2021高考化学一轮复习专题4第3讲硫及其化合物学案新人教版

2021高考化学一轮复习专题4第3讲硫及其化合物学案新人教版

第3讲 硫及其化合物 ‎[考纲要求]‎ ‎1．掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.了解硫元素单质及其重要化合物的制备方法。‎ 　硫及其氧化物的性质与应用 ‎1.硫单质 ‎(1)硫元素的存在形态 ‎(2)硫单质的物理性质 硫单质俗称______，是一种淡黄色固体；____溶于水，____溶于酒精，____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 O2‎ ‎①与金属反应表现____性 ‎②与非金属反应 ‎③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：__________________，表现____性 ‎2．二氧化硫(SO2)‎ ‎(1)物理性质 二氧化硫是______________气味的有____气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约____体积SO2。‎ ‎(2)化学性质 ‎① ‎②氧化性(如与H2S溶液反应)：‎ SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ‎③ ‎④漂白性：可使____溶液等有机色质褪色生成不稳定的化合物 ‎3．三氧化硫 ‎(1)物理性质：熔点‎16.8 ℃‎，沸点‎44.8 ℃‎ 24‎ ‎，在常温下为____，在标准状况下为______。‎ ‎(2)化学性质：‎ ‎4．硫的氧化物的污染与防治 ‎(1)来源：____________的燃烧及________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______，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______________________反应发生。‎ 途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)硫与铁反应生成硫化亚铁(　　)‎ ‎(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫(　　)‎ ‎(3)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成(　　)‎ ‎(4)二氧化硫可广泛用于食品的增白(　　)‎ ‎(5)SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均发生化学反应(　　)‎ ‎(6)‎32 g硫跟足量金属铜反应转移电子数目为2NA(　　)‎ ‎(7)SO2具有漂白性，故可使酸性KMnO4溶液、Br2水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色(　　)‎ ‎(8)pH<7的降雨属于酸雨(　　)‎ ‎(9)SO2和Cl2都具有漂白性，以1:1体积比通入品红溶液中，漂白能力增强(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎　SO2的性质与价态变化 24‎ 对点速练 练点一　S、SO2、SO3基本性质 ‎1．下列关于硫及其化合物的说法中不正确的是(　　)‎ A．硫粉在过量的纯氧中燃烧也不能生成三氧化硫 B．SO2既可以是含硫物质的氧化产物，也可以是含硫物质的还原产物 C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性 D．自然界中存在可溶于CS2的游离态的硫 ‎2．当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时，常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2说法正确的是(　　)‎ A．SO2属于非法添加剂，不该添加到葡萄酒中 B．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质 C．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥 D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性 ‎3．下列有关物质漂白性的叙述，正确的是(　　)‎ A．因为SO2有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水褪色 B．能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2‎ C．SO2、漂白粉、活性炭、过氧化钠都能使红墨水褪色，其原理相同 D．SO2和Cl2都有漂白作用，将两种气体同时作用于湿润的有色布条，漂白效果更好 归纳总结 常见漂白剂的比较 类型 原理 举例 特点 备注 氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、‎ Ca(ClO)2、‎ Na2O2、H2O2、‎ O3等 不可逆、‎ 持久 无选 择性 加合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2‎ 可逆、‎ 不持久 有选 择性 吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理 变化 吸附 色素 练点二　SO2的有关实验 24‎ ‎4．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使品红溶液褪色　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，能使溴水褪色，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 ‎5．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如图所示，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KMnO4溶液，紫红色褪去 D．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 ‎6．下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：‎ ‎(1)B中加入的试剂是________，作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)C中加入的试剂是________________________________________________________________________，‎ 作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)D中加入的试剂是________________________________________________________________________，‎ 作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验时，C中应观察到的现象是________________________________________________________________________。‎ 24‎ 方法技巧 检验SO2和CO2同时存在的一般流程 ‎ SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为 流程 设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2‎ 选用 试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期 现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 练点三　硫的氧化物对环境的影响及治理 ‎7．