2020年高考化学一轮总复习文档：第四章第15讲硫及其重要化合物 学案

第15讲　硫及其化合物

一、硫与硫的氧化物

1．硫元素的存在形态

2．硫单质

(1)物理性质

(2)从化合价的角度认识硫单质的化学性质

3．二氧化硫

(1)物理性质

(2)化学性质

①具有酸性氧化物的性质

与少量NaOH溶液反应：SO2＋NaOH===NaHSO3，

与足量NaOH溶液反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

②具有还原性，能被Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4等氧化剂氧化。

③具有氧化性

与H2S反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。

④具有漂白性

使品红溶液褪色(原理：SO2＋有色物质―→无色物质有色物质＋SO2)。

(3)SO2对大气的污染与防治

①来源：矿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

途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。

途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。

4．三氧化硫

(1)物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为液态，在标准状况下为固态。

(2)化学性质：具有酸性氧化物的通性

二、硫酸

1．硫酸的物理性质

H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓注入蒸馏水中，且用玻璃棒不停地搅拌。

2．硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式

(1)铁：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．浓H2SO4的特性

(1)填写下表

(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：

Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；

C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。

“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。

4．工业制备硫酸的反应原理

(1)煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2

4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2↑或S＋O2SO2。

(2)SO2转化为SO3

2SO2＋O22SO3。

(3)SO3吸收生成H2SO4

SO3＋H2O===H2SO4。

5．硫酸的用途

(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.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。

(1)配制稀硫酸的操作是先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。(×)

错因：配制稀H2SO4时，应把浓H2SO4慢慢地注入水中，并不断地搅拌。

(2)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性。(×)

错因：SO2使溴水褪色表现的是SO2的还原性。

(3)硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3。(×)

错因：硫在纯氧中(或空气中)燃烧的产物都是SO2，SO2转化为SO3需催化剂和高温。

(4)类比Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与S反应生成Fe2S3。(×)

错因：S与Fe反应产物为FeS。

(5)二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。(×)

错因：SO2漂白纸浆时发生了化学反应。

(6)因为SO2具有氧化性，故可用于漂白纸浆。(×)

错因：SO2漂白纸浆发生了化学反应，但不是氧化还原反应，是SO2和有机色质化合为无色物质。

(7)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO。(×)

错因：若溶液中含SO时，与酸化的Ba(NO3)2_也能反应生成BaSO4白色沉淀。

(8)50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46 mol。(×)

错因：当浓H2SO4与Cu反应过程中变为稀H2SO4时就不再与Cu反应生成SO2了，因此50 mL 18.4 mol/L的浓H2SO4与足量Cu反应，生成的SO2的物质的量小于×5×10－2 L×18.4 mol/L，即小于0.46 mol。

2．教材改编题

(据人教必修一P91“学与问”编题)将SO2分别通入下表所列的溶液中，回答有关问题。

答案　褪色　褪色　有淡黄色沉淀生成　褪色　变红　褪色　还原性　还原性　氧化性　酸性氧化物的通性　酸性氧化物的通性　漂白性

解析　SO2可使品红或某些有机色质褪色，发生的是化合反应，并且生成的无色化合物不稳定，易分解。SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物。SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性。

考点　硫及其氧化物的性质及应用

[典例1]　如图所示，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。表中对实验现象的描述或解释不正确的是(　　)

解析　A项，SO2＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋H2O，正确；B项，SO2溶于水生成H2SO3，进而与Na2S溶液反应生成S单质，正确；D项，SO2与NaOH溶液反应，表现了酸性氧化物的通性，不是漂白性，错误。

答案　D

名师精讲

1．掌握硫及其氧化物的特殊性质

(1)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去，反应方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。

(2)硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物(和Cl2与变价金属的反应情况相反)，如FeS、Cu2S等。

(3)汞有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。

(4)SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色的石蕊试液变红，但不能使之褪色。

2．常见的能用于漂白的物质的比较

3.SO2和CO2的常用鉴别方法

SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失，所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：

4.检验SO2和CO2同时存在的一般流程

1．(高考组合题)下列说法正确的是(　　)

A．(天津高考)点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3

B．(山东高考)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO

C．(大纲卷)SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同

D．(重庆高考)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4

答案　C

解析　硫燃烧只能生成SO2，故A错误；通入过量SO2生成HSO，B错误；SO2使溴水褪色是因为SO2和Br2发生了氧化还原反应(SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4)，乙烯使KMnO4溶液褪色也是发生了氧化还原反应，C正确；SO2在酸性环境下被硝酸钡中的硝酸根离子氧化成硫酸根离子，所以生成的产物也应该是硫酸钡，故D错误。

2．(2018·河北衡水中学期中)某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是(　　)

A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色

B．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气

C．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀

D．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去

答案　D

解析　A项，向含有淀粉的碘水中通入SO2气体，会发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，由于I2反应消耗，因此B中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：SO2>I－，正确。B项，SO2是大气污染物，由于SO2是酸性气体，可以与NaOH发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，因此可以用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气，正确。C项，若A中发生了氧化还原反应：SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2HCl＋2FeCl2，溶液中含有硫酸，当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，会产生白色沉淀；若没有发生氧化还原反应，则由于酸性HCl>H2SO3，向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，不会产生白色沉淀，正确。D项，若SO2与FeCl3不发生反应，向A中加入KMnO4溶液，发生反应：2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，溶液紫红色能褪去；若SO2与FeCl3发生反应：SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2HCl＋2FeCl2，当向反应后的溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时，会发生反应：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，溶液紫红色也能褪去，因此不能验证A中是否发生了氧化还原反应，错误。

