2022年高一化学 29硫和硫的化合物 环境保护培优教案

2022年高一化学 29硫和硫的化合物 环境保护培优教案 基础知识 一.二氧化硫的性质（一）物理性质： 1.SO2是无色，有刺激气味，有毒气体 2.易液化（沸点-10C） 3.易溶于水（1:40） 4.比空气重（SO2）(空气) （二）化学性质： SO2是亚硫酸的酸酐。 1.具有酸性氧化物的性质: 与水反应：SO2+H2OH2SO3 （可逆反应） 注意：a：SO2是非电解质，其水溶液（H2SO3溶液）可导电 b：H2SO3是弱电解质，在水中部分电离，其酸性强于H2CO3 c：H2SO3只能存在于水溶液中，它不稳定，易分解成SO2和H2O. d：H2SO3在空气中易氧化 2H2SO3+O2=2H2SO4 与碱反应 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 若SO2过量 则Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3 SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O 若SO2过量，则CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2 （联系CO2与Na(OH)2的反应，比较SO2和CO2的性质）. 与碱性氧化物的反应 CaO+SO2=CaSO3 2.具有氧化性和还原性: SO2中硫元素为+4价，所以SO2既有氧化性又有还原性。 失22e-得4e- 氧化性：SO2+2H2S=2H2O+3S还原性： 得22e- a：2SO2+O2 2SO3 （可逆反应） 失22e- SO3是无色固体，熔点16.8，沸点44.8与H2O反应生成H2SO4,同时放出大量的热 SO3+H2O=H2SO4,上述两反应用于制造H2SO4.得2e-失2e- b：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 现象：黄色溶液变成无色c：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 3.漂白性：SO2可以使品红或其它有色物质褪色，（SO2与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质，这些无色物质受热或光照时会分解，放出SO2从而恢复原来的颜色。） 二.二氧化硫的污染: 1.SO2是大气污染物，对人体引起呼吸道疾病，（空气中的SO2主要来自化石燃料和煤的燃烧，以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气）。 2.SO2在空气中被部分氧化成SO3并形成酸雾。 3.硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下成为酸雨，（pH4.5）酸雨对自然界以及人类生活和生产带来危害。 三.二氧化硫的实验室制取: （具体内容见后）学习指导 1.SO2和CO2均是无色气体，都具有酸性氧化物的性质，通过澄清石灰水后均可以使其变浑浊。你认为如何区分这两种无色气体？如何除去CO2气体中混有的少量SO2？ 分析：区别SO2和CO2要利用二者不同的性质，SO2具有漂白性及还原性。CO2无漂白性，也不能使某些氧化剂（Br2等）褪色。除去CO2中混有的少量SO2，利用H2SO3酸性比H2CO3酸性强，可将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，从而吸收掉SO2气体。（能用Na2CO3溶液吗？） 2.SO2具有较强的还原性，能不能使KMnO4溶液褪色？你能不能从氧化还原的角度试写出它的化学方程式？（5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4） 3.SO2可以漂白湿润的红色布条，Cl2也可以，它们的漂白原理相同吗？若将等物质的量的Cl2和SO2同时作用于湿润的红色布条，则布条的颜色有什么改变吗？分析：SO2和Cl2水虽都有漂白性，但漂白原理和现象有不同的特点。氯水的漂白原理是由于生成次氯酸具有强氧化性，将有色的物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来的颜色。而SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接化合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。如： 褪色红色品红溶液 褪色不显红色 很快变红色紫色石蕊 立即变红色随即变为无色SO2和Cl2分别作用于有色布条时，由于二者均具有漂白作用，均可以使红色褪去。当SO2和Cl2等物质的量混合后，在溶液中发生氧化还原反应：Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl失去漂白作用，所以布条颜色不变。例题精析 例1：1L 0.1mol/L的NaOH溶液吸收0.08molSO2，求所得溶液中溶质的成分及物质的量是多少？ 分析SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O（SO2适量时） 若SO2过量：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3即 SO2+NaOH=NaHSO3（SO2过量时） 由此，n（NaOH）:n（SO2）=2:1时生成Na2SO3，当n（NaOH）:n（SO2）=1:1时生成NaHSO3，本题n（NaOH）:n（SO2）=5:4介于1:1和2:1之间，故生成NaHSO3和Na2SO3 解：设生成Na2SO3 xmol，生成NaHSO3 ymol 则根据Na元素守恒 2x+y=0.1mol且又根据S元素守恒 x+y=0.08mol，列方程组所以溶质的成分Na2SO3 0.02mol，NaHSO3 0.06mol该题既体现了在高中化学计算题“量”的重要性，又应用了“守恒”的简便计算技巧。 