结合化学与环境相关知识，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．SO2、NO2、CO2均属于大气污染物 B．酸雨是pH小于5.6的降水 C．CO2也会导致酸雨的形成 D．大气中SO2含量的增加，会导致温室效应加剧 ‎8．如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图：‎ ‎(1)试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)脱硫以后，在废气中含量明显增加的气体是________(写物质名称)，它对环境的负面影响是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 24‎ 方法总结 工业上SO2的两种常用处理方法 方法一：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＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。‎ 方法二：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)。‎ 　硫酸的性质、SO的检验 ‎1.稀硫酸(具有酸的通性)‎ ‎2．浓硫酸 ‎(1)物理性质 H2SO4____挥发，____溶于水，浓H2SO4溶于水____热，所以稀释浓H2SO4时，应将__________沿器壁慢慢注入________中并不断搅拌。‎ ‎(2)浓硫酸的特性 24‎ 实验 实验现象 浓硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 ‎____________‎ 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 ‎__________________‎ 脱水性 将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 ‎______________________________________‎ 强氧化性、酸性 ‎(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4____，可用铝槽车运输浓H2SO4。‎ ‎(4)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎3．SO的检验 ‎(1)操作方法：被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)。‎ ‎(2)原理解释：先加稀盐酸的目的是____________________________，再加BaCl2溶液，观察有白色沉淀产生，在此过程中可能发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)用硫酸清洗锅炉中的水垢(　　)‎ ‎(2)用BaCl2溶液鉴别SO和SO(　　)‎ ‎(3)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸可用于干燥H2和CO(　　)‎ ‎(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明溶液中一定有SO(　　)‎ ‎(5)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的强氧化性(　　)‎ ‎(6)不能用浓H2SO4干燥还原性气体SO2(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎1．浓H2SO4作干燥剂应放在洗气瓶中，可干燥的气体为酸性、中性，不具有还原性气体如：H2、Cl2、CO2、SO2等，不可干燥碱性气体和还原性气体如：NH3、HI、H2S等。‎ ‎2．要注意浓H2SO4与Cu反应，随着反应的进行，浓H2SO4的浓度会逐渐变稀，反应停止。‎ ‎3．分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别：‎ ‎(1)吸水性：浓硫酸能吸收物质中游离的水，可用作干燥剂。可以是物理变化，也可以是化学变化，如浓硫酸吸去CuSO4·5H2O晶体中的结晶水；‎ 24‎ ‎(2)脱水性：浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2:1比例脱去。‎ 对点速练 练点　H2SO4的性质 ‎1．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的性质，其中不能达到目的的是(　　)‎ A B C D 实验 目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性 实验 装置 ‎2.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　)‎ A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量 B．②中选用品红溶液验证SO2的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2‎ D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 ‎3．下列四种溶液中一定存在SO的是(　　)‎ A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解 C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生 D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生 易错警示 SO检验的“‎3”‎个易错点 ‎ (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)。‎ 24‎ ‎(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具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。‎ ‎1.[2019·浙江4月，11]针对下列实验现象表述不正确的是(　　)‎ A．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色 B．在表面皿中加入少量胆矾，再加入3 mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色 C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀 D．将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，镁条剧烈燃烧，有白色、黑色固体生成 ‎2．[2017·北京卷，10]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 ‎3.[2017·江苏卷，4]下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ ‎4．[2019·全国卷Ⅱ，26(节选)]立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：‎ ‎(1)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：‎ 24‎ ‎①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为________________________________。