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文档介绍
2019届一轮复习人教版第12讲硫及其重要化合物学案
第12讲 硫及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 1.了解硫元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 2.了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。 高考对本部分知识的考查主要有两个方面:硫及其化合物的转化关系;酸雨与大气污染及防治。题型既有选择题又有非选择题,难度适中或稍难。硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富,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,预计本部分内容仍是2019年高考的热点,复习备考时注意与氧化还原反应知识的结合。同时与新的含硫化合物的制备及性质相关的探究型实验题也需要重点关注。 考点一 硫单质和硫的氧化物、O3、H2O2 Z 1.自然界中的硫 (1)游离态:存在于__火山喷口__附近或地壳的岩层里。 (2)化合态 2.硫的物理性质 硫俗称__硫黄__,颜色状态:__淡黄色固体__,溶解性:水中__不溶__,酒精中__微溶__,CS2中__易溶__。 3.硫的化学性质 O2 (1)与非金属反应。 与H2、O2反应的化学方程式为: __S+H2H2S__,__S+O2SO2__(现象:__蓝紫色__火焰)。 (2)与金属反应——表现氧化性。 与Fe、Cu反应的化学方程式为: __Fe+SFeS__,__2Cu+SCu2S__。 (3)与碱反应——既表现氧化性,又表现还原性。 与NaOH反应的化学方程式为: __3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O__。 (4)与浓H2SO4反应——表现还原性。 S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。 4.SO2的物理性质 SO2是一种__无__色有__刺激性__气味的__有毒__气体,密度比空气__大__,__易__液化,__易__溶于水(常温常压下,1体积的水大约能溶解__40__体积的SO2)。高中阶段需掌握的易液化的三种气体分别是__SO2__、__Cl2__、__NH3__。 特别提醒: SO3常温下为液态,标准状况下为固态。 5.SO2的化学性质 (1)将二氧化硫分别通入下列溶液中,把产生的现象与其体现的性质填入下表空格中: 溶液 石蕊 试液 加有酚酞的氢氧化钠溶液 KMnO4酸性溶液 溴水 品红溶液 现象 __变红__ __红色褪去__ __紫红色__褪去 __溴水褪色__ __品红褪色__ SO2的性质 溶于水显酸性 溶于水显__酸__性 __还原__性 __还原__性 __漂白__性 (2)将二氧化硫通入水中,反应的化学方程式是__SO2+H2O??H2SO3__,若在空气中放置一段时间后,再加入BaCl2溶液,出现的现象是__产生白色沉淀__,其原因是__H2SO3被空气中的O2氧化为H2SO4,H2SO4电离产生SO,发生反应Ba2++SO===BaSO4↓__。 (3)SO2的氧化性: ①与H2S相混合有黄色固体析出,反应的化学方程式为__2H2S+SO2===3S↓+2H2O__; ②镁能在SO2气体中燃烧,其方程式为__2Mg+SO22MgO+S,Mg+SMgS__。 (4)SO2的还原性 2SO2+O22SO3 SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+ 6.SO2的实验室制法和检验 (1)原理:__Na2SO3+H2SO4(质量分数70%左右)===Na2SO4+SO2↑+H2O__。 (2)装置、收集:与制取__Cl2__相似(可不加热)。 (3)检验是否收集满:__将湿润的品红试纸放在瓶口,若迅速褪色,证明已收集满__。 (4)尾气吸收:__用NaOH溶液__吸收。 7.空气中SO2的主要来源 SO2是大气污染的主要有害物质之一,消除污染的重要途径是减少SO2向空气中排放,工业规定含SO2大于0.2 mol/L的废气必须进行处理。处理方法通常用碱液吸收(NaOH或氨水)。空气中SO2的主要来源是:①__化石燃料__的燃烧;②__含硫矿石__的冶炼;③生产__硫酸__、__磷肥__等产生的废气。 8.O3的组成与性质 (1)组成 臭氧的分子式为O3,与O2互为__同素异形体__。 (2)产生方式 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__3O22O3__。 (3)物理性质 常温常压下,O3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比O2大。 (4)化学性质 ①不稳定性:O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为__2O3===3O2__。 ②强氧化性:O3容易使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,反应的化学方程式为__O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2__。 ③漂白和消毒:有些染料受到臭氧的强烈氧化会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。 (5)用途 ①可用作脱色剂和消毒剂。 ②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。 9.过氧化氢(H2O2)的结构与性质 (1)结构 化学式:__H2O2__,电子式:__HH__,结构式:__H—O—O—H__,H、O原子个数比为1?1,是既含__极性__键又含__非极性__键的共价化合物。 (2)化学性质 ①不稳定性:加热、加催化剂都能使分解加快。 __2H2O22H2O+O2↑__ ②弱酸性:相当于二元弱酸。 H2O2??H++HO,HO??H++O。 ③强氧化性 A.用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品; B.氧化Fe2+、SO等还原性物质: __H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O__, __H2O2+SO===SO+H2O__。 ④使湿润的淀粉-KI试纸变蓝: H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。 ⑤弱还原性:遇强氧化剂时作还原剂。 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。 特别提醒: (1)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)SO2不能漂白酸碱指示剂,如只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。 (3)SO2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。 X 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)硫和氯气与铁反应后铁元素的价态相同( × ) (2)将SO2通入品红溶液中,溶液褪色,加热后无变化( × ) (3)二氧化硫具有较强的还原性,故不能用浓硫酸干燥( × ) (4)将SO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生,再通入CO2,产生沉淀( × ) (5)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性( √ ) (6)二氧化硫具有漂白性,与氯水混合使用漂白效果更好( × ) (7)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4( × ) (8)SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同( √ ) (9)臭氧比氧气的氧化性更强,常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化( √ ) (10)臭氧和活性炭一样,能够吸附有机色素,是一种很好的脱色剂( × ) (11)O2与O3互为同素异形体,它们之间的转化属于物理变化( × ) (12)H2O2是绿色氧化剂,只有氧化性( × ) 2.如何洗涤附着在试管内壁上的硫? __硫单质易溶于CS2,也可以与热的强碱溶液反应: 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。所以当试管壁上沾有单质硫时,可用CS2或热强碱液洗涤。__ (2)Cl2和SO2的漂白原理有什么不同? __Cl2的漂白是Cl2与H2O反应生成的HClO具有强氧化性,SO2的漂白是SO2与有色物质化合生成无色物质。__ (3)双氧水是绿色氧化剂的原因是什么? __H2O2具有强氧化性,其还原产物是水,无污染,不会向溶液中引入杂质,故H2O2是绿色氧化剂。__ 3.过氧化氢(H2O2)俗名双氧水,医疗上可作外科消毒剂。 (1)向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水,此时溶液由红色褪至无色,主要原因是双氧水的__氧化__性。 (2)将双氧水加入到经酸化的高锰酸钾溶液中,发现溶液的紫红色消退了,此时双氧水表现出__还原__性。 题组一 硫的存在和性质 1.有关硫元素循环说法不合理的是( D ) A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B.动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气 C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应 D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降落到土壤里 2.(2018·经典习题选萃)实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上附着的硫,其反应方程式为6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O。在些反应中硫表现的性质是( D ) A.氧化性 B.还原性 C.既无氧化性又无还原性 D.既有氧化性又有还原性 [解析] 依据反应的化学方程式中硫元素的价态变化可知S既表现氧化性又表现还原性。 [误区警示] (1)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)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。 (3)硫与变价金属反应生成的都是低价态化合物。 3.