黄冈第一轮化学_第三章硫、硫酸

黄冈第一轮化学_第三章硫、硫酸

‎ ‎ 黄冈地区重点中学第一轮复习化学教案 第三章 硫、硫酸 ‎ ‎ 一、考纲要求 ‎1.以硫元素为代表，了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质；理解氧族元素的性质递变规律；‎ ‎2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义；‎ ‎3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算；‎ ‎4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验；了解几种常见的硫酸盐。‎ ‎5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。‎ 二、知识结构 ‎1.氧族元素原子结构、单质性质 元素名称和符号 氧(O)‎ 硫(S)‎ 硒(Se)‎ 碲(Te)‎ ‎ ‎ 原子 结构 ‎ ‎ 原子序数 ‎8‎ ‎16‎ ‎34‎ ‎52‎ 结构示意图 电子式 ‎·∶‎ ‎·∶‎ ‎·∶‎ ‎·∶‎ 主要化合价 ‎-2‎ ‎-2，+4，+6‎ ‎-2，+4，+6‎ ‎-2，+4，+6‎ 相同点 最外层电子数相同，都是6个电子 不同点 原子核外电子层数不同，依次增大 原子半径 ‎ ‎ 物 理性 质 颜色和状态 无色无味气体 淡黄固体 灰色固体 银白色固体 密度 熔点(℃)‎ 沸点(℃)‎ 水、有机溶济溶解度 ‎ ‎ 化学反 与金属反应 易与金属反应 易与金属反应 反应较难 多数不反应 与非金属反应 易与H2、C、P、S等反应 ‎ ‎ 能与H2、C、O2反应 ‎ ‎ 反应难 一般不反应 与化合物应 能与许多物质反应 能与氧化性酸、强碱反应 反应少 反应很少 ‎2.硫的氢化物、氧化物及其水化物的结构、性质 类别 氢化物 氧 化 物 氧化物水化物 ‎ ‎ 结 构 ‎ ‎ 分子式 H2S SO2‎ SO2‎ H2SO3‎ H2SO4‎ 化学键 极性键 极性键 极性键 极性键配位 极性键配位 晶体类型 分子晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 分子晶体 物理性质 色、味、态 无色有臭鸡蛋气味的气体 无色有刺激性气味的气体 无色固体 无色有刺激性气味的液体 无色油状液体 毒性 有毒气体是空气污染物 有毒气体，是空气污染物 无毒腐蚀性强 有毒不稳定 无毒，强腐蚀性 ‎ ‎ 与水反应 SO2+H2O H2O+SO3‎ 溶于水 ‎ ‎ 化学 性 质 溶于水，不与水反应 H2SO3‎ H2SO4‎ 溶于水，不与水反应 与金属反应 ‎2Na+H2S Na2S+H2↑‎ 不反应 不反应 与较活泼金属反应 反应 稳定性 不稳定H2S ‎ H2+S 稳定 较稳定 不稳定 稳定 酸性强弱 弱酸性 弱酸性 强酸性 弱酸性 强酸性 检验 使含Pb2+的湿润试纸变黑或与Cu2+反应生成CuS沉淀 使品红溶液褪色加热又重新出现红色 与BaCl2 稀现象：生成不溶于稀HNO3的白色沉淀 同SO2‎ 同SO2‎ ‎3.金属硫化物的颜色和溶解性 硫化物 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag ‎4.SO2与Cl2的漂白性比较 两种气体虽都有漂白性，但原理及现象又不同。Cl2是由于溶于水生成的HClO有强氧化性 ，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来颜色——永久漂白，而SO2是由于溶于水生成的H2SO3与有色物质直接结合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色——暂时漂白。