(人教通用版)2015屆高考化學一輪總復習講義 第三節(jié) 硫及其化合物
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1、 第三節(jié)硫及其化合物 明考綱要求 理主干脈絡 1.了解硫元素單質及其重要化合物的主要性質及應用。 2.了解硫元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。 硫單質的性質及應用 1.自然界中的硫 (1)游離態(tài):硫單質俗稱硫黃,主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。 (2)化合態(tài):主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。常見的含硫化合物有: 硫鐵礦 黃銅礦 石膏 芒硝 FeS2 CuFeS2 CaSO42H2O Na2SO410H2O 2.硫的物理性質 顏色狀態(tài):黃色固體。 溶解性:在水中難溶,在酒精中微溶,在CS2中易溶。 3.硫
2、的化學性質 1 / 26 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)(2012江蘇高考)下列物質的轉化在一定條件下能夠實現(xiàn):SSO3H2SO4。( ) (2)硫是一種易溶于水的黃色晶體。( ) (3)硫在空氣中燃燒生成SO2而在純氧中燃燒生成SO3。( ) (4)硫和氯氣與鐵反應后鐵元素的價態(tài)相同。( ) 答案:(1) (2) (3) (4) 2.試管內壁上附著硫黃,如何清洗? 提示:方法一:用CS2溶解;方法二:用熱的NaOH溶液洗滌。 3.變價金屬鐵和銅與氯氣反應生成高價態(tài)的金屬氯化物,而鐵和銅與硫蒸氣反應時生成的是低價
3、態(tài)的金屬硫化物,其原因是什么? 提示:原因是Cl2是一種強氧化劑,而S是一種弱氧化劑。 4.汞蒸氣有毒,當有液態(tài)汞撒落在地面時,應如何處理? 提示:向液態(tài)汞上撒上硫粉,使二者發(fā)生反應:Hg+S===HgS,從而清除汞蒸氣對人體造成的傷害。 利用價態(tài)的變化分析硫化學性質的方法 單質硫的化合價為0,處于中間價態(tài),故單質硫既有氧化性又有還原性,在反應中既可作氧化劑又可作還原劑。 如 (或) 1.弱氧化性 在加熱的條件下,硫黃能被H2和絕大多數(shù)的金屬單質還原。如:S+H2H2S Fe+SFeS(鐵顯+2價而不是+3價) 2Cu+SCu2S(銅是顯+1價而不是+2價)
4、2.弱還原性 在一定條件下,硫黃可被O2、濃H2SO4等強氧化劑氧化。 如:S+O2SO2 3.既是氧化劑又是還原劑 S在強堿溶液里加熱可發(fā)生自身的氧化還原反應。3S+6NaOH2Na2S+Na 2SO3+3H2O。 1.下列物質中,不能由單質直接化合生成的是( ) ①CuS?、贔eS ③SO3?、蹾2S ⑤FeCl2 A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部 2.實驗室常用熱的NaOH溶液洗去試管壁上沾有的硫,其反應方程式為 6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O。在此反應中硫表現(xiàn)的性質是( ) A.氧化性
5、 B.還原性 C.既無氧化性又無還原性 D.既有氧化性又有還原性 [答案專區(qū)] 1.解析:2Cu+SCu2S,Cu和S不能直接化合生成CuS;S+O2SO2,S和O2不能直接化合生成SO3;2Fe+3Cl22FeCl3,F(xiàn)e和Cl2不能直接化合生成FeCl2。 答案:A 2.解析:依據反應的化學方程式知硫元素的價態(tài)變化是 ,故S既有氧化性又有還原性。 答案:D 硫的氧化物的性質及應用 1.二氧化硫 (1)物理性質: 顏色 氣味 毒性 密度 溶解性 無色 有刺激性氣味 有毒 比空氣大 易溶于水 (2)化
6、學性質: ①具有酸性氧化物的性質。 與少量NaOH溶液反應:SO2+NaOH===NaHSO3, 與足量NaOH溶液反應:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 ②具有還原性,能被Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4等氧化劑氧化。 SO2鹵水SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4 (X為Cl、Br、I)。FeCl3O22SO2+O22SO3。 ③具有氧化性: 與H2S反應:SO2+2H2S===3S↓+2H2O。 ④具有漂白性: 使品紅溶液褪色(原理:SO2+有色物質―→無色物質有色物質+SO2)。 (3)SO2對大氣的污染與防治:
7、 2.三氧化硫 SO3在標準狀況下是無色針狀晶體,能與水反應生成H2SO4,放出大量的熱,SO3是酸性氧化物,能與堿性氧化物或堿反應生成硫酸鹽。 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)(2013四川高考)二氧化硫可廣泛用于食品的增白。( ) (2)(2013安徽高考)實驗室里用Na2SO3和濃H2SO4常溫下反應制取SO2氣體。( ) (3)(2013廣東高考)用二氧化硫漂白紙漿和草帽辮。( ) (4)(2013大綱全國卷)用過量氨水吸收工業(yè)尾氣中SO2的離子方程式:2NH3H2O+SO2===2NH+
