2019届一轮复习人教版第四章第16讲硫及其化合物学案

2019届一轮复习人教版第四章第16讲硫及其化合物学案

第16讲　硫及其化合物 考纲要求　1.了解硫及其重要化合物的制备方法，掌握其主要化学性质及应用。2.了解硫的氧化物对大气的污染与防治。‎ 考点一　硫及其氧化物的性质 ‎1．硫单质的性质及应用 ‎(1)硫元素的存在形态 ‎(2)硫单质的物理性质 硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。‎ ‎(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质 H2O2‎ ‎①与金属反应表现氧化性 ‎②与非金属反应 ‎③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，表现还原性。‎ ‎2．二氧化硫(SO2)‎ ‎(1)物理性质 二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。‎ ‎(2)化学性质 按要求完成下列方程式：‎ ‎①酸性氧化物的通性 ‎②氧化性(如与H2S溶液反应)：‎ SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ‎③还原性 ‎④漂白性：可使品红溶液等有机色质褪色，生成不稳定的化合物。‎ ‎3．SO2与HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理的比较 SO2‎ HClO、H2O2、Na2O2、O3‎ 活性炭 漂白原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有色物质 变化类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否可逆 可逆，加热或久置后恢复原来颜色 不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色 ‎—‎ 漂白对象 有色的有机物，不能漂白指示剂 有色的有机物和指示剂 有机色质 ‎4.三氧化硫(SO3)‎ SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。‎ ‎5．硫的氧化物的污染与治理 ‎(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。‎ ‎(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。‎ ‎(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。‎ ‎(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个：‎ 途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。‎ 途径2：SO2＋H2O??H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。‎ ‎1．硫单质的性质选项判断 ‎(1)硫在自然界中仅以化合态存在(×)‎ ‎(2)硫单质常存在于火山喷口附近(√)‎ ‎(3)硫与铁反应生成硫化亚铁(√)‎ ‎(4)硫与汞反应生成硫化亚汞，体现了硫的弱氧化性(×)‎ ‎(5)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫(×)‎ ‎(6)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合而成(√)‎ ‎(7)硫黄易溶于CS2，所以可用CS2溶解试管内壁的硫(√)‎ ‎2．硫的氧化物性质及应用选项判断 ‎(1)二氧化硫可广泛用于食品的漂白(×)‎ ‎(2)SO2有漂白性，所以SO2可使溴水褪色(×)‎ ‎(3)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3(×)‎ 解析　(1)二氧化硫有毒，严禁用于食品漂白。(2)漂白性是指使有机色质褪色，SO2使溴水褪色体现了二氧化硫的还原性。(3)由于亚硫酸的酸性比盐酸弱，BaSO3可溶于盐酸，故不会生成沉淀。‎ ‎(4)除去SO2中的少量HCl的实验方法如图(√)‎ ‎(2016·天津理综，5C)‎ 解析　NaHSO3溶液能吸收HCl气体，且SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度很小。‎ ‎(5)用KOH溶液鉴别SO2和SO3(g)(×)‎ 解析　SO2、SO3都是酸性氧化物，都能与KOH反应，无明显特殊现象区别。‎ ‎(6)SO2和Ca(OH)2、NaHCO3均能发生化学反应(√)‎ ‎(7)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(×)‎ 解析　SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。‎ ‎(8)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同(×)‎ ‎(9)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、石蕊溶液褪色(×)‎ 解析　SO2不能漂白石蕊溶液，使高锰酸钾溶液褪色是因为其还原性。‎ ‎1．(SO2性质基础填空)将SO2分别通入下列四种溶液中 回答下列问题：‎ ‎(1)试管a中的实验现象：KMnO4溶液________，证明SO2具有________性；‎ ‎(2)试管b中的实验现象：品红溶液________，证明SO2具有________性；‎ ‎(3)试管c中能产生白色沉淀，该沉淀是________；‎ ‎(4)试管d中能产生白色沉淀，该沉淀是________。‎ 答案　(1)褪色　还原　(2)褪色　漂白　(3)BaSO4 (4)BaSO3 ‎ ‎2．在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是 ‎①______________________；②____________________；‎ ‎③______________________；④____________________。‎ ‎(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因 ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎④________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)①BaSO4　②BaSO3　③BaSO4　④S ‎(2)①SO2＋Cl2＋2H2O===SO＋2Cl－＋4H＋、SO＋Ba2＋===BaSO4↓(或SO2＋Cl2＋2H2O＋Ba2＋===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋) ④2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)‎ 题组一　SO2的检验及实验探究 ‎1．(SO2气体的检验)下列实验中能证明某气体为SO2的是(　　)‎ ‎①使澄清石灰水变浑浊　②使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③使品红溶液褪色　④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 ⑤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 A．都能证明 B．都不能证明 C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明 答案　D 解析　①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2、SO2均有此现象。‎ ‎2．