2023新教材高考化学一轮第四章非金属及其化合物第11讲硫及其重要化合物课件

第11讲　硫及其重要化合物\n考点一考点二考点三高考真题演练随堂过关训练\n考点一\n必备知识梳理·夯实学科基础1.硫单质(1)硫元素存在形态①游离态：硫单质俗称____，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______和______的形式存在，有关化学式如下：硫铁矿黄铜矿石膏芒硝__________________________硫黄硫化物硫酸盐FeS2CuFeS2CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O\n(2)物理性质(3)化学性质颜色状态溶解性黄色晶体____溶于水，____溶于酒精，____溶于CS2不微易Fe＋SFeS2Cu＋SCu2SH2＋SH2SS＋O2SO2\n特别提醒(1)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。(2)硫与O2反应只能生成SO2，无论O2是否足量。(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。\n2.二氧化硫(SO2)(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性无色有刺激性气味有毒比空气大____于水易溶\n(2)化学性质＋H2O＋2Cl－＋4H＋恢复原来的红色\n微点拨漂白剂的类型及区别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\n(3)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%左右的浓硫酸反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O①酸性KMnO4溶液褪色，说明SO2具有还原性，反应的离子方程式为===＋4H＋；②Na2S溶液中有淡黄色浑浊生成，证明SO2具有氧化性，化学方程式为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用NaOH溶液吸收尾气\n特别提醒用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因：若用98.3%的浓硫酸，因其含水少，硫酸主要以分子形式存在，H＋浓度很小，难以反应。若用稀硫酸，则含水量多，因SO2易溶于水，不利于SO2的逸出。\n3.三氧化硫(SO3)(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________态。(2)化学性质：SO3具有酸性氧化物的通性。主要反应如下：固SO3＋H2O===H2SO4CaO＋SO3===CaSO4SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O\n4．硫的氧化物的污染与治理(1)硫的氧化物的来源、危害及治理化石燃料含硫矿石酸雨5.6脱硫二氧化硫\n(2)硫酸型酸雨的形成过程\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)硫在自然界中仅以化合态存在()错因：__________________________________________。(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()错因：__________________________________________。(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()错因：__________________________________________。(4)硫与少量的O2反应生成SO2，与过量的O2反应生成SO3()错因：__________________________________________。×在火山喷口附近或地壳的岩层里存在游离态的硫×硫在纯氧中也生成SO2√×硫燃烧只能生成SO2，与O2的量无关，SO2与O2反应生成SO3，需要温度较高，且有催化剂存在才可以\n(5)硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同()错因：__________________________________________。(6)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()错因：__________________________________________。(7)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、石蕊溶液褪色()错因：__________________________________________。(8)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3()错因：__________________________________________。×S具有弱氧化性，与变价金属反应时，金属显低价，Cl2具有强氧化性，与变价金属反应是金属显高价×将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时发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，不再具有漂白性×SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性，SO2能使紫色石蕊试液变红，不能使其褪色×SO2与BaCl2不反应\n[深度思考](1)哪些实例可以推知硫的氧化性比氯气的弱。__________________________________________________________。(2)从物理性质和化学性质两个角度简要阐述，如何洗涤附着在试管内壁上的硫？___________________________________________________________。①与变价金属反应，Cl2与变价金属反应生成高价态化合物，S与变价金属反应生成低价态化合物；②氢化物的稳定性：HCl>H2S；③置换反应H2S＋Cl2===2HCl＋S↓；④最高价含氧酸的酸性：HClO4>H2SO4；⑤还原性：S2－>Cl－。硫单质易溶于CS2，也可以与热的强碱溶液反应，3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。所以当试管壁上沾有单质硫时，可用CS2或热的强碱溶液洗涤。\n题组强化训练·形成关键能力题组一硫的性质及应用1．据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载：“石硫黄(即硫黄)能化金银钢铁，奇物”，所得产物不可能是()A．Au2SB．Ag2SC．CuSD．FeS解析：S单质的氧化性比较弱，只能将变价金属氧化为低价态的物质，所以S分别与Au、Ag、Fe反应时依次生成Au2S、Ag2S、FeS，选项A、B、D正确；S氧化Cu应该生成低价的Cu2S，C项错误。答案：C\n2．硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α型，1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低去测得它含有S8分子。