8、SO+H2O。( ) (5)(2012山東高考)Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色,說明二者均有氧化性。( ) (6)(2012廣東高考)SO2有漂白性,所以SO2可使溴水褪色。( ) 答案:(1) (2)√ (3)√ (4)√ (5) (6) 2.SO2能使品紅溶液和溴水褪色,二者褪色的原因相同嗎? 提示:不同;SO2使品紅溶液褪色,體現(xiàn)了SO2的漂白性;SO2使溴水褪色,體現(xiàn)了SO2的還原性。 3.硫酸型酸雨是如何形成的? 提示:形成硫酸型酸雨有2個途徑。 一是:空氣中飄塵起催化作用,使2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4 二是:SO2+H2O===
9、H2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4 4.在BaCl2溶液中通入SO2氣體,未見沉淀生成,若先通入下列氣體中的一種,再通入SO2可以看出沉淀的有________(填序號)。 ①Cl2?、贜H3?、跦Cl?、躈O2 ⑤CO2?、轍2S 答案:①、②、④、⑥ 5.將SO2分別通入下表所列的溶液中,填寫有關問題。 反應物 溴水 酸性 KMnO4 溶液 氫硫酸 (H2S溶液) 滴有酚 酞的 NaOH溶液 石蕊溶液 品紅溶液 反應現(xiàn)象 SO2的性質 答案: 反應物 溴水 酸性 KMnO4 溶液
10、 氫硫酸 (H2S溶液) 滴有酚 酞的 NaOH溶液 石蕊溶液 品紅溶液 反應現(xiàn)象 褪色 褪色 有黃色沉淀生成 紅色褪去 變紅 褪色 SO2的性質 還原性 還原性 氧化性 酸性氧化物 酸性 漂白性 一、SO2和CO2的鑒別方法 1.常用鑒別方法 SO2和CO2都能使澄清石灰水變渾濁,若通入的氣體過量,則沉淀都可以消失,所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2。通常可用以下方法: (1)用品紅溶液。使品紅溶液褪色的是SO2;不能使品紅溶液褪色的是CO2。 (2)用氫硫酸。出現(xiàn)渾濁的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。2H2S
11、+SO2===2H2O+3S↓ (3)用高錳酸鉀溶液。使紫色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。 2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 (4)用溴水。使橙色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。 Br2+2H2O+SO2===2HBr+H2SO4 (5)用硝酸酸化的硝酸鋇溶液。產生白色沉淀的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。 2H2O+2HNO3+3SO2===3H2SO4+2NO↑ Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3 (6)用FeCl3溶液。使棕黃色顏色變淺的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。 2FeCl3+SO
12、2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl 2.檢驗CO2、SO2同時存在的實驗設計流程 流程設計 檢驗SO2?除去SO2?檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2 選用試劑 溶液 酸性KMnO4 溶液 品紅 溶液 澄清的石灰水 預期現(xiàn)象 褪色 褪色 不褪色 變渾濁 二、不同物質的漂白原理 用于漂白的物質 實際參與漂白的物質 漂白原理 變化類型 漂白特點 漂白范圍 活性炭 活性炭 吸附 物理變化 不可逆 一般用于溶液漂白 氯氣 HClO 利用次氯酸的強氧化性漂白 化學變化 不可逆 可漂白所有有機色質 次氯酸鹽
13、 次氯酸 過氧化鈉 過氧鍵 強氧化性 化學變化 不可逆 可漂白所有有機色質 過氧化氫 二氧化硫 亞硫酸 二氧化硫與有色物質化合生成不穩(wěn)定的無色物質 化學變化 可逆 具有選擇性,漂白品紅溶液,以及棉、麻等物品 三、清除SO2對環(huán)境污染的四方法 方法一:鈣基固硫法 為防治酸雨,工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒,燃燒時硫、生石灰、O2共同反應生成硫酸鈣,從而使硫轉移到煤渣中,反應原理為:CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,總反應方程式為2CaO+2SO2+O22CaSO4。 方法二:氨水脫硫法 該脫硫
