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文档介绍
2018版高考届一轮复习鲁科版第3章自然界中的元素第3节硫的转化学案43
第3节 硫的转化 考纲定位 考情播报 1.掌握O3和H2O2的主要性质及其应用。 2.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 3.了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 4.了解硫、氧及其重要化合物的制备方法。 2016·全国甲卷T28(5)/全国丙卷T9(A)(B)、T26、T27 2015·全国卷ⅠT8(B)、T27(3)/全国卷ⅡT12(D)、T26(4) 2014·全国卷ⅠT13(BC)/全国卷ⅡT28(6) 2013·全国卷T7(D)、T27(3) 2012·全国卷T27(3) 考点1| 硫及其氧化物的主要性质和应用 [基础知识自查] 1.硫的存在和性质 (1)自然界中硫元素的存在 (2)硫单质的物理性质 硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。 (3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质 ①S的氧化性 S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为S+FeFeS,S+2CuCu2S,S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。 ②S的还原性 a.S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,空气中燃烧火焰为淡蓝色。 b.与强氧化剂反应(如浓硫酸):S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。 ③S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2 O,此反应可用于除去试管内黏附的S。 2.SO2的性质及其应用 SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,易溶于水。 (1)具有酸性氧化物的通性(写出化学方程式) 与H2O反应:SO2+H2OH2SO3, 与少量NaOH:SO2+NaOH===NaHSO3, 与足量NaOH:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 (2)具有漂白性 使品红溶液退色(原理:SO2+有色物质无色物质有色物质+SO2)。 (3)具有还原性 与Cl2+H2O、H2O2、O2反应的化学方程式分别为 SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,SO2+H2O2===H2SO4,2SO2+O22SO3。 (4)具有氧化性 与H2S反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O。 3.三氧化硫(SO3) SO3在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:SO3+H2O===H2SO4,放出大量的热,SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。 4.硫化氢(H2S) H2S是一种无色有臭鸡蛋气味的气体,有剧毒,是一种大气污染物。与足量NaOH溶液,CuSO4溶液反应的离子方程式为H2S+2OH-===S2-+2H2O,H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。 5.SO2对大气的污染与防治 (1)酸雨的形成过程 ①途径1:SO2SO3H2SO4 ②途径2:SO2H2SO3H2SO4 (2)SO2对大气的污染与防治 [应用体验] 将SO2分别通入下表所列的溶液中,回答有关问题。 反应物 溴水 酸性 KMnO4 溶液 氢硫酸 (H2S溶液) 滴有酚酞的 NaOH溶液 石蕊 溶液 品红 溶液 ① 反应 现象 ② SO2的 性质 [提示] ①溴水退色 紫色退去 淡黄色沉淀 红色退去 溶液变红 红色退去 ②还原性 还原性 氧化性 与H2O反应生成酸 与H2O反应生成酸 漂白性 [考点多维探究] 角度1 硫及其氧化物的性质和SO2的污染 1.下列有关说法正确的是( ) A.CuS、FeS、SO3、FeCl2均可由单质直接化合生成 B.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3 C.SO2使酸性KMnO4溶液和溴水退色的原因是因为SO2具有还原性 D.SO2和O2按物质的量之比2∶1通入密闭容器中充分反应后,容器中只有SO3 C [A项,CuS、SO3、FeCl2均不能由单质化合生成;B项,S燃烧产物只能生成SO2不能生成SO3;D项,SO2与O2的反应为可逆反应,SO2与O2不可能完全反应。] 2.下列说法正确的是( ) A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液退色 B.能使品红溶液退色的物质不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水退色,其原理相同 D.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好 B [A项中SO2使酸性高锰酸钾溶液退色是因为其具有还原性,能使品红溶液退色是因为其具有漂白性,SO2不能使石蕊溶液退色;B项,能使品红溶液退色的物质有很多,如Cl2,不仅仅是SO2;C项中这些漂白剂的漂白原理都不相同;D项,SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。] 3.(2017·郑州模拟)下列各种溶液中通入足量的SO2后,期间既无沉淀又无气体产生的有( ) ①Ba(OH)2 ②Ba(NO3)2 ③Na2S ④BaCl2 ⑤Ca(ClO)2 ⑥Fe(NO3)3 ⑦H2O2 ⑧NaClO A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 A [①中有BaSO3沉淀,②中有NO气体和BaSO4沉淀,③有S沉淀,⑤中有CaSO4沉淀,⑥中有NO气体。] 4.下列有关说法不正确的是( ) A.改燃煤为燃气,可以减少废气中SO2等有害物质的排放量,是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施 B.