2019届一轮复习全国通用版第15讲硫及其重要化合物学案

2019届一轮复习全国通用版第15讲硫及其重要化合物学案

第15讲　硫及其重要化合物 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎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、硫酸对环境质量的影响。‎ ‎2017，北京卷，10T ‎2017，海南卷，2T ‎2016，全国卷乙，11T ‎2016，全国卷丙，27T ‎2016，北京卷，11T ‎2016，天津卷，7T 高考对本部分知识的考查主要有两个方面：硫及其化合物的转化关系；酸雨与大气污染及防治。硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富，也是氧化还原反应的重要素材，命题空间广阔，而且与生产、生活及社会联系紧密，复习备考时注意与氧化还原反应知识的结合。‎ 分值：2～6分 考点一　硫及其氧化物 ‎1．硫单质 ‎(1)自然界中硫元素的存在 硫铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 FeS2‎ CuFeS2‎ CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O ‎(2)硫的物理性质 硫俗称__硫黄__，是一种__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)。‎ ‎(3)从化合价角度认识，单质硫的化学性质 　　　　　　　‎ S ‎2．二氧化硫 ‎(1)物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 ‎__无__‎ ‎__刺激性__‎ ‎__有毒__‎ ‎__比空气大__‎ ‎__易溶于水__‎ ‎(2)化学性质 SO2 ‎3．三氧化硫 ‎(1)物理性质 熔点‎16.8 ℃‎，沸点‎44.8 ℃‎，常温下为__液__态，标准状况下为__固__态。‎ ‎(2)化学性质 三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：‎ SO3 ‎4．硫的氧化物的污染与治理 ‎(1)来源：__含硫化石燃料__的燃烧及__金属矿物__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__脱硫__，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2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。‎ 途径2：SO2＋H2O??H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。‎ SO2使物质褪色的原理小结 SO2能使许多有色物质“褪色”，但其“褪色”原理不同。‎ ‎(1)还原性“褪色”：SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，利用SO2的还原性。‎ ‎(2)漂白性“褪色”：SO2能使品红溶液褪色，利用SO2的漂白性。‎ ‎(3)酸性“褪色”：SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，利用SO2是酸性氧化物的性质。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)硫在空气中燃烧生成SO2而在纯氧中燃烧生成SO3。(　×　)‎ ‎(2)二氧化硫可广泛用于食品的增白。(　×　)‎ ‎(3)点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3。(　×　)‎ ‎(4)CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂。(　√　)‎ ‎2．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 ‎(1)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，反应方程式为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。‎ ‎(2)硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物(和Cl2与变价金属的反应情况相反)，如FeS、Cu2S等。‎ ‎(3)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。‎ ‎(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。‎ 一　常见漂白剂的比较 漂白类型 加合型 氧化型 吸附型 漂白原理 与有机色质化合 利用物质的强氧化性 吸附色素 漂白特征 不稳定 稳定 稳定 常见漂白剂 SO2‎ HClO、H2O2、O3、Na2O2‎ 活性炭 变化 化学变化 化学变化 物理变化 备注 加热，溶液又恢复原色 氯水使酸碱指示剂褪色，不使Cu2＋、Fe3＋等褪色 ‎—‎ ‎[例1] (2018·浙江台州质检)已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生加成反应生成无色物质。‎ ‎(1)为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：‎ a．将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现品红试纸均不褪色；‎ b．将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；‎ c．加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气味的气体，后者无明显现象；‎ d．将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊试液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。‎ 请根据甲同学的实验事实，简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同与不同之处。‎ ‎①相同之处：SO2和Cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是其与水反应后的产物__H2SO3__和__HClO__。