2019年高考化學講與練 第4章 第3講 硫及其化合物（含解析）新人教版.doc

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第4章 第3講硫及其化合物 李仕才 考綱要求　1.了解硫及其重要化合物的制備方法，掌握其主要化學性質及應用。2.了解硫的氧化物對大氣的污染與防治。 考點一　硫及其氧化物的性質 1．硫單質的性質及應用 (1)硫元素的存在形態(tài) (2)硫單質的物理性質 硫單質俗稱硫黃，是一種淡黃色固體；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多種同素異形體，如單斜硫、斜方硫等。 (3)從化合價的角度認識硫單質的化學性質 H2O2 ①與金屬反應表現(xiàn)氧化性 ②與非金屬反應 ③與強氧化劑反應(如濃硫酸)：S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O，表現(xiàn)還原性。 2．二氧化硫(SO2) (1)物理性質 二氧化硫是無色、有刺激性氣味的有毒氣體，是大氣污染物之一；易溶于水，通常狀況下，1體積水溶解約40體積SO2。 (2)化學性質 按要求完成下列方程式： ①酸性氧化物的通性 ②氧化性(如與H2S溶液反應)： SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ③還原性 ④漂白性：可使品紅溶液等有機色質褪色，生成不穩(wěn)定的化合物。 3．SO2與HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理的比較 SO2 HClO、H2O2、Na2O2、O3 活性炭 漂白原理 與有色物質結合生成無色物質 將有色物質氧化為無色物質 吸附有色物質 變化類型 化學變化 化學變化 物理變化 是否可逆 可逆，加熱或久置后恢復原來顏色 不可逆，加熱或久置后不恢復原來顏色 — 漂白對象 有色的有機物，不能漂白指示劑 有色的有機物和指示劑 有機色質 4.三氧化硫(SO3) SO3在標準狀況下為無色、針狀晶體，能與水反應：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的熱，SO3是酸性氧化物，它跟堿性氧化物或堿都能反應生成硫酸鹽。 5．硫的氧化物的污染與治理 (1)來源：含硫化石燃料的燃燒及金屬礦物的冶煉等。 (2)危害：危害人體健康，形成酸雨(pH小于5.6)。 (3)治理：燃煤脫硫，改進燃燒技術。 (4)硫酸型酸雨的形成途徑有兩個： 途徑1：空氣中飄塵的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。 途徑2：SO2＋H2O??H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。 1．硫單質的性質選項判斷 (1)硫在自然界中僅以化合態(tài)存在() (2)硫單質常存在于火山噴口附近(√) (3)硫與鐵反應生成硫化亞鐵(√) (4)硫與汞反應生成硫化亞汞，體現(xiàn)了硫的弱氧化性() (5)硫在空氣中燃燒的產物是二氧化硫，在純氧中燃燒的產物是三氧化硫() (6)黑火藥由硫黃、硝石、木炭三種物質按一定比例混合而成(√) (7)硫黃易溶于CS2，所以可用CS2溶解試管內壁的硫(√) 2．硫的氧化物性質及應用選項判斷 (1)二氧化硫可廣泛用于食品的漂白() (2)SO2有漂白性，所以SO2可使溴水褪色() (3)SO2氣體通入BaCl2溶液產生白色沉淀BaSO3() 解析　(1)二氧化硫有毒，嚴禁用于食品漂白。(2)漂白性是指使有機色質褪色，SO2使溴水褪色體現(xiàn)了二氧化硫的還原性。(3)由于亞硫酸的酸性比鹽酸弱，BaSO3可溶于鹽酸，故不會生成沉淀。 (4)除去SO2中的少量HCl的實驗方法如圖(√) (2016天津理綜，5C) 解析　NaHSO3溶液能吸收HCl氣體，且SO2在飽和NaHSO3溶液中的溶解度很小。 (5)用KOH溶液鑒別SO2和SO3(g)() 解析　SO2、SO3都是酸性氧化物，都能與KOH反應，無明顯特殊現(xiàn)象區(qū)別。 (6)SO2和Ca(OH)2、NaHCO3均能發(fā)生化學反應(√) (7)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() 解析　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。 (8)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使紅墨水褪色，其原理相同() (9)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() 解析　SO2不能漂白石蕊溶液，使高錳酸鉀溶液褪色是因為其還原性。 1．(SO2性質基礎填空)將SO2分別通入下列四種溶液中 回答下列問題： (1)試管a中的實驗現(xiàn)象：KMnO4溶液________，證明SO2具有________性； (2)試管b中的實驗現(xiàn)象：品紅溶液________，證明SO2具有________性； (3)試管c中能產生白色沉淀，該沉淀是________； (4)試管d中能產生白色沉淀，該沉淀是________。 答案　(1)褪色　還原　(2)褪色　漂白　(3)BaSO4(4)BaSO3 2．在BaCl2溶液中通入SO2氣體，未見沉淀生成，若再通入下列四種氣體①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均會產生沉淀。 回答下列問題： (1)通入四種氣體時產生的沉淀分別是 ①______________________；②____________________； ③______________________；④____________________。 (2)用方程式表示①和④產生沉淀的原因 ①________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 答案　(1)①BaSO4?、贐aSO3　③BaSO4?、躍 (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) 題組一　SO2的檢驗及實驗探究 1．(SO2氣體的檢驗)下列實驗中能證明某氣體為SO2的是(　　) ①使澄清石灰水變渾濁　②使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅③使品紅溶液褪色?