(SO2与CO2混合气体中成分的检验)下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________，作用是__________________________________________。‎ ‎(2)C中加入的试剂是__________，作用是______________________________________。‎ ‎(3)D中加入的试剂是______________，作用是_____________________________________。‎ ‎(4)实验时，C中应观察到的现象是_________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)品红溶液　检验SO2‎ ‎(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽 ‎(3)澄清石灰水　检验CO2‎ ‎(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色，或不褪成无色)‎ 解析　一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。‎ ‎3．(2018·日照模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是___________________________________、________________________________________________________________________；这些现象分别说明SO2具有的性质是________________和________________；装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________。‎ ‎(3)装置D的目的是探究SO2与品红反应的可逆性，请写出实验操作及现象________________________________________________________________________。‎ ‎(4)尾气可采用________溶液吸收。‎ 答案　(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ‎(2)溶液由紫红色变为无色　无色溶液中出现黄色浑浊 还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋‎ ‎(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 ‎(4)NaOH(答案合理即可)‎ 解析　(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器带有支管，因此是蒸馏烧瓶(注意与圆底烧瓶的区别)。(2)由于SO2中S的价态处于中间价态，故既有氧化性又有还原性，所以通入酸性 KMnO4溶液时被氧化，酸性KMnO4溶液被还原，溶液颜色由紫红色变为无色；通入Na2S溶液时，SO2体现氧化性，发生归中反应，生成单质硫，可看到无色溶液中出现黄色浑浊。(3)SO2漂白品红是可逆的，加热褪色后的溶液又会恢复为红色。(4)吸收酸性气体SO2应使用碱性溶液，如NaOH溶液。‎ ‎1．SO2和CO2的鉴别方法 ‎(1)闻气味法：CO2无气味，SO2有刺激性气味。‎ ‎(2)品红溶液法：能使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。‎ ‎(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水法：使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2，不能使它们褪色的是CO2。‎ ‎2．检验SO2和CO2同时存在的一般流程 SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2‎ 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 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。‎ 题组二　SO2的污染与防治 ‎4．(2017·泉州市第五中学高三检测)下列说法不正确的是(　　)‎ A．改燃煤为燃气，可以减少废气中SO2等有害物质的排放量，是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施 B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染 C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2，从而使雨水的pH＜5.6形成酸雨 D．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质 答案　B ‎5．(SO2的吸收与检测)食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收，下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是(　　)‎ A．滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度 B．沉淀法：用Ba(OH)2溶液沉淀SO2，然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度 C．氨酸法：用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应，将富集后的SO2循环使用 D．石灰—石膏法：常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3，再经氧化可用于生产石膏 答案　C 解析　A项，葡萄酒中的乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化，对SO2的检测有干扰；B项，大气中的CO2能被Ba(OH)2溶液沉淀，对SO2的检测有干扰；C项，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2，SO2可以循环使用；D项，石灰石吸收SO2，需要在高温下才能进行。‎ 四种常见的SO2尾气处理方法 方法一：钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。‎ 方法二：氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)‎ 方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。‎ 方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为 ‎①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。‎ ‎②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。‎ 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，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4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．硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式 ‎(1)铁：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；‎ ‎(2)MgO：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；‎ ‎(3)Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；‎ ‎(4)Na2SO3：SO＋2H＋===H2O＋SO2↑；‎ ‎(5)BaCl2：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。