‎ ‎②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。‎ ‎③沉淀器中反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(2)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 mol·L－1的I2－KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为________，样品中S2－的含量为________(写出表达式)。‎ ‎5．[2017·天津卷，10]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。‎ Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为：‎ H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4‎ ‎4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O ‎(1)硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是__________________。‎ ‎(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为____________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是________________________________________________________________________。‎ 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S ‎(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)＝4时，氧化产物的分子式为________。‎ Ⅱ.SO2的除去 24‎ 方法1(双碱法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3溶液 ‎(4)写出过程①的离子方程式：______________________；CaO在水中存在如下转化：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理________________________。‎ 方法2：用氨水除去SO2‎ ‎(5)已知‎25 ℃‎，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝______ mol·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1时，溶液中的c(SO)/c(HSO)＝________。‎ 含硫化合物的转化与应用 ‎【知识基础】‎ ‎1．硫及其化合物的转化关系图解 ‎2．上图隐含的两个转化主线 ‎(1)利用含硫物质的酸碱反应转化主线 SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3‎ ‎(2)利用含硫物质的连续氧化反应转化主线 硫元素 ‎3．硫元素价态的邻位和跳位转化 ‎(1)邻位价态转化规律 ‎①是硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，其价态一般会升至相邻的价态()。如：H2＋2FeCl3===2HCl＋2FeCl2＋↓‎ ‎②S能发生自身氧化还原反应，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。如：‎ 24‎ ‎3＋6KOH===2K2＋K2O3＋3H2O ‎③和处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。如：‎ H2 O2O3‎ ‎2O2＋O22O3‎ O2＋2H2 ===3↓＋2H2O ‎④是硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，其价态一般降至相邻的价态()。如：Cu＋2H2O4(浓)CuSO4＋O2↑＋2H2O。‎ ‎(2)跳位转化规律 和遇到强氧化剂时，价态会发生跳位转化。‎ 如： ， 。‎ ‎【素养专练】‎ 一、转化关系的读图推断 ‎[例1]　物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)图中X的电子式为________；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 该变化说明S的非金属性比O________(填“强”或“弱”)。‎ ‎(2)下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是________(填字母)。‎ a．Na2S＋S　　b．Z＋S 24‎ c．Na2SO3＋Y d．NaHS＋NaHSO3‎ ‎(3)治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3做催化剂，将CO、SO2在‎380 ℃‎时转化为S和一种无毒气体，写出该治理烟道气反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[练1]　含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．该过程中可得到化工产品H2SO4‎ B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2‎ C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4‎ ‎[练2]　CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2‎ B．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③‎ D．利用途径②制备‎16 g硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol 24‎ ‎[练3]　右图表示某固态单质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与A的氢化物反应生成A的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出一个由D生成B的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)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________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________________________________________________________；‎ ‎③加热反应后的溶液，其pH________(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是________________________________________________________________________。‎ 二、化工生产中含硫化合物的综合分析 ‎[例2]　烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。