、芡ㄈ胱懔縉aOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，該沉淀溶于稀鹽酸⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀產生 A．都能證明 B．都不能證明 C．③④⑤均能證明 D．只有⑤能證明 答案　D 解析?、貱O2也能使澄清石灰水變渾濁；②酸性氣體均能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅；③Cl2也能使品紅溶液褪色；④CO2、SO2均有此現(xiàn)象。 2．(SO2與CO2混合氣體中成分的檢驗)下圖是檢驗某無色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，按要求回答下列問題： (1)B中加入的試劑是________，作用是__________________________________________。 (2)C中加入的試劑是__________，作用是______________________________________。 (3)D中加入的試劑是______________，作用是_____________________________________。 (4)實驗時，C中應觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)品紅溶液　檢驗SO2 (2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并檢驗SO2是否除盡 (3)澄清石灰水　檢驗CO2 (4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺但不褪成無色(或不褪色，或不褪成無色) 解析　一定要理解題意是檢驗氣體成分，檢驗二氧化硫用品紅溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，檢驗二氧化碳用澄清石灰水；在檢驗二氧化碳之前，必須除盡二氧化硫，因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁。C裝置的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡，所以酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺，但不能褪成無色，若褪成無色則不能證明二氧化硫已除盡。 3．(2018日照模擬)某化學興趣小組為探究SO2的性質，按如圖所示裝置進行實驗。 請回答下列問題： (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是________，其中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗過程中，裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是___________________________________、________________________________________________________________________；這些現(xiàn)象分別說明SO2具有的性質是________________和________________；裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________。 (3)裝置D的目的是探究SO2與品紅反應的可逆性，請寫出實驗操作及現(xiàn)象________________________________________________________________________。 (4)尾氣可采用________溶液吸收。 答案　(1)蒸餾燒瓶　Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)溶液由紫紅色變?yōu)闊o色　無色溶液中出現(xiàn)黃色渾濁還原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ (3)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 (4)NaOH(答案合理即可) 解析　(1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器帶有支管，因此是蒸餾燒瓶(注意與圓底燒瓶的區(qū)別)。(2)由于SO2中S的價態(tài)處于中間價態(tài)，故既有氧化性又有還原性，所以通入酸性KMnO4溶液時被氧化，酸性KMnO4溶液被還原，溶液顏色由紫紅色變?yōu)闊o色；通入Na2S溶液時，SO2體現(xiàn)氧化性，發(fā)生歸中反應，生成單質硫，可看到無色溶液中出現(xiàn)黃色渾濁。(3)SO2漂白品紅是可逆的，加熱褪色后的溶液又會恢復為紅色。(4)吸收酸性氣體SO2應使用堿性溶液，如NaOH溶液。 1．SO2和CO2的鑒別方法 (1)聞氣味法：CO2無氣味，SO2有刺激性氣味。 (2)品紅溶液法：能使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。 (3)酸性高錳酸鉀溶液或溴水法：使酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色的是SO2，不能使它們褪色的是CO2。 2．檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程 SO2和CO2都可使澄清的石灰水變渾濁，檢驗二者同時存在的一般流程為 流程設計 檢驗SO2?除去SO2?檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2 選用試劑 品紅溶液 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 注意　有時為簡化裝置，可將除去SO2和檢驗SO2是否除盡合并為一個裝置，用較濃的酸性KMnO4溶液，現(xiàn)象是酸性KMnO4溶液顏色變淺。 題組二　SO2的污染與防治 4．