1891年M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0℃下作用首次制得了一种菱形的ε硫，后来证明含有S6分子。下列说法正确的是()A．S6和S8分子都是由S原子组成，所以它们是一种物质B．S6和S8分子分别与铁粉反应，所得产物不同C．S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3D．等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应，消耗KOH的物质的量相同答案：D\n解析：S6和S8都是由S原子构成的不同物质，故A错误；硫单质具有弱氧化性，与铁反应生成低价化合物，S6和S8分子分别与铁粉反应，所得产物相同，为FeS，故B错误；S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO2，不能直接生成三氧化硫，故C错误；等质量的S6和S8分子，硫原子的物质的量相同，分别与足量的KOH反应，生成的盐相同，则消耗KOH的物质的量相同，故D正确。\n题组二SO2化学性质的多重性3．将SO2分别通入下列五种溶液中：回答下列问题：(1)试管①中的实验现象：KMnO4酸性溶液________，证明SO2具有________性。(2)试管②中的实验现象：品红溶液________________，证明SO2具有________性。(3)试管③中能否观察到沉淀________(填“能”或“否”)。(4)试管④中能产生白色沉淀，该沉淀是____________。(5)试管⑤中能产生白色沉淀，该沉淀是____________，用离子方程式表示产生沉淀的过程：____________________________________________。褪色还原褪色漂白否BaSO4BaSO3H2O，Ba2＋===BaSO3↓\n4．在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。回答下列问题：(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是①______________；②______________；③______________；④______________。(2)用化学方程式表示①和④产生沉淀的原因①____________________________________________________；④____________________________________________________。BaSO4BaSO3BaSO4S＋2Cl－＋4H＋、＋Ba2＋===BaSO4↓2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O\n题组三SO2的检验5．为确定某纯净的气体Q的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是()选项操作及现象(现象在括号内)结论A闻Q气味(有刺激性)酸性溶液(褪色)Q一定是SO2B闻Q气味(有刺激性)Q可能是SO2CQ品红溶液(褪色)变红色Q一定是SO2DQ紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)Q一定不是SO2解析：硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化，由现象可知Q不一定是SO2，故A错误。答案：A\n6．右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____________________________________________________。品红溶液检验SO2酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽澄清石灰水检验CO2酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色)\n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。\n[思维建模]1．检验SO2和CO2同时存在的一般流程SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程如下：流程设计检验SO2⇨除去SO2⇨检验SO2是否除尽⇨检验CH2===CH2实验装置所选试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊注意事项有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅\n2.检验SO2和CH2===CH2同时存在的一般流程SO2和CH2===CH2都能使酸性KMnO4溶液褪色，检验二者同时存在的一般流程如下：流程设计检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CH2===CH2选用试剂品红溶液NaOH溶液品红溶液酸性KMnO4溶液预期现象褪色中和反应不褪色褪色\n题组四常见漂白剂的漂白原理7.Cl2和SO2都具有漂白性，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液，能观察到的现象是()①溶液很快褪色②溶液不褪色③出现沉淀④不出现沉淀A．①②B．①③C．②③D．②④解析：等物质的量的SO2和Cl2混合后的气体溶解于适量的蒸馏水中，发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，生成的盐酸和硫酸都不具有漂白性，所以不能使品红溶液褪色，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，所以会产生白色沉淀。答案：C\n8．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、石蕊溶液褪色B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同D．将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，说明SO2具有漂白性解析：SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，具有还原性，能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，二氧化硫能使石蕊变红，故A错误；二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色，所以能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2，故B正确；漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性，活性炭的漂白性是利用其吸附性，二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质，所以其漂白原理不一定相同，故C错误；SO2与NaOH发生反应，溶液因不呈碱性而褪色，不能说明SO2具有漂白性，故D错误。答案：B\n题组五SO2的污染与防治9．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下图，下列有关说法错误的是()A．光照能引发酸雨的形成B．所涉及的变化均为氧化还原反应C．