‎ ‎5.可逆反应 在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的反应。‎ 如：2H2+O22H2O，2H2O2H2↑+O2↑‎ 这两个反应条件不同，故不能视为可逆反应。‎ 而2SO2+O22SO3，SO2+H2OH2SO 3发生在同一条件下，它们均为可逆反应。‎ ‎6.常见气体的制取、收集和净化等知识归纳如下：‎ ‎(1)气体制取装置分为三类，见下图所示。‎ ‎①固+固，可选用图(丙)。可制取O2、NH3、CH4等。‎ ‎②固+液，可选用图(乙)或(丁)。图(乙)可制取H2、CO2、H2S、NO2、C2H 2等。图(丁)只可制取H2、CO2、H2S(要注意启普发生器使用的三个条件)。‎ ‎③固(或液)+液，可选用图(甲)。可制取Cl2、HCl、SO2、CO、NO、C2H2等气体。‎ ‎ ‎ ‎(2)气体收集的三种方法：‎ ‎ ‎ ‎(3)气体净化装置常见的有三种，如下图所示。‎ ‎①装置(甲)是洗气瓶。选择的除杂试剂的是液态。如H2中的HCl用NaOH溶液除去；CO2中的SO2用饱和NaHCO3溶液除去；Cl2中的HCl用饱和食盐水除去；SO2中的SO3用饱 和NaHSO3或H2SO4除去。‎ ‎②装置(乙)是干燥管。选择的除杂试剂是固态的。如H2中水蒸气可用无水CaCl2；CO中的CO2可用碱石灰。注意气体流入方向：“大进小出”。‎ ‎③装置(丙)是硬质玻璃管。选择的试剂是固体，需加热时采用此装置。如CO2中的CO用灼热CuO除去，空气中的O2用灼热的铜粉除去。‎ ‎④尾气吸收装置有三种，如下图所示。‎ ‎①(甲)是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收HCl、NH3，用NaOH溶液吸收HCl，用氨水吸收SO2等。‎ ‎②(乙)是能溶于溶液的气体吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。如用NaOH溶液吸收Cl2、H2S，用CuSO4溶液吸收H2S等。‎ ‎③(丙)是CO在空气中点燃的方法处理，防止污染大气。‎ 三、知识点、知识点提示 ‎1.硫单质与氢化物、氧化物的性质及化合价关系 ‎ 强还原性 氧化性、还原性 强氧化性 特别注意：中间价态的两类硫既有氧化性，又有还原性，SO2、H2SO3、Na2SO3以 还原性为主。‎ ‎2.硫的四种价态间的含硫物质之间的网络关系 ‎ ‎ ‎①H2S是具有臭蛋气味的剧毒气体，其水溶液——氢硫酸是一种具有挥发性的二元弱酸，硫化氢、氢硫酸都具有强还原性可被碘水、溴水、氯水、FeCl3溶液、HNO3等氧化。H2S能燃烧，燃烧依反应条件不同而不同。‎ ‎②硫与Fe、Cu反应时，由于其非金属性比氯弱，所以生成低价态的物质FeS、Cu2S。‎ ‎③硫的氧化物有SO2和SO3，其中SO2是一种有刺激气味的气体，易液化，易溶于水——其水溶液叫亚硫酸、二元弱酸。SO2是重要的大气污染物(其危害详见课本)，防治方法有排烟除硫燃料脱硫等。‎ ‎4.离子反应是指在溶液中(或熔化状态)有离子参加或生成的反应离子反应发生的条件是反 应前后至少有二种离子的数目发生了改变。离子方程式表示了反应的实质即所有同一类型的 离子之间的反应。其书写原则是：可溶性或微溶性的强电解质写离子形式，多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式，其它物质写分子式或化学式。检查离子方程式是否正确的三个规则①质量守恒——微粒种类与数目相等，②电荷守恒——方程式两边电荷总数相等，③得失电子相等——属于氧化还原反应的离子反应中得失电子数相等。离子共存问题应转化为离子之间能否反应来考虑。‎ ‎5.