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是( A ) ①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2 A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部 [解析] Cu和S反应生成Cu2S;S和O2反应生成SO2;Fe和Cl2反应生成FeCl3。 题组二 SO2的性质 4.(2018·试题调研)下列说法正确的是( B ) A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色 B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,且原理相同 D.等物质的量的SO2和Cl2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 5.(2018·河北衡水检测)如下图,利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。 下表中对实验现象的描述和所做的解释不正确的是( A ) 选项 实验现象 解释 A BaCl2溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀 B Na2S溶液变浑浊 SO2与Na2S溶液反应产生了S单质 C 酸性KMnO4溶液褪色 SO2具有还原性 D 品红溶液褪色 SO2具有漂白性 [解析] SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3为中强酸,不与BaCl2溶液反应。 6.(2018·经典习题选萃)用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是( C ) A.若品红溶液①褪色,则说明产物中含有SO2 B.若溴水褪色,则说明SO2具有还原性 C.若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡,则说明Na2S2O3只作氧化剂 D.若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊,则说明亚硫酸比碳酸的酸性强 [解析] A项,SO2能使品红溶液褪色;B项,二氧化硫使溴水褪色表现还原性;C项,此反应中Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂;D项,品红溶液②不褪色说明无二氧化硫, Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明通入了二氧化碳,依据强酸制弱酸的原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。 萃取精华: 1.常见的能用于漂白的物质的比较 用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白原理 变化类别 漂白特点 能漂白的物质 活性炭 活性炭 吸附漂白 物理变化 物理漂白可逆 一般用于溶液漂白 氯水 次氯酸 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质 次氯酸盐 次氯酸 过氧化钠 过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质 过氧化氢 二氧化硫 亚硫酸 亚硫酸与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 非氧化还原漂白,可逆 具有选择性 如:可漂白品红、棉、麻、草等 2.因SO2造成的褪色现象分类归纳 SO2 题组三 SO2与CO2的性质比较 7.下列实验中能证明某气体为SO2的是( D ) ①使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②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 ③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 ④通入H2S溶液中有沉淀产生 A.都能证明 B.都不能证明 C.③④均能证明 D.只有③能证明 [解析] 酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;CO2也能产生②中现象;实验③说明气体有还原性,结合后续实验现象说明该气体是SO2;通入H2S溶液中产生沉淀,也可能是具有氧化性的Cl2。 8.(2018·河北衡水检测)如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题。 (1)B中加入的试剂是__品红溶液__,作用是__检验SO2__。 (2)C中加入的试剂是__酸性KMnO4溶液__,作用是__除去SO2并检验SO2是否除尽__。 (3)D中加入的试剂是__澄清石灰水__,作用是__检验CO2__。 (4)实验时,C中应观察到的现象是__酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色__。 [解析] 在检验CO2时SO2会干扰实验检验,故应先检验SO2并吸收SO2后再检验CO2。关键是吸收SO2时要注意SO2要完全吸收。 萃取精华: 1.检验CO2、SO2同时存在的实验流程设计 流程设计 ―→―→―→ 选用试剂 品红溶液 KMnO4(H+)溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 方法如图装置所示: 若A瓶品红溶液褪色,证明混合气体含有SO2。B瓶除去剩余的SO2。C瓶品红溶液不褪色,说明SO2已除净。若D瓶生成了白色沉淀,证明原混合气体中含有CO2。 