污染空气能加快酸雨的形成D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染答案：B\n解析：由图示可知，酸雨形成的两个途径中都涉及了光照的条件，故A正确；三氧化硫与水反应生成硫酸，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；由图中信息可知，污染空气中氮的氧化物、碳氢化合物及二氧化硫等大气污染物可以通过光化学反应生成硫酸，在这个过程中，氮的氧化物是催化剂，加快了酸雨的形成，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，能有效减少二氧化硫的排放量，故能有效遏制酸雨污染，故D正确。\n10．环保是21世纪人类社会的主要课题之一，十九大报告中提出了新目标“建成富强、民主、文明、和谐、美丽的社会主义现代化强国”。火电厂、燃煤锅炉是SO2污染集中、规模较大的行业，石灰石—石膏烟脱硫是除去SO2的一种常用方法。其过程如图1。研究发现：pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响；当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2，下列有关说法正确的是()A．烟气通入石灰石浆液时的温度越高吸收越快，吸收率越高B．石灰石浆液pH>5.7时，烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大C．将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率的高低D．上述方法中用石灰石浆液每吸收64gSO2理论生成22gCO2答案：C\n解析：烟气通入石灰石浆液时的温度越高气体二氧化硫的溶解度越小，部分二氧化硫不能被溶解，就会逸出溶液使吸收率降低，故A错误；石灰石浆液pH>5.7时，烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度减小，石灰石的浓度减小，脱硫效率随之下降，故B错误；脱硫后的气体是否残存二氧化硫，含多少，可以利用高锰酸钾溶液褪色的程度和快慢粗略判断烟气脱硫效率，故C正确；上述分析得到总反应为：2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O＋2CO2↑，1mol二氧化硫反应生成1mol二氧化碳，即每吸收64g二氧化硫理论上同时生成44g二氧化碳，故D错误。\n微点拨SO2尾气处理的常见方法方法一：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S＋O2SO2，CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，吸收SO2的总反应方程式为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)\n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。\n考点二\n必备知识梳理·夯实学科基础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：浓硫酸与水以____比互溶，溶解时可放出大量的热。(3)浓硫酸的稀释方法：将________沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。任意浓硫酸\n2．稀硫酸具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为__________________，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。H2SO4===2H＋＋红Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2OCu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2OCuCO3＋H2SO4===CuSO4＋H2O＋CO2↑\n3．浓H2SO4的特性钝化Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2OC＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O\n特别提醒(1)H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑。(2)由“量变”引起的“质变”：金属(如Cu、Zn等)与浓硫酸反应时，开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，硫酸的浓度变小，最后变为稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应生成H2而不是SO2。\n的检验(1)检验方法检验的正确操作方法：被检液加足量盐酸酸化，取清液滴加BaCl2溶液有无白色沉淀产生(判断有无)(2)检验误区误区1只加可溶性钡盐、而不先加盐酸酸化导致将、等干扰离子判断成。因上述离子会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀误区2误将Ag＋判断成如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含。其错误是未注意溶液中不含，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)误区3误将判断成如先用稀硝酸酸化，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。该错误是未注意在酸性环境中具有强氧化性，将氧化成而产生干扰\n5.重要的硫酸盐化学式俗名颜色主要性质用途2CaSO4·H2O熟石膏白色2CaSO4·H2O＋3H2O===2(CaSO4·2H2O)塑像、模型、粉笔、医疗绷带等CaSO4·2H2O生石膏白色2(CaSO4·2H2O)3H2O＋2CaSO4·H2O水泥添加剂FeSO4·7H2O绿矾浅绿色暴露在空气中被氧化为三价铁盐用于配制蓝黑墨水，补血剂CuSO4·5H2O胆矾、蓝矾蓝色CuSO4·5H2O5H2O＋CuSO4(白)配制波尔多液，镀铜液Na2SO4·10H2O芒硝白色—造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂KAl(SO4)2·12H2O明矾白色—净水剂\n6.硫酸的工业制备(1)工艺流程\n(2)反应原理①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：___________________________或S＋O2SO2。②SO2转化为SO3：__________________________________。③SO3被吸收生成H2SO4：____________________________。4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO22SO2＋O22SO3SO3＋H2O===H2SO4\n特别提醒工业上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO()错因：__________________________________________________。(2)用硫酸清洗锅炉中的水垢()错因：__________________________________________________。(3)用BaCl2溶液鉴别和()错因：__________________________________________________。