硫酸的化学性质①不挥发性强酸，如制取HF、HCl、HNO3等②浓硫酸特性(ⅰ)脱水性指将有机物中的H、O元素按水的组成(2∶1)比脱去(ⅱ)吸水性；但不能用浓硫酸干燥NH3、H 2S、HBr、HI等。(ⅲ)强氧化性，但常温下不与Fe、Al等金属反应。‎ ‎6.H2S燃烧的两个反应：不完全燃烧 ‎2H2S+O22S+2H2O…………a ‎2H2S+3O22SO2+2H2O………b ‎①当H2S为定值时，a式表示O2不足，b式表示O2充足；‎ ‎②当O2为定值时，b式表示H2S不足，a式表示H2S充足；‎ ‎③当，按a 式反应，产物全是S；‎ 当，按b式反应，产 物全是SO2；‎ 当，按a式和b式反应，产物是S和SO2；‎ 四、能力训练 ‎1.下列说法不正确的是( )‎ A.硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体 B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里 C.硫与氧属于同一主族 D.硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中燃烧产物是SO3‎ 考查目的：考查硫单质以及硫化物的一些物理和化学性质。‎ ‎2.下列氢化物的还原性按由强到弱的顺序排列的是( )‎ A.H2Se>H2S>HI>HBr>HCl B.H2S>H2Se>HI>HBr>HCl C.HI>HBr>HCl>H2S>H2Se D.H2Se>H2S>HCl>HBr>HI 考查目的：考查一些非金属元素氢化物的还原性大小的比较。‎ ‎3.将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如将生成的混和气体通过氯化钡溶液，应发生的现象有( )‎ A.一定产生BaSO4沉淀 B.一定产生BaSO3沉淀 C.一定有SO2逸出 D.一定有SO3气体逸出 考查目的：通过对SO2、SO3水溶液性质的考查，要求学生有准确的分析及推断能力。‎ ‎4.下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )‎ A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀 B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀 ‎ ‎ C.无色溶液白色沉淀 D.无色溶液无色溶液白色沉淀 考查目的：通过对SO的还原性的考查，训练学生的辨别比较能力。‎ ‎5.关于酸雨的下列分析正确的是( )‎ A.因空气中无催化剂，SO2不能转化成SO3，酸雨中只含H2SO3‎ B.SO2在空气中有条件形成SO3，所以酸雨中含H2SO4‎ C.酸雨是无法避免的 D.H2SO4形成的酸雨比H2SO3危害大 考查目的：考查酸雨的形成原因，以及对环境保护的认识。‎ ‎6.为了除去混在CO2中的SO2和O2，下列试剂使用的顺序正确的是①饱和Na2CO3溶液；②饱和NaHCO3溶液；③浓硫酸；④灼热的铜网；⑤碱石灰( )‎ A.①②③ B.②③④ C.②⑤④ D.③④⑤‎ 考查目的：考查学生对基础知识掌握的程度及逻辑思维能力。‎ ‎7.钋是原子序数最大的氧族元素，推测钋及其化合物最不可能具有的性质是( )‎ A.钋是能导电的固体 B.钋的氧化物的水化物至少有两种 C.钋与氢气不能直接化合 D.钋的氢化物很稳定 考查目的：考查放射性元素钋以及钋的氧化物的性质，培养学生综合推理能力。‎ ‎8.在一定条件下，将70ml H2S气体和90ml O2混合，点燃并使其均反应完。再恢复到原来条件则生成SO2生成气体的体积为( )‎ A.70ml B.60ml C.55ml D.50ml 考查目的：H2S与O2反应，是考试热点内容，必须熟练掌握有关的知识及计算技巧，训练培养综合分析问题的能力。‎ ‎9.