2018届一轮复习苏教版含硫、氧化合物的性质及应用教案

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第三单元 含硫、氧化合物的性质及应用 考纲定位 考情播报 1.掌握 O3 和 H2O2 的主要性质及 其应用。 2.掌握硫元素单质及其重要化 合物的主要性质及应用。 3.了解硫元素单质及其重要化 合物对环境质量的影响。 4.了解硫、氧及其重要化合物的 制备方法。 2016·全国甲卷 T28(5)/全国丙卷 T9(A)(B)、 T26、T27 2015·全国卷ⅠT8(B)、T27(3)/全国卷 ⅡT12(D)、T26(4) 2014·全国卷ⅠT13(BC)/全国卷ⅡT28(6) 2013·全国卷 T7(D)、T27(3) 2012·全国卷 T27(3) 考点 1| O3 与 H2O2 的性质及其应用 [基础知识自查] 1．臭氧(O3) (1)组成：臭氧的分子式为 O3，与 O2 互为同素异形体，是一种有特殊臭味的 淡蓝色气体。 (2)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；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 3O2=====放电 2O3。 ②强氧化性 a：能氧化还原性的物质，如 KI、FeCl2 等。 O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2 b．漂白性：因 O3 有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消 毒。 (3)用途：①可用作漂白剂、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。 2．过氧化氢——又称双氧水 (1)过氧化氢(H2O2)的结构式为 H—O—O—H，是一种无色液体。 (2)化学性质及其应用 ①不稳定性：加热、加催化剂都能使分解速度加快。 2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑(实验室制 O2)。 ②弱酸性：相当于二元弱酸。 H2O2 H＋＋HO－ 2 ，HO－ 2 H＋＋O2－ 2 。 ③强氧化性 a．用 10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。 b．氧化 Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 c．使湿润的淀粉KI 试纸变蓝，其离子方程式为 H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋ 2H2O。 d．杀菌、消毒。 ④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。 2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。 [应用体验] 1．O3 是一种强氧化剂，能杀菌消毒净化空气，是否空气中 O3 的含量越多 越好？为什么？ [提示] O3 能杀菌、消毒，但 O3 是一种有特殊气味的气体，并不是越多越 好。 2．双氧水经常被称为绿色消毒剂的原因是什么？ [提示] H2O2 作氧化剂时还原产物为 H2O，对环境无污染。 [考点多维探究] 角度 1 O3 的性质及其应用 1．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 O3 的叙述错误的是( ) 【导学号：37742096】 A．是一种强氧化剂，能杀菌、消毒 B．不使用含氟冰箱有利于臭氧空洞修复 C．O3 浓度越大，越有利于人体健康 D．转化成氧气，发生了化学变化 C [O3 应控制在一定范围内，才有利于人体健康。] 2．据有关媒体报道，最近意大利一所大学的科学家使用普通的氧分子和带 正电的氧离子制造出了一种新型氧分子，并用质谱仪探测到了它的存在，这种新 型氧分子是由 4 个氧原子构成的。下列有关这种新型氧分子的叙述正确的是 ( ) A．在相同条件下，该气体的密度与 O3 相同 B．等质量时所含的氧原子数比 O3 的多 C．与 O3 相似，具有氧化性 D．与 O2、O3 互称为同位素 C [A 项，相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比；B 项，等质量时，氧 原子数与 O3 相同；D 项，与 O2、O3 互称为同素异形体。] 角度 2 H2O2 的性质及其应用 3．完成下列相应的方程式 (1)(2013· 天 津 高 考 )Na2SO3 与 H2O2 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _____________________________________________________________。 (2)(2013·海南高考)H2O2 在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为 _____________________________________________________________。 (3)(2013·海南高考)H2O2 还可将碱性工业废水中的 CN－氧化为碳酸盐和氨 气，相应的离子方程式为______________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)(2016·全国甲卷)丁组同学向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶 液 ， 溶 液 变 成 棕 黄 色 ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________； 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气 泡的原因是________________________________________________________ _______________________________________________________________，生成 沉淀的原因是________________________________________________________ _______________________________________________________________( 用 平 衡移动原理解释)。 [答案] (1)SO2－ 3 ＋H2O2===SO2－ 4 ＋H2O (2)5H2O2＋2MnO－ 4 ＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑ (3)H2O2＋CN－＋OH－===CO2－ 3 ＋NH3↑ (4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化 H2O2 分解产生 O2 H2O2 分解反应放热，促进 Fe3＋的水解平衡正向移动 4．过氧化氢又称双氧水，它是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热 或碱性条件下极不稳定，易分解生成 H2O 和 O2。随着社会需求的增长，尤其是 生态环境保护的需要，双氧水近年来更受到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。 【导学号：37742097】 根据上述材料，完成下列问题： (1)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的________性(填“氧 化”、“还原”、“酸”或“碱”，下同)；双氧水能使含酚酞的 NaOH 溶液褪 色，体现了双氧水的________性；SO2 通入双氧水中，溶液酸性增强，体现了双 氧水的________性，反应的离子方程式为________________________________ _____________________________________________________________。 (2)H2O2 电离的方程式为__________________________________________。 (3)鉴于 H2O2 显弱酸性，写出它与 Ba(OH)2 作用形成正盐的化学方程式： _____________________________________________________________。 [解析] (1)KMnO4 被 H2O2 还原，说明 H2O2 具有还原性；含酚酞的 NaOH 溶液红色褪去，说明 H2O2 与 NaOH 发生中和反应，因此 H2O2 具有酸性；H2O2 能将 SO2 氧化成 H2SO4，体现其氧化性。(2)H2O2 为二元弱酸，应分步电离，以 第一步电离为主。(3)H2O2 作为二元弱酸，能与 Ba(OH)2 发生中和反应：H2O2＋ Ba(OH)2===BaO2＋2H2O。 [答案] (1)还原 酸 氧化 SO2＋H2O2===2H＋＋SO2－ 4 (2)H2O2 H＋＋HO－ 2 ，HO－ 2 H＋＋O2－ 2 (3)H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O 考点 2| 硫及其氧化物的主要性质和应用 [基础知识自查] 1．硫的存在和性质 (1)自然界中硫元素的存在 (2)硫单质的物理性质 硫单质俗称硫磺，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 ①S 的氧化性 S 与 Fe 、 Cu 、 Hg 反 应 的 化 学 方 程 式 依 次 为 S ＋ Fe =====△ FeS ， S ＋ 2Cu=====△ Cu2S，S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的 Hg)。 ②S 的还原性 a．S 与 O2 反应的化学方程式为 S＋O2=====点燃 SO2，空气中燃烧火焰为淡蓝色。 b．与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)=====△ 3SO2↑＋2H2O。 ③S 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 3S＋6NaOH=====△ 2Na2S＋Na2SO3＋ 3H2O，此反应可用于除去试管内黏附的 S。 2．SO2 的性质及其应用 SO2 是无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。 (1)具有酸性氧化物的通性(写出化学方程式) 与 H2O 反应：SO2＋H2O H2SO3， 与少量 NaOH：SO2＋NaOH===NaHSO3， 与足量 NaOH：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。 (2)具有漂白性 使品红溶液褪色(原理：SO2＋有色物质――→化合 无色物质 ――→加热 或见光 有色物质＋ SO2)。 (3)具有还原性 与 Cl2＋H2O、H2O2、O2 反应的化学方程式分别为 SO2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O===2HCl ＋ H2SO4 ， SO2 ＋ H2O2===H2SO4 ， 2SO2 ＋ O2 催化剂 △ 2SO3。 (4)具有氧化性 与 H2S 反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 3．三氧化硫(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。 4．硫化氢(H2S) H2S 是一种无色有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。与足量 NaOH 溶液，CuSO4 溶液反应的离子方程式为 H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，H2S ＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 5．