(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有()错因：__________________________________________________。(5)50mL18.4mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46mol()错因：__________________________________________________。×二者与浓H2SO4不反应，可以用浓H2SO4干燥×CaCO3与H2SO4反应生成微溶的CaSO4覆盖在CaCO3表面，使内部的CaCO3不易与H2SO4反应×和均能与BaCl2反应生成白色沉淀，无法鉴别×不能排除的干扰×浓H2SO4变稀后不与Cu反应，SO2的物质的量小于0.46mol\n(6)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间，浓度都会减小，其原因相同。()错因：____________________________________________________。(7)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱水性。()错因：____________________________________________________。(8)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。()错因：____________________________________________________。×敞口放置一段时间浓度减小，浓盐酸是因为HCl的挥发，浓硫酸是因为吸收水导致×浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性√\n(9)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体。()错因：____________________________________________________。(10)向溶液中滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有。()错因：____________________________________________________。√×BaSO4、BaCO3均难溶于水\n[深度思考]硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有：①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性⑤催化作用请将序号填在相应的横线上：(1)锌和稀H2SO4制H2：_____。(2)浓硫酸作干燥剂：____。(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯：_________。(4)乙酸乙酯的水解：________。(5)纤维素的水解：__________。(6)浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红，后又变黑：______。①②②⑤⑤⑤①③\n题组强化训练·形成关键能力题组一硫酸性质多样性1．下列关于硫酸的叙述中，正确的是()A．浓硫酸具有脱水性，因而能使蔗糖炭化B．浓硫酸有强氧化性，不可贮存在铝、铁容器中C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D．稀释浓硫酸时，应将水沿着器壁慢慢加入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌解析：使蔗糖炭化，体现了浓硫酸的脱水性，A正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下可使铝、铁表面生成一层致密的氧化膜而钝化，故可贮存在铝、铁容器中，B错误；浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气，C错误；浓硫酸密度比水大，稀释浓硫酸时防止酸液飞溅，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，D错误。答案：A\n2．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是()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>SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2答案：A\n解析：A项，反应①生成的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；B项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型的物质；C项，白雾说明氯化氢易挥发；D项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应。\n题组二　金属与浓硫酸的反应3.已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法错误的是()A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性B.若A为铁，则在图中的反应，X只起氧化的作用C.若A为碳单质，则C不宜用来扑灭由钠引起的着火D．将B气体通入品红溶液中，品红溶液褪色解析：已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，确定X为浓硫酸；浓硫酸能使蔗糖脱水炭化，故A不符合题意；若A为铁，则在图中的反应中，X起氧化剂和酸性的作用，故B符合题意；若A为碳单质，则C为二氧化碳，不宜用来扑灭由钠引起的着火，故C不符合题意；B为二氧化硫气体，有漂白性，通入品红溶液中，品红溶液褪色，故D不符合题意。答案：B\n4．将一定量的锌与100mL18.5mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A16.8L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的pH＝0，则下列叙述中错误的是()A．气体A为SO2和H2的混合物B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1C．反应中共消耗锌95.5gD．反应中共转移电子1.5mol答案：C\n解析：浓H2SO4与Zn反应，最初产生SO2，浓硫酸变为稀硫酸后产生H2，A项正确；本题涉及Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O和Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。根据题意，反应后剩余的H＋的物质的量为1mol，即剩余H2SO40.5mol，消耗的H2SO4是1.85mol－0.5mol＝1.35mol，生成的气体是0.75mol。则有解得n(SO2)＝0.6mol，n(H2)＝0.15mol，B项正确；m(Zn)＝0.75mol×65g·mol－1＝48.75g，C项错误；反应共转移电子为0.75mol×2＝1.5mol，D项正确。\n题组三的检验5．下列能够确定溶液中一定含有的事实是()A．取少量试液，加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成B．