‎ ‎3．浓H2SO4的特性 ‎(1)填写下表 实验 实验现象 浓硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 脱水性 将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体 强氧化性、酸性 ‎(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：‎ Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、‎ C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。‎ ‎(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。‎ ‎4．SO的检验 检验SO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SO)。先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。‎ ‎(1)用硫酸清洗锅炉中的水垢(×)‎ ‎(2)用BaCl2溶液鉴别SO和SO(×)‎ ‎(3)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO(×)‎ 解析　(1)CaSO4微溶，不能用硫酸清洗锅炉中的水垢。‎ ‎(2)BaSO4、BaSO3均为白色沉淀，无法用BaCl2鉴别。‎ ‎(3)浓硫酸虽然具有强氧化性，但不能氧化H2、CO，因而可以干燥H2、CO。‎ ‎(4)将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，说明浓硫酸有脱水性和强氧化性(√)‎ ‎(5)常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸(√)‎ ‎(6)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(√)‎ ‎(7)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO(×)‎ 解析　酸化的NO可将SO氧化为SO，也会产生白色沉淀BaSO4。‎ ‎(8)50 mL 18.4 mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46 mol(×)‎ 解析　随反应进行、浓硫酸变为稀硫酸，反应停止，故0.92 mol H2SO4不可能完全反应。‎ 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H2SO4制H2________________。‎ ‎(2)浓硫酸作干燥剂________________。‎ ‎(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯____________________________________________。‎ ‎(4)乙酸乙酯的水解________________。‎ ‎(5)纤维素的水解________________。‎ ‎(6)浓硫酸使湿润石蕊试纸先变红，后来又变黑_______________________________________。‎ 答案　(1)①　(2)②　(3)②⑤　(4)⑤　(5)⑤ (6)①③‎ 题组一　浓H2SO4的性质 ‎1．(浓硫酸特性及应用)(2017·临沂四校联考)如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是(　　)‎ A．甲中苹果块会变干瘪 B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”‎ C．丙中小试管内有晶体析出 D．丁中pH试纸变成红色 答案　D 解析　A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，错误。‎ ‎2．(浓、稀硫酸的性质差别)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)，将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是(　　)‎ A．气体A为SO2和H2的混合物 B．反应中共消耗Zn 97.5 g C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1‎ D．反应中共转移3 mol电子 答案　C 解析　锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，设反应生成SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则有x＋y＝＝1.5 mol，消耗硫酸的物质的量：2x＋y＝18.5 mol·L－1×0.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，则V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn的物质的量：x＋y＝1.5 mol，质量是97.5 g，转移电子：1.5 mol×2＝3 mol。‎ 题组二　SO的检验 ‎3．(SO的检验及干扰因素排除)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 答案　C 解析　A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D 项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。‎ ‎4．(SO检验的应用)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是(　　)‎ A．实验证实Na2SO3已部分氧化 B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4‎ C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物 D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化 答案　D 解析　Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。‎ ‎5．(2018·南宁模拟)在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　)‎ A．一定会有SO B．含有SO和Ag＋‎ C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种或两种 D．可能含有SO或CO 答案　C 解析　A项错误，不能排除Ag＋、SO的干扰；B项错误，因为溶液中SO与Ag＋反应不能大量共存；C项正确，因为不能排除Ag＋、SO的干扰；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。‎ SO检验的易错点 ‎(1)误将Ag＋、Pb2＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含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)。‎ ‎(2)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具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。‎ 考点三　硫及其化合物的相互转化及应用 ‎1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 ‎2．