SO2 对大气的污染与防治 (1)酸雨的形成过程 ①途径 1：SO2――――→空气O2 漂尘 SO3――→H2O H2SO4 ②途径 2：SO2―――→H2O H2SO3―――→空气O2H2SO4 (2)SO2 对大气的污染与防治 [应用体验] 将 SO2 分别通入下表所列的溶液中，回答有关问题。 反应物 溴水 酸性 KMnO4 溶 液 氢硫酸 (H2S 溶 液) 滴有酚酞 的 NaOH 溶液 石蕊溶液 品红溶液 ①反应 现象 ②SO2 的性质 [提示] ①溴水褪色 紫色褪去 淡黄色沉淀 红色褪去 溶液变红 红 色褪去 ②还原性 还原性 氧化性 与 H2O 反应生成酸 与 H2O 反应生成酸 漂 白性 [考点多维探究] 角度 1 硫及其氧化物的性质和 SO2 的污染 1．下列有关说法正确的是( ) A．CuS、FeS、SO3、FeCl2 均可由单质直接化合生成 B．硫在空气中的燃烧产物是 SO2，在纯氧中的燃烧产物是 SO3 C．SO2 使酸性 KMnO4 溶液和溴水褪色的原因是因为 SO2 具有还原性 D．SO2 和 O2 按物质的量之比 2∶1 通入密闭容器中充分反应后，容器中只 有 SO3 C [A 项，CuS、SO3、FeCl2 均不能由单质化合生成；B 项，S 燃烧产物只 能生成 SO2 不能生成 SO3；D 项，SO2 与 O2 的反应为可逆反应，SO2 与 O2 不可 能完全反应。] 2．下列说法正确的是( ) 【导学号：37742098】 A．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 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，其原理相同 D．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 B [A 项中 SO2 使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性，能使品红溶 液褪色是因为其具有漂白性，SO2 不能使石蕊溶液褪色；B 项，能使品红溶液褪 色的物质有很多，如 Cl2，不仅仅是 SO2；C 项中这些漂白剂的漂白原理都不相 同；D 项，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。] 3．(2017·郑州模拟)下列各种溶液中通入足量的 SO2 后，期间既无沉淀又无 气体产生的有( ) ①Ba(OH)2 ②Ba(NO3)2 ③Na2S ④BaCl2 ⑤Ca(ClO)2 ⑥Fe(NO3)3 ⑦H2O2 ⑧NaClO A．3 种 B．4 种 C．5 种 D．6 种 A [①中有 BaSO3 沉淀，②中有 NO 气体和 BaSO4 沉淀，③有 S 沉淀，⑤ 中有 CaSO4 沉淀，⑥中有 NO 气体。] 4．下列有关说法不正确的是( ) 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 B [加入石灰石，使产生的 SO2 最终生成 CaSO4，不是 CaSO3。] 常见漂白物质的漂白原理比较 用于漂白 的物质 实际参与 漂白的物 质 漂白原理 变化类 型 漂白特 点 漂白范围 活性炭 活性炭 吸附 物理变 化 不可逆 一般用于溶 液漂白 氯气 HClO 利用次氯酸 的强氧化性 漂白 化学变 化 不可逆 可漂白所有 有色物质 次氯酸盐 次氯酸 过氧化钠 H2O2 强氧化性 过氧化氢 二氧化硫 SO2 二氧化硫与 有色物质化 化学变 化 可逆 具 有 选 择 性，漂白品 合生成不稳 定的无色物 质 红溶液，以 及棉、麻等 物品 角度 2 SO2 和 CO2 的鉴别与检验 5．下列溶液中，不能鉴别 CO2、SO2 气体的是( ) ①石灰水 ②稀硝酸 ③KMnO4 溶液 ④溴水 ⑤酸化的 Ba(NO3)2 溶液 ⑥品红溶液 A．①⑤ B．②③④⑤⑥ C．① D．③④ C [SO2 和 CO2 都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但 SO2 气体具有 漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入 SO2 有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤ 中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。] 6．下列实验中能证明某气体为 SO2 的是( ) 【导学号：37742099】 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 D [①CO2 使澄清石灰水也变浑浊；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 均有此过程现象。] 7．(2017·唐山模拟)浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是 2H2SO4(浓)＋C=====△ CO2↑＋2H2O＋2SO2↑，请从下图中选用所需的仪器(可重 复选用)组成一套进行该反应并检验反应产物的装置。现提供浓硫酸、木炭和酸 性 KMnO4 溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁 夹、铁架台及加热装置等均略去) 将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂 的名称及其作用。 选用的仪器(填字母) 加入的试剂 作用 [解析] 观察 A、B、C，可作反应发生装置的只有 C。木炭与浓硫酸的反应 产物有 H2O、CO2 及 SO2。为避免相互干扰，尤其是 SO2 对 CO2 的干扰，确定三 种气体检验顺序为 H2O——SO2——CO2。其中，H2O 用无水硫酸铜变蓝证明， 用 B 装置。检验 SO2 用品红溶液，检验 CO2 用澄清石灰水，由于 SO2 也能使之 变浑浊，故对 CO2 检验有干扰，因此需要将 SO2 除净，故用酸性 KMnO4 溶液将 其彻底除去，再检验 CO2，以上均用到洗气瓶。 [答案] 选用的仪器 (填字母) 加入的试剂 作用 C 浓硫酸和木炭 反应器(或产生气体) B 无水 CuSO4 检出 H2O A 品红溶液 检出 SO2 A 酸性 KMnO4 溶液 吸收 SO2 A 品红溶液 检验 SO2 是否除尽 A 澄清石灰水 检出 CO2 (1)CO2 与 SO2 的一般鉴别方法 ①品红溶液法——漂白性 ②高锰酸钾(或溴水)法——还原性 (2)SO2、CO2 共存时二者的检验装置的连接模型 证明混合气体中含有 CO2 和 SO2 时通常设计以下装置进行检验 现象：A 中褪色，C 中不褪色，D 中变浑浊，证明 CO2、SO2 共存。 注：有时为简化装置，可将除去 SO2(B)和检验 SO2 是否除尽(C)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。 考点 3| 硫酸的性质和硫及其化合物的转化 [基础知识自查] 1．硫酸的物理性质 (1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。 (2)溶解性：H2SO4 与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热，浓 H2SO4 稀释 的方法是：将浓 H2SO4 沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。 2．硫酸的化学性质 (1)稀硫酸具有酸的通性：硫酸是一种二元强酸，在水溶液中的电离方程式 为 H2SO4===2H＋＋SO2－ 4 ，能与酸碱指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质 发生反应。 (2)浓硫酸的三大特性 3．硫及其化合物的转化关系 (1) (2)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＋SO2↑＋H2O； ④Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 [应用体验] 在下列用途或反应中，硫酸表现出的性质为：A.高沸点(难挥发性)；B.酸性； C.强酸性；D.吸水性；E.脱水性；F.强氧化性。试用字母填空： (1)实验室制取 H2：________。 (2)实验室利用浓 H2SO4 与 NaCl 共热制取 HCl 气体：________。 (3)干燥 SO2：________。 (4)浓 H2SO4 溶解金属铜：________。 (5)浓 H2SO4 可用钢瓶贮运：________。 (6)利用浓 H2SO4 与 Ca3(PO4)2 生产过磷酸钙化肥：________。 (7)浓 H2SO4 可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后变黑：________。 (8)将浓 H2SO4 加到浓 HCl 中产生白雾：________。 (9)浓 H2SO4 与蔗糖作用产生黑面包，放出刺激性气味的气体：________。 [提示] (1)B (2)A、B (3)D (4)B、F (5)F (6)C (7)B、E (8)D (9)E、 F [考点多维探究] 角度 1 硫酸的主要性质及其应用 1．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是( ) ①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ②浓硫酸与铜加热反应后，铜 片有剩余，硫酸完全反应 ③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 ④浓硫酸 与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成 ⑤ 浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ⑥浓硫酸与铁加热反应后， 铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为 SO2 ⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能 与 Cu 发生剧烈反应 ⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2 具有还原性，所以浓硫酸不 能干燥 SO2 A．①②③ B．①④ C．③⑤ D．⑥⑦⑧ B [随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以有硫 酸剩余，剩余的稀硫酸还能与铁反应放出 H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使 蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6 价，二氧化硫中的硫为＋4 价， 无中间价态，二者不反应。] 2．向 5 mL 18 mol·L－1 的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应。下列说 法正确的是( ) 【导学号：37742100】 A．有 0.09 mol 的硫酸被还原 B．有 0.045 mol 的硫酸被还原 C．充分反应后体系无硫酸剩余 D．消耗的铜的质量一定小于 2.88 g D [n(H2SO4)＝0.005 L×18 mol·L－1＝0.09 mol，在反应过程中浓 H2SO4 变 稀，反应停止。] 硫酸性质归纳 (1)强酸性的表现。如利用硫酸的强酸性制取弱酸的反应：用 FeS 和稀 H2SO4 反应制 H2S，Na2SO3 与硫酸反应制 SO2。 (2)吸水性的表现。如用浓硫酸作干燥剂等。 (3)脱水性的表现。如浓硫酸能使某些含 C、H、O 元素的有机化合物炭化等。 甲酸与浓硫酸共热制一氧化碳也是利用了浓硫酸的脱水性。 (4)吸水性和作为催化剂的表现。如醇与羧酸的酯化，纤维素与硝酸的酯化 等。 (5)只作催化剂的表现。