考点15 硫及其化合物（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）

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1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
1．二氧化硫及其化合物的性质及应用
2．二氧化硫的制备与性质探究
3．硫酸的性质及应用
【备考策略】熟练掌握硫及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。
【命题预测】硫元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富，是氧化还原反应的重要素材，也是化学反应原理的重要素材。命题空间广阔，而且与生产、生活及社会联系紧密，高考中通过选择题、实验题、工业生产流程题、化学反应原理等形式进行考查的试题比比皆是。
考法1 硫和二氧化硫的结构与性质
硫元素的原子序数为16，位于元素周期表第3周期ⅥA族，处于p区，价电子排布式为3s23p2，核外电子运动状态有16种，不成对电子数为2，原子半径小于磷原子（填大于或小于或等于，下同），非金属性大于磷元素，第一电离能小于磷元素，电负性大于磷元素。
1.硫
硫元素广泛存在于自然界，游离态的硫存在于地壳附近或地壳的岩层里。化合物的硫主要以硫矿石和硫酸盐的形式存在。硫俗称硫黄，是一种淡黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2(用于洗涤沾有硫的容器)。
（1）硫与某些金属与氢气反应表现氧化性：Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS、2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△)) Cu2S、S＋H2eq \(=====,\s\up7(△))H2S
（2）硫与氧气反应表现还原性：S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2
2、二氧化硫
（1）分子结构：二氧化硫分子中中心原子的价层电子对数为3，孤对电子数为1，原子的杂化方式为sp2杂化，分子的VSEPR模型为平面三角形，空间构型为V形，属于极性分子，常见的等电子体为O3。
（2）性质：SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。
①SO2溶于水的反应是一个可逆反应。可逆反应就是指在相同的反应条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。可逆反应的特点是反应不能沿着一个方向进行到底的。
②亚硫酸是一种弱酸，在水中部分电离：H2SO3H++HSO3—，HSO3—H++SO32—
③二氧化硫与碱反应的产物与两者的相对用量有关。如二氧化硫与氢氧化钠溶液反应，n(SO2)：n(NaOH)=1：2时，生成Na2SO3；n(SO2)：n(NaOH)=1：1时，生成NaHSO3；1：2＜n(SO2)：n(NaOH)＜1：1时，生成NaHSO3和Na2SO3。
④将SO2逐渐通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成，后沉淀消失，与CO2逐渐通入Ca(OH)2溶液实验现象相同，所以不能用石灰水来鉴别SO2和CO2。
⑤酸雨产生的原因在工业城市中主要是由含硫煤的燃烧引起的，在煤中加入少量生石灰对煤进行脱硫处理，少用原煤作燃料，开发新能源，都能减少SO2排放。
⑥实验室常用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有二氧化硫，有关化学方程式：SO2+NaHCO3=NaHSO3＋CO2，不能用饱和碳酸钠溶液的原因是碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠。
3、三氧化硫
（1）分子结构：三氧化硫分子中中心原子的价层电子对数为3，孤对电子数为0，原子的杂化方式为sp2杂化，空间构型为平面正三角形，属于非极性分子，键角大于（大于或小于或等于）二氧化硫的键角。
（2）性质：三氧化硫是一种没有颜色易挥发的晶体，具有酸性氧化物的性质，能与水、碱性氧化物和碱反应。
4.酸雨的形成和防治
（1）酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO2、NOx（NO、NO2）是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下，经氧化、溶于水等方式形成H2SO4，而NO被空气中氧气氧化为NO2，NO2直接溶于水形成HNO3，造成了雨水pH值降低，便形成了酸雨。
（2）酸雨危害：①直接引起人的呼吸系统疾病；②使土壤酸化，损坏森林；③腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。
（3）酸雨防治与各种脱硫技术：要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。
【典例1】（2023·南京师大附中高三月考）推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞，进行如图所示的探究实验，对实验现象的预测及分析错误的是( )
A.试管内CCl4层溶液褪色，说明Br2具有氧化性