(2017泉州市第五中學高三檢測)下列說法不正確的是(　　) A．改燃煤為燃氣，可以減少廢氣中SO2等有害物質的排放量，是治理“霧霾”等災害天氣的一種措施 B．向煤中加入適量石灰石，使煤燃燒產生的SO2最終生成CaSO3，可減少對大氣的污染 C．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含SO2，從而使雨水的pH＜5.6形成酸雨 D．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質 答案　B 5．(SO2的吸收與檢測)食品、大氣、工業(yè)尾氣中SO2均需嚴格檢測或轉化吸收，下列有關SO2的檢測或吸收方法正確的是(　　) A．滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒試樣以測定葡萄酒中SO2的濃度 B．沉淀法：用Ba(OH)2溶液沉淀SO2，然后將沉淀在空氣中洗滌、過濾、干燥、稱重以測定大氣中SO2的濃度 C．氨酸法：用氨水吸收尾氣中的SO2后再將吸收液與硫酸反應，將富集后的SO2循環(huán)使用 D．石灰—石膏法：常溫下用石灰石吸收尾氣中的SO2得到CaSO3，再經氧化可用于生產石膏 答案　C 解析　A項，葡萄酒中的乙醇能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，對SO2的檢測有干擾；B項，大氣中的CO2能被Ba(OH)2溶液沉淀，對SO2的檢測有干擾；C項，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3與硫酸反應能產生SO2，SO2可以循環(huán)使用；D項，石灰石吸收SO2，需要在高溫下才能進行。 四種常見的SO2尾氣處理方法 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＋O22CaSO4，總反應方程式為 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨水脫硫法 該脫硫法采用噴霧吸收法，霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2，其反應的化學方程式為2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后進一步氧化) 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NaOH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===2Na2SO4。 ②再生反應：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。 考點二　硫酸　硫酸根離子的檢驗 1．硫酸的物理性質 H2SO4是無色液體，能與水以任意比互溶，溶解時可放出大量的熱，濃H2SO4稀釋的方法是將濃H2SO4沿燒杯內壁緩緩倒入水中并用玻璃棒不斷攪拌。 2．硫酸是強電解質，寫出稀硫酸與下列物質反應的離子方程式 (1)鐵：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．濃H2SO4的特性 (1)填寫下表 實驗 實驗現(xiàn)象 濃硫酸的特性 少量膽礬加入濃硫酸中 藍色固體變白 吸水性 用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在濾紙上 沾有濃H2SO4的濾紙變黑 脫水性 將銅片加入盛有濃硫酸的試管中加熱 銅片逐漸溶解，產生無色刺激性氣味的氣體 強氧化性、酸性 (2)分別寫出濃硫酸與Cu、C反應的化學方程式： Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、 C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 (3)常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4鈍化，可用鋁槽車運輸濃H2SO4。 4．SO的檢驗 檢驗SO的正確操作方法：被檢液取清液有無白色沉淀產生(判斷有無SO)。先加稀鹽酸的目的是防止CO、SO、Ag＋干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產生。整個過程中可能發(fā)生反應的離子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 (1)用硫酸清洗鍋爐中的水垢() (2)用BaCl2溶液鑒別SO和SO() (3)濃硫酸具有強氧化性，所以濃硫酸不可用于干燥H2和CO() 解析　(1)CaSO4微溶，不能用硫酸清洗鍋爐中的水垢。 (2)BaSO4、BaSO3均為白色沉淀，無法用BaCl2鑒別。 (3)濃硫酸雖然具有強氧化性，但不能氧化H2、CO，因而可以干燥H2、CO。 (4)將濃硫酸滴到蔗糖表面，固體變黑膨脹，說明濃硫酸有脫水性和強氧化性(√) (5)常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化，可在常溫下用鋁制貯罐貯運濃硫酸(√) (6)銅片溶于熱的濃硫酸，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性和強氧化性(√) (7)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有SO() 解析　酸化的NO可將SO氧化為SO，也會產生白色沉淀BaSO4。 (8)50mL18.4molL－1的濃硫酸與足量的銅反應，可產生SO2物質的量為0.46mol() 解析　隨反應進行、濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔磻Ｖ?，?.92 mol H2SO4不可能完全反應。 硫酸是中學化學實驗室的常見藥品，其性質有①酸性　②吸水性?、勖撍浴、軓娧趸浴、荽呋饔?。請將序號填在相應的橫線上： (1)鋅和稀H2SO4制H2________________。 (2)濃硫酸作干燥劑________________。 (3)實驗室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯____________________________________________。 (4)乙酸乙酯的水解________________。 (5)纖維素的水解________________。 (6)濃硫酸使?jié)駶櫴镌嚰埾茸兗t，后來又變黑_______________________________________。 答案　(1)①　(2)②　(3)②⑤　(4)⑤　(5)⑤(6)①③ 題組一　濃H2SO4的性質 1．(濃硫酸特性及應用)(2017臨沂四校聯(lián)考)如圖所示的實驗裝置中，從實驗開始到過一段時間后，對觀察到的實驗現(xiàn)象敘述不正確的是(　　) A．甲中蘋果塊會變干癟 B．乙中膽礬晶體表面有“白斑” C．丙中小試管內有晶體析出 D．丁中pH試紙變成紅色 答案　D 解析　A項，濃硫酸具有吸水性，會使蘋果塊中水分逐漸減少而變得干癟，正確；B項，濃硫酸具有吸水性，能使膽礬晶體表面失去部分結晶水，觀察到藍色晶體表面出現(xiàn)“白斑”，正確；C項，濃硫酸具有吸水性，使飽和KNO3溶液中溶劑減少，析出KNO3晶體，正確；D項，pH試紙的成分是纖維素，放入濃硫酸中易被脫水炭化，表面變成黑色，錯誤。 2．(濃、稀硫酸的性質差別)將一定量的鋅與100mL18.5molL－1濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體A33.6L(標準狀況)，將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液的pH＝1，則下列敘述中錯誤的是(　　) A．氣體A為SO2和H2的混合物 B．反應中共消耗Zn97.5g C．氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1 D．反應中共轉移3mol電子 答案　C 解析　鋅與濃H2SO4發(fā)生反應：Zn＋2H2SO4(濃)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，H2SO4的濃度變小，發(fā)生反應Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，設反應生成SO2的物質的量為x，H2的物質的量為y，則有x＋y＝＝1.5 mol，消耗硫酸的物質的量：2x＋y＝18.5 molL－10.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，則V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，參加反應的Zn的物質的量：x＋y＝1.5 mol，質量是97.5 g，轉移電子：1.5 mol2＝3 mol。 題組二　SO的檢驗 3．(SO的檢驗及干擾因素排除)下列過程中，最終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．無色溶液白色沉淀 D．無色溶液無色溶液白色沉淀 答案　C 解析　A項，二氧化硫被硝酸氧化為硫酸，加氯化鋇一定生成硫酸鋇沉淀；B項，亞硫酸根被硝酸氧化為硫酸根，沉淀也是硫酸鋇；C項，所得沉淀可能是氯化銀；D項，先加過量鹽酸無沉淀，再加氯化鋇產生的白色沉淀一定是硫酸鋇。 4．(SO檢驗的應用)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同學進行如下實驗：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，產生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振蕩后，白色沉淀不溶解。對此實驗的下列敘述正確的是(　　) A．實驗證實Na2SO3已部分氧化 B．實驗中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4 C．實驗中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物 D．此次實驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化 答案　D 解析　Na2SO3溶液可能部分被氧化變質，則滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀一定有亞硫酸鋇，可能有硫酸鋇，加入足量稀硝酸后，亞硫酸鋇被氧化成硫酸鋇，即此時的白色沉淀是硫酸鋇。 5．(2018南寧模擬)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，則下列關于該溶液所含離子的推斷中正確的是(　　) A．一定會有SO B．含有SO和Ag＋ C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一種或兩種 D．可能含有SO或CO 答案　C 解析　A項錯誤，不能排除Ag＋、SO的干擾；B項錯誤，因為溶液中SO與Ag＋反應不能大量共存；C項正確，因為不能排除Ag＋、SO的干擾；D項錯誤，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判斷不可能含有CO。 SO檢驗的易錯點 (1)誤將Ag＋、Pb2＋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＋或Pb2＋時也會產生同樣的現(xiàn)象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。 (2)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具有強氧化性，在酸性環(huán)境中發(fā)生反應：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。 考點三　硫及其化合物的相互轉化及應用 1．理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關系 2．掌握硫及其化合物之間的轉化規(guī)律 (1)相同價態(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： ②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O； ③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑； ④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。 (2)不同價態(tài)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反應的化學方程式： ③2SO2＋O22SO3； ④S＋H2H2S； ⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 注意　(1)同種元素相鄰價態(tài)的粒子間不發(fā)生氧化還原反應，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。 (2)當硫元素的高價態(tài)粒子與低價態(tài)粒子反應時，一般生成中間價態(tài)，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。 題組一　硫及其化合物的轉化關系 1．下列有關硫及其化合物的說法正確的是(　　) A．SO2、H2SO3均具有還原性，故濃H2SO4均能氧化SO2和H2SO3 B．H2S與濃H2SO4在不同的條件下反應的氧化產物只能是SO2 C．單質氧化物酸或堿鹽，能按照上述轉化關系直接轉化的可以是硫元素 D．硫黃制備硫酸經歷兩步：SSO3H2SO4 答案　C 解析　A項，SO2、H2SO3雖然有還原性，但與濃H2SO4之間不能發(fā)生氧化還原反應，因為＋4價硫與＋6價硫之間無中間價；B項，氧化產物可能是S或SO2；D項，S與O2的燃燒反應只生成SO2，不能生成SO3。 2．(2017云南師范大學附屬中學高三檢測)硫在空氣中燃燒生成氣體A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B變成C，在C里加Na2S產生氣體D，把D通入B溶液得淺黃色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一種元素。按A、B、C、D、E順序排序的是(　　) 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　硫在空氣中燃燒生成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產生氣體H2S，H2S與H2SO3反應產生淺黃色沉淀S，故B項正確。 題組二　硫及其化合物性質實驗探究 3．(硫及其化合物的轉化與實驗探究)實驗室為探究鐵與濃硫酸的反應，并驗證SO2的性質，設計如圖所示裝置進行實驗。 請回答下列問題： (1)實驗時將導管a插入試管中，可使裝置B中的溶液不發(fā)生倒吸。其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)裝置B中酸性KMnO4溶液逐漸褪色，則裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是________________________________________________________________________；裝置C中發(fā)生反應的化學方程式是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)裝置D的作用是___________________________________________________________；實驗結束時需從導管a通入大量空氣，其目的是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若裝置A反應后的溶液中金屬陽離子只含有Fe3＋，則裝置A中發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)裝置A中試管內氣體壓強減小時，空氣可從導管a進入裝置A，導管a起平衡氣壓的作用　(2)5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋　2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓　(3)驗證SO2的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性　使裝置中殘留的SO2氣體完全被裝置E中的NaOH溶液吸收，以防止污染環(huán)境　(4)2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋6H2O＋3SO2↑ 解析　(1)當裝置A中試管內氣體壓強減小時，空氣可從導管a進入裝置A，導管a起平衡氣壓的作用，所以可使裝置B中的溶液不發(fā)生倒吸。(2)SO2具有還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，發(fā)生反應的離子方程式為5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋；SO2還具有氧化性，能氧化H2S生成單質S，發(fā)生反應的化學方程式為2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓。(3)SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，但該反應是不穩(wěn)定的，所以裝置D的作用是驗證SO2的漂白性和生成物的不穩(wěn)定性；由于裝置中還殘留有SO2氣體，所以實驗結束時需從導管a通入大量空氣，其目的是使裝置中殘留的SO2氣體完全被裝置E中的NaOH溶液吸收，以防止污染環(huán)境。 4．(2018伊春模擬)硫代硫酸鈉是一種重要的化工產品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O)。 Ⅰ.[查閱資料] (1)Na2S2O35H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。 Ⅱ.[制備產品] 實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置)： 實驗步驟： (1)檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑。 儀器a的名稱是________；E中的試劑是________(填字母)。 A．稀H2SO4B．NaOH溶液 C．