掌握硫及其化合物之间的转化规律 ‎(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的 如：‎ 写出②、③、④反应的化学方程式：‎ ‎②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；‎ ‎③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；‎ ‎④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。‎ ‎(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的 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，可用下图表示 如：H2SSSO2SO3‎ 写出③、④、⑤反应的化学方程式：‎ ‎③2SO2＋O22SO3；‎ ‎④S＋H2H2S；‎ ‎⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。‎ 注意　(1)同种元素相邻价态的粒子间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。‎ ‎(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋‎ ‎3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。‎ 题组一　硫及其化合物的转化关系 ‎1．下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　)‎ A．SO2、H2SO3均具有还原性，故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3‎ B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2‎ C．单质氧化物酸或碱盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素 D．硫黄制备硫酸经历两步：SSO3H2SO4‎ 答案　C 解析　A项，SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价；B项，氧化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3。‎ ‎2．(2017·云南师范大学附属中学高三检测)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(　　)‎ A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3‎ D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3‎ 答案　B 解析　硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。‎ 题组二　硫及其化合物性质实验探究 ‎3．(硫及其化合物的转化与实验探究)实验室为探究铁与浓硫酸的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)实验时将导管a插入试管中，可使装置B中的溶液不发生倒吸。其原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，则装置B中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________；装置C中发生反应的化学方程式是_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)装置D的作用是___________________________________________________________；实验结束时需从导管a通入大量空气，其目的是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若装置A反应后的溶液中金属阳离子只含有Fe3＋，则装置A中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)装置A中试管内气体压强减小时，空气可从导管a进入装置A，导管a起平衡气压的作用　(2)5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋　2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓　(3)验证SO2的漂白性和生成物的不稳定性　使装置中残留的SO2气体完全被装置E中的NaOH溶液吸收，以防止污染环境　(4)2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋6H2O＋3SO2↑‎ 解析　(1)当装置A中试管内气体压强减小时，空气可从导管a进入装置A，导管a起平衡气压的作用，所以可使装置B中的溶液不发生倒吸。(2)SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，发生反应的离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋；SO2还具有氧化性，能氧化H2S生成单质S，发生反应的化学方程式为2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓。(3)SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，但该反应是不稳定的，所以装置D的作用是验证SO2的漂白性和生成物的不稳定性；由于装置中还残留有SO2气体，所以实验结束时需从导管a通入大量空气，其目的是使装置中残留的SO2气体完全被装置E中的NaOH溶液吸收，以防止污染环境。‎ ‎4．(2018·伊春模拟)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。‎ Ⅰ.[查阅资料]‎ ‎(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。‎ ‎(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。‎ ‎(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。‎ Ⅱ.[制备产品]‎ 实验装置如图所示(省略夹持装置)：‎ 实验步骤：‎ ‎(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。‎ 仪器a的名称是________；E中的试剂是________(填字母)。‎ A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．饱和NaHSO3溶液 ‎(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。‎ ‎(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经__________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。‎ Ⅲ.[探究与反思]‎ ‎(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。‎ ‎(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)‎ 取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，______________________，‎ 若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。‎ ‎(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是______________________________________________________________。