14、法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2,其反應的化學反應為:NH3+SO2+H2O===NH4HSO3,2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===(NH4)2SO4。 方法三:鈉、堿脫硫法 鈉、堿脫硫法是用NaOH/Na2CO3吸收煙氣中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。 方法四:雙堿脫硫法 先利用燒堿吸收SO2,再利用熟石灰漿液進行再生,再生后的Na
15、OH堿液可循環(huán)使用,化學反應原理為: ①吸收反應:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O, 2Na2SO3+O2===Na2SO4。 ②再生反應:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH, Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。 1.下列溶液中能夠區(qū)別SO2和CO2的是( ) ①石灰水?、贖2S溶液?、跭MnO4溶液 ④氯水?、萜芳t溶液 A.①②③ B.②③④ C.除①以外 D.全部 2.已知:2H2SO4(濃)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,下圖虛線框中的裝置可用來檢驗濃硫酸與木炭粉在加熱
16、條件下反應產生的所有氣體產物。 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)如果將裝置中①②③三部分儀器的連接順序變?yōu)棰冖佗?,則可以檢出的物質是________;不能檢出的物質是________。 (2)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰佗邰冢瑒t可以驗出的物質是________;不能檢出的物質是________。 (3)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰冖邰?,則可以檢出的物質是________;不能檢出的物質是________。 3.下列說法正確的是( ) A.因為SO2具有漂白性,所以它能使品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、石蕊溶液褪色 B.能使品紅溶液褪色的不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O
17、2都能使紅墨水褪色,其原理相同 D.SO2和Cl2等物質的量混合后通入裝有濕潤的有色布條的集氣瓶中,漂白效果更好 4.下列物質均有漂白作用,其中漂白原理與其他三種不同的是( ) A.HClO B.SO2 C.O3 D.Na2O2 5.(2013天津高考節(jié)選)某市對大氣進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物),其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等研究具有重要意義。 (1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。 若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:
18、離子 K+ Na+ NH SO NO Cl- 濃度/ molL-1 410-6 610-6 210-5 410-5 310-5 210-5 根據表中數(shù)據判斷PM2.5的酸堿性為________,試樣的pH=________。 (2)為減少SO2的排放,常采取的措施為洗滌含SO2的煙氣。以下物質可作洗滌劑的是________。 a.Ca(O0H)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3 6.(2012北京高考節(jié)選)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。 (1)用化學方程式表示SO2形成硫酸型
19、酸雨的反應:_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在鈉堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液也可作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應的離子方程式是_____________________________________________________________。 (3)吸收液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO)∶n(HSO)變化關系如下表: n(SO)∶n(HSO) 91∶9 1∶1 9∶91
20、 pH 8.2 7.2 6.2 由上表判斷,NaHSO3溶液顯________性,用化學平衡原理解釋:_______________ ________________________________________________________________________。 [答案專區(qū)] 1.解析:SO2和CO2都屬于酸性氧化物,都能與石灰水反應出現(xiàn)白色沉淀,氣體過量時沉淀都會溶解,所以不能用石灰水來區(qū)別;SO2能將H2S氧化成硫單質,能看到黃色沉淀生成,而CO2不能;SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化,從而使溶液褪色,且SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色,而C