考点　硫酸

[典例2]　将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)，将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是(　　)

A．气体A为SO2和H2的混合物

B．反应中共消耗Zn 97.5 g

C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1

D．反应中共转移3 mol电子

解析　锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，设反应生成SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则有x＋y＝＝1.5 mol，消耗硫酸的物质的量：2x＋y＝18.5 mol·L－1×0.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol, 则V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn的物质的量：x＋y＝1.5 mol，质量是97.5 g，转移电子：1.5 mol×2＝3 mol。

答案　C

名师精讲

浓硫酸与金属的反应规律

(1)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。

(2)与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。

(3)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Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1 mol。

(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。

3．(2018·临沂四校联考)如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是(　　)

A．甲中苹果块会变干瘪

B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”

C．丙中小试管内有晶体析出

D．丁中pH试纸变成红色

答案　D

解析　浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪，A正确；浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，B正确；浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，C正确；pH试纸的主要成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，D错误。

4．现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置：

(1)取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓H2SO4，A、B中均无明显现象，原因是______________________________________________。

(2)点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出反应的化学方程式：______________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(3)装置B中的现象为____________，装置C中反应的离子方程式为_________________________________________________________________。

(4)反应一段时间后，将C中所吸收的气体通入以下溶液中，判断能否产生沉淀，若不能则写“否”，若能则写出相应的沉淀成分：

氯水和氯化钡溶液：________，氨水和氯化钡溶液：　　　　　　。

(5)装置F的作用：　　　　　　　　　　　　　　　。

答案　(1)常温下，铁在浓硫酸中钝化，碳不与浓H2SO4反应

(2)2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

(3)溶液褪色　2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋

(4)BaSO4　BaSO3

(5)防止空气中的CO2、水蒸气进入装置影响实验

解析　(2)加热条件下，Fe被浓H2SO4氧化为＋3价铁，部分H2SO4被还原为SO2，C被浓H2SO4氧化为CO2。

(3)产生的SO2具有漂白性，使品红溶液褪色，具有还原性，被MnO氧化为SO，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可写出反应的离子方程式。

(4)氯水中的HClO具有强氧化性，SO2被氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；氨水呈碱性，碱性条件下SO与Ba2＋反应生成BaSO3沉淀。

(5)装置F中盛有碱石灰，可吸收水和二氧化碳，故可防止空气中的CO2、水蒸气进入装置影响实验。

考点　SO的检验

[典例3]　(2018·南宁模拟)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，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　)

A．一定会有SO

B．含有SO和Ag＋

C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种或两种

D．可能含有SO或CO

解析　A项错误，不能排除Ag＋、SO的干扰；B项错误，因为溶液中SO与Ag＋反应不能大量共存；C项正确，因为不能排除Ag＋、SO的干扰；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。

答案　C

名师精讲

1．SO的检验方法

检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。

2．SO检验的易错点

(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。

(2)误将Ag＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。

(3)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：3Ba2＋＋3SO＋2NO＋2H＋===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。

5．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是(　　)

A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀

B．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀

C．检验试液中的I－：试液深黄色溶液深黄色溶液

D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解

答案　B

解析　A项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SO，而存在SO，硝酸可能将SO氧化成SO，最终也会出现白色沉淀，错误；B项中先加入足量稀盐酸，可以排除SO、Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SO，正确；如果溶液中存在I－，I－具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，碘单质遇淀粉溶液显蓝色，但是C项中最终溶液没有变蓝色，错误；D项中如果存在SO，也会出现相同的实验现象，错误。

6．已知某溶液中可能含有SO、SO及其他某些未知离子，某学生取适量试液放入四支试管中，然后分别进行如下实验并得出相应的结论，其中合理的是(　　)

①若加入BaCl2溶液得到白色沉淀，然后加入足量的稀硝酸，沉淀不消失，说明原溶液中一定含有SO　

②若加入BaCl2溶液得到白色沉淀，然后加入足量的稀盐酸，沉淀溶解并产生刺激性气味的气体，说明原溶液中一定含有SO　

③若先加入盐酸无现象，再加BaCl2溶液得到白色沉淀，说明原溶液中一定有SO

④若做焰色实验时，得到黄色火焰，说明原溶液中一定有Na＋，但不能确定是否有K＋

A．①②③④       B．①④

C．②③④       D．②③

答案　C

解析　BaSO3可被硝酸氧化成BaSO4导致沉淀不会消失，①错误；BaSO4不溶于盐酸、BaSO3溶于盐酸并生成有刺激性气味的SO2，②正确；加盐酸无现象，表明溶液中无CO、SO等干扰性离子，此时生成的沉淀只能是BaSO4，③正确；钾元素的紫色可被钠元素的黄色掩盖住，④正确。