2.SO2与CO2的鉴别 (1)利用物理性质鉴别 有刺激性气味的无色气体是SO2,无色无味的气体是CO2。 (2)利用化学性质鉴别 ①氧化性:与H2S气体混合或通入氢硫酸中,有淡黄色固体生成的是SO2,无现象的是CO2。 ②还原性 题组四 臭氧、过氧化氢的性质和应用 9.距地球15~35 km处,有一层臭氧层,其化学式为O3,微量可以净化空气,有利于人体健康。下列有关叙述错误的是( C ) A.O3是一种良好的消毒剂和脱色剂 B.臭氧可使湿润的KI-淀粉试纸变蓝 C.臭氧的存在对人类有益无害 D.转化成氧气,发生了化学变化 [解析] 微量臭氧的存在对人类有益,大量存在时对人体有害。 10.(2018·经典习题选萃)(1)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示: “净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是__将Fe2+氧化为Fe3+__。然后再调节溶液的pH约为5,目的是__使Fe3+和Al3+形成氢氧化物沉淀而除去__。 (2)H2O2的电子式__HH__。 (3)H2O2氧化SO2的化学方程式为__SO2+H2O2===H2SO4__。 (4)写出H2O2在Fe3+催化下发生分解反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目____。 (5)H2O2可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为__H2O2+CN-+OH-===CO+NH3↑__。 考点二 硫酸的性质和硫酸根离子的检验 Z 1.浓硫酸的物理性质 (1)浓硫酸为无色、__黏稠__的油状液体,__难__挥发,密度比水__大__,与水以任意比互溶,溶于水时放出大量的__热__,稀释浓硫酸的方法是将__浓H2SO4__沿容器内壁慢慢注入水中,并用__玻璃棒__不断搅拌。 (2)浓硫酸对人体皮肤有强烈的腐蚀作用。如果不慎在皮肤上沾上少量浓硫酸时,处理方法是立即用大量水冲洗,然后涂上__3%~5%的NaHCO3溶液__。 2.稀硫酸的化学性质 稀硫酸具有酸的通性,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式: (1)Fe:__Fe+2H+===Fe2++H2↑__; (2)MgO:__MgO+2H+===Mg2++H2O__; (3)Ba(OH)2:__2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O__; (4)Na2SO3:__SO+2H+===SO2↑+H2O__; (5)BaCl2:__Ba2++SO===BaSO4↓__。 3.浓硫酸的三大特性 4.SO的检验 (1)检验SO时要防止其他离子的干扰 ①Ag+干扰 先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-===__AgCl↓__。 ②CO、SO干扰 因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO,必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。 所以钡盐溶液不能用__Ba(NO3)2__溶液,因为在酸性条件下,SO、HSO、SO2等会被溶液中的__NO__(H+)氧化为SO,从而得出错误的结论。 (2)正确操作 被检液取清液有白色沉淀,证明有SO。 特别提醒: 1.浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓H2SO4的吸水性。 2.浓H2SO4与金属反应时体现了浓H2SO4的氧化性和酸性,而与碳等非金属反应时只体现了浓H2SO4的氧化性。 X 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)浓硫酸能氧化除Au、Pt以外的所有金属,其还原产物主要是H2( × ) (2)常温下,Fe、Al与浓H2SO4不反应( × ) (3)浓H2SO4使CuSO4·5H2O变成白色粉末,体现了浓H2SO4的吸水性( √ ) (4)浓H2SO4与金属的反应,仅体现浓H2SO4的氧化性( × ) (5)一定量的浓硫酸与足量的锌反应时,生成的气体一定是SO2( × ) (6)SO2具有还原性,浓H2SO4具有强氧化性,因此不能用浓H2SO4干燥SO2( × ) (7)向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀出现,说明Na2SO3溶液已经变质( × ) 提示:检验SO时一定要注意SO的还原性,所以不能加入氧化剂,如SO在酸性条件下被NO氧化为SO。 (8)某溶液中加入盐酸产生无色气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,说明该溶液中一定有CO( × ) 提示:检验CO要注意SO的干扰,因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。 (9)某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀硝酸后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明该溶液中一定含有SO( × ) 提示:检验SO要注意SO的干扰,SO在酸性条件下能被NO氧化成SO。 (10)某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀盐酸后,白色沉淀不溶解,也无其他现象,说明该溶液中一定含有SO( × ) 提示:无法排除Ag+的干扰。 