2022年高考化学一轮复习 第4章 第21讲 硫及其化合物
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1、第第 21 讲讲 硫及其化合物硫及其化合物 复习目标 1.了解硫及其重要化合物的制备方法,掌握其主要化学性质及应用。2.了解硫的 氧化物对环境的影响。 考点一考点一 硫单质的性质硫单质的性质 1硫元素的存在形态 2硫单质的物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色晶体 不溶 微溶 易溶 3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质 S 2 氧化性 S 0 还原性 S 4 (1)硫在自然界中仅以化合态存在() 错因:在火山喷口附近或地壳的岩层里存在游离态的硫。 (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:硫在纯氧中也生成 SO2。 (3)汞蒸气有毒
2、,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理() (4)硫与少量的 O2反应生成 SO2,与过量的 O2反应生成 SO3() 错因: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。 1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? 答案 硫单质易溶于 CS2,也可以与热的强碱溶液反应,3S6NaOH= 2Na2SNa2SO3 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。 2哪些实例可以推知硫的氧化性比氯气的弱。 答案 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
3、属反应生成低 价态化合物;氢化物的稳定性:HClH2S;置换反应 H2SCl2 =2HClS;最高价 含氧酸的酸性:HClO4H2SO4;还原性:S2 Cl。 1(2019 青岛期中)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( ) AAu2S BAg2S CCuS DFeS 答案 C 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。 2用热 NaOH 溶液清洗
4、试管壁上的硫,发生反应 SNaOH Na2SO3Na2SH2O(未配 平)。下列说法不正确的是( ) A方程式中含钠元素的化合物均含离子键和共价键 B生成的 Na2SO3和 Na2S 的物质的量之比为 12 C方程式中 S 和 H2O 的化学计量数相同 D清洗之后的废液呈碱性 答案 A 解析 方程式中含钠元素的化合物为 NaOH、Na2SO3、Na2S,其中 NaOH、Na2SO3均含离子 键和共价键,Na2S 只有离子键,故 A 错误;根据得失电子守恒配平化学方程式为:3S 6NaOH= Na2SO32Na2S3H2O,所以生成的 Na2SO3和 Na2S 的物质的量之比为 12, 故 B、
5、C 正确;生成的 Na2SO3、Na2S 都属于强碱弱酸盐,水解呈碱性,所以清洗之后的废 液呈碱性,故 D 正确。 3(2020 潍坊月考)硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交 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 硫,后来证明含有 S6分子。下列 说法正确的是( ) AS6和 S8分子都是由 S 原子组成,所以它们是一种物质 BS6和 S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同 CS6和 S8分子分别与过量的氧气反应可以得到 SO3 D等质
6、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 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。 考点二考点二 硫的氧化物硫的氧化物 1二氧化硫 (1)物理性质 色、态、味 密度 溶解性 无色、有
7、刺激性气味的气体 比空气大 易溶于水,通常状况下,1 体积水溶解约 40 体积 SO2 (2)化学性质 按要求完成下列方程式: 酸性氧化物的通性 与H2O反应:SO2H2OH2SO3 与NaOH足量反应:2NaOHSO2=Na2SO3H2O 氧化性(如与 H2S 溶液反应): SO22H2S=3S2H2O。 还原性 O2:2SO2O2 催化剂 2SO3 溴水:Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 漂白性:品红溶液 通SO2 褪色 又变红色,可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定 的化合物。 (3)SO2的实验室制法 固体 Na2SO3与较浓 H2SO4反应: Na2SO3(固)H2SO4=
8、Na2SO4SO2H2O; 固体 Cu 与浓 H2SO4混合加热: Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO22H2O。 2三氧化硫 (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: 3硫的氧化物的污染与治理 (1)硫的氧化物来源、危害及治理 (2)硫酸型酸雨的形成过程: (1)标准状况下,2.24 L SO3中含有硫原子数为 NA() 错因:SO3在标况下为固体,不能用气体摩尔体积计算。 (2)将 SO2通入紫色石蕊溶液中先变红后褪色() 错因:SO2不能漂白酸碱指示剂。 (3)SO2具有氧化性
9、,可用于漂白纸浆() 错因:SO2的漂白性是因为与有机色质结合生成不稳定的无色物质,不是因其具有氧化性。 (4)SO2中少量的 HCl 可通过饱和 NaHSO3溶液除去() 题组一 SO2化学性质的多重性 1(2020 宝山区模拟)有学生为了证明 SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞 的氢氧化钠溶液中通入过量的 SO2气体,溶液褪色,下列关于该实验的说法错误的是( ) A该实验一定能证明 SO2是一种酸性氧化物 B若 SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是:SO22NaOH=Na2SO3H2O C若 SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是:SO2Na2SO3H2O=
10、2NaHSO3 D若要证明 SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液 答案 A 解析 酸性氧化物的概念:与水反应只生成对应的酸,与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸 性氧化物。向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的 SO2气体,溶液褪色,可能是因为二氧 化硫的漂白性,所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物,故 A 错误;若 SO2是一种酸性 氧化物,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠再与二氧化硫、水反应生成亚硫 酸氢钠,故 B、C 正确。 2下列实验中能证明一种气体为 SO2的是( ) 使澄清石灰水变浑浊 使湿润的蓝色石蕊试纸变红 使品红溶液褪色 通入足量的 NaOH