B.试管中的红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性
C.试管中产生大量气泡，说明Na2SO3被氧化产生SO3
D.一段时间后试管内有白色沉淀，说明有SOeq \\al(2－,4)生成
【拓展延伸】SO2尾气处理方法
1.钙基固硫法：为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2eq \(=====,\s\up7(△))CaSO3，2CaSO3＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4。
2.氨水脱硫法：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)
3.钠碱脱硫法：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。
4.双碱脱硫法：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。
【典例2】如图是硫的价类二维图。下列分析正确的是
A．可实现a→b→c→d→e→b→a的转化
B．b→e→d是形成硫酸型酸雨的唯一途径
C．f能与e反应，不能与d反应
D．f在足量空气中燃烧生成a
1．（2023·广东汕头·统考三模）硫及其化合物在生活中应用广泛，下列有关离子方程式书写正确的是
A．往亚硫酸中逐步通入气体：
B．往溶液中滴加盐酸：
C．往溶液中通入过量：
D．实验室利用制备：
2．（2023·河北·张家口市宣化第一中学校联考二模）下列实验装置或原理错误的是
3．（2023·陕西宝鸡·统考二模）连二亚硫酸钠()俗称保险粉，广泛应用于有机合成，实验室常用还原法制备连二亚硫酸钠。回答下列问题：
(1)二氧化硫的制备

①装置X中发生反应的化学方程式为 。
②制备收集过程中导管的连接顺序为a→ (用小写字母表示)。
(2)连二亚硫酸钠的制备

Ⅰ．将锌粉悬浊液加入三口烧瓶中并将烧瓶温度维持35～45℃，向其中先通入一段时间后，改通，充分反应后生成固体。
Ⅱ．向烧瓶中加入NaOH溶液，在28～55℃条件下生成和。
Ⅲ．过滤，将滤液冷却至室温，并向滤液中加入氯化钠，待析出后，滤出晶体用无水乙醇洗涤即得产品。
①步骤Ⅰ中的加热方式是 。向三口烧瓶中先通入的目的是 。
②步骤Ⅱ生成反应的化学方程式为 。
③步骤Ⅲ加入NaCl的作用是 ；加入无水乙醇的作用是 。
(3)连二亚硫酸钠质量分数测定
准确称取产品100g放入烧杯中，加入50mL中性甲醛溶液，搅拌至完全溶解()，加水配成1000mL溶液，移取50.00mL于锥形瓶中，加入4mL盐酸并加入少许淀粉溶液作指示剂，用的标准溶液滴定，(、)滴定至终点时，消耗碘溶液V mL。产品中连二亚硫酸钠的质量分数 (列出计算表达式即可)。
考法2 硫酸的性质
硫酸分子中非羟基氧和羟基氧的个数比为1：1，属于强酸；亚硫酸中的非羟基氧的个数为1，属于中强酸；硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，中心原子的杂化方式为sp3杂化，离子的空间构型为正四面体形，与硫酸根离子具有相同价电子数和原子个数的等电子体为磷酸根离子（高氯酸根离子）、四氯化碳（四氟化碳等）；亚硫酸根离子的价层电子对数为3，孤对电子对数为1，中心原子的杂化方式为sp2杂化，离子的空间构型为三角锥形。
1. 物理性质：浓硫酸是一种无色粘稠状液体。硫酸是一种高沸点无挥发性的强酸，溶于水，能以任意比和水混溶。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。
（1）浓硫酸具有很强的腐蚀性，若实验时不小心溅到皮肤上，应先用布擦干，后用小苏打溶液冲洗，不能直接用大量清水冲洗；若实验时滴落在桌面上，则先用布擦干，再用水进行冲洗。
（2）浓H2SO4稀释的方法是：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
2．浓硫酸的特性
温馨提示：浓H2SO4与铜反应应注意随着H2SO4的消耗，会慢慢地变成稀H2SO4，所以足量的Cu与浓H2SO4反应，产生的SO2的物质的量要小于浓H2SO4的一半。
3．SO32―和SO42—的检验
（1）检验SO42—时要防止其他离子的干扰。
①Ag＋干扰：先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－=AgCl↓。
②CO32—、SO32—干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO42—时，必须用酸酸化(不能用稀HNO3酸化)。例如：BaCO3＋2H＋=H2O＋CO2↑＋Ba2＋。所用钡盐溶液不能为Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO32—等会被溶液中的NO3—(H＋)氧化为SO42—，从而得出错误的结论。
(2) 检验SO42—的正确操作：先加盐酸酸化，然后加入氯化钡溶液，生成不溶于硝酸的白色沉淀。
被检液eq \(————————→,\s\up8(加足量),\s\d8(盐酸酸化))取清液eq \(——————→,\s\up8(滴加BaCl2),\s\d8(溶液))有无白色沉淀（判断有无SO42—）
（3）SO32―离子的检验：一般是加入盐酸溶液，将产生的气体通入品红溶液、 KMnO4（H＋）或溴水中，观察溶液是否褪色来区别是否是CO2还是 SO2。若可能存在 HSO3―则需先加入 CaCl2或 BaCl2溶液过滤出沉淀，在沉淀中再加入稀盐酸按上述方法处理。（不要加硝酸，防止将 SO32―氧化成SO42―）