对于反应Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4和2HBr+H2SO4(浓) Br2+SO2↓+2H2O下列说法中正确的是( )‎ A.它们互为可逆反应 B.它们互相矛盾，不可能符合事实 C.反应条件的改变引起了反应方向的改变，它们都符合事实 D.氧化性：(浓)H2SO4＞Br2；还原性：SO2＞HBr 考查目的：通过对可逆反应的概念及氧化还原反应知识的运用的内容的考查，训练学生的辨别比较能力。‎ ‎10.只能表示一个化学方程式的离子方程式为( )‎ A.Ba2++2OH-+2H++SO2-4BaSO4↓+2H2O B.CO2-3+2H+H2O+CO2↑‎ C.2Br-+Cl22Cl-+Br2‎ D.SO2+Cl2+2H2O4H++2Cl-+SO2-4‎ 考查目的：通过对离子反应及离子方程式知识点的考查，训练学生归纳比较能力。‎ ‎11.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )‎ A.CO2-3、HCO-3、OH-、Na+ B.K+、Cl-、S2-、CO2-3‎ C.H+、Br-、Na+、SO2-3 D.Ba2+、Cu2+、NO-3、SO2-4‎ 考查目的：离子能否共存就是看这些离子在溶液中能否发生反应(复分解反应、氧化还原反应)，本题对学生分析能力进行考查。‎ ‎12.固体A、B都由两种相同的元素组成。在A、B中两种元素的原子个数比分别为1∶1和1∶2。将A和B在高温时燃烧，产物都是C(固体)和D(气体)。由D最终可制得E(酸)，E和另一种酸 组成的混酸常用于制取有机炸药。E的稀溶液和A反应时，生成G(气体)和F(溶液)，G通入D的 水溶液，有浅黄色沉淀生成。在F中滴入溴水后，加入氢氧化钾溶液，有红褐色沉淀生成， 该沉淀加热时又能转变为C。根据上述事实回答：‎ ‎(1)A的化学式是 ，B的化学式是 。‎ ‎(2)写出下列反应的化学方程式。‎ ‎ ‎ ‎①B煅烧生成C和D ②G通入D溶液中 ③在F中滴入溴水 ④A和E的反应 考查目的：硫的化合物的一些性质以及学生综合推理能力。‎ ‎13.接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的SO2，为防止污染大气，排放前应进行尾气处理，使其得到综合利用。‎ ‎(1)某硫酸厂每天排放5000m3(标况)尾气，其中SO2的体积分数为0.2%，若用NaOH溶液、石灰及氧气等物质处理，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏(CaSO4·2H2O )?‎ ‎(2)如果将一定体积的尾气通入200mL2 mol·L-1的NaOH溶液中，使其完全反应，经测定所得溶液含33.4g溶质，试分析溶液的成分，并通过计算确定各成分的物质的量。‎ 考查目的：SO2的处理与回收，培养学生的环保意识。‎ ‎14.亚硫酸钠中有+4价的硫，它既有氧化性又有还原性。现有试剂：溴水、硫化钠溶液、亚 硫酸钠溶液、稀硫酸、烧碱溶液、氨水。‎ ‎①要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有 ，看到的现象 ，反应的离子方程式为 。‎ ‎②要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有 、 看到的现象 ，反应的离子方程式为 ‎ 考查目的：这道题要用到的知识有+4价硫的氧化还原性，氧化还原反应发生的条件及现象， 离子方程式的书写等，是一道综合题，考查学生的综合思维能力。‎ ‎15.摄影工艺中的废定影液的PH值小于7，其中含有银的复杂化合物，为了回收银，进行如下操作：向盛有定影液的烧杯中，加入少量稀NaOH溶液，再加入硫化钠溶液，生成黑色沉淀。过滤，将固体移入坩埚中加碳酸钠和硼砂(催化剂)混合加热，放出二氧化碳和氧气。