21、O2沒有這些性質。所以可用②③④⑤來區(qū)別SO2和CO2。 答案:C 2.解析:要正確解答本題務必清楚實驗裝置各部分的作用及排列順序不可變更的原因。裝置①為檢驗產物H2O,只能放在裝置②③之前,因為若放在裝置②③之后或裝置②③之間,則氣流通過裝置②或③溶液后會帶出水蒸氣,則無法驗證使CuSO4變藍的水蒸氣是否是生成物。裝置③和裝置②位置也不能變更,因為SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁,故在用澄清石灰水來驗證CO2前一定要排除SO2的干擾。 答案: (1)SO2、CO2 H2O (2)H2O、SO2 CO2 (3)SO2、CO2 H2O 3.解析:A項中SO2使溴水、酸性高錳酸鉀溶液
22、褪色是因為其具有還原性,能使品紅溶液褪色是因為其具有漂白性,SO2不能使石蕊溶液褪色;B項,能使品紅溶液褪色的物質有很多,如Cl2,不僅僅是SO2;C項中這些漂白劑的漂白原理不都相同;D項,SO2和Cl2等物質的量混合后在溶液中發(fā)生反應:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,從而失去漂白能力。 答案:B 4.解析:SO2的漂白屬于加合型,而HClO、O3和Na2O2均屬于氧化型。 答案:B 5.解析:(1)由于NH的水解使溶液呈酸性。該電解質溶液存在電荷守恒:c(H+)+c(NH)+c(K+)+c(Na+)===2c(SO)+c(NO)+c(Cl-),將數(shù)據代入整理得:c
23、(H+)=110-4 molL-1,pH=-lg c(H+)=4。 (2)a、b、c、d四種物質中,與SO2反應的是Ca(OH)2和Na2CO3故二者可以作吸收劑。 答案:(1)酸性 4 (2)a、b 6.解析:(1)SO2形成酸雨時,SO2和空氣中的H2O、O2反應生成H2SO4∶SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O22H2SO4。(2)SO2被NaOH溶液吸收制備Na2SO3時:SO2+2OH-===SO+H2O。(3)根據表中的數(shù)據可知n(SO)∶n(HSO)=9∶91時,溶液的pH值為酸性,故NaHSO3溶液顯酸性,在NaHSO3溶液中存在HSO的電離和水解,且電離程度
24、大于水解程度,故溶液呈酸性。 答案:(1)SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4 (2)SO2+2OH-===SO+H2O (3)酸 HSO溶液中存在:HSOH++SO(電離平衡)和HSO+H2OH2SO3+OH-(水解平衡),HSO的電離程度大于水解程度,故溶液呈酸性。 硫酸及硫酸根離子的檢驗 1.物理性質 (1)純硫酸是一種無色油狀液體,沸點高,難揮發(fā)。 (2)溶解性:濃H2SO4與水以任意比互溶,溶解時可放出大量的熱,濃H2SO3稀釋的方法是:將濃H2SO4沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。 2.
25、稀H2SO4具有酸的通性 硫酸是強電解質,在水溶液中的電離方程式為H2SO4===2H++SO,能與指示劑、金屬、堿性氧化物、堿、鹽等物質發(fā)生反應。 3.濃H2SO4的特性 4.硫酸的用途 (1)制取化肥、硫酸鹽、揮發(fā)性酸。 (2)消除金屬表面的氧化物。 (3)用于精煉石油,制造炸藥、農藥、染料等,是實驗室里常用的試劑。 5.SO的檢驗 被檢液取清液有無白色沉淀(判斷有無SO)。 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)(2013安徽高考)由礦鹽(主要成分是NaCl,還有SO等其他可溶性雜質的離子)生產食鹽,除去SO最合適的試劑是Ba(NO3
26、)2。( ) (2)(2013廣東高考)用硫酸清洗鍋爐中的水垢。( ) (3)(2012廣東高考)用BaCl2溶液鑒別SO和SO。( ) (4)(2012廣東高考)濃硫酸具有強氧化性,所以濃硫酸可用于干燥H2和CO。( ) (5)(2012山東高考)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說明溶液中一定有SO。( ) (6)濃硫酸使藍礬(CuSO45H2O)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。( ) 答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) 2.將下列反應及用途所體現(xiàn)的濃硫酸的性質填在橫線上。 (1)將濃硫酸滴到蔗糖上,蔗糖變黑并膨
