2024届高考化学一轮总复习第四章非金属及其化合物第二节硫及其化合物课件
展开[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物。
)(2)等质量的 S6 和 S8 分子分别与足量的 KOH 反应,消耗 KOH
(3)SO2 中少量的 HCl 可通过饱和 NaHSO3 溶液除去。(
(4)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。(
物质的量为 0.46 ml。(
(6)H2SO4 是难挥发性强酸,H2S 是挥发性弱酸,所以可用浓硫
酸与 FeS 反应制取 H2S 气体。(
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
(5)× (6)×
(5)50 mL 18.4 ml·L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2
2.将 SO2 分别通入下列四种溶液中。
(1)试管 a 中的实验现象:酸性 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
(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)硫酸钡
考点一 硫及其氧化物
(1)自然界中硫元素的存在
(2)硫单质的物理性质
(3)从化合价角度认识硫的氧化性和还原性①硫具有氧化性(弱氧化性,与变价金属反应生成低价态金属硫化物)
S 与 Fe、Cu、Hg 反应的化学方程式分别为______________、___________________、S+Hg===HgS(该反应常用于处理温度计
破碎后洒落的汞)。②硫具有还原性
ⅰ.S 与 O2 反应的化学方程式为__________________,在空气中燃烧火焰为______色。ⅱ.与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为____________
______________________。
S+2H2SO4(浓)
硫与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 3S+6NaOH
+Na2SO3+3H2O,该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内壁附着的单质硫。
2.二氧化硫(1)物理性质
(2)从物质类别和元素价态角度认识 SO2 的化学性质①具有酸性氧化物的通性(写出相应化学方程式)ⅰ.与水反应生成亚硫酸:_________________________;
ⅱ.与足量碱溶液反应生成亚硫酸盐,与少量碱溶液反应生成亚硫酸氢盐。例如,SO2 与足量 NaOH 溶液反应:______________
___________________。
2NaOH+SO2=== Na2SO3+H2O
②具有弱氧化性将 SO2 通入 H2S 溶液中:____________________________,
SO2 作_____剂,体现其______性。
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③具有较强还原性O2:________________________________强还原性氯水:__________________________________
Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
ⅰ.SO2 可与某些有色物质化合,生成不稳定的无色物质,体现其漂白性。ⅱ.工业上可利用 SO2 来漂白纸浆、毛、丝等。SO2 还用于杀菌、消毒等,可用作干果的防腐剂。
(3)实验室制法①固体 Na2SO3 与较浓硫酸反应,化学方程式为_________________________________________________________;②铜丝与浓硫酸混合加热,化学方程式为_______________________________________________________。
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(4)SO2 对大气的污染与防治
3.三氧化硫(1)物理性质
熔点 16.8 ℃,沸点 44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下
SO3 是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,能与水、碱性氧
SO3+H2O===H2SO4
SO3+CaO===CaSO4
SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
考点二 硫酸 硫酸根离子的检验1.硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色______液体,沸点高,难挥发。(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的
(3)稀释方法:将_______沿器壁慢慢注入水中,并用______不断搅拌。(切记:不能将浓硫酸和水的加入顺序颠倒)2.稀硫酸具有酸的通性硫酸具有酸的化学通性,在水中的电离方程式为 H2SO4===
①硫酸是高沸点、难挥发的强酸,利用这一性质可以制取HCl
和HF:H2SO4(浓)+NaCl
NaHSO4+HCl↑、CaF2+H2SO4===
CaSO4+2HF↑。②由“量变”引起的“质变”:金属(如 Cu、Zn 等)与浓硫酸反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀硫酸,Cu 与稀硫酸不反应,Zn 与稀硫酸反应生成 H2而不是SO2。