‎ ‎②不同之处：H2SO3只能与某些有机色质发生__化合__反应，生成不稳定的无色物质，生成物受热分解再放出SO2，是非氧化还原反应。HClO能与很多有机色质发生__氧化还原__反应，生成物较稳定。‎ ‎(2)乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积、等浓度的品红溶液与三种漂白剂分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。‎ ‎①消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质__得电子数__相等。‎ ‎②O3漂白速度较H2O2快的主要原因是__氧化性：O3>H2O2__；‎ Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是__Cl2与H2O反应生成的HClO浓度较小__。‎ 二　SO2与CO2的鉴别方法 ‎1．SO2与CO2的鉴别方法 ‎(1)利用物理性质鉴别：有刺激性气味的无色气体是SO2，无色无味的气体是CO2。 ‎ ‎(2)利用化学性质鉴别： ‎ ‎①氧化性：与H2S气体混合或通入氢硫酸中，有黄色固体生成的是SO2，无现象的是CO2。‎ ‎②还原性 ‎(3)利用漂白性鉴别：通入品红溶液中，能使品红溶液褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。‎ ‎2．检验SO2和CO2同时存在的一般流程 在检验SO2气体时，常利用其漂白性，但注意Cl2的干扰；利用其还原性，可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，但注意CH2===CH2的干扰。若检验CO2、SO2都存在时，注意SO2通入澄清石灰水中也能生成白色沉淀。检验和鉴别CO2一般是跟澄清石灰水生成白色沉淀。‎ 因此，必须先检验或鉴别SO2，后检验或鉴别CO2。方法如图装置所示：‎ 若A瓶品红溶液褪色，证明混合气体中含有SO2。B瓶除去剩余的SO2。C瓶品红溶液不褪色，说明SO2已除净。若D瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有CO2。‎ ‎[例2] 下列溶液中，不能区别SO2和CO2 气体的是(　C　)‎ ‎①澄清石灰水　　②KMnO4溶液　　③溴水 ‎④用HNO3酸化的Ba(NO3 )2 溶液　　⑤品红溶液 A．①②③⑤　　　　 B．②③④⑤　　　　　‎ C．只有①　　　　 D．①②‎ ‎[例1] 某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化SO2，该小组提出了如下假设：‎ 假设一：溶液中的NO。‎ 假设二：溶液中溶解的O2。‎ ‎(1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。‎ 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ‎______‎ 假设一成立 实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ‎______‎ ‎(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。‎ 实验1中溶液pH变小的原因是______________；V1时，实验2中溶液pH小于实验1‎ 的原因是______(用离子方程式表示)。‎ ‎(3)验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。‎ 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：‎ ‎(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者______(填“大于”或“小于”)后者，理由是______。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 没认真审题，题干中已说明氧化SO2的物质为O2或NO，而实验1和实验2均采用了不含O2的溶液 ‎－2‎ ‎(3)‎ 要验证假设二，即证明O2氧化了SO2，则所用溶液的种类和浓度均相同，且溶有O2，表述时按照操作、现象、结论的顺序进行叙述，条理清晰明了 ‎－2‎ ‎[解析] (1)根据假设一，溶液中的NO将纯净的SO2气体氧化，得到了BaSO4沉淀，故只要在没有NO和不含O2的BaCl2溶液中，通入纯净的SO2气体不产生沉淀，且向不含O2的Ba(NO3)2溶液中，通入纯净的SO2气体产生白色沉淀，即可证明假设一成立。(2)实验1向盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体，则SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸显酸性，故pH减小；而实验2向盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体，由于NO在酸性条件下具有强氧化性，会发生反应：3SO2＋2H2O＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO，生成的硫酸为强酸，故实验2中溶液pH小于实验1。(3)要想证明假设二是溶液中溶解的O2将纯净的SO2气体氧化，得到了BaSO4沉淀，可以模仿问题(1)设计实验，在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体，无明显现象证明和钡离子无关；然后在盛有含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体，有白色沉淀生成，证明是氧气的氧化作用。(4)在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，根据反应的离子方程式2SO2＋O2＋2H2O===2SO＋4H＋可知，生成氢离子的量前者大，故前者pH小于后者。‎ ‎[答案] (1)无明显现象　出现白色沉淀 ‎(2)SO2溶于水生成H2SO3‎ ‎3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋4H＋＋2NO(或 ‎3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O)‎ ‎(4)小于　反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同的H2SO3，生成H＋的物质的量前者多于后者 ‎1．甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。‎ 实验操作和现象：‎ 操作 现象 关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热 A中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失 打开弹簧夹，通入N2，停止加热，一段时间后关闭 ‎—‎ 从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸 均未发现白色沉淀溶解 ‎(1)A中反应的化学方程式是__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。‎ ‎(2)C中白色沉淀是__BaSO4__，该沉淀的生成表明SO2具有__还原__性。 ‎ ‎(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是__2NO＋O2===2NO2__。‎ ‎(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应；乙认为是白雾参与反应。‎ ‎①为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是__通N2一段时间，排出装置中的空气__；乙在 A、B 间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是__饱和NaHSO3溶液__。‎ ‎②进行实验，B中现象：‎ 甲 大量白色沉淀 乙 少量白色沉淀 检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：__甲：SO＋Ba2＋===BaSO4↓，乙：2Ba2＋ ＋2SO2＋O2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋__白雾的量远多于装置中O2的量__。 ‎ ‎(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B 中无沉淀生成，而 C 中产生白色沉淀，由此得出的结论是__SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀__。‎ 解析　铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。白色沉淀不溶于稀盐酸，说明该白色沉淀为硫酸钡沉淀，SO2溶于水生成H2SO3，硝酸在酸性条件下将SO氧化成SO，二氧化硫表现出还原性，将HNO3还原，生成无色的一氧化氮，一氧化氮与洗气瓶上方的氧气发生反应生成红棕色的二氧化氮气体。甲同学在实验前通入足量的氮气排出整个装置中的空气，排除空气中氧气的干扰；乙同学在装置A、B之间增加盛有饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶D，排除白色酸雾的干扰；甲、乙两同学的实验中，B中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀，说明有硫酸钡沉淀生成，甲是酸雾引起的，乙是氧气引起的，根据甲同学得到的沉淀多，说明酸雾的量远大于装置中氧气的量。合并甲、乙两同学的装置进行实验，既除去了氧气又除去了酸雾，装置B中无白色沉淀生成，说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡沉淀。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化。(　×　)‎ ‎(2)(2016·江苏卷)因为SO2具有氧化性，故可用于漂白纸浆。(　×　)‎ ‎(3)(2016·江苏卷)下列转化能够实现：FeS2SO2H2O,H2SO4。(　×　)‎ ‎(4)(2016·海南卷)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性。(　×　)‎ ‎(5)(2016·天津卷)除去SO2中的少量HCl的实验方法如图。(　√　)‎ ‎(6)SO2和SO3的混合气体通入Ba(NO3)2溶液中可得到BaSO3和BaSO4。(　×　)‎ ‎2．(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　)‎ 选项 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 解析　SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，与KMnO4发生了氧化还原反应。‎ 考点二　硫酸的性质、硫及其化合物的相互转化 ‎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__，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 浓硫酸 ‎4．SO的检验 ‎(1)检验SO时要防止其他离子的干扰 ‎①Ag＋的干扰 先用盐酸酸化，能防止Ag＋的干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。‎ ‎②CO、SO的干扰 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SO时，必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。‎ 所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被NO(H＋)氧化为SO，从而得出错误的结论。‎ ‎(2)正确操作 被检液取清液有白色沉淀，证明有SO。‎ SO检验的三个易错点 ‎(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＋、Pb2＋判断成SO。例如：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。其错误是若溶液中只含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。‎ ‎(3)误将SO判断成SO。例如：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，在酸性环境中能将SO氧化为SO。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)浓H2SO4具有强氧化性，不能用于干燥还原性气体SO2。