专题九　氧、硫及其化合物和环境保护-2022年高考化学一轮复习对点讲解与练习（通用版）学案

这是一份专题九　氧、硫及其化合物和环境保护-2022年高考化学一轮复习对点讲解与练习（通用版）学案，共27页。学案主要包含了拓展训练，归纳总结，基础巩固，能力提升，提出猜想，查阅资料，设计并实施实验，获得结论等内容，欢迎下载使用。
专题九　氧、硫及其化合物和环境保护
考点1　硫及其氧化物　硫的氢化物
考法1 SO2的性质及实验探究
命题角度1　SO2的性质
例1. 根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是

溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
【解析】产生的白色沉淀为BaSO4,SO2中硫元素的化合价从+4升高到+6,被Fe3+氧化,体现了SO2的还原性,A项正确。黄色沉淀为硫单质,SO2中硫元素的化合价从+4降低为0,被H2S还原,体现了SO2的氧化性,B项正确。紫色溶液褪色,是因为酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能将SO2氧化,自身被还原为无色的Mn2+,体现了SO2的还原性而不是漂白性,C项错误。胶状沉淀为硅酸,发生的反应为SO2+H2O+SiO32-H2SiO3↓+SO32-,原理为强酸制弱酸,因此H2SO3的酸性强于H2SiO3的,D项正确。
【答案】 C
【拓展训练】1. 某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:
假设一:溶液中的NO3-
假设二:溶液中溶解的O2
(1)该小组设计了3组实验验证。请在下表空白处填写相关实验现象。
实验步骤
实验现象
结论
实验1:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
　　　 
假设一成立
实验2:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体
　　　 
实验3:将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液中
　　　 
假设二成立

(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。实验1中溶液pH变小的原因是　　 　　　　　;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)　　　　　　　　　　。 

(3)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),写出反应的方程式:　　　　　　　　　。充分反应后两溶液的pH前者　　　(填“大于”或“小于”)后者,理由是　　　　　　　　　　。 
命题角度2　SO2的性质实验探究
例2. 已知:2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O↑,如图所示虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物。

回答下列问题:
(1)如果将装置①②③的连接顺序变为②①③,则可以检出的物质是　　　　　　;不能检出的物质是　　　　　　。 
(2)如果将装置①②③的连接顺序变为①③②,则可以检出的物质是　　　　;不能检出的物质是　　　　。 
(3)如果将装置①②③的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是　　　　;不能检出的物质是　　　　。 
【解析】正确解答本题要弄清楚实验装置各部分的作用及排列顺序不可变更的原因。装置①的作用为检验产物H2O,只能放在装置②③之前,因为若放在装置②③之后或装置②③之间,则气流通过装置②或③后,会带出水蒸气,则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是不是反应的生成物。装置③和装置②的位置也不得变更,因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
【答案】 (1)SO2、CO2　H2O　(2)H2O、SO2　CO2　(3)SO2、CO2　H2O
【拓展训练】2. 某学习小组设计用98%的浓硫酸制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图所示(夹持装置省略)。下列叙述不正确的是(　　)

A.装置A中发生的离子反应方程式为2H++SO32-SO2↑+H2O
B.若装置B中装有品红溶液,观察到B中溶液红色褪去,则说明SO2具有漂白性
C.若装置B中装有酸性高锰酸钾溶液,观察到B中溶液褪色,则说明SO2具有还原性
D.装置C中产生的白色沉淀为BaSO4

考点2　硫酸　硫酸盐
考法2 浓硫酸的性质
对于浓硫酸,考查的重点是酸性和氧化性,其次是吸水性。
命题角度1　浓硫酸的性质
例3. 用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与结论相符的是

选项
①
②
预测②中现象
实验结论
A
浓硫酸
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸的强
B
浓硫酸
铜片
铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧化性
C
浓硫酸
CuSO4·5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D
浓硫酸
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味的气体放出
浓硫酸具有脱水性、氧化性
【解析】将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸溶解,放出大量的热,促进了氯化氢的逸出,A项错误。浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项错误。浓硫酸使胆矾失去结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,该变化为化学变化,C项错误。浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖炭化,并放出大量的热,进而与生成的碳单质反应生成SO2,D项正确。
【答案】 D
命题角度2　SO32-和SO42-的检验
例4. 下列说法正确的是
A.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在SO42-或SO32-
B.由矿盐生产食盐,除去SO42-最合适的试剂是 Ba(NO3)2
C.用BaCl2溶液和稀盐酸鉴别SO42-与SO32-
D.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SO42-
【解析】由于加入了Cl-,如果原溶液中无SO42-、SO32-,但存在Ag+,也能生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,A项错误。由矿盐生产食盐,除去SO42-最合适的试剂为BaCl2,若用Ba(NO3)2会引入杂质NO3-,B项错误。加入盐酸酸化的BaCl2溶液,产生气泡的是SO32-,产生白色沉淀的是SO42-,C项正确。当溶液中含有SO32-时,加入酸化的Ba(NO3)2溶液也会出现白色沉淀,D项错误。
【答案】C
【归纳总结】