4.工业制备硫酸的原理示意图
其中,黄铁矿燃烧的化学方程式为 4FeS2+11O2+8SO2。
SO4 ,否则不含。
(1)检验操作:待测液产生白色沉淀,证明该溶液含有
(2)加足量稀盐酸的目的是排除______、______、______干扰,
考点三 硫及其化合物的转化1.相同价态含硫物质的相互转化
发生非氧化还原反应,主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等。
分别写出反应②、③、④的离子方程式:②________________________________________;③________________________________________;④________________________________________。
2.不同价态含硫物质的相互转化
发生氧化还原反应,主要试剂是氧化剂和还原剂。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:
例如,H2S写出反应③、⑤的化学方程式:③__________________________________;⑤__________________________________。
SO2+2H2S===3S+2H2O
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。
考向1 二氧化硫的性质及转化1.(2021 年德州期末)某小组设计实验对硫的燃烧产物及其性
质进行验证,实验装置如图所示,以下说法正确的是(
S2-被氧化生成单质硫,证明硫的燃烧产物有氧化性,C错误;加
解析:硫粉在氧气中燃烧,生成的 SO2 具有漂白性,可使湿润的品红试纸褪色,A正确;SO2与湿润的Na2S作用可能产生H2S,而 H2S 也能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,不能证明硫的燃烧产物是酸类物质,B 错误;湿润的 Na2S 试纸上出现淡黄色固体,说明
入 BaCl2 溶液产生白色沉淀,该沉淀是 BaSO4,其原因是 SO2 溶于水生成 H2SO3,继而被 O2 氧化为 H2SO4,滴入 BaCl2 溶液后发生复分解反应生成BaSO4,不能证明硫燃烧的产物中有SO3,D错误。
2.(2022 年天津第一中学期末)根据 SO2 通入不同溶液中的实
验现象,所得结论不正确的是(
(1)SO2 不能漂白酸碱指示剂:将 SO2 通入紫色石蕊溶液中,
溶液变成红色,但不褪色。
(2)SO2 使溶液褪色不一定表现漂白性:SO2 使酸性 KMnO4 溶
液、溴水、氯水、碘水褪色,体现其还原性。
(3)SO2通入BaCl2(或CaCl2)溶液,不产生白色沉淀:由于H2SO3的酸性比 HCl 的弱,H2SO3 不能与 BaCl2(或 CaCl2)反应,故不能产生白色沉淀。
考向2 浓硫酸的性质及应用3.(2022 年潍坊二模)某化学小组用如图所示装置探究铜与浓硫酸的反应,过程中观察到,左侧试管内壁有淡黄色固体,液面上方铜丝变黑,溶液中有白色(灰白色)固体生成。将铜丝抽至脱离溶液,继续加热,保持沸腾状态,淡黄色固体消失。将变黑的铜
丝置于稀硫酸中,黑色物质不溶解。下列说法错误的是(
A.实验过程中观察到石蕊溶液变红后不褪色B.试管中白色(灰白色)固体为无水硫酸铜C.铜丝上的黑色物质为氧化铜
D.淡黄色固体消失的原因是硫酸蒸气将固体硫氧化
解析:解析:SO2 具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液,SO2与水反应生成 H2SO3 而使石蕊溶液显酸性,溶液只变红不褪色,A正确;Cu 与浓硫酸反应生成 CuSO4,由于浓硫酸具有吸水性且量较大,不能得到 CuSO4·5H2O,故试管底部白色固体为无水硫酸铜,B 正确;变黑的铜丝置于稀硫酸中,黑色物质不溶解,而 CuO 可溶于稀硫酸,故该黑色物质不是 CuO,C 错误;据元素守恒推知,淡黄色固体是单质 S,浓硫酸具有强氧化性,加热时可将 S 氧化生成 SO2,故硫酸蒸气将固体硫氧化,淡黄色固体消失,D 正确。
4.(2022 年泰安一模)某同学在实验室选用下列实验装置,验证
浓硫酸与木炭反应的生成物。下列说法正确的是(
A.浓硫酸与木炭反应中,浓硫酸表现出酸性和强氧化性B.验证产物的正确连接顺序为:Ⅰ→Ⅳ→Ⅲ→ⅡC.装置Ⅱ中两侧品红溶液在实验设计中的作用不相同
D.若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,无法检验产物中有无 CO2
解析:加热时,浓硫酸与木炭反应生成 CO2、SO2 和H2O,浓硫酸只表现强氧化性,A 错误;气体通过溶液要带出水蒸气,验证产物要先通过Ⅲ中无水硫酸铜检验水蒸气,故正确连接顺序为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ,B 错误;装置Ⅱ中左侧品红溶液用于检验 SO2的存在,酸性 KMnO4 溶液用于除去 SO2,右侧品红溶液用于检验SO2 是否除净,C 正确;若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,只要Ⅱ中右侧品红溶液不褪色,Ⅳ中石灰水变浑浊,可证明产物含 CO2,D 错误。答案:C
考向3 含硫物质的转化关系及应用5.(2022 年肇庆二模)部分含硫物质的分类与相应硫元素的化
合价关系如图所示。下列说法错误的是(A.物质 a 是一种有臭鸡蛋气味的气体B.a 通入 c 的水溶液中会生成 bC.盐 g 与盐 f 之间也可能发生反应D.d 溶液久置于空气中会生成 e,溶液的 pH 增大