(　×　)‎ ‎(2)浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。(　×　)‎ ‎(3)50 mL 18.4 mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，生成SO2分子的数目为0.46NA。(　×　)‎ ‎(4)浓H2SO4滴入蔗糖固体中，将产生的气体通入溴水，溴水褪色，说明浓H2SO4具有脱水性、氧化性。(　√　)‎ ‎2．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是(　B　)‎ A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀 B．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀 C．检验试液中的I－：试液深黄色溶液深黄色溶液 D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解 ‎(1)浓H2SO4与金属反应时体现了浓H2SO4的强氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现浓H2SO4的强氧化性。‎ ‎(2)注意“量变”引起“质变”，浓H2SO4参加的反应，随着反应的进行，H2SO4浓度减小而引起“质变”。如浓H2SO4与Zn反应先生成SO2，随着反应进行，浓H2SO4变稀，稀H2SO4与过量的Zn反应生成H2，计算时注意电子守恒的应用。‎ 一　浓硫酸的反应规律 ‎1．浓H2SO4与金属的反应 除Au、Pt之外的所有金属，在加热的条件下均能与浓硫酸发生反应，但不放出H2，浓硫酸的还原产物一般是SO2。假定金属M在生成物中显＋n价，则由‎2M＋2nH2SO4(浓)M2(SO4)n＋nSO2↑＋2nH2O知，理论上被还原的H2SO4占参加反应H2SO4总量的1/2。‎ ‎(1)活泼金属(如Zn) ‎(3)钝化：常温下浓H2SO4使Fe、Al钝化，若加热或将浓H2SO4稀释，则可以继续反应：2Fe＋6H2SO4Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。‎ ‎2．浓H2SO4与非金属的反应 ‎(1)硫元素的化合价只降低——氧化性 ‎(2)硫元素的化合价不变——酸性 ‎(3)硫元素化合价部分不变，部分降低——氧化性和酸性 浓硫酸与物质发生氧化还原反应时，如果浓硫酸的量不足，则反应分两个阶段。浓硫酸变稀后，产生H2或反应停止；浓硫酸参与的反应一般不写离子方程式。‎ ‎[例1] 将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A ‎33.6 L(标准状况)，将反应后的溶液稀释至‎1 L，测得溶液的pH＝1。则下列叙述中错误的是(　C　)‎ A．气体A为SO2和H2的混合物 B．反应中共消耗Zn ‎‎97.5 g C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1‎ D．反应中共转移3 mol电子 解析　锌与浓H2SO4发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，设反应生成的SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，则有x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝‎ ‎18.5 mol·L－1×‎0.1 L－＝1.8 mol，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn：x＋y＝1.5 mol，质量是‎97.5 g，转移电子：1.5 mol×2＝3 mol。‎ 二　硫及其化合物中的重要转化关系 ‎1．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 ‎2．含硫物质的连续氧化：‎ 在解答框图推断题中，常见的符合ABCD转化关系的有：(1)NH3(N2)NONO2HNO3；‎ ‎(2)CCOCO2H2CO3；‎ ‎(3)NaNa2ONa2O2NaOH。‎ ‎3．含硫物质的相互转化 SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3‎ 即二氧化硫??亚硫酸??酸式盐??正盐。‎ ‎[例2] 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：‎ 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__(NH4)2S__，Y是__O2__，Z是__H2O__。‎ ‎(2)当X是强酸时，E是__H2SO4__，写出B生成C的化学方程式：__2H2S＋3O22SO2＋2H2O__。‎ ‎(3)当X是强碱时，E是__HNO3__，写出B生成C的化学方程式：__4NH3＋5O24NO＋6H2O__。‎ 解析　由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，容易联想D分子比C分子增加1个氧原子，则D可能是氧化物，而E为酸，则应为含氧酸，而Y是能提供“O”的物质，A为正盐，与碱反应生成的物质能连续氧化两次，最后生成含氧酸，可推知A可能是铵盐：ANH3NONO2HNO3；而A与强酸反应时，生成的物质也能连续氧化两次，最后生成含氧酸，则A可能为硫化物(含S2－)：AH2SSO2SO3H2SO4。综合上面叙述可确定A是(NH4)2S。‎ ‎[例1] (NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。‎ ‎【查阅资料】　(NH4)2SO4在‎260 ℃‎和‎400 ℃‎时分解产物不同。‎ ‎【实验探究】　该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。‎ 实验1：连接装置A－B－C－D，检查气密性，按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 mol/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后，于‎260 ℃‎加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B，加入指示剂，用0.200 0 mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO。‎ ‎(1)仪器X的名称是______。‎ ‎(2)滴定前，下列操作的正确顺序是______(填字母)。