第13讲 硫及其化合物(课件)-2024年高考化学一轮复习(新教材新高考)
展开1、全面、系统复习回顾基本知识。了解知识规律的来龙去脉,透彻理解概念的内涵外延,让学生经历教材由薄变厚的过程。要正确理解基础,不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习,基础就是像盖房子一样,需要着力做好两件大事:一是夯实地基,二是打好框架。2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。一轮复习,要以教材为本,全面细致的回顾课本知识,让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点,先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理,对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。落实解题的三重境界:一是“解”,解决问题。二是“思”,总结解题经验和方法。三是“归”,回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字:慢(审题),快(书写),全(要点全面,答题步骤规范)。 4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。高三复习要突出重点,切忌主次不分,无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情,讲难点、重点、易混点、薄弱点;讲思路、技巧、规范;讲到关键处,讲到点子上,讲到学生心里去。
第13讲 硫及其化合物
知识梳理 题型归纳
考点要求考题统计考情分析物质的组成、性质、分类2023**卷**题,**分2022**卷**题,**分2021**卷**题,**分……传统文化中的性质与变化2023**卷**题,**分2022**卷**题,**分2021**卷**题,**分
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(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
知识点1 硫单质的性质及应用
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。
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
①硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
②汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
(1)无色,有臭鸡蛋气味的有毒气体。(2)密度比空气大(H2S:34>空气:29)(3)微溶于水(1:2.6),水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
氧化性:KMnO4>Cl2>O2>Br2>I2>S>H2S
A.与O2反应(可燃性:淡蓝色火焰), 产物:S或S,SO2或SO2
B.与卤素单质的反应: H2S+X2=S↓+2HX(X=Cl、Br、I)
C.与酸性KMnO4反应:2KMnO4+5H2S+3H2SO4=5S↓+K2SO4+2MnSO4+8H2O
现象:溴水/碘水褪色且生成淡黄色沉淀。
KMnO4的强氧化性体现:+7价Mn
现象:酸性KMnO4溶液的颜色变浅(MnO4-:紫红色)
3.与某些盐反应(复分解反应)
(2)与活泼金属反应(氧化性)
H2S+CuSO4=CuS(黑色)↓+H2SO4,CuS不溶于水,不溶于酸
1)还原性:同H2S气体。H2S还原性的体现:-2价S;H2S氧化性的体现:+1价H
H2S+Pb(Ac)2=PbS(黑色)↓+2HAc,PbS不溶于水,不溶于酸
检验H2S气体:上述溶液或湿润的Pb(Ac)2试纸。
3)干燥装置:无水CaCl2或P2O5,不能用浓硫酸(强氧化性)。
5)尾气吸收装置:NaOH溶液
4)收集装置:向上排空气法
1)原理:强酸制弱酸 FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4
2)发生装置:固+液,不加热,简易发生装置。
1.二氧化硫(SO2)
知识点3 硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
(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氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S=3S↓+2H2O
b.与卤素单质的水溶液反应:X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I);
c.与铁盐溶液反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe3++2H++SO42-;
d.与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀:2CuX2+SO2+2H2O=2CuX↓+H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I);
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。
①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(4)SO2和CO2的鉴别
(1)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(3)SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(2)SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(4)三类漂白剂的区别
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为态,在标准状况下为态。
a.与水反应:SO3+H2O=H2SO4(放出大量的热)
(2)化学性质(酸性氧化物)
b.与氧化钙反应:SO3+CaO=CaSO4
c.与氢氧化钠反应:SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
3.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:
(5)四种常见的SO2尾气处理方法
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)
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。
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,化学方程式为
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。
考向1 硫及其氧化物的性质及应用
【变式训练1】(2023·上海虹口·统考二模)将足量SO2气体通入BaCl2溶液中,无明显现象。若要观察到BaSO3沉淀,可再通入A.Cl2B.NO2C.H2SD.NH3
考向2 硫的氧化物的污染与防治
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高(沸点338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸),难挥发;98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
(3)稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比混溶,溶解时可放出大量热。
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4=2H++SO42-,具有酸的通性。
①指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
③与碱的反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O;
②与金属反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ;2Al + 3H2SO4 =Al2(SO4)3 + 3H2↑
④与碱性氧化物反应:CuO +H2SO4 = CuSO4 +H2O;MgO+2H+=Mg2++H2O;
⑤与某些盐的反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+ 2HCl;SO32-+2H+=H2O+SO2↑;
3.浓H2SO4的特性
1)吸水性与脱水性的区别
利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
(1)Fe、Al的钝化:常温下,当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在,体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中,存在+6价硫,很容易得电子被还原,所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧化:
由于浓硫酸具有强氧化性,故存在与稀硫酸不同的化学性质,能够与不活泼金属或非金属发生反应,反应过程中有如下规律:
(2)与不活泼金属和非金属的反应
①反应要加热,否则不反应;
②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
③浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。如:
【归纳总结】浓H2SO4与金属反应的规律
A.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。
B.与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
C.与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。例如:1 ml Cu与含2 ml H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 ml。
D.浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
⑤随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
②由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4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H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
(1)工业制硫酸的流程
(2)工业制硫酸的步骤及反应原理
知识点2 SO32-、SO42-的检验
①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去,发生的离子反应为SO32-+2H+=H2O+SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后向沉淀中加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体,发生反应的离子方程式为SO32-+Ba2+=BaSO3↓,BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O。
2.检验SO42-的正确操作方法:
先加稀盐酸的目的是防止CO32-、SO42-、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:CO32-+2H+=CO2↑+H2O、SO32-+2H+=SO2↑+H2O、Ag++Cl-=AgCl↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓。
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
考向2 考查SO32-、SO42-的检验
知识点1 不同价态含硫物质的转化
(1)相同价态硫的转化通过酸、碱反应实现。如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
(2)相邻价态的同种元素的微粒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。
(3)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。可用如图表示:
2.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系(即硫及其化合物的价类二维图)
3.构建硫及其化合物转化网络
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
知识点2 氧族元素的其它知识归纳
①硫化碱法,即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方程式为I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO42-,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O= Na2SO4+H2SO4+8HCl(用作纺织工业上的脱氯剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O(用于探究速率与浓度、温度的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl=2NaCl+2SO2↑+H2O。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O=2NaHSO4+4HI。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为+6价,含有1个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。作为氧化剂参与反应时,过氧键断裂,过氧键中的氧原子由-1价变为-2价,硫原子化合价不变。如S2O82-+2I-=2SO42-+I2,5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S为+3价,是强还原剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2的氧化性比SO2强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S=Se+2S+2H2O;3SeO2+4NH3=3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O=H2SeO4+2HCl。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Te;H2TeO3+Cl2+H2O=H2TeO4+2HCl。
(4)硒和碲的一切化合物均有毒。
6.O3和H2O2的性质及应用
(1)组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体,是一种极性分子。
(3)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(H2O2)
考向1 考查不同价态含硫物质的转化关系
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
1.(2023·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是A.SO2能使某些色素褪色,可用作漂白剂B.金属钠导热性好,可用作传热介质C.NaClO溶液呈碱性,可用作消毒剂 D.Fe2O3呈红色,可用作颜料
2.(2023·浙江·高考真题)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是A.Na和乙醇反应可生成H2B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2C.工业上用氨的催化氧化制备NOD.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
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