‎ ‎(1)利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示：‎ 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示。‎ 24‎ ‎①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收率，下列措施正确的是________(填字母编号)。‎ A．降低通入含硫烟气的温度 B．减小通入含硫烟气的流速 C．减少天然海水的进入量 D．在天然海水中加入生石灰 ‎②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③该小组采用如图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设实验在标准状况下进行)。‎ 上述装置连接的顺序是原料气→________(填导管接口序号)。下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的碘淀粉溶液的是________(填字母编号)。‎ A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液 C．溴水 D．氨水 ‎(2)石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 某电厂用煤300 t(煤中含硫质量分数为2.5%)，若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏________t。‎ ‎[练4]　海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－、Br－、SO、HCO、CO等离子，火力发电时排放的烟气可用海水脱硫，其工艺流程如下图所示，下列说法错误的是(　　)‎ 24‎ A．海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO、HCO B．吸收塔中发生的反应有SO2＋H2OH2SO3‎ C．氧化主要是氧气将HSO、SO、H2SO3氧化为SO D．经稀释“排放”出的废水中，SO浓度与海水相同 ‎[练5]　近年来，酸雨污染较为严重，防治酸雨成了迫在眉睫的问题。‎ ‎(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法，流程如下：‎ Ⅰ.将含SO2的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中，得NaHSO3溶液。‎ Ⅱ.将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。‎ Ⅲ.将盐酸加入NaHSO3溶液中，反应所得到的SO2气体回收，生成的NaCl循环利用。‎ ‎①写出步骤Ⅰ反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②写出步骤Ⅱ中电解饱和食盐水的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③写出步骤Ⅲ反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)还有学者提出利用Fe2＋、Fe3＋等离子的催化作用，常温下将SO2氧化成SO而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO的转化率。‎ ‎①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数，X溶液可以是________。(填写字母)‎ 24‎ A．碘的淀粉溶液 B．酸性高锰酸钾溶液 C．氢氧化钠溶液 D．氯化钡溶液 ‎②若上述实验是在标准状况下进行的，欲测定转化器中SO2氧化成SO的转化率，已知气体流速，还需测定的数据有________________________________________________________________________、‎ ‎______________________________________。‎ 第3讲　硫及其化合物 基础精讲练 考点一 ‎1知识梳理 ‎1．(1)硫化物　硫酸盐　(2)硫黄　不　微　易　(3)2Cu＋SCu2S　Fe＋SFeS　氧化　S＋O2SO2　还原　S＋H2H2S　氧化　S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O　还原 ‎2．(1)无色、有刺激性　毒　40　(2)SO2＋H2OH2SO3　2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O　2SO2＋O22SO3　Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4　品红 24‎ ‎3．(1)液态　固态　(2)SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)　SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O ‎4．(1)含硫化石燃料　金属矿物　(3)脱硫　(4)2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4‎ 回扣判断　答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)×‎ ‎2对点速练 ‎1．解析：硫粉燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，故A正确；二氧化硫的生成可以是浓硫酸被还原生成，也可以是硫单质被氧化生成，故B正确；二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了酸性氧化物与碱反应的性质，与漂白性无关，故C错误；自然界中存在游离态的硫，如火山口存在游离态的硫，且S易溶于CS2，故D正确。‎ 答案：C ‎2．解析：适量的SO2可防止葡萄酒氧化，可作为添加剂，A项错误，B项正确；SO2中S为＋4价，硫酸中的S为＋6价，为相邻价态，不会发生氧化还原反应，C项错误；SO2使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化还原反应，体现SO2的还原性，D项错误。‎ 答案：B ‎3．解析：SO2可使溴水褪色，这是由于SO2与Br2发生氧化还原反应，不属于漂白，A错误。能使品红溶液褪色的气体很多，如O3、Cl2等，不一定是SO2，B正确。漂白粉(或Na2O2、H2O2、O3)可将有色物质氧化成无色物质而褪色，SO2可跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质而褪色，活性炭具有吸附作用而使有色物质褪色，C错误。SO2和Cl2(潮湿的)都有漂白作用，但若将两种气体等物质的量混合作用于湿润的有色布条，就会失去漂白作用，这是因为发生反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，D错误。‎ 答案：B ‎4．解析：CO2也能产生①④中的实验现象，酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，氯气也能使品红溶液褪色，实验⑤说明气体有还原性，结合后续实验现象说明该气体是SO2。‎ 答案：D ‎5．解析：若B装置中蓝色褪去，则说明I2被SO2还原为I－，故还原性：SO2＞I－，A项正确；二氧化硫是污染性气体，不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，B项正确；二氧化硫、亚铁离子都具有还原性，都可以和高锰酸钾溶液发生反应使之褪色，不能验证装置A中发生了氧化还原反应，C项错误；加入氯化钡生成沉淀说明Fe3＋和SO2反应生成了SO，D项正确。‎ 答案：C 24‎ ‎6．