资源描述
第3讲 氧、硫及其重要化合物,考点一 O3和H2O2的性质及应用,考点二 硫及其氧化物的性质,总纲目录,考点三 硫酸、SO42-的检验,高考真题演练,考点一O3和H2O2的性质及应用,1.臭氧(O3) (1)组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体。 (2)化学性质,(3)用途:a.可用作脱色剂和消毒剂;b.臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的“保护伞”。,2.过氧化氢(H2O2) (1)结构 电子式:H：H,结构式:HOOH。,(2)化学性质,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)某物质只由氧元素组成,该物质一定属于纯净物( ) (2)有O2参加的反应一定属于氧化还原反应( ) (3)2O33O2和3O22O3互为可逆反应( ) (4)H2O2中氧元素显-1价( ) (5)H2O2属于含有共价键的离子化合物( ) (6)H2O2既有氧化性又有还原性( ),2.等质量的O2和O3,分子数之比为,原子数之比为,质子数之比为,标准状况下的体积之比为,相同条件下的密度之比为。,答案3211113223,题组一臭氧的性质及应用,1.(2018湖南岳阳模拟)臭氧的化学式为O3,微量O3可以净化空气,有利于人体健康。下列有关O3的叙述错误的是( C ) A.是一种单质 B.不使用含氟冰箱有利于臭氧层空洞修复 C.和氧气完全相同 D.转化成氧气的过程中发生了化学变化,解析O3是由氧元素组成的纯净物,所以属于单质,A正确;含氟的冰箱释放的氟利昂会破坏臭氧层,B正确;O3和O2是两种不同的物质,C不正确;有新物质生成的变化为化学变化,D正确。,2.(2019内蒙古包头质检)O3是重要的氧化剂和水处理剂,在平流层存在:2O3 3O2,O3 O+O2,粒子X能加速O3的分解:X+O3 XO+O2;XO +O X+O2(X=Cl、Br、NO等)。已知:2O3(g) 3O2(g)H=-144.8 kJmol-1,t 时K=31076。下列说法不正确的是( ),A.O3转变为O2的能量曲线可用上图表示 B.O3转变为O2为氧化还原反应 C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂 D.t 时,3O2(g) 2O3(g),K3.3310-77 答案 B,解析根据吸热反应的H0,放热反应的H0,图像中反应物的总能量大于生成物的总能量,反应是放热反应,反应焓变=生成物的总能量-反应物的总能量,据此分析A正确;O2可以转化成O3,但元素化合价未变,不是氧化还原反应,故B错误;X参与反应,加快了速率,本身的质量和化学性质在反应前后不变,属于催化剂,所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作催化剂,故C正确;相同条件下,逆反应的K值是正反应K值的倒数,故D正确。,题组二过氧化氢的性质及应用,3.关于H2O和H2O2的说法正确的是( B ) A.都含有极性键和非极性键 B.都属于共价化合物 C.都具有强氧化性、酸性 D.稳定性:H2O2H2O,解析A项,H2O中只含有极性键;C项,H2O不具有强氧化性和酸性;D项,稳定性:H2OH2O2。,4.H2O2是重要的化学试剂,在实验室和生产实际中应用广泛。 (1)写出H2O2的结构式:,H2O2在MnO2催化下分解的化学方程式:。 (2)我们知道,稀硫酸不与铜反应,但在稀硫酸中加入H2O2后,则可使铜顺利溶解,写出该反应的离子方程式:。 在“海带提碘”的实验中,利用酸性H2O2得到碘单质的离子方程式是。,你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是。 (3)H2O2还有一定的还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色。 写出反应的离子方程式:。 实验室常用酸性KMnO4标准液测定溶液中H2O2的浓度,酸性KMnO4溶液应盛放在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,判断到达滴定终点的现象是。,(4)H2O2是一种二元弱酸,写出其第一步电离的方程式:。它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为。,答案(1)HOOH2H2O2 2H2O+O2 (2)H2O2+Cu+2H+ Cu2+2H2OH2O2+2I-+2H+ 2H2O+I2 还原产物为水,对环境无污染 (3)5H2O2+2Mn+6H+ 5O2+2Mn2+8H2O 酸式滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后变浅紫色,30 s内不褪色 (4)H2O2 H+HH2O2+Ba(OH)2 BaO2+2H2O,考点二硫及其氧化物的性质,1.单质硫 (1)自然界中硫元素的存在,(2)物质性质,(3)化学性质 a.氧化性(Si:0-2价),S+O2 SO2 c.与热的碱液发生反应(如NaOH溶液) 3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O,b.还原性(S:0+4价),2.二氧化硫 (1)物理性质,(2)化学性质 a.酸性氧化物的通性,SO2与H2S反应的化学方程式为SO2+2H2S 3S+2H2O。 c.强还原性,b.弱氧化性(S:+40价),(3)实验室制取 用Na2SO3粉末与较浓的硫酸反应制得,化学方程式为 Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+SO2+H2O。,d.漂白性:,3.三氧化硫 (1)物理性质:熔点16.8 ,沸点44.8 ,在常温下为液体,在标准状 况下为固体。 (2)化学性质,4.硫的氧化物的污染与治理,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性( ) (2)SO2通入BaCl2溶液生成BaSO3白色沉淀( ) (3)pH7的降水属于酸雨( ) (4)Cu与硫粉在加热条件下反应生成CuS( ) (5)洗涤附着在试管内壁上的硫用CS2或热的浓NaOH溶液( ) (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( ),(7)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同 ( ) (8)因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸溶液、石蕊溶液褪色( ),2.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Cl2、NH3、NO2、H2S,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 ;。 (2)用化学方程式表示和产生沉淀的原因: ;,。,答案(1)BaSO4BaSO3BaSO4S (2)SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4 BaSO4+2 HCl 2H2S+SO2 3S+2H2O或H2SO3+2H2S 3S+3H2O,题组一二氧化硫的性质及应用,1.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论的是( C ),解析本题考查SO2的氧化性、还原性等知识。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。,2.(2019河南许昌月考)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( ) A.若品红溶液褪色,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,答案 C 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;题给反应中Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂,C错误;品红溶液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。