‎ a．盛装0.200 0 mol/L NaOH溶液 b．用0.200 0 mol/L NaOH溶液润洗 c．读数、记录 d．查漏、清洗 e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 ‎(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是______mol。‎ 实验2：连接装置A－D－B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于‎400 ℃‎加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO，无SO；进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。‎ ‎(4)检验装置D内溶液中有SO，无SO的实验操作和现象是______。‎ ‎(5)装置B内溶液吸收的气体是______。‎ ‎(6)(NH4)2SO4在‎400 ℃‎分解的化学方程式是______。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(2)‎ 中和滴定实验的操作顺序记忆不清 ‎－2‎ ‎(4)‎ 题意没审清，没抓住“有SO，无SO”这条主线 ‎－3‎ ‎[解析] (1)由图可知，仪器X是圆底烧瓶。(2)滴定前，先检查碱式滴定管是否漏液，清洗后再用标准液润洗，盛装NaOH溶液，排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面，即可读数，故顺序为dbaec。(3)根据NaOH溶液滴定剩余盐酸，结合关系式NH3～HCl知：吸收气体的物质的量等于消耗的HCl的物质的量，为0.500 0 mol/L×‎0.07 L －0.200 0 mol/L×‎0.025 L＝0.03 mol。(4)取少许D中溶液于试管中，加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，再滴入盐酸，沉淀完全溶解且产生的气体能使品红溶液褪色，则证明D内溶液中有SO，无SO。(5)稀盐酸为酸性溶液，可以吸收氨气。(6)由题意，(NH4)2SO4在‎400 ℃‎时分解生成SO2、NH3和N2。‎ ‎[答案] (1)圆底烧瓶　(2)dbaec　(3)0.03　(4)取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性气体，且能使品红溶液褪色　(5)NH3或氨气　(6)3(NH4)2SO44NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O↑‎ ‎1．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。‎ 烧瓶C中发生反应如下：‎ Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)(Ⅰ)‎ ‎2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)(Ⅱ)‎ S(s)＋Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)‎ ‎(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若__液柱高度保持不变__，则整个装置气密性良好。装置D的作用是__防止倒吸__。装置E中为__NaOH(合理即可)__溶液。‎ ‎(2)为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为__21__。‎ ‎(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择__c__。‎ a．蒸馏水　　　　 b．饱和Na2SO3溶液 c．饱和NaHSO3溶液　　　　 d．饱和NaHCO3溶液 实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是__控制滴加硫酸的速度(合理即可)__。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是__溶液变澄清(或浑浊消失)__。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有__ad__(填字母)。‎ a．烧杯　　　　 b．蒸发皿 c．试管　　　　 d．锥形瓶 ‎(4)反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：__取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)__(供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、 AgNO3溶液)。‎ 解析　(1)若装置不漏气，则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变；装置D是安全瓶，可防止倒吸；装置E是尾气处理装置，用来吸收过量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。(2)根据盖斯定律，由(Ⅰ)×2＋(Ⅱ)＋(Ⅲ)×3，得2Na2S(aq)＋Na2SO3(aq)＋3SO2(g)===3Na2S2O3(aq)，故烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为21。(3)装置B中的溶液不能和SO2发生反应，蒸馏水溶解SO2; Na2SO3 溶液能与 SO2 发生反应：SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液能与SO2发生反应：NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3；饱和NaHSO3溶液不能和SO2反应，也不溶解SO2。为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使生成SO2的速率减慢，可通过控制滴加硫酸的速度来实现；因反应(Ⅲ)相对较慢，C中反应达到终点时S单质消耗完，现象是溶液变澄清。蒸发皿加热时不需垫石棉网；试管是小型玻璃仪器，加热时也不需垫石棉网；烧杯、锥形瓶底部面积大，为防止受热不均匀，在加热时需垫石棉网。(4)Na2S2O3和Na2SO3的存在对SO的检验有干扰，要先除去。根据题给信息，可先加入过量的稀盐酸将二者除去，排除干扰，再检验SO的存在。‎ ‎1．