第15讲　硫及其化合物 课件 含答案 2027届高三化学一轮复习

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下图为硫及其化合物之间的转化关系的价类二维图。
活动一　从价类二维图中体会硫及其化合物的转化
1. 写出FeS2的电子式。
2. 写出指定转化的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)。①SO2与氯水：
SO2与酸性KMnO4溶液：
SO2与Fe2(SO4)3溶液：
⑫【答案】 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
1. 上述资料描述了S和SO2的哪些化学性质？ 它们还有哪些性质？【答案】 描述了S的可燃性、还原性及SO2的漂白性和毒性。S还可表现出氧化性，如与金属钠反应生成Na2S、与金属铁反应生成FeS、与非金属H2反应生成H2S。SO2属于酸性氧化物，有酸性；有还原性、氧化性。
活动二　了解硫及其化合物的性质
2. 化工厂通过某种方式将一红色有机染料的溶液漂白为无色。请你设计一个简单的实验方案，分析是采用了氯水漂白，还是采用了二氧化硫漂白。【答案】 取少量漂白后的溶液，加热，若溶液变为红色，说明采用的是二氧化硫漂白；反之，为氯水漂白。
3. 硫黄不溶于水，易溶于二硫化碳(CS2，沸点为46.5 ℃)。请设计实验将黑火药的成分逐一分离。【答案】 将黑火药加入足量的蒸馏水中，充分溶解后过滤，得到滤液和滤渣。将所得滤液蒸发浓缩，冷却结晶，得到KNO3晶体。将所得滤渣加入CS2中，充分溶解后过滤，此时所得滤渣为碳，而S则在CS2中，蒸馏，可得到硫黄。4. 黑火药燃烧产生的固体成分中除了K2S外，还有少许的K2CO3和K2SO4。请设计实验证明固体中含有K2SO4。【答案】 将燃烧产生的固体溶于水，向其中加入足量的盐酸，待无明显现象后，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则含有K2SO4。
5. 大量燃放烟花爆竹不仅存在安全隐患，同时产生的SO2还会污染环境，形成酸雨。某兴趣小组在春节期间对当地的降雨进行了研究，每隔一定时间测定雨水的pH，结果见下表：
分析数据，回答下列问题。(1) 用化学方程式表示雨水样品的pH逐渐变小的原因。【答案】 2H2SO3＋O2===2H2SO4
(2) 如果将刚取样的上述雨水和自来水(用Cl2消毒)混合，pH将变小，用化学用语解释出现该变化的原因。【答案】 H2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋H2SO4或SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(3) 下列哪些问题可能是由酸雨引起的？①景区雕塑、佛像腐蚀加快　②温室效应③水体富营养化　④森林树木大片死亡⑤臭氧空洞　⑥河中鱼虾大片死亡【答案】 ①④⑥
我国在1640年就有了关于硫酸制法的明确记载：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。”“青矾”即绿矾(FeSO4·7H2O)，强热绿矾，得红色固体，气体冷凝得 “矾油”(即硫酸)。1746年英国人发明的铅室法制造硫酸使用了100多年。1. 某兴趣小组利用如图装置探究无水硫酸亚铁强热分解后的气体成分。将无水硫酸亚铁装入石英玻璃管A中，打开K1和K2，缓缓通入N2，对A处加热，实验后反应管中残留固体为红色粉末。
活动三　了解获得硫酸的几种途径
(1) 无水硫酸亚铁高温分解产生了三种产物，除Fe2O3和SO3外还含有什么？如何确定的？【答案】 SO2。根据氧化还原反应的规律，在氧化还原反应中元素的化合价有升必然有降。FeSO4高温分解产生Fe2O3，铁元素化合价升高，而只有S元素化合价能降低，故由FeSO4中的＋6价的硫降低为＋4价，即得到SO2。
(2) 为检验硫酸亚铁分解的气体成分，集气瓶B、C中盛放的试剂分别是什么？并描述出集气瓶B、C中的实验现象。【答案】 集气瓶B中盛放BaCl2溶液，观察到出现白色沉淀，说明有SO3。集气瓶C中盛放品红溶液，观察到溶液颜色褪去，说明有SO2。(3) 装置D的作用是什么？写出其中发生反应的离子方程式。
2. 铅室法制硫酸使用了100多年，其反应机理为SO2＋N2O3＋H2O ===H2SO4＋2NO、2NO＋O2===2NO2、NO＋NO2===N2O3。写出由SO2制取H2SO4的总反应的化学方程式。