2.硫酸是中学化学实验室的常见药品,其性质有①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性 ⑤催化作用。请将序号填在相应的横线上: (1)锌和稀硫酸反应制H2__①__。 (2)浓硫酸作干燥剂__②__。 (3)浓硫酸使蔗糖炭化的实验(黑面包实验)__②③④__。 (4)实验室用乙醇和乙酸制取乙酸乙酯__②⑤__。 (5)乙酸乙酯的水解__⑤__。 (6)纤维素的水解__⑤__。 (7)浓硫酸与铜的反应__①④__。 (8)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红,后来又变黑__①③__。 3.将64 g铜箔加入到盛有含2 mol H2SO4的浓H2SO4的试管中加热。 (1)铜箔能否完全溶解?请解释原因。 __不能,因为随着的反应的进行,浓H2SO4变为稀H2SO4,反应停止。__ (2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体,铜箔表面又有气泡冒出,其原因为__H+与NO又能氧化铜箔,发生反应3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O__。 题组一 浓硫酸的性质及其应用 1.(2018·河南郑州高三检测)在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是( A ) A.①②③④ B.仅①②③ C.仅①③④ D.仅②③④ [解析] 图①梨失水变干表现出浓硫酸的吸水性;图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性;图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性;图④浓硫酸的液面上升,水的液面下降,说明浓硫酸具有吸水性。 2.(2018·广东湛江模拟)下列叙述正确的是( C ) A.浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸长期暴露在空气中,质量都会减小、浓度都会降低 B.氯水和活性炭都可以使红墨水褪色,其原理相同 C.浓硝酸见光会分解,故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色 D.浓硫酸有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应 [解析] 浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性,二者在空气中浓度都会降低,但浓硫酸的质量增加,A错误;氯水是氧化有色物质使其褪色,而活性炭是吸附有色物质使其褪色,所以原理不同,B错误;浓硝酸不稳定,见光分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于硝酸而使硝酸显黄色,C正确;浓硫酸有强氧化性,在加热的条件下能与Cu发生剧烈反应,常温下几乎看不到反应发生,D错误。 萃取精华: 明晰原理,熟练应用浓硫酸的三大特性 (1)浓硫酸的性质及应用 浓硫酸的三大特性是指浓硫酸的强氧化性、脱水性和吸水性。浓硫酸在反应中生成SO2,体现了其强氧化性;浓硫酸使蔗糖、纸片变黑体现了浓硫酸的脱水性;浓硫酸用作干燥剂,是利用了浓硫酸的吸水性。 (2)浓硫酸的脱水性和吸水性的区别 ①吸水性:浓硫酸能吸收游离的水,可用作干燥剂。 ②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O元素以原子个数比2?1的比例脱去。 (3)注意“量变”引起的“质变” 在理解浓硫酸与铜、锌、铁、铝以及与碳、硫等反应时,我们要动态地看待反应过程。例如在浓硫酸与铜共热的反应中,开始是浓硫酸被铜还原生成SO2,但随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小,变成稀硫酸后不再与铜反应。因此足量的Cu与浓H2SO4反应,产生的SO2的物质的量要小于浓H2SO4中H2SO4的一半。 题组二 SO的检验 3.(2018·湖北华中师大附中期末)为了检验SO,甲、乙、丙、丁四位同学设计了如下四种方案,其中最优的方案是( B ) A.方案甲: 试液白色沉淀沉淀不溶解 B.方案乙: 试液无沉淀(也无气泡)白色沉淀 C.方案丙: 试液无沉淀白色沉淀 D.方案丁: 试液白色沉淀(过滤)沉淀不溶解 [解析] A项,与BaCl2溶液反应产生白色沉淀的可能是SO、CO和Ag+,再加入稀盐酸,BaSO4和AgCl都不溶解,不能检验出SO,A错误;B项,加入足量盐酸没有沉淀生成,排除Ag+,没有气体产生,排除CO、SO,再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,则该瓶溶液中一定含有SO,B正确;C项,稀硝酸可将SO氧化成SO,与Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀的SO不一定是原溶液中的,可能是SO被氧化生成的SO,C错误;D项,加入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的可能是SO、SO和CO,加入盐酸后,BaSO3会转化成BaSO4(酸性条件下NO能氧化BaSO3),D错误。 4.(2018·山东潍坊检测)利用以下方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严密的是( B ) A.检验试液中的SO:试液无沉淀白色沉淀 B.检验试液中的SO:试液无沉淀白色沉淀 C.