【典例3】 (2023年石家庄二中高三月考) 下列有关浓硫酸的叙述中正确的是
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成
⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2
⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2
A．①②③B．①④C．③⑤D．⑥⑦⑧
【拓展延伸】鉴别浓硫酸和稀硫酸的实验方案设计
【典例4】（2023·随县一中高三月考）为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ:反应产物的定性探究,按如图所示装置(固定装置已略去)进行实验:
(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是 ；B装置中的现象是 。
(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是 。
(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是 。
(4)实验结束后,证明A装置反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
实验Ⅱ:反应产物的定量探究
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S。产生Cu2S的反应为aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+eH2O,则a∶b= 。
1．（2023·上海静安·统考二模）自然界与人类活动对硫的循环均能产生影响。下列说法错误的是
A．火山口温度过高，附近的单质硫会被O2直接氧化为SO3
B．大气中的SO2会形成酸雨，最终以H2SO4进入地面或海洋
C．工业排放的SO2尾气可与CaO和O2反应生成CaSO4
D．常温下，浓H2SO4能使铁片钝化是由于其具有强氧化性
2．（2023·陕西宝鸡·统考二模）某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是
A．使反应发生的操作是将a中的Y形管向右倾斜
B．装置b中出现白色沉淀，可能是BaCO3或BaSO3
C．装置d中出现浑浊，证明产生的气体中含有CO2
D．装置e中可以盛放NaOH溶液，f的作用为防倒吸
3．（2023·天津红桥·统考二模）五水合硫代硫酸钠()俗称海波、大苏打，为无色结晶或白色颗粒，在工业生产中有广泛的用途。某化学实验小组制备，并测定产品纯度，设计如下实验。回答下列问题：
步骤I.制备
按如图所示装置(加热及夹持装置省略)进行实验，可得到溶液，再经一系列步骤获得产品。
已知：S与Na2SO3在加热条件下可反应生成
(1)仪器a的名称为 ，装置A发生反应的化学反应方程式为 。
(2)装置B的作用为 。
(3)补充完成装置C中主要反应的离子方程式：① ，②。
(4)C中溶液经过 、过滤、洗涤、烘干，得晶体(填实验操作)。
(5)D中浸有品红溶液的棉花的作用为 。
步骤II. 测定产品纯度
准确称取上述产品12.40g于烧杯中，加入适量水配制成100mL待测液，取25.00mL待测液于锥形瓶中，以淀粉溶液作指示剂，用0.25ml·L-1的I2标准液滴定重复滴定3次；测得消耗I2标准液体积的平均值为20.00mL。(已知：)
(6)①滴定达到终点时的现象为 ，该产品中的质量分数为 。
②以下说法中，能使测量结果偏低的是 。
A．产品中硫代硫酸钠晶体失去部分结晶水
B．滴定前，装I2标准液的滴定管米用标准液润洗
C．滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量液滴溅出
D．滴定前平视读数，滴定后俯视读数
【基础过关】
1．（2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测）下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．FeS具有氧化性，可用于制取硫酸
B．不溶于水，可以作半导体材料
C．具有还原性，可用于漂白某些有色物质
D．具有难挥发性，可用于制取挥发性酸
2．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）只含短周期元素的某钠盐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．反应①中还可能生成沉淀
C．反应②可能没有化合价变化D．b可能是含极性键的非极性分子
3．（2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模）部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是

A．pH=5的a、d水溶液中c(H+)相同
B．c通入紫色石蕊先变红后褪色
C．b和e反应可能生成Na2S2O3
D．e能够促进水的电离
4．（2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测）用排空气法收集气体X并将试管倒立在水中，实验如图所示。下列说法不正确的是
A．若X为NO2，剩余气体为NO，试管中溶液pH