飽和NaHSO3溶液 (2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。 (3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結束反應。過濾C中混合物，濾液經__________(填寫操作名稱)、結晶、過濾、洗滌、干燥，得到產品。 Ⅲ.[探究與反思] (1)為驗證產品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設計了以下實驗方案，請將方案補充完整。 (所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇) 取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，______________________， 若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，則可確定產品中含有Na2SO3和Na2SO4。 (2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量，在不改變原有裝置的基礎上對實驗步驟(2)進行了改進，改進后的操作是______________________________________________________________。 (3)Na2S2O35H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產品通過________________方法提純。 答案　Ⅱ.(1)分液漏斗　B　(3)蒸發(fā) Ⅲ.(1)過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl (2)先向A中燒瓶滴加濃H2SO4，產生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重結晶 解析?、?(1)儀器a有活塞，故a為分液漏斗；在A裝置中產生污染環(huán)境的氣體SO2，故E裝置用于處理未反應的SO2，在給定的三種溶液中，只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)從溶液中得到晶體的操作包括蒸發(fā)、結晶、過濾、洗滌、干燥這五步。 Ⅲ.(1)根據Ⅰ中(3)可知BaSO3可溶于鹽酸，而BaSO4難溶于鹽酸，則在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液后，將生成的沉淀過濾、洗滌后，向沉淀中加入鹽酸，沉淀未完全溶解，說明溶液中含有SO，沉淀溶解的部分生成了刺激性氣味的氣體為SO2，則沉淀中含有BaSO3，故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知Na2SO3易被氧化，故裝置中的氧氣能將Na2SO3氧化，為了減少Na2SO4的生成量，應先將裝置中的空氣排盡，可先用A裝置中生成的SO2將裝置中的空氣排盡。(3)因為硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而顯著增大，故可采用重結晶法將其提純。 微專題　H2O2與O3的結構、性質和用途 1．過氧化氫(其水溶液俗稱雙氧水) (1)過氧化氫的分子結構：過氧化氫分子中含有極性鍵和非極性鍵，其結構式為H—O—O—H，電子式為。 (2)過氧化氫的化學性質 ①氧化性：過氧化氫是綠色氧化劑，具有較強的氧化性。例如： H2O2＋2KI＋2HCl===2KCl＋I2＋2H2O 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O H2O2＋H2S===S↓＋2H2O H2O2＋SO2===H2SO4 注意　在酸性條件下H2O2的還原產物為H2O，在中性或堿性條件下其還原產物為OH－(或氫氧化物)。 ②還原性：過氧化氫遇到強氧化劑被氧化生成氧氣。 例如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑＋8H2O ③不穩(wěn)定性：過氧化氫在常溫下緩慢分解生成氧氣和水，加熱或者加入催化劑(MnO2、Cu2＋、Fe3＋等)快速分解。 2H2O22H2O＋O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ (3)過氧化氫的用途：作消毒劑、殺菌劑，作漂白劑、脫氯劑，純H2O2還可作火箭燃料的氧化劑等。 2．氧氣的同素異形體臭氧(O3) (1)物理性質 常溫常壓下，臭氧是一種有特殊臭味的淡藍色氣體，它的密度比氧氣大，比氧氣易溶于水。吸入少量臭氧對人體有益，吸入過量對人體健康有一定危害。 (2)化學性質 ①不穩(wěn)定性：2O33O2 ②強氧化性：Ag、Hg等金屬在臭氧中可以被氧化，O3能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，其反應的化學方程式如下： O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2 ③漂白和消毒：許多染料受到臭氧的強烈氧化會褪色，臭氧還能殺死許多細菌。 (3)生產方式：3O22O3 (4)臭氧層：能吸收來自太陽的大部分紫外線，是人類和其他生物的保護傘。氟氯烴是破壞臭氧層的“元兇”。 (5)臭氧的用途：脫色劑、消毒劑等。 專題訓練 1．臭氧(O3)可應用于游泳池、生活用水、污水的殺菌和消毒，大氣中的臭氧層能有效阻擋紫外線。長期吸入大量臭氧會引起口干燥、咳嗽等不適癥狀。臭氧發(fā)生器是在高壓電極的作用下將空氣中的氧氣轉化為臭氧的裝置。下列說法正確的是(　　) A．氧氣轉化為臭氧是物理變化 B．臭氧分子的相對分子質量為36 C．一個臭氧分子中含有3個氧原子 D．臭氧對人的身體健康不利，應該拒絕使用臭氧 答案　C 解析　轉化過程物質發(fā)生了變化，有新物質生成，應為化學變化，故A錯誤；根據分子式的含義知臭氧的相對分子質量為163＝48，故B錯誤；根據分子式的含義標在化學式中元素符號右下角的數字表示該元素的原子個數，知一個臭氧分子中含有3個氧原子，故C正確；臭氧可應用于游泳池、生活用水、污水的殺菌和消毒，對人的身體健康也有有利的一面，故D錯誤。 2．(2018包頭質檢)O3是重要的氧化劑和水處理劑，在平流層存在：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＝－144.8kJmol－1，t℃時K＝31076。 