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3,可减少对大气的污染 C.大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2,从而使雨水的pH<5.6形成酸雨 D.硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质 B [加入石灰石,使产生的SO2最终生成CaSO4,不是CaSO3。] 常见漂白物质的漂白原理比较 角度2 SO2和CO2的鉴别与检验 5.下列溶液中,不能鉴别CO2、SO2气体的是( ) ①石灰水 ②稀硝酸 ③KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液 A.①⑤ B.②③④⑤⑥ C.① D.③④ C [SO2和CO2都是酸性气体,都能使澄清石灰水变浑浊,但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性,②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成,且⑤中还有白色沉淀生成,只有①不能鉴别二者。] 6.下列实验中能证明某气体为SO2的是( ) ①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液退色 ④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中,能使溴水退色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生 A.都能证明 B.都不能证明 C.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明 D [①CO2使澄清石灰水也变浑浊;②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;③Cl2也能使品红溶液退色;④CO2、SO2均有此过程现象。] 7.(2017·唐山模拟)浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑,请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检验反应产物的装置。现提供浓硫酸、木炭和酸性KMnO4溶液,其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去) 将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。 选用的仪器(填字母) 加入的试剂 作用 [解析] 观察A、B、C,可作反应发生装置的只有C。木炭与浓硫酸的反应产物有H2O、CO2及SO2。为避免相互干扰,尤其是SO2对CO2的干扰,确定三种气体检验顺序为H2O——SO2——CO2。其中,H2O用无水硫酸铜变蓝证明,用B装置。检验SO2用品红溶液,检验CO2用澄清石灰水,由于SO2也能使之变浑浊,故对CO2检验有干扰,因此需要将SO2除净,故用酸性KMnO4溶液将其彻底除去,再检验CO2,以上均用到洗气瓶。 [答案] 选用的仪器 (填字母) 加入的试剂 作用 C 浓硫酸和木炭 反应器(或产生气体) B 无水CuSO4 检出H2O A 品红溶液 检出SO2 A 酸性KMnO4溶液 吸收SO2 A 品红溶液 检验SO2是否除尽 A 澄清石灰水 检出CO2 (1)CO2与SO2的一般鉴别方法 (2)SO2、CO2共存时二者的检验装置的连接模型 证明混合气体中含有CO2和SO2时通常设计以下装置进行检验 现象:A中退色,C中不退色,D中变浑浊,证明CO2、SO2共存。 注:有时为简化装置,可将除去SO2(B)和检验SO2是否除尽(C)合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。 考点2| 硫酸的性质和硫及其化合物的转化 [基础知识自查] 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:H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量热,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.硫酸的化学性质 (1)稀硫酸具有酸的通性:硫酸是一种二元强酸,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,能与酸碱指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。 (2)浓硫酸的三大特性 3.硫及其化合物的转化关系 (1) (2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的如: 写出②、③、④反应的化学方程式: ②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O; ③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O; ④Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。 [应用体验] 在下列用途或反应中,硫酸表现出的性质为A.高沸点(难挥发性);B.酸性;C.强酸性;D.吸水性;E.脱水性;F.强氧化性。试用字母填空: (1)实验室制取H2:________。 (2)实验室利用浓H2SO4与NaCl共热制取HCl气体:________。 (3)干燥SO2:________。 (4)浓H2SO4溶解金属铜:________。 (5)浓H2SO4可用钢瓶贮运:________。 (6)利用浓H2SO4与Ca3(PO4)2生产过磷酸钙化肥:________。 (7)浓H2SO4可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后变黑:________。 (8)将浓H2SO4加到浓HCl中产生白雾:________。 (9)浓H2SO4与蔗糖作用产生黑面包,放出刺激性气味的气体:________。 [提示] (1)B (2)A、B (3)D (4)B、F (5)F (6)C (7)B、E (8)D (9)E、F [考点多维探究] 角度1 硫酸的主要性质及其应用 1.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.①②③ B.①④ C.③⑤ D.⑥⑦⑧ B [随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,所以有硫酸剩余,剩余的稀硫酸还能与铁反应放出H2,②⑥错误,④正确;③浓硫酸使蔗糖炭化,表现其脱水性;⑧浓硫酸中的硫为+6价,二氧化硫中的硫为+4价,无中间价态,二者不反应。] 