‎ ‎(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________________方法提纯。‎ 答案　Ⅱ.(1)分液漏斗　B　(3)蒸发 Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl ‎(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 ‎(3)重结晶 解析　Ⅱ.(1)仪器a有活塞，故a为分液漏斗；在A装置中产生污染环境的气体SO2，故E装置用于处理未反应的SO2，在给定的三种溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)从溶液中得到晶体的操作包括蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥这五步。‎ Ⅲ.(1)根据Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于盐酸，而BaSO4难溶于盐酸，则在配制的稀溶液中加入BaCl2‎ 溶液后，将生成的沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入盐酸，沉淀未完全溶解，说明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性气味的气体为SO2，则沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知Na2SO3易被氧化，故装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可先用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。(3)因为硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而显著增大，故可采用重结晶法将其提纯。‎ 微专题　H2O2与O3的结构、性质和用途 ‎1．过氧化氢(其水溶液俗称双氧水)‎ ‎(1)过氧化氢的分子结构：过氧化氢分子中含有极性键和非极性键，其结构式为H—O—O—H，电子式为。‎ ‎(2)过氧化氢的化学性质 ‎①氧化性：过氧化氢是绿色氧化剂，具有较强的氧化性。例如：‎ H2O2＋2KI＋2HCl===2KCl＋I2＋2H2O ‎2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O H2O2＋H2S===S↓＋2H2O H2O2＋SO2===H2SO4‎ 注意　在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O，在中性或碱性条件下其还原产物为OH－(或氢氧化物)。‎ ‎②还原性：过氧化氢遇到强氧化剂被氧化生成氧气。‎ 例如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑＋8H2O ‎③不稳定性：过氧化氢在常温下缓慢分解生成氧气和水，加热或者加入催化剂(MnO2、Cu2＋、Fe3＋等)快速分解。‎ ‎2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎(3)过氧化氢的用途：作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。‎ ‎2．氧气的同素异形体臭氧(O3)‎ ‎(1)物理性质 常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气大，比氧气易溶于水。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。‎ ‎(2)化学性质 ‎①不稳定性：2O33O2‎ ‎②强氧化性：Ag、Hg等金属在臭氧中可以被氧化，O3能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，其反应的化学方程式如下：‎ O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2‎ ‎③漂白和消毒：许多染料受到臭氧的强烈氧化会褪色，臭氧还能杀死许多细菌。‎ ‎(3)生产方式：3O22O3‎ ‎(4)臭氧层：能吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和其他生物的保护伞。氟氯烃是破坏臭氧层的“元凶”。‎ ‎(5)臭氧的用途：脱色剂、消毒剂等。‎ 专题训练 ‎1．臭氧(O3)可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。长期吸入大量臭氧会引起口干燥、咳嗽等不适症状。臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化为臭氧的装置。下列说法正确的是(　　)‎ A．氧气转化为臭氧是物理变化 B．臭氧分子的相对分子质量为36‎ C．一个臭氧分子中含有3个氧原子 D．臭氧对人的身体健康不利，应该拒绝使用臭氧 答案　C 解析　转化过程物质发生了变化，有新物质生成，应为化学变化，故A错误；根据分子式的含义知臭氧的相对分子质量为16×3＝48，故B错误；根据分子式的含义标在化学式中元素符号右下角的数字表示该元素的原子个数，知一个臭氧分子中含有3个氧原子，故C正确；臭氧可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，对人的身体健康也有有利的一面，故D错误。‎ ‎2．(2018·包头质检)O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O3??3O2，O3??O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2(X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)??3O2(g) ΔH＝－144.8 kJ·mol－1，t ℃时K＝3×1076。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．O3转变为O2的能量曲线可用上图表示 B．O3转变为O2为氧化还原反应 C．臭氧层中氟里昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂 D．t ℃时，3O2(g)??2O3(g)，K≈3.33×10－77‎ 答案　B 解析　根据吸热反应的ΔH＞0，放热反应的ΔH＜0，图像中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热反应，反应焓变＝生成物的总能量－反应物的总能量，据此分析A正确；O2可以转化成O3，但元素化合价未变，不是氧化还原反应，故B错误；X参与反应，加快了速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变，属于催化剂，所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作为催化剂，故C正确；相同条件下，逆反应的K值是正反应K值的倒数，故D正确。‎ ‎3．H2O2是重要的化学试剂，在实验室和生产实际中应用广泛。‎ ‎(1)写出H2O2的结构式：________，H2O2在MnO2催化下分解的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)①我们知道，稀硫酸不与铜反应，但在稀硫酸中加入H2O2后，则可使铜顺利溶解，写出该反应的离子方程式：_________________________________________________________。‎ ‎②在“海带提碘”的实验中，利用酸性H2O2得到碘单质的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎③你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)H2O2还有一定的还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。