第22讲 硫及其化合物的相互转化 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

这是一份第22讲 硫及其化合物的相互转化 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件，共39页。PPT课件主要包含了复习目标，必备知识，硫的循环转化，专项突破，真题演练等内容，欢迎下载使用。
1.能从物质类别、硫的化合价变化理解硫及其化合物的转化关系。2.掌握硫及其重要化合物的性质及制备方案。
1.同价态硫的化合物之间的转化关系(1)＋4价硫的化合物之间的转化
写出①的离子方程式：__________________________；写出②的离子方程式：__________________________；写出③的化学方程式：__________________________________；写出④的化学方程式：_______________________________。
Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
(2)－2价硫的化合物之间的转化氢硫酸(H2S)是二元酸，与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系，跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
①写出硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式：_________________________。②写出NaHS与HCl反应的离子方程式：___________________。
HS－＋OH－===H2O＋S2－
HS－＋H＋===H2S↑
2.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其 的价态，即台阶式升降，可用下图表示：
写出③④⑤反应的化学方程式：
③______________________；④________________；⑤_________________________。
SO2＋2H2S===3S＋2H2O
注意　(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。
1.硫是生物必需的营养元素之一，下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B.硫循环中含硫化合物均为无机物C.上述硫循环中硫元素均被氧化D.烧煤时加石灰石，可减少酸雨及温室气 体的排放
硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2，含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环，故A正确；硫循环中含硫化合物有有机物，如R1—S—R2，也有无机物，如SO2，故B错误；
硫循环中硫元素有的被氧化，有的被还原，故C错误；烧煤时加石灰石，可减少SO2的排放，但不会减少温室气体的排放，故D错误。
2.天然气是一种重要的化工原料和燃料。常含有少量H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法正确的是
A.整个脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液并未 参与反应B.整个脱硫过程中参加反应的n(H2S)∶ n(O2)＝2∶1C.脱硫过程需不断补充FeSO4D.CH4是天然气脱硫过程的催化剂
在脱硫过程中Fe2(SO4)3与H2S发生反应：Fe2(SO4)3＋H2S===2FeSO4＋H2SO4＋S↓，A错误；脱硫过程中Fe2(SO4)3与H2S发生反应：Fe2(SO4)3＋H2S===2FeSO4＋H2SO4＋S↓，然后发生反应：4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O，总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，故参加反应的n(H2S)∶n(O2)＝2∶1，B正确；脱硫过程反应产生中间产物FeSO4，后该物质又反应被消耗，FeSO4的物质的量不变，其在流程中循环利用，因此不需补充FeSO4，C错误；CH4在反应过程中没有参加反应，因此不是天然气脱硫过程的催化剂，D错误。
3.如图所示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。
H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式： _________________。(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式： ___________________________。(3)写出一个由D生成B的化学方程式： ___________________________________________________________________________________。
(4)将5 mL 0.10 ml·L－1 E溶液与10 mL 0.10 ml·L－1 NaOH溶液混合。①写出反应的离子方程式： ________________________________；
常见的固态单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2，而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S，由A在加热条件下可与氢气反应推测A是单质硫，从B、C的相对分子质量之比为4∶5，确定A是单质硫；硫酸是重要的工业原料，化合物E应为H2SO3。
将5 mL 0.10 ml·L－1 E(H2SO3)溶液与10 mL 0.10 ml·L－1 NaOH溶液混合，二者恰好完全反应，所得溶液为Na2SO3溶液。
②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_______________________________________；
③加热反应后的溶液，其pH________(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是________________________________。
升高温度促进Na2SO3溶液的水解
根据水解的热效应可知加热溶液可以促进水解。
[归纳提升] 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
Na2SO3→BaSO3
(3)＋6 价硫的化合物间的转化SO3→H2SO4→NaHSO4→Na2SO4→BaSO4(4)氧化还原反应之间的转化
4.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液　②浓硫酸　③Na2S溶液　④稀硫酸　⑤酸性KMnO4溶液　⑥品红溶液　⑦铜片
二、实验室中硫及其化合物的转化
(1)实验ⅰ选择的试剂是①和________(填序号)，证明实现转化的现象是__________________，该转化利用了Na2SO3的________性。
酸性KMnO4溶液褪色
(2)实验ⅱ实现了___________价S向_____价S的转化。(3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是________________________________________，证明实现转化的现象是________________________________________。