解析:物质 a 是 H2S,是一种有臭鸡蛋气味的气体,A 正确;H2S 通入SO2的水溶液中会生成单质S,B正确;NaHSO4与Na2SO3可以发生反应,C 正确;H2SO3 溶液久置于空气中会生成 H2SO4,溶液的 pH 减小,D 错误。
6.(2022 年潍坊期末)如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中 b、c、d、e 分子中只含有一个硫原子。下列
A.物质 j 和物质 e 反应生成物质 aB.物质 b 既有氧化性又有还原性C.物质 d 的浓溶液具有脱水性D.物质 f 可以与物质 q 发生氧化还原反应
解析:物质 j 和 e 分别是 H2S、H2SO3,二者发生氧化还原反应生成 S(a),A 正确;物质 b 是 SO2,S 元素显+4 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B 正确;物质 d 是 H2SO4,浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖等有机物脱水炭化,C 正确;物质 f 和 q分别是硫酸盐、硫化物,二者不能发生氧化还原反应,D 错误。
含硫化合物之间转化的 4 条转化链
(1)-2 价硫的化合物间的转化
(2)+4 价硫的化合物间的转化
SO2―→H2SO3―→NaHSO3―→Na2SO3―→BaSO3
(3)+6 价硫的化合物间的转化SO3―→H2SO4―→NaHSO4―→Na2SO4―→BaSO4(4)氧化还原反应转化链
考向4 含硫化合物的制备及性质探究7.(2020年北京卷)探究 Na2SO3 固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4。
②Na2S 能与 S 反应生成 Na2Sx,Na2Sx 与酸反应生成S和H2S。③BaS 易溶于水。隔绝空气条件下,加热无水 Na2SO3 固体得到黄色固体 A,过程中未检测到气体生成。黄色固体 A 加水得到浊液,放置得无色溶液 B。
实有S2-。反应的离子方程式是____________________________。
________________(填操作和现象),可证实分解产物中含有SO4 。
(1)检验分解产物 Na2S
取少量溶液 B,向其中滴加 CuSO4 溶液,产生黑色沉淀,证
(2)检验分解产物 Na2SO4
取少量溶液 B,滴加 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多( 经检验该沉淀含 S) ,同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液 B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,___________________________
(3)探究(2)中 S 的来源
来源 1:固体 A 中有未分解的 Na2SO3,在酸性条件下与 Na2S
来源 2:溶液 B 中有 Na2Sx,加酸反应生成 S。针对来源 1 进行如图实验:
①实验可证实来源 1 不成立。实验证据是_________________
______________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是_________________________
_________________。
③写出来源 2 产生 S 的反应的离子方程式:_______________
____________。
(4)实验证明 Na2SO3 固体热分解有 Na2S、Na2SO4 和 S 产生。运用氧化还原反应规律分析产物中 S 产生的合理性:__________________________________________________________________。
酸钠,离子方程式为S2-+Cu2+===CuS↓。(2)由题意可知,Na2S
解析:(1)Na2S 和 CuSO4 溶液发生复分解反应生成硫化铜和硫
能与 S 反应生成 Na2Sx,Na2Sx 与酸反应生成 S 和 H2S。取少量溶液 B,滴加 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含 S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明 B 溶液中含有 Na2Sx,Na2Sx 与酸反应生成 S 和 H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰。另取少量溶液 B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,除去生成的 S 单质,取上层清液,滴加 BaCl2 溶液,产
SO4 。(3)①实验可证实来源
S,反应的离子方程式:Sx +2H+
生白色沉淀,可证实分解产物中含有
1不成立。根据分析,溶液2为H2SO3,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3 具有还原性,酸性条件下KMnO4 具有强氧化性,二者混合应发生氧化还原反应,KMnO4 溶液褪色,但实际上仍为紫色,说明溶液B中不含 Na2SO3。 ②不能用盐酸代替硫酸的原因使 KMnO4 溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源 2 认为溶
液 B 中有Na2Sx,加酸反应生成
是盐酸中Cl-具有还原性,会与KMnO4 溶液发生氧化还原反应,
8.(2022 年金华十校联考)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,白色晶体,可溶于水,微溶于乙醇;暴露在空气中易被氧化成亚硫酸氢钠或硫酸氢钠,75 ℃ 以上会分解。
(1)Na2S2O4 的制取(实验装置如图)