(2017·海南卷)分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是(　B　)‎ A．CO　　 B．SO2　　　　‎ C．HCl　　 D．CO2‎ 解析　A项，CO与Na2S不反应，无明显现象，错误；B 项，二氧化硫具有氧化性，能与Na2S反应生成S单质，使溶液变浑浊，正确；C项，盐酸的酸性比H2S强，所以HCl与Na2S可以反应产生具有臭鸡蛋气味的气体H2S，但溶液不变浑浊，错误；D项，CO2与Na2S不反应，无明显现象，错误。‎ ‎2．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中较稳定。‎ Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O 反应原理：Na2SO3(aq)＋S(s)Na2S2O3(aq)‎ 实验步骤：‎ ‎①称取‎15 g Na2SO3，加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。另取‎5 g研细的硫粉，用3 mL乙醇润湿，加入上述溶液中。‎ ‎②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60分钟。‎ ‎③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3·5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。‎ 回答问题：‎ ‎(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__使硫粉易于分散到溶液中__。‎ ‎(2)仪器a的名称是__冷凝管__，其作用是__冷凝回流__。‎ ‎(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是__Na2SO4__。检验是否存在该杂质的方法是__取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4__。‎ ‎(4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：__S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O__。‎ Ⅱ.测定产品纯度 准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L－1碘标准溶液滴定。反应原理为2S2O＋I2===S4O＋2I－。‎ ‎(5)滴定至终点时，溶液颜色的变化：__由无色变蓝色且保持30_s不变色__。‎ ‎(6)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为__18.10__mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M )__×100%__。‎ Ⅲ.Na2S2O3的应用 ‎(7)Na2S2O3的还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为__S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋__。‎ 解析　(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。(2)装置中仪器a(冷凝管)可以将挥发出的乙醇冷凝回流到烧瓶中。(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，故可能存在的无机杂质是Na2SO4；检验产品中是否含有Na2SO4，即检验SO是否存在，需要防止SO的干扰，故不能用具有强氧化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。(4)产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定，发生反应：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O。(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝。(6)起始读数为0.00 mL，终点读数为18.10mL，所以消耗碘标准溶液的体积为18.10 mL；根据2Na2S2O3·5H2O～2S2O～I2，得n(Na2S2O3·5H2O)＝2n(I2)＝2 × 0.100 0 mol·L－1×18.10×10－‎3 L＝3.620×10－3 mol, 则产品的纯度＝×100%＝×100%。(7)S2O被Cl2氧化成SO，Cl2被还原为Cl－，首先根据化合价升降总值相等写出S2O＋4Cl2―→2SO＋8Cl－，然后根据原子守恒和电荷守恒配平得S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋。‎ 课时达标　第16讲 ‎1．下列说法正确的是(　B　)‎ A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色 B．能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2‎ C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，且原理相同 D．等物质的量的SO2和Cl2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 解析　A项，SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性，SO2不能使石蕊试液褪色；B项，能使品红溶液褪色的物质很多，不仅仅是SO2；C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同；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。‎ ‎2．下列各种溶液中通入足量的SO2后，既无沉淀又无气体产生的有(　B　)‎ ‎①Ba(OH)2　②Ba(NO3)2　③Na2S　④BaCl2　⑤Ca(ClO)2　⑥Fe(NO3)3　⑦H2O2　⑧NaClO　⑨C6H5ONa A．3种　　 B．4种　　　　‎ C．5种　　 D．