27、脹________。 (2)常溫下,用鐵制容器盛裝濃硫酸________。 (3)銅與濃硫酸共熱________。 (4)用濃硫酸干燥H2________。 (5)炭與濃硫酸共熱________。 答案:(1)脫水性、強氧化性 (2)強氧化性 (3)強氧化性、酸性 (4)吸水性 (5)強氧化性 3.常溫下,濃硫酸能用鋁制、鐵制容器盛放,是否鐵、鋁與濃硫酸不反應? 提示:否;原因是常溫下,濃硫酸能使鐵、鋁表面形成致密氧化膜而發(fā)生“鈍化”。 4.足量的鐵粉與一定量的濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應,得到氣體的成分是SO2嗎? 提示:不是;得到的是SO2和H2的混合氣體,因為Fe與濃H2
28、SO4共熱反應產生SO2氣體,隨著反應的進行,H2SO4的濃度變小,而Fe與稀H2SO4反應生成H2。 一、鑒別濃、稀硫酸的八種方法 方法 操作 結論 一 分別滴到火柴梗上 變黑者為濃硫酸 二 分別加入到盛水的試管中 放熱者為濃硫酸 三 加到CuSO45H2O晶體中 變白色的為濃硫酸 四 分別加入鋁箔 常溫下反應的是稀硫酸,不反應的是濃硫酸 五 滴加到濃鹽酸中 產生白霧的是濃硫酸 六 加入銅片并加熱 溶液變藍,產生刺激性氣味氣體的是濃硫酸,不反應的是稀硫酸 七 用玻璃棒蘸取液體 粘稠狀的為濃硫酸 八 稱量相同體積的酸 質量大的是濃
29、硫酸 二、SO的檢驗方法 1.原理 利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaSO4具有不溶于稀鹽酸、稀硝酸的特性。 2.試劑 可溶性鋇鹽(BaCl2)、稀鹽酸。 3.檢驗方法 待檢液無現(xiàn)象有無白色沉淀(判斷有無SO)。 4.檢驗的誤區(qū) (1)只加可溶性鋇鹽,不酸化。誤將CO、PO、SO等干擾離子判斷成SO。因上述離子會產生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)誤將Ag+判斷成SO。如向待測液中滴加BaCl2溶液,再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含SO。其錯誤是未注意溶液中不含SO,而含Ag+時也會產生同樣的現(xiàn)象:Ag++Cl-===AgCl
30、↓(白色)。 (3)誤將SO判斷成SO。如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便誤以為有SO。該錯誤是未注意NO在酸性環(huán)境中具有強氧化性,將SO氧化成SO而產生干擾。 1.鑒別稀硫酸和濃硫酸既簡單、又可靠的方法是( ) A.加酚酞試液 B.與銅片作用 C.加BaCl2溶液和硝酸 D.用玻璃棒各蘸取少量滴在紙上 2.某研究小組成員在討論鑒別濃硫酸和稀硫酸時,設計了如下方案: 操作 結論 甲 投入火柴梗 變黑者為濃硫酸 乙 加入金屬鋁片 產生刺激性氣味的氣體者為濃硫酸 丙 分別加入到盛水的試管中 放出大量熱者
31、為濃硫酸 丁 用玻璃棒蘸濃氨水靠近酸的瓶口 冒白煙者為濃硫酸 戊 加到CuSO45H2O晶體中 變白者為濃硫酸 (1)其中可行的是________(填序號)。 (2)其中一個稍作改進就能成為可行方案的是________,改進方法是_____________________________________________________________________________。 (3)完全錯誤的是________,因為_____________________________________________ ____________________________
32、_____________________________________________。 3.下列四種溶液中一定存在SO的是( ) A.向甲溶液中加入BaCl2溶液,產生白色沉淀 B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入鹽酸,沉淀不溶解 C.向丙溶液中加入鹽酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀產生 D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸鋇溶液,有白色沉淀產生 4.用下面的方案進行某些離子的檢驗,其中方案設計最嚴密的是( ) A.檢驗試液中的SO:試液無沉淀白色沉淀 B.檢驗試液中的SO:試液無沉淀白色沉淀 C.檢驗試液中的I-:試液
33、深黃色溶液深黃色溶液 D.檢驗試液中的CO:試液白色沉淀沉淀溶解 [答案專區(qū)] 1.解析:分別把待鑒液體用玻璃棒滴在紙上,白紙變黑者為濃H2SO4。 答案:D 3.解析:甲溶液中可能存在SO、CO或Ag+;乙溶液中可能存在Ag+;丁溶液用硝酸酸化,若溶液中存在SO或HSO,會被氧化成SO,從而造成誤判。 答案:C 2.解析:(1)甲、丙、戊分別利用濃硫酸的脫水性、溶解時放出大量的熱、吸水性設計,方案可行。 (2)乙中濃硫酸使鋁鈍化,加熱即可反應。而常溫下鋁片可與稀硫酸反應產生H2。 (3)丁錯,揮發(fā)性酸遇濃氨水才能產生白煙,濃硫酸不屬于揮發(fā)性酸。 答案:(1)甲、丙
34、、戊 (2)乙 增加加熱條件(或將結論改為常溫下反應產生氣體的為稀硫酸) (3)丁 硫酸是高沸點酸,沒有揮發(fā)性 4.解析:A中先加入稀硝酸,如果溶液中沒有SO,而存在SO,硝酸可能將SO氧化成SO,最終也會出現(xiàn)白色沉淀,A錯誤;B中先加入足量稀鹽酸,可以排除SO、Ag+等離子的干擾,然后加入BaCl2溶液產生白色沉淀,說明原溶液中存在SO,B正確;如果溶液中存在I-,I-具有還原性,被過氧化氫氧化為碘單質,碘單質遇淀粉溶液顯藍色,但是C中最終溶液沒有變藍色,C錯誤;D中如果存在SO,也會出現(xiàn)相同的實驗現(xiàn)象,D錯誤。 答案:B 硫及其化合物的相互轉化