下列說法不正確的是(　　) A．O3轉變?yōu)镺2的能量曲線可用上圖表示 B．O3轉變?yōu)镺2為氧化還原反應 C．臭氧層中氟里昂釋放出的氯原子是O3分解的催化劑 D．t℃時，3O2(g)??2O3(g)，K≈3.3310－77 答案　B 解析　根據吸熱反應的ΔH＞0，放熱反應的ΔH＜0，圖像中反應物的總能量大于生成物的總能量，反應是放熱反應，反應焓變＝生成物的總能量－反應物的總能量，據此分析A正確；O2可以轉化成O3，但元素化合價未變，不是氧化還原反應，故B錯誤；X參與反應，加快了速率，本身的質量和化學性質在反應前后不變，屬于催化劑，所以氟利昂在紫外線的照射下分解的氯原子在此轉化過程中作為催化劑，故C正確；相同條件下，逆反應的K值是正反應K值的倒數，故D正確。 3．H2O2是重要的化學試劑，在實驗室和生產實際中應用廣泛。 (1)寫出H2O2的結構式：________，H2O2在MnO2催化下分解的化學方程式：________________________________________________________________________。 (2)①我們知道，稀硫酸不與銅反應，但在稀硫酸中加入H2O2后，則可使銅順利溶解，寫出該反應的離子方程式：_________________________________________________________。 ②在“海帶提碘”的實驗中，利用酸性H2O2得到碘單質的離子方程式是________________________________________________________________________。 ③你認為H2O2被稱為綠色氧化劑的主要原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)H2O2還有一定的還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。 ①寫出反應的離子方程式：_____________________________________________________。 ②實驗室常用酸性KMnO4標準液測定溶液中H2O2的濃度，酸性KMnO4溶液應盛放在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中，判斷到達滴定終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)H2O2是一種二元弱酸，寫出其第一步電離的方程式：_____________________________，它與過量的Ba(OH)2反應的化學方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)H—O—O—H　2H2O22H2O＋O2↑ (2)①H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O?、贖2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2　③還原產物為水，對環(huán)境無污染 (3)①5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O②酸式　滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后變淺紫色，30s內不褪色 (4)H2O2??H＋＋HO　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O 1．(高考選項組合題)下列說法正確的是(　　) A．SO2作紙漿的漂白劑沒有發(fā)生化學變化(2016四川理綜，1C) B．SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(2015重慶理綜，2D) C．H2、SO2、CO2三種氣體都可用濃H2SO4干燥(2015安徽理綜，9C) D．用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2(2014重慶理綜，2A) 答案　C 解析　SO2的漂白性是利用SO2與有色物質化合生成無色物質，是化學變化，A項錯誤；SO3溶于水生成H2SO4，NO在酸性條件下將SO2氧化為SO，因而SO2和SO3的混合氣體通入Ba(NO3)2溶液中最終沉淀為BaSO4，B項錯誤；三種物質均不與濃硫酸反應，都能用濃硫酸干燥，C項正確；氫氧化鉀與二氧化硫和三氧化硫都能反應，而且都沒有明顯現(xiàn)象，因此不能用KOH溶液鑒別，D項錯誤。 2．(2017北京理綜，10)根據SO2通入不同溶液中實驗現(xiàn)象，所得結論不正確的是(　　) 實驗 現(xiàn)象 結論 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 產生白色沉淀 SO2有還原性 B H2S溶液 產生黃色沉淀 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 產生膠狀沉淀 酸性：H2SO3>H2SiO3 答案　C 解析　A項，溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再與BaCl2反應產生白色沉淀，體現(xiàn)了SO2的還原性；B項，SO2與H2S溶液發(fā)生反應SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，體現(xiàn)了SO2的氧化性；C項，SO2使酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了SO2的還原性；D項，SO2與Na2SiO3溶液反應產生膠狀沉淀，根據強酸制弱酸，可得結論：酸性：H2SO3＞H2SiO3。 3．下列敘述正確的是(　　) A．配制稀硫酸的操作是先將濃硫酸加入燒杯中，后倒入蒸餾水(2016全國卷Ⅲ，9A) B．常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學反應(2016四川理綜，2B) C．NaCl與濃H2SO4加熱可制HCl，推測NaBr與濃H2SO4加熱可制HBr(2016上海，21D) D．濃H2SO4滴入蔗糖固體中，將產生的氣體通入溴水，溴水褪色，說明濃硫酸具有脫水性、氧化性(2014新課標全國卷Ⅰ，13B) 答案　D 解析　B項中“鈍化”也是化學變化；C項中濃硫酸能氧化Br－，故不能制取HBr。 