6种 解析　①Ba(OH)2溶液中通入足量的SO2后，既无沉淀又无气体产生；②Ba(NO3)2溶液中通入足量的SO2后，既有沉淀又有气体产生；③Na2S溶液中通入足量的SO2后发生反应，产生难溶于水的S；④BaCl2溶液中通入足量的SO2后，不发生反应，既无沉淀又无气体产生；⑤Ca(ClO)2溶液中通入足量的SO2后，发生氧化还原反应，产生硫酸钙沉淀；⑥Fe(NO3)3溶液中通入足量的SO2后，发生氧化还原反应，产生NO；⑦H2O2溶液中通入足量的SO2后，反应产生硫酸，既无沉淀又无气体产生；⑧NaClO溶液中通入足量的SO2后，发生氧化还原反应，产生NaCl和硫酸，既无沉淀又无气体产生；⑨C6H5ONa溶液中通入足量的SO2后，会产生难溶于水的苯酚，有沉淀生成。①④⑦⑧符合题意，故选B项。‎ ‎3．下列说法正确的是(　D　)‎ A．浓硫酸、浓硝酸都是氧化性酸，常温下都能使金属钝化 B．浓硫酸与蔗糖混合搅拌产生刺激性气味的气体，此过程只体现了浓硫酸的脱水性 C．某溶液中加盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，说明该溶液中一定含CO或SO D．某溶液中滴加BaCl2溶液产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，不能说明该溶液中一定含SO 解析　B项，还体现了浓硫酸的强氧化性；C项，也有可能是HCO、HSO。‎ ‎4．常温下，某同学设计实验验证H2SO3的酸性强于H2CO3，他的下列实验设计不能达到目的的是(　A　)‎ 选项 实验设计 实验结果 A 将SO2气体和CO2气体分别通入水中至饱和，立即测定两溶液的pH 前者的pH小于后者的 B 测定相同物质的量浓度的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液的pH 前者的pH小于后者的 C 将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液 品红溶液不褪色 D 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 品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊 解析　通过测定pH来比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱，酸的浓度必须相等，由于SO2‎ 的溶解度远大于CO2，两饱和溶液的浓度不相等，故A项不能达到目的；根据酸越弱其对应的盐越易水解的规律，相同物质的量浓度的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液，前者的pH小于后者的，说明其对应酸的酸性：H2SO3>H2CO3, B项能达到目的；通过复分解反应中强酸制弱酸的原理说明酸性：H2SO3>H2CO3，C、D项能达到目的。‎ ‎5．研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，向所得溶液中加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论不正确的是(　C　)‎ A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4‎ B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO4‎ C．白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuO D．白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素Cu、S 解析　A项，Cu与浓H2SO4发生的主要反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由于浓H2SO4过量且浓硫酸具有吸水性，故所得白色固体为CuSO4，正确；B项，加BaCl2溶液后有白色沉淀生成，已知硝酸过量，说明该钡盐的沉淀不溶于硝酸，应为BaSO4，正确；C项，由于浓硫酸过量，黑色固体不可能为CuO，错误；D项，黑色固体溶于浓硝酸，溶液呈蓝色，说明含Cu元素，再加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的沉淀BaSO4，说明原黑色固体中含S元素，该黑色物质含Cu、S两种元素，可能为CuS，也可能为Cu2S，正确。‎ ‎6．Na2S2O3·5H2O可作为高效脱氯剂，工业上以硫铁矿(FeS2)为原料制备该物质的流程如图所示：‎ 硫铁矿Na2S2O3·5H2O 已知：Ⅰ.气体A可以使品红溶液褪色，与硫化氢混合能获得单质硫。‎ Ⅱ.pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐共热可以生成硫代硫酸盐。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”的状态，其目的是__使固体与气体充分接触，增大反应速率和转化率__。‎ ‎(2)吸收塔中的原料B可以选用__b__(填字母)。‎ a．NaCl溶液 　　b．Na2CO3溶液　　c．Na2SO4溶液 ‎(3)某小组同学用如图装置模拟工业制备Na2S2O3的过程(加热装置已略去)。‎ A　　 　B　　　　C ‎①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，其原因是__该反应的实质是H＋与SO反应，70%的硫酸中c(H＋)较大，而98%的浓硫酸中c(H＋)较小，c(H＋)越大，则生成SO2的速率越大__；‎ 装置B的作用是__防止倒吸__。‎ ‎②C中制备Na2S2O3发生的连续反应的化学方程式有：Na2S＋H2O＋SO2===Na2SO3＋H2S、__2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)__和__Na2SO3＋SNa2S2O3__。‎ ‎(4)工程师设计了由硫铁矿获得单质硫的工艺，将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取，得到单质硫和硫化氢气体，该反应的化学方程式为__FeS2＋2HCl===FeCl2＋H2S↑＋S__。‎ 解析　(2)Na2SO3溶液与单质S在加热条件下可生成Na2S2O3，故溶液C为Na2SO3溶液，气体A为SO2，由于亚硫酸的酸性强于碳酸，故可用Na2CO3溶液吸收SO2来制取Na2SO3溶液。(3)②制取Na2S2O3的反应为Na2SO3＋SNa2S2O3，故通入的SO2气体先与Na2S发生“强酸制取弱酸”的反应生成H2S，然后SO2再与H2S发生“归中反应”生成单质S，单质S在加热条件下与Na2SO3反应生成Na2S2O3。(4)FeS2中硫元素为－1价，在酸性条件下发生反应生成S单质和H2S。‎