35、1.硫元素的化合價及對應的常見物質 化合價 -2 0 +4 +6 代表物質 H2S、Na2S、NaHS、FeS、CuS S SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 2.硫及其化合物的相互轉化 (1)不同價態(tài)的硫的轉化是通過氧化還原反應實現(xiàn)的。 當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài),即臺階式升降,可用下圖表示 如:H2SSSO2SO3 寫出③、④、⑤的化學方程式: ③:2SO2+O22SO3; ④:H2+SH2S; ⑤:2H2S+SO2===3S↓+2H2O。 (2)相同價
36、態(tài)硫的轉化是通過酸、堿反應實現(xiàn)的如: 寫出②、③、④反應的化學方程式: ②:H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O; ③:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑; ④:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。 1.有下列轉化關系: ①S2-―→S ②SO―→SO2?、跾O2―→S ④SO―→SO?、軭2SO4(濃)―→SO2 其中加入氧化劑能實現(xiàn)的是________,加入還原劑能實現(xiàn)的是________。 答案:①、④?、?、⑤ 2.有下列轉化關系: 單質氧化物酸鹽 能實現(xiàn)上述轉化的非金屬元素有哪些? 提示
37、:有S、C和P,其轉化關系分別為: SSO2H2SO3Na2SO3 CCO2H2CO3Na2CO3 PP2O5H3PO4Na3PO4 3.SO2具有還原性,濃H2SO4具有氧化性,二者能發(fā)生氧化還原反應嗎? 提示:不能;因為硫元素的+4、+6價之間無中間價態(tài),兩物質中硫元素的價態(tài)相鄰,不能發(fā)生氧化還原反應。 4.右圖表示某固態(tài)單質A及其化合物之間的轉化關系(某些產物和反應條件已略去)?;衔顱在常溫常壓下為氣體,B和C的相對分子質量之比為4∶5,化合物D是重要的工業(yè)原料。 (1)寫出A在加熱條件下與H2反應的化學方程式: ____________________________
38、____________________________________________; (2)寫出E與A的氫化物反應生成A的化學方程式: ________________________________________________________________________; (3)寫出一個由D生成B的化學方程式: ________________________________________________________________________; (4)寫出由E生成D的化學方程式 ______________________________________
39、__________________________________。 答案:(1)S+H2H2S (2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O (3)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O (4)2H2SO3+O2===2H2SO4 硫元素價態(tài)的轉化規(guī)律 1.鄰位價態(tài)轉化規(guī)律 (1)是硫元素的最低價態(tài),只有還原性。它與氧化劑反應,其價態(tài)一般會升至相鄰的價態(tài)()。如 H2+2FeCl3===2HCl+2FeCl2+↓ (2)S能發(fā)生自身氧化還原反應,在反應時分別升至和降至與其相鄰的價態(tài)。如 3+6KOH===2K2+K2O3+3H2O
40、(3)和處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性。與弱氧化劑作用時,被氧化成相鄰的高價態(tài);與弱還原劑作用時,被還原成相鄰的低價態(tài)。如 H2 O2O3 2O2+O22O3 O2+2H2 ===3↓+2H2O (4)是硫元素的最高價態(tài),只有氧化性。遇到還原劑時,其價態(tài)一般降至相鄰的價態(tài)()。如 Cu+2H2O4(濃)CuSO4+O2↑+2H2O 2.跳位轉化規(guī)律 和遇到強氧化劑時,價態(tài)會發(fā)生跳位轉化。如 +6HNO3(濃)6NO2↑+H2O4+2H2O 3.互不換位規(guī)律 (1)和發(fā)生氧化還原反應時,只能轉化為中間價態(tài),不可能互換位置。如 H2+H2O4(濃)===↓+O