2.向5 mL 18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应。下列说法正确的是( ) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g D [n(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,在反应过程中浓H2SO4变稀,反应停止。] 硫酸性质归纳 (1)强酸性的表现。如利用硫酸的强酸性制取弱酸的反应:用FeS和稀H2SO4 反应制H2S,Na2SO3与硫酸反应制SO2。 (2)吸水性的表现。如用浓硫酸作干燥剂等。 (3)脱水性的表现。如浓硫酸能使某些含C、H、O元素的有机化合物炭化等。甲酸与浓硫酸共热制一氧化碳也是利用了浓硫酸的脱水性。 (4)吸水性和作为催化剂的表现。如醇与羧酸的酯化,纤维素与硝酸的酯化等。 (5)只作催化剂的表现。如二糖、多糖水解时加稀硫酸,酯类水解时加稀硫酸等。 (6)氧化性的表现。如铁、铝遇浓硫酸发生钝化,浓硫酸将H2S氧化生成硫,浓硫酸将碘化氢氧化生成碘,以及浓硫酸氧化C、S、P等的反应。 (7)氧化性和酸性的共同表现。如浓硫酸与金属生成硫酸盐和二氧化硫等的反应。 角度2 SO、SO的检验 3.(2017·济南模拟)下列说法正确的是( ) A.浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸上,试纸先变红,然后退色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性 B.样品无明显现象出现白色沉淀,说明样品中含SO C.常温下浓H2SO4能用铁制容器盛装,说明浓H2SO4与Fe不反应 D.样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体,说明样品中含SO或HSO B [A项中,最后变黑,说明具有脱水性;C项中,常温下Fe遇浓H2SO4发生钝化;D项中,样品中可能含CO或HCO。] 4.有一瓶Na2SO3溶液,可能已部分氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是 ( ) A.Na2SO3溶液已部分氧化 B.加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4 C.加硝酸后的不溶沉淀一定为BaSO4 D.此实验能确定Na2SO3溶液是否已部分氧化 C [硝酸将SO氧化为SO,加硝酸后的沉淀一定为BaSO4,但加硝酸前的沉淀可能为BaSO3或BaSO4或它们的混合物,所以该实验不能确定Na2SO3是否已部分氧化。] (1)溶液中SO、SO检验的答题模板 ①SO的检验 被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)。 ②SO的检验 被检液沉淀气体品红溶液退色,说明含SO。 (2)SO检验时应注意的3点误区 ①只加可溶性钡盐,不酸化。CO、PO、SO等会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀干扰SO的检验。 ②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。其错误是溶液中若含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。 ③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。该错误是未注意在酸性环境中NO具有强氧化性:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。 角度3 以浓H2SO4的强氧化性为背景的实验探究 5.(2017·珠海模拟)某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液退色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。 试回答: (1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:__________。 (2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接________、________接b,c接________、________接d。 (3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为__________________。 (4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_________________________。 (5)D、E两支试管中CCl4的作用是____________________________。 (6)若A中Zn足量,充分反应后得到气体的成分是________。 [解析] (1)开始阶段,浓硫酸与锌反应产生SO2气体:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应生成H2:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。(2)从图示看,C装置应是检验SO2 气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在SO被还原,生成SO2的反应。(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。 (5)SO2不溶于CCl4,防倒吸。 (6)Zn足量,后期Zn与稀H2SO4反应生成H2。 [答案] (1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O、 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ (2)3(或4) 4(或3) 2 1 (3)C中品红溶液退色 (4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO (5)防倒吸 (6)SO2、H2 角度4 硫及其化合物的转化及应用 6.下列有关硫及其化合物的说法正确的是( ) A.SO2、H2SO3均具有还原性,故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3 B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2 C.