取少量试液，加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸沉淀不消失C．取少量试液，加入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成D．取少量试液，加入盐酸无明显现象产生，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成答案：D\n解析：的检验，先用稀盐酸酸化，直到没有现象为止，排除Ag＋、等的干扰，再加入氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀。直接加入稀盐酸酸化的氯化钡溶液，不能排除Ag＋的干扰，A错误；先加氯化钡不能排除Ag＋的干扰，B错误；加入硝酸钡，不能排除碳酸根、亚硫酸根等的干扰，C错误；加入盐酸无明显现象，排除Ag＋等的干扰，再加入氯化钡有白色沉淀，说明有，D正确。\n6．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是()A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀C．无色溶液白色沉淀D.无色溶液无色溶液白色沉淀解析：A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。答案：C\n考点三\n必备知识梳理·夯实学科基础1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系\n2．掌握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与酸、碱反应实现的。②、③、④反应的化学方程式分别为：______________________________________________________。②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3\n(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，可用下图表示③、④、⑤反应的化学方程式分别为：_________________________________________________________。⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O③④\n特别提醒(1)同种元素相邻价态的微粒间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)当硫元素的高价态微粒与低价态微粒反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。\n题组强化训练·形成关键能力题组一硫及其化合物的相互转化1．硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，溴水褪色，乙变成丙。在丙里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们正确的顺序是()A．SO3H2SO4H2SO3H2SSB．SO2H2SO3H2SO4SO2SO3C．SO3H2SO4H2SO3SO2Na2S2O3D．SO2H2SO3H2SO4H2SS答案：D\n解析：硫黄在空气中燃烧生成SO2(甲)，SO2溶于水得溶液H2SO3(乙)，向乙溶液中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在丙里加入Na2S生成气体H2S(丁)，把H2S通入H2SO3得到沉淀S(戊)。\n2．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______，Y是______，Z是______。(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C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：______________________________________________________。(NH4)2SO2H2OH2SO42H2S＋3O22SO2＋2H2OHNO3\n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，该连续转化关系为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。\n微点拨同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点，可以从物质类别的角度进行分析与迁移。如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化；H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。注：上述转化可通过与酸或碱反应实现\n题组二以SO2制备为载体探究硫元素间的转化3．将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1mol·L－1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中，探究体系中微粒间的相互作用，实验记录如下：实验记录pH变化溶液中是否产生沉淀BaCl2溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀Ba(NO3)2溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀\n下列说法不正确的是()A.曲线a所示溶液pH降低的原因：B.曲线c所示溶液中发生反应：2Ba2＋＋O2＋2SO2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋C.与曲线a、b、c对比，可知曲线d所表示的过程中是氧化SO2的主要微粒D.依据该实验预测0.2mol·L－1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2答案：C\n解析：曲线a表示无氧环境下，氯化钡溶液pH减小，说明二氧化硫溶于水生成了弱酸亚硫酸，溶液pH降低的原因是SO2+H2O⇌H2SO3⇌H＋+，故A正确；曲线c表示有氧环境下，氯化钡溶液pH变化较大，则说明二氧化硫在BaCl2溶液中被氧气氧化为强酸硫酸，反应的离子方程式是2Ba2＋＋O2＋2SO2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋，故B正确；氯化钡、硝酸钡在有氧环境下，pH变化几乎相同，所以不能说明曲线d所表示的过程中是氧化SO2的主要微粒，故C错误；b曲线表明0.1mol·L－1的Ba(NO3)2在无氧环境下可以氧化二氧化硫，则0.2mol·L－1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2，故D正确。\n4．二氧化硫和亚硫酸在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对SO2和H2SO3的一些性质进行了探究。Ⅰ.探究SO2的性质\n(1)关闭旋塞2，打开旋塞1，注入硫酸至浸没三颈烧瓶中的固体。检验SO2与Na2O2反应是否有氧气生成的方法是__________________________________________________。