41、2+2H2O (2)相鄰價態(tài)的兩物質間不發(fā)生氧化還原反應。如和H2,和O2,O2和H2O4之間均不發(fā)生氧化還原反應。 1.單質X與濃H2SO4共熱,反應中X與H2SO4的物質的量之比為1∶2,則X元素在生成物中的化合價可能為( ) ①+1?、冢??、郏??、埽? A.②④ B.③④ C.①② D.①③ 2.亞硫酸鈉中硫為+4價,它既有氧化性又有還原性,現(xiàn)有試劑:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。 (1)要證明Na2SO3具有還原性,應選用的試劑有________,觀察到的現(xiàn)象是______________________
42、__,反應的方程式為_____________________________________。 (2)要證明Na2SO3具有氧化性,應選用的試劑有________,觀察到的現(xiàn)象是________________________,反應的方程式為_____________________________________。 3.在下列物質轉化中,A是一種正鹽,D的相對分子質量比C的相對分子質量大16,E是酸,當X無論是強酸還是強堿時,都有如下的轉化關系: 當X是強酸時,A、B、C、D、E均含同一種元素;當X是強堿時,A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請回答: (1)A是______
43、__,Y是________,Z是________。 (2)當X是強酸時,E是________,寫出B生成C的化學方程式:____________________。 (3)當X是強堿時,E是________,寫出B生成C的化學方程式:____________________。 [答案專區(qū)] 1.解析:若X為金屬,X+2H2SO4XSO4+SO2↑+2H2O,則X為+2價。 若X為非金屬,X+2H2SO4XO2+2SO2↑+2H2O,則X為+4價。 答案:A 2.(1)溴水、Na2SO3溶液 溴水褪色 Br2+H2O+Na2SO3===Na2SO4+2HBr 2)稀H2SO4、
44、Na2SO3溶液、Na2S溶液 產生淡黃色沉淀(或溶液變渾濁) 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O 3.解析:因D的相對分子質量比C大16,則Y為O2,進而推知C、D為氧化物,BCD為連續(xù)氧化的過程。因E為酸,故C、D均為非金屬氧化物,Z為H2O。當X為強堿時,該連續(xù)氧化關系為NH3NONO2HNO3,進而推知A為銨鹽;當X為強酸時,該連續(xù)氧化關系為H2SSO2SO3H2SO4,進而推知A為硫化物。綜上所述A為(NH4)2S。 答案:(1)(NH4)2S O2 H2O (2)H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O (3)HNO3 4NH
45、3+5O24NO+6H2O 濃硫酸的強氧化性 在一個帶導管的膠塞側面挖一個凹槽,并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。在試管里加入2 mL濃硫酸,蓋好膠塞,使銅絲與濃硫酸接觸,加熱。把放出的氣體通入品紅溶液或紫色石蕊溶液中。觀察現(xiàn)象。 銅與濃硫酸的反應 蘇教版教材實驗將銅絲改為銅片,并設計了尾氣處理裝置,減少了SO2對環(huán)境的污染,體現(xiàn)了化學實驗的綠色、環(huán)保意識。 【實驗3】將一小塊銅片放入試管中,然后加入2 mL濃硫酸,用如圖4-6所示的實驗裝置進行實驗,觀察實驗現(xiàn)象。 圖4-6銅與濃硫酸反應的實驗裝置 (2010北京高考
46、)用下圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是( ) A.上下移動①中銅絲可控制SO2的量 B.②中選用品紅溶液驗證SO2的生成 C.③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2 D.為確認CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色 答案:D 高考實驗中汲取了兩個版本教材實驗的優(yōu)點,通過可移動的銅絲及尾氣處理裝置滲透了綠色、環(huán)保意識。 在實驗不變的情況下,高考還有可能從以下出題點設題: 1.如何證明Cu與濃H2SO4反應產生的氣體是SO2? 提示:將產生的氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色,加熱又恢復紅色,證明產生的氣體是S
47、O2。 2.實驗結束后,裝置內仍存在SO2氣體,如何消除這部分SO2氣體對環(huán)境的污染? 提示:在左端試管上安裝一帶橡皮管(用止水夾夾緊)的導氣管,待實驗結束后,向該導氣管中鼓入空氣,將裝置中的SO2氣體趕入NaOH溶液中,使SO2被吸收。 3.試通過實驗證明含SO2的混合氣體中含有CO2氣體。 提示:將氣體先通過足量的酸性KMnO4溶液,除去SO2氣體,再將剩余的氣體通入澄清石灰水中,若澄清石灰水變渾濁,則證明混合氣體中含有CO2。 4.SO2與BaCl2溶液不反應,但實際操作中常有白色沉淀產生,試通過實驗探究白色沉淀的成分。 提示:白色沉淀的成分可能是BaSO4;原因是H2SO3