11、 溶液中,再滴加 BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 通入溴水中使溴水褪色,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能证明 D只有能证明 答案 D 3将 SO2分别通入下列五种溶液中: 回答下列问题: (1)试管中的实验现象:KMnO4酸性溶液_,证明 SO2具有_性。 (2)试管中的实验现象:品红溶液_,证明 SO2具有_性。 (3)试管中能否观察到沉淀_(填“能”或“否”)。 (4)试管中能产生白色沉淀,该沉淀是_。 (5)试管中能产生白色沉淀,该沉淀是_,用离子方程式表示产生沉淀的过程: _。 答案 (1)褪色 还原 (2)褪色 漂白 (3)
12、否 (4)BaSO4 (5)BaSO3 SO22OH =SO2 3H2O,Ba 2SO2 3=BaSO3 题组二 SO2检验的思维模型 4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) 通入 酸性 KMnO4溶液(褪色) Q 一定是 SO2 B 闻 Q 气味(有刺激性) 通入 澄清石灰水(变浑浊) Q 可能是 SO2 C Q 通入 品红溶液(褪色) 变红色 Q 一定是 SO2 D Q 通入 紫色石蕊溶液(先变红色后褪色) Q 一定不是 SO2 答案 A 解析 硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由
13、现象可知 Q 不一定是 SO2,故 A 错误。 5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_。 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) 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
14、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。 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 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 注意 有时为简化装置,可将除去 SO2和检验 SO2是否除尽合并为一个装置,用较
15、浓的酸性 KMnO4溶液,现象是酸性 KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。 题组三 几种物质的漂白性比较 6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 SO2 CSO2、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 答案 B 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
16、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。 7Cl2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( ) 溶液很快褪色 溶液不褪色 出现沉淀 不出现沉淀 A B C D 答案 C 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
17、:SO2Cl2 2H2O=2HClH2SO4,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, H2SO4BaCl2=BaSO42HCl, 所以会产生白色沉淀。 三类漂白剂的区别 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SO2 可逆、 不持久 有选择性 团”“化合”成无色物质 吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理变化 吸附色素 题组四 SO2的污染与防治 8下列说法不正确的是( ) A改燃
18、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 pH5.6,形成酸雨 D硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质 答案 B 9(2020 四川模拟)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 解析 由图示可知,
19、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。 10(2020 广东模拟)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
20、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( ) SO2 H2SO3 CaSO3 CaSO4 CaSO4 2H2O 图 1 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 pH5.7 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吸收 64 g SO2理论生成 22 g CO2 答案 C 解析 烟气通
21、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 pH5.7 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:2CaCO32SO2O24H2O=2CaSO4 2H2O 2CO2,1 mol 二氧化硫反应生成 1 mol 二氧化碳,即每吸收 64 g 二氧化硫理论上同时生 成 44 g 二氧化碳,故 D 错误。 四种常见的 SO2尾气
22、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 SO2= 点燃 SO2,CaOSO2= CaSO3, 2CaSO3O2= 2CaSO4,吸收 SO2的总反应方程式为 2CaO2SO2O2= 2CaSO4。 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 2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3, 2(NH4)2SO3O2=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
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