(2)装置B中试剂X是________，装置D中NaOH溶液的作用是___________________________________________________。(3)写出装置C中发生反应的化学方程式：_________________________________________________。(4)关闭旋塞1后，打开旋塞2，装置E中的Na2S溶液用于验证SO2的________性，装置F中的现象是________________________。将带火星的木条放在装置D的试管口，观察木条是否复燃浓硫酸吸收未反应的SO2气体，防止污染空气SO2＋Na2O2===Na2SO4氧化溶液红色变浅\nⅡ.探究H2SO3的酸性强于HClO(可能需要的装置和试剂如图所示)(5)所需装置的连接顺序：纯净的SO2―→________(填字母)，装置K中反应的离子方程式为___________________________________________________。(6)能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象是__________________________________________________。HJIKCa2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO装置I中的品红溶液不褪色，装置K中溶液中出现白色沉淀\n解析：Ⅰ.A中制备二氧化硫：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，二氧化硫为酸性气体，X干燥二氧化硫，选用浓硫酸，C中SO2与Na2O2反应，D中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空气，E装置验证二氧化硫的氧化性，F装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二氧化硫，防止污染空气。(1)检验SO2与Na2O2反应是否有氧气生成的方法是将带火星的木条放在装置D的试管口，观察木条是否复燃。(2)装置B干燥二氧化硫，盛放的试剂X是浓硫酸，D中盛放的NaOH溶液吸收未反应的SO2，防止污染空气。(3)C中SO2与Na2O2反应生成Na2SO4，反应的化学方程式为SO2＋Na2O2===Na2SO4。(4)E中为硫化钠与二氧化硫发生价态归中反应生成硫单质，二氧化硫表现氧化性；F装置吸收二氧化硫，二氧化硫为酸性气体，F中碱性减弱，红色变浅。Ⅱ.(5)要证明H2SO3的酸性强于HClO，因为二氧化硫与次氯酸根离子发生氧化还原反应，不能直接将二氧化硫通入漂白粉溶液中，应先用二氧化硫制备二氧化碳，通过证明酸性：H2SO3>H2CO3>HClO，从而得出结论。将纯净的二氧化硫通过H使二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸和碳酸氢钠反应制取二氧化碳，制备的二氧化碳中有二氧化硫，故通入漂白粉溶液之前用酸性高锰酸钾除去二氧化硫气体，再用品红溶液检验二氧化硫是否除净，再通入漂白粉溶液中，K中反应的离子方程式为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。(6)I中品红溶液不褪色，K中产生白色沉淀能证明H2SO3的酸性强于HClO。\n微点拨二氧化硫的制备与性质(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。①制取原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O②综合实验装置\n(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫，进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。①制取原理：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O②综合实验装置\n情境创新设计自然界中硫的存在和转化硫元素广泛存在于自然界中，自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。如下图：\n[问题探究]根据上图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析如图：(1)X的电子式是________，Z的化学式是____________。(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生反应，反应的化学方程式_________________________________________。(3)将Z在氧气中灼烧可得Y及对应金属的氧化物，请写出反应的化学方程式。____________________________________________________(4)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。CuFeS2Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O4CuFeS2＋13O24CuO＋2Fe2O3＋8SO22∶1\n高考真题演练\n1．[2021·全国甲卷27(2)]将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为______________________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是________________________。CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O不产生SO2(或硫酸利用率高)\n2．[2021·山东卷]工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是(A.吸收过程中有气体生成B.结晶后母液中含有NaHCO3C.气流干燥湿料时温度不宜过高D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3答案：B\n解析：根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为：H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为：Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品，据此分析解答。A.根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；B.结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，且NaHCO3溶解度较低，若其残留于母液中，会使晶体不纯，假设不成立，B错误；C.NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；D.结合上述分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。\n3．[2020·北京卷]硫酸盐(含、)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图：下列说法不正确的是()A.该过程有H2O参与B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂C.硫酸盐气溶胶呈酸性D.