检验试液中的Fe3+:试液黄色溶液红色溶液 D.检验试液中的CO:试液白色沉淀沉淀溶解 [解析] A选项中先加入稀硝酸,硝酸可能将SO氧化成SO,最终也会出现白色沉淀,A选项错误;B选项中先加入足量稀盐酸,可以排除SO、CO、Ag+的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在SO,B选项正确;C选项,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,故C选项错误;D选项,如果溶液中存在SO,也会出现相同的实验现象,故D选项错误。 萃取精华: SO检验的常见误区 (1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀盐酸白色沉淀不溶解便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。 (3)误将SO判断成SO。如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SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。 考点三 硫及其化合物的综合应用 Z 1.从物质分类的角度定位硫及其化合物间的转化 (1)-2价硫处于最低价态,只有__还原__性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有__氧化__性又有__还原__性,+6价硫处于最高价态,只有__氧化__性,注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。 (2)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,如: H2 O2O3 H2S+H2SO4(浓)S升高2价↓+S降低2价O2↑+2H2O 2.从氧化还原反应的角度定位硫及其化合物间的转化 (1)H2SSSO2SO3 写出③、④、⑤反应的化学方程式: ③__2SO2+O22SO3__; ④__S+H2H2S__; ⑤__2H2S+SO2===3S↓+2H2O__。 (2)相邻价态微粒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。 (3)典型的归中反应。 2H2S+SO2===3S↓+2H2O 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O (4)含硫物质的连续氧化 硫元素 3.相同价态硫的转化是通过与酸、碱反应实现的 SO2H2SO3Na2S③H2SO4O3NaHSO3 写出②、③、④反应的化学方程式: ②__H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O__; ③__Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O__; ④__Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3__。 特别提醒: 中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有: 氮元素 钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH 碳元素:CCOCO2H2CO3 另外有机化学中也常有连续氧化的过程: R—CH2—OHR—CHOR—COOH CH2===CH2CH3CHOCH3COOH X 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)(2017·课标Ⅲ)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放( √ ) (2)(2016·江苏卷)SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆( × ) (3)(2015·重庆卷)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4( × ) (4)金属汞一旦撒落在实验室地面或桌面时,必须尽可能收集并深埋处理( × ) (5)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成( √ ) (6)下列物质的转化在一定条件下能够实现:SSO3H2SO4( × ) (7)实验室里用Na2SO3和浓H2SO4在常温下反应制取SO2气体( √ ) (8)(2015·山东卷)浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗( × ) (9)浓硫酸滴入蔗糖中,将产生的气体通入溴水中,根据实验现象判断浓硫酸具有脱水性、氧化性( √ ) (10)由矿盐(主要成分是NaCl,还有SO等其他可溶性杂质的离子)生产食盐,除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2( × ) 2.有下列转化关系: ①S2-―→S ②SO―→SO2 ③SO2―→S ④SO―→SO ⑤H2SO4(浓)―→SO2 其中加入氧化剂能实现的是__①④__,加入还原剂能实现的是__③⑤__。 3.(2018·山东东营检测)A为非金属单质,B是一种具有还原性的二元含氧弱酸,D为一种非金属氧化物的气体,E为白色沉淀。它们之间的转化关系如图。 (1)写出下列物质的化学式: A:__S__,D:__SO2__;E:__BaSO3__。 (2)写出B―→E的离子方程式:__H2SO3+Ba2++2OH-===BaSO3↓+2H2O__。 