成的溶液中先加入盐酸酸化，再加入硝酸钡溶液，有沉淀生成。下列说法错误的是()A.制取SO2使用Na2SO3固体和70%的H2SO4溶液为宜B.若没有装置B，水蒸气会进入装置C中反应产生O2干扰实验C.操作Ⅰ中木条未着火燃烧，可能是由于a口处气体中存在较多的未反应完全的SO2D.操作Ⅱ中产生沉淀无法确定C中固体产物中存在Na2SO412.(2025·东北师范大学附属中学高三上摸底考)探究硫及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是()选项目的方案设计现象和结论A判断K2S的化学键类型将K2S固体溶于水，进行导电性实验电流表指针发生偏转，K2S中含有离子键B证明SO2水溶液的酸性与漂白性分别在石蕊溶液与品