该过程没有生成硫氧键答案：D\n4．[2020·浙江7月选考]硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。合成反应：SO2＋Na2CO3===Na2SO3＋CO22Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3SNa2SO3＋SNa2S2O3滴定反应：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6已知：Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，50℃开始失结晶水。\n实验步骤：Ⅰ.Na2S2O3制备：装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液，加热、搅拌，至溶液pH约为7时，停止通入SO2气体，得产品混合溶液。Ⅱ.产品分离提纯：产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Na2S2O3·5H2O产品。Ⅲ.产品纯度测定：以淀粉作指示剂，用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点，计算Na2S2O3·5H2O含量。\n请回答：(1)步骤Ⅰ单向阀的作用是________________；装置C中的反应混合溶液pH过高或过低将导致产率降低，原因是____________________________________________。(2)步骤Ⅱ下列说法正确的是________。A.快速蒸发溶液中水分，可得较大晶体颗粒B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂防止倒吸pH过高，Na2CO3、Na2S反应不充分；pH过低，导致Na2S2O3转化为S和SO2BC\n(3)步骤Ⅲ①滴定前，有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列)：检漏→蒸馏水洗涤→()→()→()→()→()→开始滴定。A.烘干B.装入滴定液至零刻度以上C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下D.用洗耳球吹出润洗液E.排除气泡F.用滴定液润洗2至3次G.记录起始读数②装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞，目的是________。③滴定法测得产品中Na2S2O3·5H2O含量为100.5%，则Na2S2O3·5H2O产品中可能混有的物质是______________________________________。FBECG防止碘挥发Na2SO3或失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O\n随堂过关训练\n1．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BH2S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DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3答案：C\n解析：混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性，A正确；SO2与H2S在溶液中发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性，B正确；SO2使酸性KMnO4溶液褪色，这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2＋，体现了SO2的还原性，C错误；SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，根据较强酸制较弱酸，可得结论酸性：H2SO3＞H2SiO3，D正确。\n2．用下列两种途径制取H2SO4，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是()途径①：SH2SO4途径②：SSO2SO3H2SO4A．途径②与途径①相比较更能体现“绿色化学”的理念，因为途径②比途径①的污染相对较小且原子利用率较高B．由途径①和②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mol电子C．途径①反应中体现了浓HNO3的强氧化性和酸性D．途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来提高SO2的转化率答案：C\n解析：途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水，有副产物二氧化氮，而且二氧化氮会污染大气，所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念，且原子利用率较高，故A正确；途径①和②都是由S来制备H2SO4，S的化合价从0价升高到＋6价，制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，故B正确；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，不体现酸性，故C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浓度来提高二氧化硫的转化率，故D正确。\n3．有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是()A．实验证实Na2SO3已部分氧化B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化答案：D\n解析：Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。\n4．某化学兴趣小组的同学将一定量的铁与浓硫酸加热，发现铁完全溶解，并产生大量的气体X。该兴趣小组同学欲通过实验探究气体X的成分。Ⅰ.提出假设(1)甲同学认为气体X为SO2。(2)乙同学认为气体X为H2。(3)丙同学认为气体X为_________________。H2和SO2的混合气体\nⅡ.设计实验兴趣小组的同学设计了如图所示实验装置对气体成分进行验证，请按要求填写表格。实验现象实验结论(1)C中酸性高锰酸钾溶液颜色________证明气体X中含有________(2)E中粉末________________，F中固体________________证明气体X中含有H2变浅SO2由黑色变成红色由白色变成蓝色\n根据上述实验现象，可知X的成分为？Ⅲ.思考与讨论(1)若混合气体中含有H2，则生成H2的理论依据是____________________________________________________。(2)如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断得出结论。________(填“能”或“不能”)，原因是_______________________________________。H2和SO2的混合气体随着反应的进行，硫酸的浓度变小，铁与稀硫酸反应生成氢气不能因为混合气体中可能含水蒸气，会干扰H2的检验\n解析：浓硫酸和铁在加热条件下反应的过程中，随着反应的进行，硫酸浓度变小，稀硫酸与铁反应生成了H2，所以X为H2和SO2的混合气体。验证SO2需要用酸性高锰酸钾溶液或品红溶液；验证H2一般利用它与CuO反应生成水。