3. 现代工业常用接触法制备硫酸，所用装置图如下图所示。
(1) 我国常用黄铁矿(FeS2)为原料生成硫酸，写出上述装置中发生反应的化学方程式。
(2) SO3可直接与H2O反应生成H2SO4，并放出大量热。工业生产中在吸收塔中直接喷淋98.3% H2SO4吸收SO3，而不是喷淋H2O的原因是什么？【答案】 SO3与H2O反应发热，使水汽化，吸收SO3会产生酸雾，对设备的腐蚀更强。
(3) 硫酸工业的尾气通常用足量的氨水溶液吸收，写出发生反应的离子方程式。
4. 下图是实验室模拟硫酸工业中合成SO3的装置 (已知：SO3的熔点是16.8 ℃，沸点是44.8 ℃)。
(1) 生成SO3的反应在哪一个装置中发生？C装置的作用是什么？【答案】 E装置。作安全瓶，起缓冲作用，防止倒吸。
(2) 广口瓶D内盛有浓硫酸，其作用除了干燥SO2和O2，并使SO2和O2混合均匀外，还有什么作用？【答案】 通过观察气泡控制两种气体的比例和流速。(3) 从E装置管内导出的气体成分是什么？G中所盛的试剂是什么？【答案】 SO3、O2、SO2。NaOH溶液。(4) 若去掉F及G而换成H，实验过程中可观察到的现象是什么？【答案】 液面上方有酸雾产生。
(5) 若A、B装置中的药品充足且气流的比例控制合理，但U形管内收集到的物质却很少。试指出其可能的两个原因。【答案】 装置的气密性不好；气体的流速过快，来不及反应而被排出。
1. 设计实验方案鉴别浓硫酸和稀硫酸。【答案】 称重法：浓硫酸的密度比稀硫酸大，因此相同体积下，重的那一瓶是浓硫酸。粘度法：浓硫酸是粘稠的液体，而稀硫酸接近水的粘度，通过摇晃试管可以明显感觉到粘稠的是浓硫酸。稀释法：在试管中加入少量水，逐渐加入浓硫酸时会放出大量热，而稀硫酸则不会。铁铝法：将铁片或铝片放入两种酸中，无明显现象的是浓硫酸(发生钝化)，有气泡的是稀硫酸。
活动四　体会硫酸的性质
胆矾法：将胆矾(硫酸铜晶体)放入两种酸中，晶体溶解且溶液变蓝色的是稀硫酸，晶体表面变白色的是浓硫酸。蔗糖法：在烧杯中加入蔗糖，滴入少量水后加入酸，能使蔗糖脱水炭化产生“黑面包”的是浓硫酸。
2. 某化学兴趣小组为探究浓硫酸的性质设计如下实验：(1) 探究浓硫酸与蔗糖的反应情况。向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑，体积膨胀，变为疏松多孔的海绵状的炭，并放出刺激性气味的气体。①分析蔗糖变黑的原因。【答案】 浓硫酸具有脱水性，使蔗糖炭化。②利用化学方程式解释出现疏松多孔的海绵状的炭，且放出刺激性气味的原因。【答案】 C＋2H2SO4===CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(2) 探究浓硫酸与Cu的反应情况。装置如图所示。
实验步骤如下：步骤Ⅰ：连接好装置，检查装置气密性，加入试剂；步骤Ⅱ：加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；步骤Ⅲ：将Cu丝上提离开液面。
①装置A中发生反应的化学方程式。
②分析实验中发现试管溶液无明显的蓝色的原因。【答案】 铜离子形成水合铜离子显蓝色，而实验中浓硫酸有强吸水性，使硫酸铜处于无水环境中，残留的溶液更多的是过量的浓硫酸。③试管底部的灰白色固体为CuSO4和铜的硫化物，如何检验其中含有CuSO4。【答案】 将试管中的液体和固体缓慢倒入盛有足量水的烧杯中并不断搅拌，观察溶液颜色为蓝色。
3. 下列有机反应中都要使用硫酸。其中哪些使用的是浓硫酸？哪些使用的是稀硫酸？(1) 苯的硝化(2) 乙醇的消去(3) 乙醇与乙酸的酯化(4) 乙酸乙酯的水解(5) 糖类物质的水解(6) 蛋白质的水解(7) 油脂的水解【答案】 (1)(2)(3)使用的是浓硫酸，其余均为稀硫酸。
1 [2022江苏卷]实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A. 用装置甲制取SO2气体B. 用装置乙制取SO2水溶液C. 用装置丙吸收尾气中的SO2D. 用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
2 [2026南通中学等九校联考]硫及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是( )A. 用硫酸铜溶液除去乙炔中混有的H2S：H2S＋CuSO4===H2SO4＋CuS↓B. 浓硫酸具有脱水性，可用于干燥Cl2
D. 将网状结构的顺丁橡胶与硫化剂混合加热可制得线型结构的顺丁橡胶