‎ ‎①写出反应的离子方程式：_____________________________________________________。‎ ‎②实验室常用酸性KMnO4标准液测定溶液中H2O2的浓度，酸性KMnO4溶液应盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中，判断到达滴定终点的现象是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)H2O2是一种二元弱酸，写出其第一步电离的方程式：_____________________________，它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)H—O—O—H　2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎(2)①H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　②H2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2　③还原产物为水，对环境无污染 ‎(3)①5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O ②酸式　滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后变浅紫色，30 s 内不褪色 ‎(4)H2O2??H＋＋HO　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O ‎1．(高考选项组合题)下列说法正确的是(　　)‎ A．SO2作纸浆的漂白剂没有发生化学变化(2016·四川理综，1C)‎ B．SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(2015·重庆理综，2D)‎ C．H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥(2015·安徽理综，9C)‎ D．用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2(2014·重庆理综，2A)‎ 答案　C 解析　SO2的漂白性是利用SO2与有色物质化合生成无色物质，是化学变化，A项错误；SO3溶于水生成H2SO4，NO在酸性条件下将SO2氧化为SO，因而SO2和SO3的混合气体通入Ba(NO3)2溶液中最终沉淀为BaSO4，B项错误；三种物质均不与浓硫酸反应，都能用浓硫酸干燥，C项正确；氢氧化钾与二氧化硫和三氧化硫都能反应，而且都没有明显现象，因此不能用KOH溶液鉴别，D项错误。‎ ‎2．(2017·北京理综，10)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是(　　)‎ 实验 现象 结论 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性：H2SO3>H2SiO3‎ 答案　C 解析　A项，溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B项，SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C项，SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D项，SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论：酸性：H2SO3＞H2SiO3。‎ ‎3．下列叙述正确的是(　　)‎ A．配制稀硫酸的操作是先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水(2016·全国卷Ⅲ，9A)‎ B．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下铁与浓硫酸一定没有发生化学反应(2016·四川理综，2B)‎ C．NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr(2016·上海，21D)‎ D．浓H2SO4滴入蔗糖固体中，将产生的气体通入溴水，溴水褪色，说明浓硫酸具有脱水性、氧化性(2014·新课标全国卷Ⅰ，13B)‎ 答案　D 解析　B项中“钝化”也是化学变化；C项中浓硫酸能氧化Br－，故不能制取HBr。‎ ‎4．[2017·天津理综，10(1)(2)(3)(4)]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。‎ Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理：‎ H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4‎ ‎4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O ‎(1)硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为______________________________________。‎ 若反应温度过高，反应速率下降，其原因是____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S ‎(3)随着参加反应的n(H2O2)/ n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)＝4时，氧化产物的分子式为________。‎ Ⅱ.SO2的除去 方法1(双碱法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生 NaOH溶液Na2SO3溶液 ‎(4)写出过程①的离子方程式：____________________________________________________；‎ CaO在水中存在如下转化：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)降低反应活化能(或作催化剂)‎ ‎(2)30 ℃、pH＝2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)‎ ‎(3)H2SO4　(4)2OH－＋ SO2===SO＋H2O SO与Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 解析　(1)由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂，降低了反应的活化能。(2)由图1可知，温度在30 ℃左右时，速率最快；由图2‎ 可知，反应混合液的pH＝2.0左右时，速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 ℃、混合液的pH＝2.0。硫杆菌属于蛋白质，若反应温度过高，受热变性失活，导致反应速率下降。(3)用H2O2氧化H2S时，H2O2被还原为H2O。当n(H2O2)/n(H2S)＝4时，设n(H2O2)＝4 mol，则n(H2S)＝1 mol，设氧化产物中S的化合价为x，由氧化还原反应的电子守恒规律，可得：4×2×[(－1)－(－2)]＝1×[x－(－2)]，解得x＝＋6。所以氧化产物的分子式为H2SO4。(4)过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH－＋SO2===SO＋H2O；由CaO在水中的转化平衡：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，可推断过程②Na2SO3溶液中加入CaO后，生成CaSO3沉淀，c(Ca2＋)减小，使上述平衡向正向移动，c(OH－)增大，所以有NaOH生成。‎