将产生的气体通入品红溶液，品红溶液褪色
5.(2022·徐州市高三模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是
A.导管a的作用是有利于硫酸滴入B.装置A中的反应体现硫酸的酸性C.装置B、D作用完全相同D.装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成
导管a可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压，有利于硫酸顺利滴入，A正确；装置A中发生反应的化学方程式为H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，利用复分解反应强制弱原理制备SO2，该反应体现了硫酸的酸性，B正确；实验过程中可以通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，同时二氧化硫与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用，D的作用仅仅是作安全瓶，起防倒吸的作用，C错误；C中出现黄色浑浊，说明C中产生了硫单质，最终又变澄清，说明硫单质又反应了，D正确。
6.[2018·全国卷Ⅰ,27(1)(2)]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：___________________________。
三、化工生产中陌生含硫化合物的制备
2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。
酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是__________________________。
得到NaHSO3过饱和溶液
7.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，可以用作染色工艺的还原剂，纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水，难溶于乙醇，在碱性介质中较稳定，在空气中易被氧化。回答下列问题：(1)Na2S2O4在潮湿空气中被氧化，生成的两种常见酸式盐是__________________(填化学式)。
NaHSO3、NaHSO4
Na2S2O4中S显＋3价，在潮湿空气中被氧化，S部分转化为＋4价，部分转化为＋6价，则生成的两种常见酸式盐为NaHSO3和NaHSO4。
(2)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示：
①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液，其目的是_____________________________________。
锌粉—水悬浊液与SO2的接触面积比锌块与SO2的接触面积大，反应速率快。
②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为____________________。③在步骤Ⅲ中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤，其优点是______________________________________，“后续处理”最终要加入少量的Na2CO3固体，其原因是_____________________________________________。
Zn＋2SO2===ZnS2O4
减少Na2S2O4的溶解损
Na2CO3为碱性物质，保险粉在碱性介质中较稳定
Na2S2O4固体易溶于水，难溶于乙醇，用乙醇洗涤，既可减少溶解损失，又易于干燥；Na2S2O4在碱性介质中较稳定，Na2CO3固体可提供碱性环境，增强保险粉的稳定性。
(3)目前，我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠，其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中，然后通入SO2发生反应，有CO2气体放出，总反应的离子方程式是_________________________________________。
1.(2021·辽宁，8)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是
A.a可能为正盐，也可能为酸式盐B.c为不溶于盐酸的白色沉淀C.d为含极性键的非极性分子D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；d为SO2，由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知，d是含有极性键的极性分子，C错误；盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，Na2S2O3与稀盐酸可发生反应：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O，故反应②中还可能生成淡黄色沉淀，D正确。
2.[2022·全国甲卷，26(2)(3)(5)(6)]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
回答下列问题：(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_________________________________、________________。
将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积
由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应：ZnCO3 ZnO＋CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，加入物质X调节pH＝5，结合表格数据，过滤得到滤渣①为Fe(OH)3、CaSO4、SiO2，滤液①中主要含有Zn2＋、Cu2＋、Mg2＋、Ca2＋、Fe2＋，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2＋，过滤得到滤渣②为Fe(OH)3和MnO2，滤液②中加入锌粉，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，过滤后得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O，据此分析解答。
可采用将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率。
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是__________(填标号)。A.NH3·H2O B.Ca(OH)2C.NaOH滤渣①的主要成分是____________、__________、__________。
NH3·H2O易分解产生NH3污染空气，且经济成本较高，故A不适宜；Ca(OH)2不会引入新的杂质，且成本较低，故B适宜；NaOH会引入杂质Na＋，且成本较高，C不适宜；
当沉淀完全时(离子浓度小于10－5ml·L－1)，结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时的pH，pH＜5的只有Fe3＋，故滤渣①中有Fe(OH)3，又因为CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2。