如二糖、多糖水解时加稀硫酸，酯类水解时加稀硫 酸等。 (6)氧化性的表现。如铁、铝遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸将 H2S 氧化生成硫， 浓硫酸将碘化氢氧化生成碘，以及浓硫酸氧化 C、S、P 等的反应。 (7)氧化性和酸性的共同表现。如浓硫酸与金属生成硫酸盐和二氧化硫等的 反应。 角度 2 SO2－ 4 、SO 2－ 3 的检验 3．(2017·济南模拟)下列说法正确的是( ) A．浓 H2SO4 滴在润湿的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最后变 黑，说明浓 H2SO4 具有酸性、氧化性和吸水性 B．样品――→盐酸 无明显现象 ――――→氯化钡溶液出现白色沉淀，说明样品中含 SO2－ 4 C．常温下浓 H2SO4 能用铁制容器盛装，说明浓 H2SO4 与 Fe 不反应 D．样品――→盐酸 得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含 SO 2－ 3 或 HSO－ 3 B [A 项中，最后变黑，说明具有脱水性；C 项中，常温下 Fe 遇浓 H2SO4 发生钝化；D 项中，样品中可能含 CO 2－ 3 或 HCO－ 3 。] 4．有一瓶 Na2SO3 溶液，可能已部分氧化，某学生进行如下实验：取少量溶 液，滴入 Ba(NO3)2 溶液产生白色沉淀，再加入过量稀硝酸，充分振荡后仍有白 色沉淀，结论正确的是 ( ) 【导学号：37742101】 A．Na2SO3 溶液已部分氧化 B．加入 Ba(NO3)2 溶液后生成的沉淀中一定含有 BaSO4 C．加硝酸后的不溶沉淀一定为 BaSO4 D．此实验能确定 Na2SO3 溶液是否已部分氧化 C [硝酸将 SO 2－ 3 氧化为 SO2－ 4 ，加硝酸后的沉淀一定为 BaSO4，但加硝酸前 的沉淀可能为 BaSO3 或 BaSO4 或它们的混合物，所以该实验不能确定 Na2SO3 是 否已部分氧化。] (1)溶液中 SO2－ 4 、SO 2－ 3 检验的答题模板 ①SO 2－ 4 的检验 被检液――――→加足量 盐酸酸化 取清液――――→滴加 BaCl2 溶液 有无白色沉淀(判断有无 SO2－ 4 )。 ②SO 2－ 3 的检验 被检液 ――――→加 CaCl2 溶液沉淀――→加盐酸气体 ―――→品红溶液品红溶液褪色，说明含 SO2－ 3 。 (2)SO 2－ 4 检验时应注意的 3 点误区 ①只加可溶性钡盐，不酸化。CO2－ 3 、PO3－ 4 、SO 2－ 3 等会产生 BaCO3、Ba3(PO4)2、 BaSO3 白色沉淀干扰 SO 2－ 4 的检验。 ②向待测液中滴加 BaCl2 溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含 SO2－ 4 。其 错误是溶液中若含 Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。 ③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 2－ 4 。 该 错 误 是 未 注 意 在 酸 性 环 境 中 NO － 3 具 有 强 氧 化 性 ： Ba2 ＋ ＋ SO2－ 3 ===BaSO3↓(白色),3BaSO3＋2H ＋ ＋2NO － 3 ===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋ H2O。 角度 3 以浓 H2SO4 的强氧化性为背景的实验探究 5．(2017·珠海模拟)某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充 分反应产生的气体产物，进行如下实验：按图组装好实验装置，在 A 中加入 5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管 A，观察到 C、D、E 中均有气泡产生； 随后气泡量减少，品红溶液褪色，D 中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后， C、D、E 中的气泡量又会明显增加。 试回答： (1) 写 出 A 中 从 反 应 开 始 到 停 止 可 能 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _____________________________________________________________________ _______________________________________________________。 (2)从甲、乙中选择合适的装置填入 B、C 中，并进行正确连接，a 接________、 ________接 b，c 接________、________接 d。 (3) 能 证 明 浓 硫 酸 具 有 强 氧 化 性 的 实 验 现 象 为 _____________________________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)D 中 浑 浊 消 失 的 离 子 反 应 方 程 式 为 _____________________________________________________________________ _______________________________________________________。 (5)D、E 两支试管中 CCl4 的作用是_________________________________。 (6)若 A 中 Zn 足量，充分反应后得到气体的成分是________。 [ 解 析 ] (1) 开 始 阶 段 ， 浓 硫 酸 与 锌 反 应 产 生 SO2 气 体 ： Zn ＋ 2H2SO4(浓)=====△ ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硫酸逐渐被消耗， 浓硫酸变为稀硫酸，与 Zn 发生置换反应生成 H2：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (2)从图示看，C 装置应是检验 SO2 气体的，应选择甲装置，则 B 处需接一安全 装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在 SO 2－ 4 被还原，生成 SO2 的反应。