解析：一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。‎ 答案：(1)品红溶液　检验SO2‎ ‎(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽 ‎(3)澄清石灰水　检验CO2　(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色或不褪成无色)‎ ‎7．解析：CO2不是大气污染物，A项错误；CO2不会导致雨水pH＜5.6，C项错误；SO2不会导致温室效应，D项错误。‎ 答案：B ‎8．解析：(1)由图可知，脱硫使硫元素转化为CaSO4，最终产品是石膏CaSO4·2H2O。‎ ‎(2)根据(1)中反应的方程式可知，在脱硫的过程中会产生大量的CO2气体，使温室效应加剧，导致全球气候变暖。‎ ‎(3)SO2能使品红溶液褪色，所以检验SO2的简单方法是将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色，若品红溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若品红溶液不褪色，说明废气中不含SO2。‎ 答案：(1)CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4、CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O ‎(2)二氧化碳　使温室效应加剧，导致全球气候变暖 ‎(3)将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色，若品红溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若品红溶液不褪色，说明废气中不含SO2‎ 考点二 ‎1知识梳理 ‎1．红　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O　Cu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O　CuCO3＋H2SO4===CuSO4＋H2O＋CO2↑‎ ‎2．(1)不　易　放　浓H2SO4　水　(2)蓝色固体变白　沾有浓H2SO4的滤纸变黑　铜片逐渐溶解，产生无色有刺激性气味的气体　(3)钝化　(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ‎3．(2)防止CO、SO、Ag＋干扰　CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、 Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓‎ 回扣判断　答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2对点速练 24‎ ‎1．解析：A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，A能达到目的；B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内气压增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出氧化性。‎ 答案：D ‎2．解析：试管中铜丝上下移动，可达到随制随停的目的，A项合理；SO2可使品红溶液褪色，B项合理；SO2为酸性气体，可与碱发生反应，用NaOH溶液可吸收多余的SO2，防止SO2污染空气，C项合理；为确认CuSO4生成，应待①冷却后，取少量①中溶液倒入水中，并不断搅拌，若溶液显蓝色，说明有CuSO4生成，反之则无，而不应将水加入浓H2SO4中，易发生酸液飞溅的危险，D项不合理。‎ 答案：D ‎3．解析：甲溶液中可能存在SO、CO或Ag＋；乙溶液中可能存在Ag＋；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SO或HSO，会被氧化成SO，从而造成误判。‎ 答案：C 真题全体验 ‎1．解析：本题考查常见元素的单质及其化合物的性质。常温常压下，1体积水约溶解2体积的氯气，故20 mL水只能溶解大约40 mL的氯气，A项错误；浓硫酸具有吸水性，将CuSO4·5H2O转化为CuSO4，固体由蓝色变为白色，B项正确；双氧水将含＋4价硫元素的微粒氧化为SO，SO与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，C项正确；镁在二氧化碳中燃烧生成MgO和C，D项正确，故选A。‎ 答案：A ‎2．解析：A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性；B.SO2与H2S溶液发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性；D.SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3。‎ 答案：C ‎3．解析：A项，稀H2SO4与铜片不反应，错误；B项，SO2能使品红溶液褪色，体现其漂白性，正确；C项，SO2密度比空气大，应“长进短出”，错误；D项，SO2不与NaHSO3反应，无法吸收SO2，错误。‎ 答案：B ‎4．解析：(1)①已知反应物有BaSO4‎ 24‎ ‎、C，生成物有BaS，因焦炭过量则生成CO，根据得失电子守恒、原子守恒写出化学方程式；CO与H2O(g)反应生成CO2与一种清洁能源气体，不难推测该气体为H2。②“还原料”的主要成分为BaS，长期放置发生水解生成Ba(OH)2与H2S，Ba(OH)2吸收空气中的CO2生成了难溶于水的 BaCO3。③沉淀器中溶液的成分为Ba2＋、S2－、Zn2＋、SO，反应生成了BaSO4·ZnS沉淀，根据电荷守恒、原子守恒写出离子方程式。‎ ‎(2)滴定前，溶液含I2和淀粉，呈蓝色，随着Na2S2O3溶液的滴入，I2不断被消耗，溶液颜色逐渐变浅，当加入最后一滴Na2S2O3溶液时(滴定终点)，溶液恰好褪色；样品中的S2－与I2发生反应：S2－＋I2===S↓＋2I－，参与该反应的I2的物质的量为 mol＝×0.100 0×10－3mol＝n(S2－)，则样品中S2－的含量为×100%。‎ 答案：(1)①BaSO4＋‎4C===BaS＋4CO↑　CO＋H2O===CO2＋H2‎ ‎②BaCO3　③S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO===BaSO4·ZnS↓‎ ‎(2)浅蓝色至无色　×100%‎ ‎5．解析：(1)由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂，该反应中硫杆菌改变了反应路径，降低了反应的活化能。‎ ‎(2)由图1可知，温度在‎30 ℃‎左右时，速率最快；由图2可知，反应混合液的pH＝2.0左右时，速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为‎30 ℃‎、混合液的pH＝2.0。若反应温度过高，硫杆菌蛋白质受热变性失活，导致反应速率下降。‎ ‎(3)用H2O2氧化H2S时，H2O2被还原为H2O。当n(H2O2)/n(H2S)＝4时，n(H2O2)＝4 mol，则n(H2S)＝1 mol，并设氧化产物中S的化合价为x，由氧化还原反应的电子守恒规律，可得：4×2×[(－1)－(－2)]＝1×[x－(－2)]，解得x＝＋6。所以氧化产物的分子式为H2SO4。‎ ‎(4)过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH－＋SO2===SO＋H2O；由CaO在水中的转化平衡：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，可推断过程②Na2SO3溶液中加入CaO后，生成CaSO3沉淀，c(Ca2＋)减小，使上述平衡向正向移动，c(OH－)增大，所以有NaOH生成。