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文档介绍
2021高三化学人教版一轮学案:第四章 第三节 硫及其重要化合物 Word版含解析
www.ks5u.com 第三节 硫及其重要化合物 最新考纲:1.掌握硫元素的单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫元素的单质及其重要化合物的制备方法。3.了解二氧化硫对环境质量的影响。 核心素养:1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识硫单质及化合物的多样性,并对其进行分类。2.科学探究与创新意识:能根据硫单质及化合物的性质提出有探究价值的问题;从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究。 知识点一 硫及其氧化物性质 1.自然界中硫元素的存在 2.硫的物理性质 3.硫的化学性质 H2 O2 (3)与强氧化剂反应(如浓硫酸):S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,表现还原性。 (4)与碱溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,表现氧化性和还原性。 4.二氧化硫 (1)物理性质 (2)化学性质 填写下列表格: (3)SO2对大气的污染与防治 ①酸雨的形成过程: ②SO2对大气的污染与防治: 5.三氧化硫 (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 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.Na、O、S三种元素形成的一种盐溶于水后加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时产生有刺激性气味的气体( √ ) 2.下列物质的转化在一定条件下能够实现:SSO3H2SO4( × ) 提示:S燃烧只能生成SO2。 3.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 ( × ) 4.硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同( × ) 提示:S与Fe反应生成FeS,Cl2与Fe反应生成FeCl3。 5.SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同( × ) 提示:SO2通入品红溶液中体现漂白性,SO2通入溴水中体现其还原性。 6.洗涤附着在试管内壁上的硫用CS2或热的浓NaOH溶液( √ ) 7.除去CO2中的SO2可将混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶( √ ) 8.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性( × ) 1.二氧化硫有毒,不能漂白食品,但能用作干果、葡萄酒等食品防腐剂。 2.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。 3.硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。 4.SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊试液变红,但不能使之褪色。 5.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。 6.SO2、Cl2都能使品红溶液褪色,但两者按物质的量1∶1混合后通入溶液中无漂白性,反应为: Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4。 1.下列说法错误的是( D ) A.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 B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物 C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理 D.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3 解析:硫能溶于CS2,且能与NaOH反应生成可溶性的Na2S和Na2SO3,A项正确;硫在氧气中燃烧只生成SO2,D项错误。 2.(2020·厦门模拟)有下列两种转化途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是( A ) 途径①:SH2SO4 途径②:SSO2SO3H2SO4 A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高产率 C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol电子 D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”理念,是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高 解析:S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,该反应中只体现了浓硝酸的强氧化性,不体现其酸性,A项错误;增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,所以途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高SO2 的转化率,从而降低成本,B项正确;途径①和②都是由硫单质来制备H2SO4,硫元素的化合价从0升高到+6,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,C项正确;途径①中S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,二氧化氮会污染大气,并且途径②中的反应都是化合反应,原子利用率高,所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念且原子利用率高,D项正确。 3.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( A ) A.向B溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色 B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O C.溶液酸性A>B>C D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A 解析:SO2与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,若二氧化硫足量,则溶液中无Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不变红色;若二氧化硫不足,则溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液显红色,A正确;电荷不守恒,B错误;溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强,C错误;FeO与H+反应生成Fe2+,故溶液C不能转化为溶液A,D错误。 4.如图,利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。 下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( A ) 选项 实验现象 解释 A BaCl2溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀 B Na2S溶液变浑浊 SO2与Na2S溶液反应产生了S单质 C 酸性KMnO4溶液褪色 SO2具有还原性 D 品红溶液褪色 SO2具有漂白性 解析:SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3为中强酸,不与BaCl2溶液反应。 5.用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是( C ) A.若品红溶液①褪色,则说明产物中含有SO2 B.