例2：酸雨是过度燃烧煤和石油，生成硫、氮的氧化物，溶于水生成硫酸和硝酸的缘故，某次雨水分析数据如下：C（SO42-）=2.610-5mol/L C(Cl-)=6.0C（MH4Cl-）=3.010-6mol/L C(Na+)=1.010-6mol/L C(NO3-)=2.410-5mol/L,则此次酸雨的pH值接近于（lg8=0.9）( ) A.6.5B.5C.4D.4.5 分析应用电荷守恒原理，阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。 则C（H+）+C（NH4+）+C（Na+）=2C（SO42-）+C（Cl-）+C（NO3-） C（H+）=810-5 mol/L pH=5-lg8=4.1(注：pH=-lgc(H+)巩固提高 一.选择题:（每小题均有1-2个正确选项） 1.酸雨主要是指（ ） A空气中CO2随雨降下 B空气中SO2随雨降下 C空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨雪降下 D盐酸厂逸出的HCl随雨降下 2.造成大气污染的SO2主要来源于（ ） A火山喷发 B自然界中游离态硫缓慢氧化 C煤、石油等含硫燃料的大量燃烧 D含硫矿石的冶炼及硫酸工业，纸浆工业等产生的工业废气 3.将SO2气体通入下列溶液中一定有沉淀生成的是（ ） A氯水BNaOH溶液 CBaCl2溶液DBa(NO3)2液 4.标准状态下的SO3是（ ） A无色气体B无色液体 C. 无色固体D淡黄色固体 5.二氧化硫和氧气的混合气体,其密度为2g/L(标况)，此混合气体中二氧化硫和氧气的分子个数之比为（ ） A2:3B2:1C3:2D3:1 6.下列实验能证明有SO2存在的是（ ） 能使澄清石灰水变浑浊能使湿润的蓝色石蕊试纸变红能使品红溶液褪色通入足量的NaOH溶液中再滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸通入溴水中能使溴水褪色再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成 A都能证明B只有能证明 C能证明D都不能证明 7.CO2气体中混有少量的SO2，欲制得纯净的CO2气体，需将气体依次通过（ ）A Na2CO3溶液，浓H2SO4B饱和NaHCO3溶液，浓H2SO4 C.饱和NaCl溶液，浓H2SO4 D碱石灰，浓H2SO4 8.将SO2通到显红色的酚酞试液中，发现红色消失，主要是因为SO2（ ）A有漂白性B有还原性 C有氧化性D溶于水后显酸性 9.下列对于可逆反应的认识正确的是（ ） A既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应。 B在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应B SO2溶于水的反应是可逆反应 DBr2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2+2H2O 互为可逆反应 10.在SO2+2H2S=3S+2H2O的反应中，若SO2与H2S气体共2.5mol，反应后还原产物比氧化产物少16g,原混合气体中SO2和H2S的物质的量之比为（ ） A2:3 B2:1 C3:2 D1:4 二.填空题: 1.正常雨水的pH约为5.6，这是由于_的缘故，酸雨的pH小于_现取某地雨水样品500ml，每隔一段时间测定其pH数据如下：测定时间（小时）012481012雨水样pH值4.704.624.564.554.554.554.55雨水样放置一段时间后,PH值逐渐减小后PH又保持不变的原因可能是_2.向20mol 0.2mol/L的NaOH溶液中，缓缓地通入一定量的SO2气体，将所得溶液蒸干（设蒸发过程中没有其他化学变化），最后得到白色固体是纯净物。则通入SO2的体积可能是_ml（标况）写出反应的离子方程式_3.化合物SOCl2是一种液体，沸点77C,在盛有20ml蒸馏水的锥形瓶中，小心地滴加8-10滴的SOCl2，可观察到反应剧烈，液面上有白雾生成，并有刺激性气味的无色气体逸出，该气体可使品红试纸褪色。轻轻振荡锥形瓶，待白雾消失后，往溶液中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再滴加稀HNO3，白色沉淀不消失。根据现象，写出SOCl2与水反应的化学方程式_ 三.计算: 1.已知硫的气态氢化物H2S在空气中燃烧时有两种情况： （1）氧气不充足时，H2S不能完全燃烧 2H2S+O22S+2H2O （2）氧气充足时H2S能完全燃烧 2H2S+3O22SO2+2H2O若24ml H2S和30ml O2中燃烧，同温同压下生成SO2的体积是多少毫升？ 2.室温下，向10升真空容器内通入A摩H2S，B摩SO2（A，B都是正整数，且A3, B4） （1）若A=B，则反应前后容器内压强比_ （2）容器内可能达到的最大密度为_（3）容器内若有剩余气体，其最小密度可能是_自我反馈 一.选择题: 1.C2.C D 3.D解析：ASO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 无沉淀生成B2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O或NaOH+SO2=NaHSO3无沉淀生成CSO2与BaCl2不反应DSO2与Ba(NO3)2反应可生成BaSO3沉淀，但由于溶液呈酸性，且存在NO3-，可得BaSO3氧化成为BaSO4沉淀4.C5.A解析：根据可得22.4L/mol2g/L=44.8g/mol，即：SO2和O2的混合气体的平均式量为44.8。