2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第四章第6课时　硫及其重要化合物

第6课时　硫及其重要化合物

[课型标签:知识课　基础课]

知识点一　硫及其氧化物的性质

1.硫的单质

(1)硫的存在

①游离态:硫单质俗称硫黄,主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。

②化合态:主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。

(2)硫的性质

①物理性质

②化学性质

填写下列表格

2.二氧化硫

(1)物理性质

(2)化学性质

①酸性氧化物的通性:

②弱氧化性(S:+4→0价):

SO2与H2S反应的化学方程式为SO2+2H2S3S↓+2H2O。

③强还原性(S:+4→+6价):

④漂白性:

(3)实验室制取

用Na2SO3粉末与较浓的硫酸反应制得,化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O。

3.三氧化硫

(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

4.SO2对大气的污染与防治

[名师点拨] (1)硫燃烧时产物是SO2,无论O2是否过量,均不会生成SO3。

(2)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。

(3)SO2不能漂白酸、碱指示剂,如:SO2使紫色的石蕊溶液只变红,不褪色。

(4)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性而不是漂白性。

(5)三氧化硫在标准状况下是固体,在通常状况下是液体,但是在二氧化硫氧化条件下生成的三氧化硫为气体。

1.(2019·广东佛山质量检测)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)说法正确的是(　A　)

A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环

B.硫循环中硫的化合物均为无机物

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

解析: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;硫循环中硫的化合物有含硫的有机物,不全是无机物,故B错误;题述硫循环中有硫元素化合价升高被氧化,也有硫元素化合价降低为-2价被还原,故C错误;烧煤时加石灰石,可减少酸雨,但生成二氧化碳,增加温室气体的排放,故D错误。

2.(2019·山东淄博淄川中学月考)某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质,实验现象正确且能达到目的的是(　A　)

A.点燃硫黄,产生刺激性气味气体,该气体可以漂白纸浆

B.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑色,说明浓硫酸具有强的吸水性

C.将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀,说明H2S为强电解质

D.将Al片加入浓硫酸中,反应剧烈,说明浓硫酸具有强的氧化性

解析:硫黄燃烧生成SO2,该气体具有漂白性,可以漂白纸浆,A正确;蔗糖中加入浓硫酸后变黑色,此时浓硫酸表现出脱水性,B错误;H2S是弱电解质,之所以能够与CuSO4溶液反应,是因为两者反应生成了难溶于水和酸的CuS沉淀,C错误;Al遇浓硫酸钝化,产生致密的氧化物薄膜,阻止金属与酸的进一步反应,D错误。

3.(2019·江苏四市二模)下列制取SO2、验证其性质的装置(尾气处理装置已省略)和原理不能达到实验目的的是(　B　)

解析:浓硫酸具有强氧化性,与铜在加热条件下反应生成二氧化硫气体,可用于制备少量二氧化硫,故A能达到实验目的;二氧化硫具有还原性,与高锰酸钾发生氧化还原反应,故B不能达到实验目的;溶液的颜色变浅,说明铁离子被还原,可说明二氧化硫具有还原性,被铁离子氧化,故C能达到实验目的;二氧化硫中S元素的化合价为+4价,处于中间价态,具有氧化性,二氧化硫和硫化钠发生氧化还原反应可生成硫,故D能达到实验目的。

4.(2019·福建三明期末)利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的流程如下:

下列说法错误的是(　D　)

A.向大气中排放SO2可能导致酸雨发生

B.中和器中发生反应的离子方程式为HS+OH-S+H2O

C.进入离心机的分散系是悬浊液

D.检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4,可选用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液

解析:二氧化硫与水反应生成H2SO3,H2SO3又被空气中的氧气氧化为H2SO4,反应产生的硫酸进入水中形成酸雨,A正确;在中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为亚硫酸钠,主要反应化学方程式为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O,离子方程式为HS+OH-S+H2O,B正确;经过中和器后的物质形成结晶状的固态物质,进入离心机的分散系是悬浊液,C正确;检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4,若用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液,H+、S、N会发生氧化还原反应,使S转化为S,因此不能检验其中是否含有Na2SO4,要用稀HCl和BaCl2溶液检验,D错误。

知识点二　硫酸、硫酸盐

1.硫酸的物理性质

(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。

(2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。

(3)浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中并用玻璃棒不断搅拌。

2.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钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。