单质氧化物酸或碱盐,能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素 D.硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4 C [A项,SO2、H2SO3虽然有还原性,但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应,因为+4价硫与+6价硫之间无中间价;B项,氧化产物可能是S或SO2;D项,S与O2的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。] 7.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系: ABCDE 当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答: (1)A是________,Y是________,Z是________。 (2)当X是强酸时,E是________,写出C生成D的化学方程式:_________。 (3)当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式: ________。 [解析] 因D的相对分子质量比C大16,则Y为O2,进而推知C、D为氧化物,BCD为连续氧化的过程。因E为酸,故C、D均为非金属氧化物,Z为H2O。当X为强碱时,该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3 ,进而推知A为铵盐;当X为强酸时,该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4,进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。 [答案] (1)(NH4)2S O2 H2O (2)H2SO4 2SO2+O22SO3 (3)HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O 硫及其化合物的转化规律 (1)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,即“邻近规则”。 如:H2 O2O3 (2)相邻价态的微粒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。 (3)含硫物质的连续氧化 硫元素 注意:符合ABCD的转化关系的A有N2、NH3、C、Na、S、H2S等。 [课堂小结·反馈达标1+1] 全新理念 探究高考 明确考向 1.一组判断,展示高考易误点 (1)(2015·全国卷Ⅰ)2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA。( ) (2)(2014·全国卷Ⅱ)pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1。( ) (3)Na2S2O3溶液中加入稀硫酸的离子方程式:2S2O+4H+===SO+3S↓+2H2O。( ) (4)(2014·全国卷Ⅰ)浓H2SO4与蔗糖作用实验现象可以说明浓H2SO4的脱水性和氧化性。( ) (5)(2015·山东高考)浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗。( ) (6)(2015·天津高考)点燃爆竹后,硫燃烧生成SO3。( ) (7)(2015·天津高考)将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2。( ) (8)(2015·浙江高考)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SO或SO。( ) (9)将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中,红色退去,说明SO2具有漂白性。( ) (10)将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不退色且澄清石灰水变浑浊,证明H2SO3酸性强于H2CO3。( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√ 2.一题串知,覆盖高考什么 (全国卷)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。 (1)A中反应的化学方程式为____________________________________。 [考查SO2的实验制法] (2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是________________、 ________________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________;装置B、C中发生反应的离子方程式为______________________________、 ___________________________________________________________。 [考查SO2的还原性、氧化性及离子方程式书写] (3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象:______________________________________。[考查SO2的漂白性及特点] (4)尾气可采用________溶液吸收,其离子方程式为__________________。 [考查SO2的尾气处理] (5)实验室制SO2也可用浓H2SO4与Cu反应制备,其化学方程式为________, 此反应中浓H2SO4表现的性质为________。[考查浓H2SO4的强氧化性] [答案] (1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O (2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色沉淀 还原性 氧化性 5SO2+2MnO+2H2O===2Mn2++5SO+4H+ 3SO2+2S2-===2SO+3S↓ (3)品红溶液退色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液又恢复为红色 (4)NaOH SO2+2OH-===SO+H2O (5)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性、酸性查看更多