若溴水褪色,则说明SO2具有还原性 C.若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡,则说明Na2S2O3只作氧化剂 D.若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊,则说明亚硫酸比碳酸的酸性强 解析:SO2能使品红溶液褪色,A正确;二氧化硫使溴水褪色表现还原性,B正确;此反应中Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂,C错误;品红溶液②不褪色说明无二氧化硫,Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明通入了二氧化碳,依据强酸制弱酸的原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强,D正确。 6.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:SO>I->Cl-)。 下列说法不正确的是( A ) A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液 B.通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部赶出 C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化,利用了亚硫酸盐的还原性 D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液 解析:二氧化硫具有还原性,可以被氯水氧化为硫酸,但是氯水也可以和氢氧化钠反应,所以此时不能选择NaOH标准液,A错误;根据上述分析知道:通氮气是为了将生成的二氧化硫从溶液中全部赶出,B正确;SO易被空气中的氧气氧化为SO,葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止葡萄酒被氧化,利用了亚硫酸盐的还原性,C正确;若试剂A选择碱液,可以和二氧化硫反应得到亚硫酸盐或是亚硫酸氢盐,该盐可以被碘单质氧化为硫酸盐,试剂B可选择I2标准液,D正确。 素养 二氧化硫性质探究及污染防治 1.二氧化硫的实验室制备与探究流程 发生装置(原理) 性质探究 尾气处理 Na2SO3固体与70%的浓硫酸反应:Na2SO3+H2SO4=== ①酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,离子方程式为2MnO+5SO2 用NaOH溶液吸收尾气 Na2SO4+SO2↑+H2O +2H2O===2Mn2++5SO+4H+; ②Na2S溶液中产生淡黄色浑浊,证明SO2具有氧化性,反应方程式为3SO2+2Na2S===2Na2SO3+3S↓; ③品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,但褪色后的液体加热后又会恢复红色 2.SO2和CO2的鉴别 3.漂白性物质分类汇总 4.四种常见的SO2尾气处理方法 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) 方法三: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。 方法四: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,化学反应原理为 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。 1.(2017·北京卷)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( C ) 实验 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:A对:SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中,发生反应:SO2+2Fe3++Ba2++2H2O===BaSO4↓+2Fe2++4H+,产生白色沉淀,该反应中SO2作还原剂,表现出还原性。B对:SO2通入H2S溶液中,发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,产生黄色沉淀,该反应中SO2作氧化剂,表现出氧化性。C错:SO2通入酸性KMnO4溶液中,发生反应:5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+,该反应中,SO2作还原剂,表现出还原性而不是漂白性。D对:SO2 通入Na2SiO3溶液中,发生反应:Na2SiO3+SO2+H2O===H2SiO3↓+Na2SO3,该反应符合“强酸制弱酸”的反应规律,则酸性:H2SO3>H2SiO3。 2.(2020·河南开封一模)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。下列说法错误的是( B ) A.②的作用是安全瓶 B.③中试剂更换为Ba(NO3)2后,无明显现象发生 C.④中的现象说明SO2具有氧化性 D.⑤用于检验SO2的漂白性 解析:SO2易溶于水,且③中为酸性KMnO4溶液,能与SO2 反应,所以①③之间需要一个安全瓶,用于防止倒吸,A项正确;③中的酸性KMnO4溶液更换为Ba(NO3)2溶液后,将生成BaSO4白色沉淀,B项错误;④中反应为SO2+2H2S===3S↓+2H2O,说明SO2具有氧化性,C项正确;SO2使品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,品红溶液褪色后再用酒精灯加热,溶液又恢复为红色,证明这种漂白作用不稳定,D项正确。 3.(2019·北京卷)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应: (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。 ①浓H2SO4与Cu反应化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 ②试剂a是饱和NaHSO3溶液。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。 (资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: Ag2SO3+4NH3·H2O===2Ag(NH3)+SO+4H2O。 ②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是H2O2溶液,产生白色沉淀。 (3)根据沉淀F的存在,推测SO的产生有两个途径: 途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4 ,随沉淀B进入D。 途径2:实验二中,SO被氧化为SO进入D。 实验三:探究SO的产生途径 ①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有Ag+;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4。 ②实验三的结论:途径1不产生SO,途径2产生SO。 (4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+。 (5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和SO生成。 (6)根据上述实验所得结论:实验条件下:SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率;碱性溶液中SO更易被氧化为SO。 解析:(1)①Cu与浓H2SO4在加热条件下发生反应生成CuSO4、SO2、H2O,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。②试剂a为饱和NaHSO3溶液,用于吸收SO2中其他杂质气体,防止对后续实验产生干扰。(2)①难溶于水的Ag2SO3与NH3·H2O反应生成可溶性的[Ag(NH3)2]2SO3、H2O,反应的离子方程式为Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]++SO+4H2O。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,溶解的物质为BaSO3,没有溶解的物质为BaSO4,BaSO3与盐酸反应生成BaCl2、SO2,只要证明滤液E中含有Ba2+和SO即可证明B中含有Ag2SO3,所以选用的试剂为H2O2溶液。