再利用十字交叉法可求出SO2和O2的分子个数比SO2 64 12.8 44.8 A正确O2 32 19.2注意：本题不考虑SO2和O2的化学反应，因为二者只在有催化剂和加热的条件下才能发生化合反应，如果没有上述条件，反应将无法进行。6.B解析：还可以是CO2，能使品红溶液褪色的不仅有SO2，Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4+2HNO3，这里利用了SO2的还原性，而CO2不具有还原性，因此该实验可证明SO2的存在7.B 解析：若要除去CO2中混有的SO2，需利用二者不同的性质，即加入的试剂只与SO2反应，同时不污染CO2。四个选项中均用到了浓H2SO4，它起干燥气体的作用。所以本题关键是如何选用除杂试剂。A：Na2SO3溶液，有下述反应：Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3；Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2，即Na2CO3溶液可同时与CO2和SO2反应不能达到除杂的目的。B：饱和NaHCO3溶液NaHCO3+SO2=Na2SO3+CO2，NaHCO3与CO2不反应，所以可选。C：NaCl溶液与CO2和SO2均不反应。D碱石灰与CO2和SO2同时反应，SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，也不能达到除杂的目的。8.D 解析：SO2的水溶液显酸性，而显红色的酚酞试溶液是显碱性的，二者混合一起时，原溶液的碱性消失，因此红色消失。而SO2只能漂白有机色质，其原理是与有机色质发生化合反应而将其转变为无色物质。9.B、C解析：A缺少在同一条件下。D前一反应的生成物H2SO4是稀硫酸，而后一反应的反应物是浓H2SO4，虽然二者是同一种物质，但由于浓度不同，性质也不同，因此二个反应不能互为可逆。10.C D解析： 失4e- 得22e-在生成的3molS单质中，有1molS单质是还原产物有2molS单质是氧化产物。即还原产物与氧化产物的物质的量比为1:2。本题要求还原产物比氧化产物少16g（0.5mol），也就是参加反应的n(SO2)=0.5mol，n(H2S)=1mol；则n(SO2)+n(H2S)=1.5mol，由此可知反应时SO2并不是恰好完全反应，需考虑某一反应物过量。当SO2过量时，n(SO2)=2.5mol-1mol=1.5mol，则n(H2S):n(SO2)=1mol:1.5mol=2:3当H2S过量时，n(H2S)=2.5mol-0.5mol=2mol，则n(H2S):n(SO2)=2mol:0.5mol=4:1 二.填空题: 1.正常雨水中溶解了少量的SO2 4.5 雨水中亚硫酸逐渐被氧化成硫酸后，PH值不再变化. 2.44.8ml或89.6ml（需考虑SO2适量和SO2过量两种可能） SO2+2OH-=SO32-+H2O SO2+OH-=HSO3-3.SOCl2+H2O=SO2+2HCl三.计算题: 1.18ml提示：根据H2S与O2的体积，结合两个化学方程式，判断H2S能否完全燃烧，本题 介于2:1和2:3之间.所以H2和O2部分完全燃烧，生成S，SO2，H2O结合方程式就可求出生成SO2为18ml2.解析：本题考查H2S和SO2的反应，试题内容明显分为三个层次，开始的量按2:1变化，求变化后的气体量。此类题可用“起始，变化，最后”三态分析法求解。 （1）A=B 即n（H2S）:n（SO2）=1:1设起始均为1mol 2H2S+SO2=2H2O+3S起始 1mol 1mol 变化 1mol 0.5mol 最后 0 0.5mol （2）气体的密度就是单位体积气体的质量（克/升）所以欲使反应后气体密度最大，必然剩下分子量大的那种气体最多，参加反应的分子量小的气体要最少，则： 2H2S+SO2=2H2O+3S起始 1mol 4mol 变化 1mol 0.5mol 最后 0 3.5mol（3）因为容器内气体密度最小，所以剩余气体只能是H2S，又由于A，B都是正整数，所剩余的H2S气体为1mol，则.走向高考 1.（91全国）下列反应中通入的气体物质只作为氧化剂的是（ ） ASO2通入氢硫酸中 B氯气通入NaOH溶液中 C少量氯气通入氯化亚铁酸性溶液中 D硫化氢通入溴水中 2.（92上海）下列说法错误的是（ ） ANa2SO3溶液与BaCl2溶液作用，有白色沉淀生成，加稀硝酸后沉淀消失 B将过量SO2气体通入Ba(OH)2溶液中，一定有白色沉淀生成 C将SO2气体通入BaCl2溶液中，有白色沉淀生成 D将SO2气体通入用硝酸酸化过的BaCl2溶液中，有白色沉淀生成。 3.（95全国）常温时，向20L真空容器内通入amol H2S和bmol SO2（a,b都是正整数，且a5,b5）反应完全后容器内可能达到的最大密度约是（ ） A24.5 B14.4 C8 D5.1 答案：1.A, C 2.A, C 3.B实验室制法:在实验室中，常用亚硫酸盐跟硫酸起反应来制取SO21 反应原理：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO22 装置类型：固体+液体所 （同CO2，H2）3 收集方法：向上排空气法（为什么？）不用排水法（为什么？）4 验满方法：将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，试纸变红5 尾气处理：NaOH吸收