48、被空氣中的O2氧化成H2SO4而生成BaSO4沉淀,可借助SO的檢驗方法來證明該白色沉淀不是BaSO3而是BaSO4。 二氧化硫、氯氣、氮的氧化物等氣體能對環(huán)境造成污染,實驗過程中一定要對尾氣進行處理,吸收尾氣關鍵要選擇合適的吸收液和吸收裝置。具體方法如下: 1.實驗室進行有毒氣體的尾氣吸收液的選擇方法 (1)吸收Cl2:使用NaOH溶液, 反應原理:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 (2)吸收SO2:使用NaOH溶液, 反應原理:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O或SO2+NaOH===NaHSO3。 (3)吸收NO2:使用NaOH溶液,
49、反應原理:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 (4)吸收NO:通入空氣后再用NaOH溶液吸收, 反應原理:2NO+O2===2NO2, 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O, NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O。 (5)吸收NH3用水或稀H2SO4吸收, 反應原理:NH3+H2ONH3H2O, 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。 (6)吸收H2S:使用CuSO4溶液或NaOH溶液, 反應原理:CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4或H2S+2NaOH===Na2S+2H2O。 2.蘇教
50、版教材實驗中對SO2的尾氣進行吸收處理,常見尾氣處理方法有: (1)吸收法: ①對于溶解度較小的尾氣(如Cl2),可用圖1裝置吸收。 ②對于溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)可用圖2、3、4裝置吸收。 (2)燃燒法: CO、H2等氣體可用點燃的方法除去,裝置如圖5。 (3)收集法: 有些有毒的氣體(如CO)可以收集到氣球中,如圖6。 圖5 圖6 以“二氧化硫的制取與性質探究實驗”為載體串聯(lián)硫元素單質及其化合物知識 高考載體(2010新課標全國理綜T27) 某化學興趣小組為探究SO2的性質,按下圖所示裝置進行實驗。
51、 [知識串聯(lián)設計] (1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)制取SO2時能否用很稀的H2SO4代替濃H2SO4? ________________________________________________________________________。 (3)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為:________________
52、________________________。 (4)SO2能使酸性KMnO4溶液和品紅溶液褪色的原理相同嗎?________________________________________________________________________。 (5)裝置C中的實驗現(xiàn)象是________________,該實驗現(xiàn)象說明SO2具有的性質是________________________________________________________________________。 (6)實驗中的尾氣采用________溶液吸收,寫出該反應的離子方程式_____
53、___________________________________________________________________。 (7)銅與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應,該反應體現(xiàn)了濃H2SO4的哪些性質?________________,寫出該反應的化學方程式___________________________________。 (8)裝置D的目的是探究SO2與品紅作用的可逆性,請寫出實驗操作及現(xiàn)象________________________________________________________________________。 答案:(1)Na2SO
54、3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O (2)不能;原因是SO2在水中的溶解度較大;稀的H2SO4不利于SO2的逸出 (3)2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+ (4)不相同,SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2具有還原性,SO2使品紅溶液褪色是由于SO2具有漂白性 (5)無色溶液中出現(xiàn)黃色渾濁 氧化性 (6)NaOH SO2+2OH-===SO+H2O (7)強氧化性、酸性 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O (8)品紅溶液褪色后,關閉分液漏斗的活塞,點燃酒精燈加熱,溶液恢復為紅色 希望對大家有所幫助,多謝您的瀏覽!
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