3.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。

4.S的检验

被检液取清液有白色沉淀,证明有S。

先加稀盐酸的目的是防止C、S、Ag+、Si的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。

[名师点拨] 浓H2SO4两大性质理解

(1)浓H2SO4强氧化性的理解

①浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属,其还原产物是SO2而不是H2。

②常温下,浓硫酸与Fe、Al并不是不反应,而是发生了“钝化”,“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。

(2)浓H2SO4的高沸点性

利用浓H2SO4的高沸点性可以制取HCl。

1.对下列事实的解释正确的是(　B　)

A.蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟,说明硫酸与氨气不反应

B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于酸

C.向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 mol

D.常温下,浓H2SO4可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应

解析:氨与挥发性酸反应可形成白烟,硫酸难挥发,A错误;随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应,C错误;常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行,D错误。

2.为了检验S,甲、乙、丙、丁四位同学设计了如下四种方案,其中最优的方案是(　B　)

A.方案甲:试液白色沉淀沉淀不溶解

B.方案乙:试液无沉淀(也无气泡)白色沉淀

C.方案丙:试液无沉淀白色沉淀

D.方案丁:试液白色沉淀(过滤)沉淀不溶解

解析:A项,与BaCl2溶液反应产生白色沉淀的可能是S、C和Ag+,再加入稀盐酸,BaSO4和AgCl都不溶解,不能检验出S,错误;B项,加入足量稀盐酸没有沉淀生成,排除Ag+,没有气体产生,排除C、S,再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,则该试液中一定含有S,正确;C项,稀硝酸(H++N)可将S氧化成S,与 Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀的S不一定是原溶液中的,可能是S被氧化生成的S,错误;D项,加入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的可能是S、S和C,加入盐酸后,BaSO3会转化成BaSO4(酸性条件下N能氧化BaSO3),D错误。

3.(2019·湖南衡阳八中月考)硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质(见图)。下列说法正确的是(　B　)

A.CO、SO2、SO3均是酸性氧化物

B.除去与水反应,图示转化反应均为氧化还原反应

C.工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉

D.用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应,原子利用率均为100%

解析:CO与碱不反应,不属于酸性氧化物,A项错误;根据图示提供的信息,除去与水反应,图示转化反应均为氧化还原反应,B项正确;工业上利用氯气和石灰乳反应来制取漂白粉,C项错误;根据合成流程图,发生的反应为CO+2H2CH3OH、2CH3OH+O22HCHO+2H2O,第二个反应的原子利用率不等于100%,D项错误。

知识点三　硫及其化合物的相互转化与应用

1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系

2.硫及其化合物之间的转化规律

(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的

如:

②、③、④反应的化学方程式:

②H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O;

③Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑;

④Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。

(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相邻的价态,即台阶式升降,可用如图表示

如:H2SSSO2SO3

③、④、⑤反应的化学方程式:

③2SO2+O22SO3;

④H2+SH2S;

⑤2H2S+SO23S↓+2H2O。

[名师点拨] (1)相邻价态的粒子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+3H2SO43Na2SO4+3S↓+3H2O。

1.(2019·福建惠安惠南中学期中)能实现下列物质间直接转化的元素是(　B　)

单质氧化物酸或碱盐

A.硅 B.硫 C.铜 D.铁

解析:二氧化硅、氧化铜和氧化铁都和水不反应,答案选B。

2.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(　B　)

A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S

B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S

C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3

D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3

解析:硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B项正确。

3.如图表示某固态单质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。

(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式: 

　。 

(2)写出E和A的氢化物反应生成A的化学方程式: 

　。 

(3)将5 mL 0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。

①写出反应的离子方程式:　; 

②反应后溶液的pH　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)7,理由是　 

　。 

解析:能在空气中反应生成气体的单质,应该为非金属单质,常见的为C、S,结合B、C的相对分子质量之比为4∶5和D为重要的化工原料,可推知:A为S,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,E为H2SO3。(3)将5 mL 0.10 mol·L-1的E(H2SO3)溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合,两者恰好完全反应,所得溶液为Na2SO3溶液,由于S+H2OHS+OH-,所以溶液显碱性。

答案:(1)S+H2H2S　(2)H2SO3+2H2S3S↓+3H2O　(3)①H2SO3+2OH-S+2H2O　

②大于　Na2SO3是强碱弱酸盐,在溶液中发生水解:S+H2OHS+OH-,水解后溶液显碱性