(4)D 中浑浊 消失是因为过量的 SO2 与 CaSO3 反应生成 Ca(HSO3)2。 (5)SO2 不溶于 CCl4，防倒吸。 (6)Zn 足量，后期 Zn 与稀 H2SO4 反应生成 H2。 [ 答 案 ] (1)Zn ＋ 2H2SO4( 浓 ) =====△ ZnSO4 ＋ SO2↑ ＋ 2H2O 、 Zn ＋ H2SO4===ZnSO4 ＋H2↑ (2)3(或 4) 4(或 3) 2 1 (3)C 中 品红 溶液 褪色 (4)SO2＋H2O＋CaSO3===Ca2＋＋2HSO－ 3 (5)防倒吸 (6)SO2、H2 角度 4 硫及其化合物的转化及应用 6．下列有关硫及其化合物的说法正确的是( ) 【导学号：37742102】 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――→＋O2 氧化物――→＋H2O酸或碱 ―――――→＋NaOH 或 HCl盐，能按照上述转化关系 直接转化的可以是硫元素 D．硫磺矿制备硫酸经历两步：S ――→O2/点燃SO3――→H2O H2SO4 C [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。] 7．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： A ――→X B ――→Y C ――→Y D ――→Z E 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________，Y 是________，Z 是________。 (2) 当 X 是 强 酸 时 ， E 是 ________ ， 写 出 C 生 成 D 的 化 学 方 程 式 ： _____________________________________________________________。 (3) 当 X 是 强 碱 时 ， E 是 ________ ， 写 出 B 生 成 C 的 化 学 方 程 式 ： _____________________________________________________________。 [解析] 因 D 的相对分子质量比 C 大 16，则 Y 为 O2，进而推知 C、D 为氧 化物，B――→O2 C――→O2 D 为连续氧化的过程。因 E 为酸，故 C、D 均为非金属氧 化 物 ， Z 为 H2O 。 当 X 为 强 碱 时 ， 该 连 续 氧 化 关 系 为 NH3――→O2 NO――→O2 NO2――→H2O HNO3，进而推知 A 为铵盐；当 X 为强酸时，该 连续 氧化关系为 H2S――→O2 SO2――→O2 SO3――→H2O H2SO4，进而推知 A 为硫化物。 综上所述 A 为(NH4)2S。 [答案] (1)(NH4)2S O2 H2O (2)H2SO4 2SO2＋O2 催化剂 △ 2SO3 (3)HNO3 4NH3＋5O2 =====催化剂 △ 4NO＋6H2O 硫及其化合物的转化规律 (1)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，即“邻近规则”。 (2)相邻价态的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)含硫物质的连续氧化 注意：符合 A――→O2 B――→O2 C――→H2O D 的转化关系的 A 有 N2、NH3、C、Na、S、 H2S 等。 考点 4| 环境保护与绿色化学 角度 1 环境污染与保护 1．下列有关环境问题的叙述正确的是( ) 【导学号：37742103】 A．赤潮、白色污染、绿色食品都与相关物质的颜色有关 B．地震发生后，灾区急需大量消毒剂，其中 SO2 可用于环境消毒 C．在空气质量日报中 CO2 含量属于空气污染指数 D．我国禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是铅对环境有污染 D [A 项，绿色食品与颜色无关；B 项，SO2 不可用于环境消毒；C 项，CO2 含量不属于空气污染指数；D 项，铅为重金属，对环境有污染。] 2．(2017·南昌模拟)化学与人类生活、环境保护及社会可持续发展密切相关。 下列有关叙述正确的是( ) A．大量开发利用深海可燃冰，有助于海洋生态环境治理 B．汽车尾气中含有大量大气污染物，这是汽油不完全燃烧造成的 C．煤炭燃烧过程安装固硫装置，目的是提高煤的利用率 D．PM2.5 表面积大，能吸附大量的有毒有害物质，对人体的肺功能造成很 大危害 D [大量开发深海可燃冰，会破坏海洋生态系统，A 项错误；汽车尾气成分 复杂，主要包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，B 项错误； 煤炭燃烧过程中安装固硫装置，主要目的是减少 SO2 的污染，C 项错误。] 3．(1)臭氧层空洞 高空大气中 O2 吸收紫外线可变成臭氧(O3)，而冰箱中的制冷剂氟利昂在紫 外线作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，从而破坏平流层中的臭氧 层。同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的 NO 也能加快 O3 的分解，反应式 如下：NO＋O3―→NO2＋2O；NO2＋O―→NO＋O2。请你写出总的反应式： _____________________________________________________________________ _________________________________________________________；其中 NO 的 作用是________和________。 (2)我国沿海出现了大面积赤潮，赤潮是红藻、蓝藻等在较短时间内大量繁 殖形成的，它造成的严重后果是________________________________________ _____________________________________________________________。赤潮是 水体富营养化的结果，主要是因为______________________________________ _______________________________________________________________等，使 水中含有大量的________元素对应的离子。为了防止水污染，我国许多地区已经 对洗衣粉的成分加以限制，不得再销售含有________(从下述选项中选)的洗衣 粉。 A．硅酸钠 B．烷基苯磺酸钠 C．三聚磷酸钠 D．蛋白质 (3)大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光的照射下， 在低空大气中发生复杂的光化学反应(大气中的氧气也参加了反应)，形成白色或 浅蓝色有特殊气味的光化学烟雾。 光化学烟雾中主要含二次污染物如醛类、酮类、臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。 光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物及橡胶制品等。 汽车尾气污染： 汽车尾气(含有烃类、CO、SO2 与 NO 等物质)是城市空气的污染源之一。治 理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化 剂)。它的特点是使 CO 和 NO 反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体， 并促使烃类充分燃烧及 SO2 的转化。 ①写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式________________________ _____________________________________________________________。 ②“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是 _____________________________________________________________________ _______________________________________________________。 ③控制城市空气污染源的方法可以有________。 A．开发氢能源 B．使用电动车 C．植树造林 D．戴上呼吸面具 [答案] (1)O3――→NO O2＋O 还原剂 催化剂 (2)藻类分泌毒素，并且消耗水中的溶解氧，造成水质恶化和鱼类死亡 滥 用氮肥、磷肥、农药和城镇废水任意排放 氮、磷 C (3)① ②SO2 转化成 SO3，SO3 遇水生成硫酸 ③AB 当今常见环境污染及其成因 (1)酸雨——形成原因主要是 SO2 和氮氧化合物。 (2)光化学烟雾——主要是氮氧化合物、碳氢化合物造成的。 (3)臭氧空洞——主要是氟氯代烃、氮氧化合物等的排放引起的。 (4)温室效应——主要是由于大气中 CO2 等的含量的不断增加造成的。 (5)白色污染——聚乙烯等难降解塑料的大量使用。 (6)水华、赤潮——含磷洗衣粉的大量使用、工农业及城市污水的任意排放 造成水体富营养化。 (7)PM2.5——大气中直径小于或等于 2.5×10－6 m 的颗粒物，它主要来自化 石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤等)。 (8)雾霾——雾和霾的统称。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气 溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物(PM)这三项是 雾霾主要污染物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染 的罪魁祸首。 角度 2 绿色化学的核心和意义 4．“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的 是( ) A．绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理 B．大量用纯液态有机物代替水作溶剂 C．研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害 D．工业上用废铜制取胆矾 CuSO4·5H2O： 2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)＋8H2O=====△ 2CuSO4·5H2O D [A 项，绿色化学的核心是预防污染，不是治理污染；B 项，水为无毒试 剂，用水作溶剂符合“绿色化学”；C 项，绿色化学是不使用有毒物质。] 5．在下 列 制备 环 氧乙 烷 的反 应 中， 原 子利 用 率由 高 到低 的 顺序 为 ________________(填字母)。 [解析] A 项原子利用率： 44 44＋60 ×100%≈42.3%；B 项原子利用率： 44 111＋44＋18 ×100%≈25.4%；C 项原子利用率：44 44 ×100%＝100%；D 项原子利 用 率 ： 44 44＋106＋36 ×100%≈23.7% 。 所 以 原 子 利 用 率 由 高 到 低 的 顺 序 ： C>A>B>D。 [答案] C>A>B>D 1．“绿色化学”的含义 (1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。 又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。 绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理 废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。 (2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色 化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征： ①采用无毒、无害的原料； ②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行； ③产品应该是环境友好的； ④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零 排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。 2．原子经济性 原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义式可表示为：原子利用率＝ 期望产品的总质量 生成物的总质量 ×100%。 经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限 度地减少了废物的排放。 [课堂小结·反馈达标 1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向 1．一组判断，展示高考易误点 (1)(2015·全国卷Ⅰ)2 L 0.5 mol·L－1 亚硫酸溶液中含有的 H＋离子数为 2NA。 ( ) (2)(2014·全国卷Ⅱ)pH＝5 的 H2S 溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1。 ( ) (3)Na2S2O3 溶液中加入稀硫酸的离子方程式：2S2O2－ 3 ＋4H＋===SO2－ 4 ＋3S↓＋ 2H2O。 ( ) (4)(2014·全国卷Ⅰ)浓 H2SO4 与蔗糖作用实验现象可以说明浓 H2SO4 的脱水 性和氧化性。 ( ) (5)(2015·山东高考)浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗。 ( ) (6)(2015·天津高考)点燃爆竹后，硫燃烧生成 SO3。 ( ) (7)(2015·天津高考)将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 CO2。 ( ) (8)(2015·浙江高考)在未知液中滴加 BaCl2 溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉 淀不溶解，说明该未知液中存在 SO 2－ 4 或 SO2－ 3 。 ( ) (9)将 SO2 通入含酚酞的 NaOH 溶液中，红色褪去，说明 SO2 具有漂白性。 ( ) (10)将 SO2 气体依次通过 NaHCO3(或 Na2CO3)溶液、酸性 KMnO4 溶液、品 红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊，证明 H2SO3 酸性强 于 H2CO3。 ( ) (11)PM2.5 指的是大气中直径小于或等于 2.5 nm 的颗粒物引起的污染。 ( ) (12)光化学烟雾是氮氧化合物与碳氢化合物在光的作用下形成的污染。 ( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√ (11)× (12)√ 2．一题串知，覆盖高考什么 ———————————————————————— (全国卷)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。 ———————————————————————— (1)A 中反应的化学方程式为________________________________________ _____________________________________________________________。 [考查 SO2 的实验制法] (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、C 中发生反应的离子方程式为__________________________________、 ____________________________________________________________。 [考查 SO2 的还原性、氧化性及离子方程式书写] (3)装置 D 的目的是探究 SO2 与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及 现象：_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 [考查 SO2 的漂白性及特点] (4)尾气可采用________溶液吸收，其离子方程式为 _____________________________________________________________。 [考查 SO2 的尾气处理] (5) 实 验 室 制 SO2 也 可 用 浓 H2SO4 与 Cu 反 应 制 备 ， 其 化 学 方 程 式 为 _______________________________________________________________，此反 应中浓 H2SO4 表现的性质为________。 [考查浓 H2SO4 的强氧化性] [答案] (1)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沉淀 还原性 氧化性 5SO2＋2MnO－ 4 ＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－ 4 ＋4H＋ 3SO2＋2S2－===2SO2－ 3 ＋3S↓ (3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液又恢复 为红色 (4)NaOH SO2＋2OH－===SO2－ 3 ＋H2O (5)Cu＋2H2SO4(浓)=====△ CuSO4＋SO2↑＋2H2O 强氧化性、酸性