4．[2017天津理綜，10(1)(2)(3)(4)]H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脫H2S的原理： H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4 4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O (1)硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是________________________________________________________________________。 (2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為______________________________________。 若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S (3)隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)＝4時，氧化產物的分子式為________。 Ⅱ.SO2的除去 方法1(雙堿法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生 NaOH溶液Na2SO3溶液 (4)寫出過程①的離子方程式：____________________________________________________； CaO在水中存在如下轉化：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)降低反應活化能(或作催化劑) (2)30℃、pH＝2.0　蛋白質變性(或硫桿菌失去活性) (3)H2SO4　(4)2OH－＋SO2===SO＋H2O SO與Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成 解析　(1)由硫桿菌存在時的反應速率增大5105倍可知，硫桿菌為該反應的催化劑，降低了反應的活化能。(2)由圖1可知，溫度在30℃左右時，速率最快；由圖2可知，反應混合液的pH＝2.0左右時，速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件為溫度為30℃、混合液的pH＝2.0。硫桿菌屬于蛋白質，若反應溫度過高，受熱變性失活，導致反應速率下降。(3)用H2O2氧化H2S時，H2O2被還原為H2O。當n(H2O2)/n(H2S)＝4時，設n(H2O2)＝4 mol，則n(H2S)＝1 mol，設氧化產物中S的化合價為x，由氧化還原反應的電子守恒規(guī)律，可得：42[(－1)－(－2)]＝1[x－(－2)]，解得x＝＋6。所以氧化產物的分子式為H2SO4。(4)過程①是NaOH與SO2的反應，反應的離子方程式為2OH－＋SO2===SO＋H2O；由CaO在水中的轉化平衡：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)??Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，可推斷過程②Na2SO3溶液中加入CaO后，生成CaSO3沉淀，c(Ca2＋)減小，使上述平衡向正向移動，c(OH－)增大，所以有NaOH生成。 1．如圖有關硫元素循環(huán)的說法不合理的是(　　) A．煤、石油中的硫元素燃燒時能生成SO2 B．動物尸體腐敗過程產生的H2S氣體會進入大氣 C．循環(huán)過程中硫元素既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應 D．大氣中的硫元素會全部轉化成H2SO4隨雨水降到土壤里 答案　D 解析　D項，大氣中的硫元素部分轉化成H2SO3隨雨水降到土壤里，錯誤。 2．(2017衡水市第二中學高三模擬)下列關于硫及其化合物的說法中不正確的是(　　) A．硫粉在過量的純氧中燃燒也不能生成三氧化硫 B．SO2既可以是含硫物質的氧化產物，也可以是含硫物質的還原產物 C．二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，體現(xiàn)了其漂白性 D．自然界中存在可溶于CS2的游離態(tài)的硫 答案　C 解析　硫粉燃燒生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，故A正確；二氧化硫的生成可以是濃硫酸被還原生成，也可以是硫單質被氧化生成，故B正確；二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，體現(xiàn)了酸性氧化物與堿反應的性質，與漂白性無關，故C錯誤；自然界中存在游離態(tài)的硫，如火山口存在游離態(tài)的硫，且S易溶于CS2，故D正確。 3．下列說法不正確的是(　　) A．O3、H2O2、HClO能殺菌消毒的原因是均具有強氧化性 B．為了加快H2O2水溶液放出O2可加入MnO2 C．H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)了H2O2的強氧化性 D．在酸性溶液中H2O2氧化KI的離子方程式為H2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2 答案　C 解析　H2O2使酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)了H2O2的還原性。 4．下列說法正確的是(　　) A．SO2和SO3都是酸性氧化物，二者的水溶液都是強酸 B．將銅片放入濃硫酸中，無明顯現(xiàn)象是因為銅片發(fā)生了鈍化 C．銅與硫化合的產物是CuS D．富含硫黃的礦物在工業(yè)上可用于制造硫酸 答案　D 解析　SO2溶于水形成亞硫酸，亞硫酸是弱酸，A項錯誤；常溫下銅片和濃硫酸不反應，加熱條件下才反應，B項錯誤；銅與硫化合的產物是Cu2S，C項錯誤。 5．(2018天門高三模擬)硫酸、亞硫酸和氫硫酸是含硫的三種酸。下列說法不正確的是(　　) A．若向Na2S溶液中通入SO2，則產生淡黃色沉淀 B．這三種酸都是二元酸，都能與氫氧化鈉反應