SO32-的检验方法
SO42-的检验方法
原理
SO32-+Ba2+ BaSO3↓
BaSO3+2H+ Ba2++SO2↑+H2O
Ba2++SO42- BaSO4↓(白色),BaSO4具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的性质
方法
取适量待测液于试管中,加入氯化钡(或氯化钙)溶液,有白色沉淀生成;再加入过量盐酸,沉淀溶解,放出无色有刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体(或放出无色有刺激性气味且能使品红溶液褪色的气体)
待测液无现象有白色沉淀生成
注意：检验SO42-时,用盐酸酸化(不能用硝酸、硫酸酸化),防止Ag+、 CO32-、SO32-干扰。所用的钡盐,一般用BaCl2,不用Ba(NO3)2,以免酸性条件下,溶液中的SO32-、HSO3-、SO2等被NO3-氧化为SO42-。
考法3 硫及其化合物之间的转化关系
命题角度　以工艺流程为载体考查硫及其化合物之间的转化
例5. 已知固体Na2SO3受热易分解。实验流程和结果如下:

气体Y是一种纯净物,在标准状况下的密度为1.518 g·L-1。请回答:
(1)气体Y分子的电子式　　　　　　　　　　,白色沉淀的化学式　　　　　　　　　　。 
(2)该流程中Na2SO3受热分解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　。 
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加水溶解后与稀盐酸反应,有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉淀的离子方程式　　　　　　　　　　(不考虑空气的影响)。 
【解析】(1)标准状况下密度为1.518 g·L-1的气体Y的摩尔质量M=22.4 L·mol-1×1.518 g·L-1=34 g·mol-1,结合流程图知气体Y为H2S,其电子式为,则固体X中含有Na2S,由此可知隔绝空气加热Na2SO3发生氧化还原反应,Na2S为还原产物,则氧化产物为Na2SO4,结合流程图知白色沉淀的化学式为BaSO4。(2)Na2SO3受热分解的化学方程式为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。(3)淡黄色沉淀为S,酸性条件下Na2S与Na2SO3发生归中反应生成S:2S2-+SO32-+6H+3S↓+3H2O。
【答案】(1)　BaSO4　(2)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4
(3)2S2-+SO32-+6H+3S↓+3H2O
【归纳总结】
除硫元素外,中学阶段常见的符合AB C D转化关系的还有:
氮元素　N2或NH3NONO2 HNO3;
钠元素　NaNa2ONa2O2NaOH;
碳元素　CCOCO2H2CO3。
【拓展训练】3. 某小组利用下面的装置进行实验,②、③中溶液均足量,操作和现象如下表。

实验
操作
现象
Ⅰ
向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量
②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低;
③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡
Ⅱ
向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量
现象同实验Ⅰ
资料:CaS遇水完全水解，由上述实验得出的结论不正确的是 （ ）
A.③中白色浑浊是CaCO3
B.②中溶液pH降低的原因是H2S+Cu2+CuS↓+2H+
C.实验Ⅰ①中CO2过量发生的反应是CO2+H2O+S2-CO32-+H2S
D.由实验Ⅰ和Ⅱ不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱

考点3　臭氧和过氧化氢　环境保护
考法4 臭氧和过氧化氢　环境保护
命题角度1　过氧化氢的性质
例6. 向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是
A.Cu2+是H2O2分解反应的催化剂
B.H2O2既表现出氧化性又表现出还原性
C.Cu2+将H2O2还原为O2
D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O
【解析】向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,Cu2+转变为Cu2O,Cu化合价降低,被还原,则H2O2作还原剂,被Cu2+氧化生成O2和H+。继续加入H2O2溶液,Cu2O又转变为Cu2+,Cu化合价升高,被氧化,则H2O2作氧化剂,被Cu2+还原生成H2O,反应为Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O。整个过程中Cu2+先参加反应,后又重新生成,实际为H2O2的分解反应,故Cu2+是H2O2分解反应的催化剂,故A、B、D项正确,C项错误。
【答案】 C
【拓展训练】4. H2O2溶液在医疗、化工生产、军事等方面有广泛的应用,具有还原性、较强的氧化性、不稳定性和酸性。回答下列问题:
(1)H2O2的Ka1=2.0×10-12,Ka2≈1×10-25,写出H2O2的电离方程式　　　 　　　　。 
(2)过氧化钡(BaO2)与稀硫酸混合可以制备H2O2,反应的离子方程式为　　　　
　　　　,从物质分类角度看,过氧化钡(BaO2)除了属于过氧化物外,还属于　 　　 　。 
(3)MnO4-是常见的氧化剂,MnO4-的还原产物与溶液的酸碱性有关,在酸性、中性、碱性溶液中,MnO4-的还原产物分别为Mn2+、MnO2、MnO42-。1 mol H2O2分别在酸性、中性、碱性溶液中与足量的KMnO4反应,还原的MnO4-的物质的量之比为　　　　。 
(4)已知反应Ⅰ:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-196 kJ/mol,活化能Ea1=76 kJ/mol,若用I-催化,Ea2=57 kJ/mol。






①在H2O2溶液中加入KI,反应过程中发生I-与IO-之间的转化,分别写出生成IO-(反应Ⅱ)和消耗IO-(反应Ⅲ)的离子反应方程式。
反应Ⅱ:　 。 
反应Ⅲ:　 。 
②反应Ⅱ为吸热反应,且反应Ⅱ的反应速率小于反应Ⅲ的反应速率,在图中画出在H2O2溶液中加入KI后,反应过程的能量变化图。
命题角度2　SO2的污染和防治
例7. SO2属于大气污染物,可用H2与SO2高温反应消除SO2的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。

下列说法正确的是
A.SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨
B.可用CuSO4溶液检验是否有气体X生成
C.在100~200 ℃时发生的是置换反应
D.工业上可用浓硝酸处理尾气中的SO2
【解析】因为酸雨的pH