将残留的固体用水洗涤，即得到固体银，而洗涤液中主要含有硫化钠，试回答下列问题：(1)开始时为何要向废液中加入少量氢氧化钠溶液?(2)过程中的黑色沉淀物质是什么?(3)写出加热时坩埚内发生的反应的化学方程式。‎ 考查目的：这是一道信息题，用学习过的化学知识解释实际问题，培养学生解决实际问题的 能力。‎ ‎16.氯酸钾和亚硫酸氢钠间氧化还原反应生成Cl-和S+6的速度，如下图所示，又已知这个反应的速度随着溶液中氢离子浓度增大而加快。‎ ‎(1)为什么反应开始时反应速度加快?‎ ‎(2)为什么后期反应速度下降?‎ 考查目的：本题涉及的知识是氧化还原反应，仔细分析反应式，是能回答问题的，考查分析问题能力。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎17.将0.8g某种铁的硫化物在O2流里灼烧，使硫全部氧化为二氧化硫，再将所得的SO2通过氧化剂使之全部转化为三氧化硫，并与水化合完全转化为硫酸。这些硫酸恰好与40ml0.5 mol/L NaOH溶液中和，则某种铁的硫化物中含硫的质量分数 。‎ 考查目的：这是一道多步反应的计算题，只要从多步反应中找出需要的关系式，便能解答。 训练学生的归纳、分析能力。‎ ‎18.某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：(A)氯化钠 (B)硫化钠 (C)亚硫酸钠 (D)硫 代硫酸钠 (E)硫酸钠 (F)碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸，有浅黄色的沉淀析出，同 ‎ ‎ ‎ 时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红试液褪色。根 据上述实验现象回答下列问题。‎ ‎(1)不能使品红试液褪色，说明该气体中不含 (填分子式) 。‎ ‎(2)此无色溶液中至少存在哪几种钠盐?请写出全部可能的情况(填写相应的字母)。‎ 第一种情况是 ，第二种情况是 ，第三种情况是 ‎ ‎ ，第四种情况是 。(可不填满，也可补充)‎ 考查目的：有关硫的化合物的知识和思维能力。‎ ‎19.有一瓶亚硫酸钠溶液已部分氧化变质：2Na2SO3+O22Na2SO4，某学生 设计了下列实验，确定Na2SO3的纯度：‎ ‎①称取ag样品。称量时所用主要仪器的名称是 ‎ ‎②样品的溶解。溶解过程中使用玻璃棒搅拌的目的 ‎ ‎③在溶液中加入过量的BaCl2溶液且用盐酸酸化。‎ ‎(1)为什么要用盐酸酸化?‎ ‎ ‎ ‎(2)BaCl2为什么要过量? ‎ ‎(3)怎样检验BaCl2溶液是否过量? ‎ ‎(4)为什么要洗涤沉淀?‎ ‎ ‎ ‎(5)怎样洗涤沉淀?‎ ‎ ‎ ‎(6)怎样判断沉淀是否洗净? ‎ ‎(7)烘干沉淀并计算。烘干后称量沉淀质量为bg，列出计算Na2SO3纯度的计算式。 ‎ 考查目的：这是一道综合实验题，要回答完整本题必须对这个实验有一条清晰的实验方案， 考查实验能力。‎ ‎20.将amol H2S和1mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应。维持容器内气体的压强不变(101KPa)，在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2。若a的取值不同，则H2S的氧化产物可能有如下三种情况：‎ ‎(1)全部是SO2，此时a的取值范围是 。‎ ‎(2)全部是S，此时a的取值范围是 ，并且d1 d2(填“小于”、“大于”或“等于”)。‎ ‎(3)部分是SO2，部分是S，此时a的取值范围是 。反应所生成SO2的物质的量为 mol。容器内气体的物质的量之和为 mol(以含a的代数式表示)。‎ 考查目的：H2S气体的燃烧问题是一个考试热点，完成本题要对H2S燃烧原理、条件非常熟练。