【解析】 浓硫酸干燥Cl2利用的是浓硫酸的吸水性，不是脱水性，B错误；燃煤固硫过程中，CaO先与SO2反应生成CaSO3，CaSO3再被氧气氧化得到CaSO4，不能直接由CaO和SO2生成CaSO4，C错误；顺丁橡胶硫化是将线型结构交联，转化为更稳定的网状结构，增强橡胶性能，D错误。
3 [2024南通、泰州、镇江等六市一调]已知：黄铁矿(FeS2)遇酸会生成硫化氢气体，SO2与O2在400～500 ℃、V2O5催化作用下反应生成SO3，每生成1 ml SO3释放出98.3 kJ的热量。下列化学反应表示不正确的是(　　)A. FeS2与足量稀盐酸反应：FeS2＋4H＋=== Fe2＋＋2H2S↑
【解析】 离子方程式的电荷不守恒，A错误。
4 [2025南通、泰州等一调]下列有关自然界中单质硫形成及转化的化学反应表示正确的是 (　　)
【解析】 CaS与高温水蒸气反应生成H2S和Ca(OH)2，A错误；当O2不足时，H2S与O2发生置换反应生成H2O与S，B错误；H2S与SO2发生归中反应生成S和H2O，C正确；硫在空气中燃烧生成SO2，D错误。
B. H2S与O2发生置换反应：H2S＋O2===H2＋SO2C. H2S与SO2反应生成单质硫：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
5 [2025徐州期末]SO2是大气污染物之一，可通过多种方法对工业烟气中的SO2进行脱除并回收含硫产品，实现SO2的资源化利用。(1) 双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。
物质A的化学式为___________，写出“再生”步骤的化学方程式：____________________________________。
Ca(OH)2＋Na2SO3===CaSO3＋2NaOH
(2) 催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂，SO2与H2混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现SO2脱除，反应原理如图1所示。
①步骤Ⅰ中H2还原SO2的化学方程式为_________________________ _________，若生成1 ml S，理论上消耗____ml H2。
②SO2与H2混合气体按照一定的流速通向活性炭，不同流速对SO2脱除率的影响如图2所示，随着气体流速的增大，SO2脱除率降低的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
气体流速过大，使活性炭表面吸附的SO2减少，导致SO2脱除率降低(或气体流速过大，SO2与催化剂不能充分接触发生反应)
③反应进行一段时间后，SO2脱除效率降低的可能原因是_________________________________________________________________________________________________________。
反应生成的硫单质覆盖在活性炭表面，阻止活性炭吸附SO2，使催化剂活性降低(或SO2与活性炭反应，使催化剂减少)
6 [2025无锡期末]ZnO悬浊液吸收烟气中的SO2后转化为ZnSO3。将ZnSO3悬浊液转化为ZnSO4时，因其被O2氧化的速率很慢，易造成管道堵塞，实验室模拟O3氧化解决该问题。已知：①ZnSO3微溶于水，ZnSO4易溶于水；②O3为强氧化剂，反应时生成等体积的O2；③25 ℃时，溶液中含S(＋4价)各组分的物质的量分数随pH变化曲线如图所示。
(1) 初始时用盐酸将5% ZnSO3悬浊液调至pH＝3.5，停止滴加盐酸，再以一定的进气流量通入O3，溶液pH随时间变化的曲线如图所示。停止滴加盐酸后，溶液pH迅速变大的原因是________________________ ________(用离子方程式表示)；一段时间后，溶液pH基本保持不变的原因是___________________________________________________________ _________________________________________________。
(2) 在保持其他因素不变的情况下，实验测得O3氧化ZnSO3的反应速率与ZnSO3含量的关系如图所示，解释反应速率先增大后减小的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。