‎ ‎(5)由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb＝1.8×10－5可知，Kb＝[c(NH)·c(OH－)]/c(NH3·H2O)＝1.8×10－5，当氨水的浓度为2.0 mol·L－1时，溶液中的c(NH)＝c(OH－)＝6.0×10－3 mol·L－1。由H2SO3的第二步电离方程式HSOSO＋H＋及其电离平衡常数Ka2＝6.2×10－8可知，Ka2＝[c(SO)c(H＋)]/c(HSO)＝6.2×10－8，将SO2‎ 24‎ 通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1时，溶液的c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，则c(SO)/c(HSO)＝＝0.62。‎ 答案：(1)降低反应活化能(或作催化剂)‎ ‎(2)‎30 ℃‎、pH＝2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)‎ ‎(3)H2SO4‎ ‎(4)2OH－＋SO2===SO＋H2O　SO与Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 ‎(5)6.0×10－3　0.62‎ 微专题·大素养⑦‎ ‎【素养专练】‎ ‎[例1]　解析：(1)X为H2S，S最外层6个电子，能够与2个H原子形成共价键，其电子式为H::H；H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，所以S非金属性比O弱。‎ ‎(2)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c中S的化合价都大于2，b、d符合题意。‎ 答案：‎ ‎(1)H::H　2H2S＋O2===2S↓＋2H2O　弱 ‎(2)b、d　(3)2CO＋SO2S＋2CO2‎ ‎[练1]　解析：根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。‎ 答案：C ‎[练2]　解析：A项，3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当恰好完全反应时，H＋和NO的物质的量之比为8:2，所以混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为3:2，正确；B项，途径①中产生有毒的气体NO，途径③中产生有毒的气体SO2，而途径②中的反应为2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，反应中不产生有毒气体，正确；C项，根据途径①②中的反应，生成1 mol CuSO4，要消耗1 mol H2SO4，途径③的反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成1 mol CuSO4，要消耗2 mol H2SO4‎ 24‎ ‎，即三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③，正确；D项，n(CuSO4)＝＝0.1 mol，根据反应②中的反应方程式，Cu为还原剂，O2为氧化剂，硫酸没有被还原，错误。‎ 答案：D ‎[练3]　解析：常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2，而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应，B、C的相对分子质量之比为4:5，确定A是单质硫，因为SO2和SO3的相对分子质量之比恰为4:5，硫酸是重要的工业原料，化合物E应为H2SO3。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，二者恰好完全反应，所得溶液为Na2SO3溶液；由于SO＋H2OHSO＋OH－，所以溶液显碱性。根据水解的特点可知加热Na2SO3溶液可以促进水解。‎ 答案：‎ ‎(1)S＋H2H2S ‎(2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O ‎(3)2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O(其他合理答案也可)‎ ‎(4)①H2SO3＋2OH－===SO＋2H2O ‎②大于　Na2SO3是强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性，SO＋H2OHSO＋OH－‎ ‎③增大　水解是吸热反应，加热使SO水解程度增大，因而pH增大 ‎[例2]　解析：(1)①A项，由图像可知，随着温度的升高，二氧化硫的吸收率下降，故正确；B项，比较图中曲线①②可知，烟气流速减小，则SO2的吸收率升高，故正确；C项，减少天然海水的进入量，则吸收二氧化硫的量减少，不正确。D项，生石灰与海水反应生成Ca(OH)2，可以吸收SO2。②使用空气将亚硫酸氧化，离子方程式为2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO。③原料气先通过一定浓度和一定体积的碘淀粉溶液，其中SO2与I2反应，当I2恰好反应完时，溶液由蓝色变成无色，此时再通过量气方式读出量筒中水的体积，即为烟气中其他气体的体积，可以进行计算，故装置的连接顺序是原料气→c→d→b→a→e；若用其他试剂代替碘淀粉溶液，则该试剂能与SO2反应，且恰好反应完时有明显的颜色变化，酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以。‎ ‎(2)根据题意，反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2。300 t煤中硫的物质的量为＝234 375 mol，则由SO2～CaSO4·2H2O，可生产石膏的质量为234 375 mol×‎172 g·mol－1×96%＝3.87×‎107 g＝38.7 t。‎ 答案：(1)①ABD　②2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO　③c→d→b→a→e　AC ‎(2)2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2　38.7‎ ‎[练4]　解析：A项，海水中CO、HCO发生水解，CO＋H2OHCO＋OH－，HCO＋H2O 24‎ H2CO3＋OH－，所以天然海水的pH≈8，呈弱碱性，故A正确；B项，由流程分析可知吸收塔中发生的反应有SO2＋H2OH2SO3，故B正确；C项，天然海水吸收了含硫烟气后，要用O2进行氧化处理，因为氧气具有氧化性，所以能将H2SO3、HSO、SO等氧化为硫酸，如亚硫酸被氧化的反应为2H2SO3＋O2===2H2SO4，故C正确。‎ 答案：D ‎[练5]　解析：求解SO2 在混合气中的体积分数，需要求出两个量，一个是SO2的体积，一个是混合气的总体积。利用量气装置，可求出吸收SO2后剩余气体的体积；利用洗气瓶中的X溶液，求出SO2的体积。所以对于洗气瓶中的溶液，必须能与SO2反应，且能发生明显的颜色变化，以便确定反应的终点。求解SO2的转化率，应求出SO2气体的总量和生成SO的量。因为在前一问中已求出SO2在混合气中的含量，所以只需确定混合气的总量。利用流速求总量，只需知道通入时间。要求SO2的转化率，只需确定沉淀质量。‎ 答案：(1)①SO2＋NaOH===NaHSO3‎ ‎②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎③HSO＋H＋===SO2↑＋H2O ‎(2)①AB　②实验时间　加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量 24‎