题组一 硫及其化合物的相互转化 1.(2018·试题调研)硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是( B ) A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 2.(2018·河南郑州检测)在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系: 当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答: (1)A是__(NH4)2S__,Y是__O2__,Z是__H2O__。 (2)当X是强酸时,E是__H2SO4__,写出B生成C的化学方程式:__2H2S+3O22SO2+2H2O__。 (3)当X是强碱时,E是__HNO3__,写出B生成C的化学方程式:__4NH3+5O24NO+6H2O__。 [解析] 本题考查氮、硫及其化合物的转化关系。由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,容易联想D比C分子增加1个氧原子,则D可能是氧化物,而E为酸,则应为含氧酸,而Y是能提供“O”的物质,A为正盐,与碱反应生成的物质能连续氧化两次,最后生成含氧酸,可推知A可能是铵盐:ANH3NONO2HNO3;而A与强酸反应时,生成的物质也能连续氧化两次,最后生成含氧酸,则A可能为硫化物(含S2-):AH2SSO2SO3H2SO4;综合上面叙述可确定A是(NH4)2S。 3.(2018·邯郸模拟)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: __S+H2H2S__。 (2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式 __H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O__。 (3)将5 mL 0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。 ①写出反应的离子方程式__H2SO3+2OH-===SO+2H2O__; ②反应后溶液的pH__大于__7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是__Na2SO3是弱酸强碱盐,水解后溶液呈碱性__; ③加热反应后的溶液,其pH__增大__(填“增大”、“不变”或“减小),理由是__水解是吸热反应,加热促使SO水解程度增大,因而pH增大__。 [解析] 固态单质A在空气中反应生成气体B,故B为非金属氧化物,A为非金属,A可能为C或S等。B与水反应生成E,E为含氧酸,E与A的氢化物反应生成A, 符合条件的只有S,则A为S,B为SO2,E为H2SO3;又因B与C的相对分子质量之比为4?5,则=,M(C)=80,故C为SO3,D为H2SO4。(1)S与H2反应生成H2S。(2)H2SO3与H2S反应生成S和水。(3)5 mL 0.10 mol·L-1的H2SO3溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合,二者恰好反应生成正盐Na2SO3,因Na2SO3为弱酸强碱盐,故其水溶液因水解显碱性,pH>7,而水解反应为吸热反应,加热可促进SO的水解,使溶液的pH增大。 题组二 硫及其化合物的转化关系与实验的融合 4.(2018·河北衡水模拟)A为中学化学中常见的金属单质,将A投入足量B的浓溶液中,溶液总质量在反应前后保持不变(忽略沉淀或气体的溶解)。除A、C外其余各物质均含同一种元素X,F为X的氢化物,G为淡黄色固体,H为黑色沉淀。 (1)①写出下列物质的化学式: A__Cu__,D__SO2__,F__H2S__,G__S__,H__CuS__。 ②写出反应a的化学方程式: __Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O__。 (2)G和过量NaOH溶液在加热时反应,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1?2,写出该反应的离子方程式: __3S+6OH-===2S2-+SO+3H2O__。 (3)检验E中阴离子的操作方法为__取少量E溶液,先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,证明有SO存在__。 [解析] (1)G为淡黄色固体,应为S,说明除A、C外其余各物质均含同一种元素S,则F为H2S,D为SO2,与H2S反应生成S和H2O,所以C为H2O;H为黑色沉淀,应为CuS,则A为Cu,B为H2SO4,浓硫酸与铜反应生成CuSO4、SO2和H2O,则E为CuSO4,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 (2)S和过量NaOH溶液在加热时反应,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1?2,反应的离子方程式为3S+6OH-===2S2-+SO+3H2O。(3)实验室检验SO的方法为取少量E溶液,先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明有SO存在。 5.(2017·山东青岛模拟)利用Y形管与其他仪器组合可以进行许多实验(固定装置略)。分析并回答下列问题: (1)实验目的:验证SO2的氧化性(如图1所示)。 