(3)①向溶液A中滴入过量盐酸,只有Ag+能与Cl-反应生成白色沉淀AgCl,所以溶液A中含有Ag+;取上层清液继续加入BaCl2溶液,没有白色沉淀出现,说明A中没有SO,因为Ag2SO4微溶于水,若B中含有Ag2SO4,溶液A中则含有少许SO,加入BaCl2溶液能生成更难溶的BaSO4沉淀。②SO具有还原性,在实验二中,SO被空气中的O2氧化为SO 。(4)SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式为2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+。(6)由题给信息可知,实验条件下,SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率;碱性溶液中SO更易被氧化为SO。 4.已知:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,下图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,填写下列空白: (1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③,则可以检出的物质是SO2、CO2;不能检出的物质是H2O。 (2)如果将仪器的连接顺序变为①③②,则可以检出的物质是H2O、SO2;不能检出的物质是CO2。 (3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是SO2、CO2;不能检出的物质是H2O。 解析:装置①用于检验产物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溶液后会带出水蒸气,则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更,因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。 知识点二 浓H2SO4性质及SO检验 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.稀硫酸具有酸的通性 3.浓硫酸的特性 4.SO、SO的检验 (1)SO的检验 ①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去,发生的离子反应为SO+2H+===H2O+SO2↑。 ②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体,发生反应的离子方程式为SO+Ba2+===BaSO3↓,BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O。 (2)SO的检验 ①检验方法 检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO) ②检验误区 误区1 只加可溶性钡盐、而不先加盐酸酸化 将导致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 误区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) (续表) 误区3 误将SO判断成SO 如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或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在酸性环境中具有强氧化性,将SO氧化成SO而产生干扰 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.配制稀硫酸:先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水( × ) 提示:配制稀硫酸时,应将浓硫酸沿着烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。 2.常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,则常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应( × ) 提示:铁在常温下与浓硫酸发生钝化生成致密的氧化膜,发生了化学反应。 3.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( × ) 提示:浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,主要体现了浓硫酸的吸水性。 4.用BaCl2溶液鉴别SO和SO( × ) 提示:BaCl2溶液与SO、SO都可生成白色沉淀,现象相同。 5.SO2具有还原性,浓H2SO4具有强氧化性,因此不能用浓H2SO4干燥SO2( × ) 提示:硫元素的+4价与+6价之间无其他价态,相互之间不会发生氧化还原反应。 6.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( × ) 提示:未排除SO的干扰。 7.少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色( × ) 提示:生成的硫酸铜以固体形式存在于浓硫酸的底部,得不到蓝色溶液。 8.由矿盐(主要成分是NaCl,还有SO等其他可溶性杂质的离子)生产食盐,除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2( × ) 提示:用BaCl2溶液最合适。 1.浓硫酸不仅能够吸收游离的水分子,还能吸收结晶水。 CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O 2.浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的氢、氧元素按照水的组成比脱去,而不是游离的水分子。 3.检验SO时注意HNO3的隐蔽性 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。 4.浓硫酸与金属反应时表现强氧化性和酸性,其中起氧化剂和酸的作用的H2SO4各占1/2。 5.浓硫酸与非金属反应时表现强氧化性,可考虑先生成最高价含氧酸,若含氧酸稳定,则为最终产物;若含氧酸易分解,则最终生成高价氧化物。 1. 下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( B ) A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性) B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性) C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性) D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性) 解析:A项,浓硫酸质量增大,是因为吸收了空气中的水分,体现了浓硫酸的吸水性;B项,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,浓硫酸既表现酸性,又表现强氧化性;C项,浓硫酸使蔗糖脱水炭化,表现了脱水性;D项,浓硫酸干燥气体,体现了浓硫酸的吸水性。 2.浓硫酸分别和三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是( A ) A.对比①和②可以说明还原性Br->Cl- B.①和③相比可说明氧化性Br2>SO2 C. ②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性H2SO4>HCl D.③中浓H2SO4被还原成SO2 解析:反应①生成红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,与同一种氧化剂在相同条件下反应,溴离子被氧化成溴单质,而氯离子不能被氧化,说明还原性Br->Cl-,A正确;反应③生成的是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而是强酸制弱酸,且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型,所以不能比较Br2、SO2的氧化性,B、D错误;白雾说明氯化氢易挥发,说明挥发性H2SO4查看更多