考查学生的综合解题能力。‎ ‎21.某工厂处理含二氧化硫废气时采用“将二氧化硫转化为硫酸铵”的方法。该厂初步处理 后的废气中氧气的体积分数为10%，二氧化硫的体积分数为0.2%。使该废气在400℃时以5m3/h的速率通过催化剂层与速率为20L/h的氨气混合，再喷水使之发生反应，2NH3+H2SO4(NH4)2SO4将得到的溶液在结晶装置中处理，可得到硫酸铵晶体。将气体都折合为标准状况下进行计算：‎ ‎(1)该工厂为什么将废气以5m3/h的速率与速率为20L/h的氨气混合为最佳配比(用计算说明 )?‎ ‎(2)若该厂每天排放10000m3这种废气，按上述方法该厂每月(30天)计算可得到硫酸铵多少 吨?消耗氨气多少m3?‎ 考查目的：本题是为保护环境处理废气中的SO2的方法之一，并且要从量的角度对处理过程中所涉及的反应物、生成物进行计算。培养学生的环保意识及分析处理实际问题的能力。 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 参 考 答 案 ‎ ‎ ‎1.AD 2.A 3.AC 4.C 5.BD 6.B 7.D 8.C 9.CD 10.AD 11.B ‎12.(1)FeS FeS2 (2)①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2↑ ②2H2S+SO2＝2H2O+3S↓ ‎ ‎ ‎ ‎ ③6FeSO4+3Br2＝2Fe2(SO4)3+2FeBr3 ④FeS +H2SO4＝FeSO4+H2S↑‎ ‎13.(1) S ～ CaSO4·2H2O ‎ 1mol 172g ‎ ×0.2% x x＝76780g＝76.78kg ‎(2)若溶液中溶质全为Na2SO3，则Na+＝2mol·L-1×0.2L＝0.4 mol, Na2SO 3质量为0.2 mol×126g/mol＝25.2g<33.4g;‎ 若溶质是NaHSO3，则质量是：‎ ‎ 0.4 mol×104g/mol＝41.6g>33.4g 所以，33.4g溶质是Na2SO3和NaHSO3的混合物。‎ 设Na2SO3的物质的量为x，NaHSO3为y 解得：x＝0.1 mol, y＝0.2 mol ‎14.①溴水，溴水褪色 Br2+SO2-3+H2O2H++SO2-4+2Br-‎ ‎②稀H2SO4、Na2S溶液，生成浅黄色沉淀 ‎2S2-+SO2-3+6H+3S↓+3H2O ‎15.(1)中和酸，防止加Na2S时产生H2S气体 (2)Ag2S ‎(3)2Ag2S+2Na2CO3 4Ag+2Na2S+2CO2↑+O2↑‎ ‎16.反应式：ClO-3+3HSO-3Cl-+3SO2-4+3H+‎ ‎(1)反应刚开始有H+产生，H+浓度逐渐增大，反应速度增大 ‎(2)反应物浓度下降，H+因反应H++HSO-3H2O+SO2↑，H+离子浓度逐渐减小，反应速度减小。‎ ‎17.40%‎ ‎18.(1)SO2 (2)第一种情况是：B、C、F，二种情况是：B、D、F。‎ ‎19.①天平、砝码、药匙 ②加速物质的溶解 ‎(1)防止BaSO3的沉淀生成 ‎(2)使SO2-4完全沉淀 ‎(3)取滤液滴入BaCl2看是否有白色沉淀 ‎(4)防止混有可溶性物质 ‎(5)将沉淀置于过滤器中用蒸馏水冲洗 ‎(6)取洗涤液滴入少量AgNO3溶液看是否有白色沉淀产生 ‎(7)×100%‎ ‎20.(1)a≤2/3 (2)a≥2；大于 (3)2/3＜a＜2；1-；1+‎ ‎21.废气中SO2的体积为10L/h，而NH3体积为20L/h，其体积比1∶2 与反应式： 2SO2+ O22SO3、SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO4中系数1∶2相一致。 ‎ ‎(2)3.5357吨 1.2×103m3‎