将胶头滴管中浓硫酸分别滴入Y形管的两个支管中,所产生的两种气体相遇发生反应SO2+2H2S===3S+2H2O,则在支管交叉处实验现象为__管壁内有淡黄色固体生成__,硫化亚铁处加水的目的是__稀释浓硫酸,防止硫化氢被浓硫酸氧化__。 (2)实验目的:探究SO2与BaCl2反应生成沉淀的条件(如图2所示)。SO2通入BaCl2溶液并不产生沉淀,再通入另一种气体后就产生了白色沉淀。常温下,若由右侧Y形管产生另一种气体,则在其左右支管应放置的药品是__浓氨水__和__碱石灰(或固体NaOH、生石灰)__,导气管A的作用是__保持集气瓶内外气压平衡,以便左右两边产生的气体顺利导入__。 [解析] (1)浓硫酸分别滴入Y形管的两个支管中,所产生的两种气体相遇发生反应SO2+2H2S===3S+2H2O,反应生成S,S为淡黄色固体;H2S具有还原性,可与浓硫酸发生氧化还原反应H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O,所以有FeS的一侧应用水稀释。(2)SO2与BaCl2反应产生沉淀,溶液中必须存在大量SO或SO,右侧Y形管中应能生成碱性气体或氧化性气体,如是碱性气体,溶液中存在大量SO,如是氧化性气体,溶液中可生成SO,则生成的沉淀可能为BaSO3或BaSO4;容器内压强大,气体不容易导入,所以导气管A的作用是保持集气瓶内外气压平衡,以便左右两边产生的气体顺利导入。 6.(2018·山西临汾五校联考)某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体,设计了如图所示实验装置,a、b、c为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。 (1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称__分液漏斗__。 (2)装置A中发生反应的化学方程式为__C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O__。 (3)实验时,装置C中的现象为__品红溶液褪色__。 (4)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快, 因此设计了虚框部分的装置,则正确的操作顺序是__③①②__(用操作编号填写)。 ①向A装置中加入浓硫酸,加热,使A中产生的气体进入气囊B,当气囊中充入一定量气体时,停止加热; ②待装置A冷却,且气囊B的体积不再变化后,关闭止水夹a,打开止水夹b,慢慢挤压气囊,使气囊B中气体慢慢进入装置C中,待达到实验目的后,关闭止水夹b; ③打开止水夹a和c,关闭止水夹b; (5)当D中产生__进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变__现象时,可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2,而不是SO2;写出D中发生反应的化学方程式:__I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4__,当D中反应发生0.3 mol电子转移时,发生反应的气体的体积(标准状况)是__3.36__L。 [解析] (1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(2)装置A中浓硫酸有强氧化性,能将C氧化为二氧化碳,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(3)反应产生的二氧化硫能使品红溶液褪色。(4)先使气体充满B,用B中气体进行实验,所以操作顺序为③①②。(5)进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变时出气口出的是二氧化碳,D中二氧化硫和碘单质反应方程式为I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4。反应中1 mol二氧化硫反应转移2 mol e-,所以当有0.3 mol e-转移时,有0.15 mol的二氧化硫反应,标况下的体积为3.36 L。 要点速记: 1.牢记一条转化主线: H2SSSO2SO3H2SO4。 2.掌握SO2的四个化学性质: (1)酸性氧化物的性质。 (2)还原性。 (3)氧化性。 (4)漂白性。 3.掌握浓硫酸的三大特性: (1)吸水性。 (2)脱水性。 (3)强氧化性。 4.熟记五个化学反应方程式: (1)SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 (2)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。 (3)SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX(X为Cl、Br、I)。 (4)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 (5)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。 5.注意硫酸与金属的反应的四种情况 (1)常温下浓硫酸使 Fe、Al钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。 (2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。 (3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2小于1 mol。 (4)浓硫酸与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。查看更多