在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加 Na2CO3 的甲醇溶液,同时通入 SO2,反应放热,保持温度为 60~70 ℃,即可生成 Na2S2O4,同时生成另一种气体。
①仪器 A 的名称是________,与普通分液漏斗相比,其优点是_________________________________________________。②三颈烧瓶中生成 Na2S2O4 的离子方程式为_______________
_______________。
③为了使反应充分进行,得到更多更纯的产品 Na2S2O4,应采取的主要措施有____________________________________。
A.控制水浴温度不超过 75 ℃B.加快通入 SO2 的速率
C.加快滴加 Na2CO3 的甲醇溶液的速率D.充分搅拌,使反应物充分接触
E.用乙醇洗涤产品,减少因溶解导致的损失
F.在通入 SO2 前还应该通入一段时间 N2,以排尽装置内的空
(2)Na2S2O4 的性质
取纯净的 Na2S2O4 晶体,隔绝空气加热,Na2S2O4 固体完全分解得到固体产物 Na2SO3、Na2S2O3 和气体产物______(填化学式)。请设计实验验证 Na2S2O4 固体完全分解后的固体产物中有 Na2S2O3存在,完成下表中内容。(供选择的试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、KMnO4 溶液)
实验步骤预期现象和结论:
解析:(1)①根据仪器的形状可知,仪器 A 的名称是恒压滴液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是能平衡气压,使液体能顺利滴下。②三颈烧瓶中是甲酸钠溶液和二氧化硫反应生成Na2S2O4,根据硫元素的化合价从+4 价降低到+3 价,得到一个电子,碳元素的化合价从+2升高到+4价,失去两个电子,根据
子守恒配平离子方程式。③由于 Na2S2O4 在75 ℃以上会分解,故控制水浴温度不超过75 ℃,可以提高产品的纯度,A 正确;加快通入SO2 的速率,加快滴加 Na2CO3 的甲醇溶液的速率,可以加快
得失电子守恒得到HCOO-~2SO2~Na2S2O4,根据电荷守恒和原
反应速率,由于反应放热,会使温度超过 75 ℃,会使 Na2S2O4 分解而降低产率,B、C 错误;充分搅拌,使反应物充分接触,可使反应充分进行,提高产率,D 正确;由于 Na2S2O4 可溶于水,微溶于乙醇,用乙醇洗涤产品,减少因溶解导致的损失,E 正确;由已知信息,Na2S2O4 暴露在空气中易被氧化成亚硫酸氢钠或硫酸氢钠,在通入 SO2 前还应该通入一段时间 N2,以排尽装置内的空气,F 正确。(2)Na2S2O4 中硫元素的化合价为+3 价,固体完全分解得到的固体产物 Na2SO3中硫的化合价为+4价,是氧化产物;Na2S2O3
答案:(1)①恒压滴液漏斗 能平衡气压,使液体能顺利滴下
③ADEF(2)SO2(3)Cr(OH)3、CaSO4
1.(2022 年广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d 均为浸有相应试液的棉花) 所示的探究实验,下列分析正确的是
A.Cu 与浓硫酸反应,只体现 H2SO4 的酸性B.a 处变红,说明 SO2 是酸性氧化物
C.b 或 c 处褪色,均说明 SO2 具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无 H2O 生成
解析:铜和浓硫酸反应过程中,生成 CuSO4 体现出浓硫酸的酸性,生成 SO2 体现出浓硫酸的强氧化性,A 错误;a 处的紫色石蕊溶液变红,其原因是 SO2 溶于水生成了酸,可说明 SO2 是酸性氧化物,B 正确;b 处品红溶液褪色,其原因是 SO2 具有漂白性,而 c 处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是 SO2 和 KMnO4 发生氧化还原反应,SO2 体现出还原性,C 错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水 CuSO4,而非蓝色的 CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O 吸收,D 错误。
2.(2021 年山东卷 ) 工业上以 SO2 和 纯 碱 为 原 料 制 备 无 水
NaHSO3 的主要流程如图,下列说法错误的是(A.吸收过程中有气体生成B.结晶后母液中含有 NaHCO3C.气流干燥湿料时温度不宜过高D.中和后溶液中含 Na2SO3 和 NaHCO3
解析:根据流程图分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A 正确;结晶后母液中含饱和 NaHSO3 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有 NaHCO3,假设产物中存在 NaHCO3,则其会与生成的 NaHSO3 发生反应,且 NaHCO3 溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B 错误;NaHSO3 高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C 正确;结合上述分析可知,中和后溶液中含 Na2SO3 和 NaHCO3,D 正确。
3.(2020 年浙江 7 月选考)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
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