,3.(2018黑龙江哈尔滨三十二中期中)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。 请回答下列问题:,(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是,其中发生反应的化学方程式为。 (2)实验过程中,装置B、C中的现象分别是、,这些现象分别说明SO2具有的性质是和;装置B中发生反应的离子方程式为。 (3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 。,(4)尾气可采用溶液吸收。,题后悟道 SO2的特殊性质及应用 (1)注意SO2的漂白性和还原性的区别 SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。 (2)注意SO2的氧化性的表现 SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀,表现了SO2的氧,化性。 (3)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红。,题组二SO2与CO2的鉴别与检验,4.下列可用来区别SO2和CO2气体的是( D ) 澄清的石灰水氢硫酸氯水酸性高锰酸钾溶液氯化钡溶液品红溶液 A.B. C.D.,解析二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,不可以用澄清石灰水鉴别。氢硫酸与二氧化硫反应生成硫和水(2H2S+SO2 3S+2H2O),氢硫酸与二氧化碳不反应。二氧化硫具有还原性,能使氯水和酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化碳不能。亚硫酸和碳酸的酸性均弱于盐酸,二氧化硫和二氧化碳与氯化钡溶液都不反应。二氧化硫能使品红溶液褪色,二氧化碳不能。,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,解析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。,题后悟道,1.SO2和CO2的鉴别方法 (1)闻气味法:CO2无气味,SO2有刺激性气味。 (2)品红溶液法:能使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。 (3)酸性高锰酸钾溶液或溴水法:使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2,不能使它们褪色的是CO2。,2.检验SO2和CO2同时存在的一般流程 SO2和CO2都可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。,解析汽车尾气产生的氮氧化物可形成硝酸型酸雨,A项正确;NO2转化为HNO3,以及SO2转化为H2SO4,发生的都是氧化还原反应,C项错误;燃煤中产生的SO2可与石灰石反应,最终转化为CaSO4,减少SO2的排放,D项正确。,解析A项,葡萄酒中的乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化,对SO2的检测有干扰;B项,大气中的CO2能被Ba(OH)2溶液沉淀,对SO2的检测有干扰;C项,氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2,SO2可以循环使用;D项,石灰石吸收SO2,需要在高温下才能进行。,考点三硫酸、S的检验,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,溶解时可放出大量的热。 浓硫酸的稀释方法: 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。,2.酸的通性,3.浓H2SO4的特性 (1)实验探究,(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式: Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O (3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4 可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。,4.重要的硫酸盐,5.S、S的检验 (1)S的检验 a.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S+2H+ SO2+H2O。 b.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S+Ba2+ BaSO3 、BaSO3+2H+ Ba2+SO2+H2O。,检验S的正确操作方法:待测液 取清液 有无白色沉淀产生(判断有无S)。 先加稀盐酸的目的是防止C、S、Ag+的干扰,再加BaCl2溶液,有白 色沉淀产生,可能发生反应的离子方程式: C+2H+ CO2+H2O、S+2H+ SO2+H2O、Ag+Cl- AgCl、Ba2+S BaSO4。,(2)S的检验,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)浓硫酸能氧化除Au、Pt以外的所有金属,其还原产物主要是H2( ) (2)常温下,Fe、Al与浓H2SO4不反应( ) (3)浓H2SO4使CuSO45H2O变成白色粉末,体现了浓H2SO4的吸水性( ) (4)浓H2SO4与金属的反应,仅体现浓H2SO4的氧化性( ) (5)一定量的浓硫酸与足量的锌反应时,生成的气体一定只有SO2( ),(6)SO2具有还原性,浓H2SO4具有强氧化性,因此不能用浓H2SO4干燥SO2( ) (7)向某溶液中加入酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定含有S( ),2.【深度思考】 硫酸是中学化学实验室的常见药品,其性质有酸性吸水性脱水性强氧化性催化作用。请将序号填在相应的横线上: (1)锌和稀H2SO4反应制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)浓硫酸使湿润石蕊试纸先变红,后变黑。 答案(1)(2)(3)(4)(5) (6),3.将64 g铜箔加入盛有含2 mol H2SO4的浓H2SO4的试管中加热。 (1)铜箔能否完全溶解?请解释原因。 (2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体,铜箔表面又有气泡冒出,其原因为 。,答案(1)不能,因为随着反应的进行,浓H2SO4变为稀H2SO4,反应停止。 (2)H+与N同时存在时可与Cu发生反应:3Cu+2N+8H+ 3Cu2+2 NO+4H2O,题组一硫酸的性质,1.用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与结论均正确的是( ),答案 D 解析A项,向浓盐酸中加入浓硫酸产生白雾是因为浓硫酸稀释时放 热且具有吸水性,促使HCl挥发;B项,铜片与浓硫酸在加热条件下才发生反应;C项,CuSO45H2O变为CuSO4属于化学变化。,2.某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。,试回答: (1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:,。 (2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接、接b,c接、 接d。 (3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为 。 (4)D中浑浊消失的离子方程式为。,答案(1)Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2+2H2O、Zn+H2SO4 Zn- SO4+H2 (2)3(或4)4(或3)21 (3)C中品红溶液褪色 (4)SO2+H2O+CaSO3 Ca2+2HS,解析(1)开始阶段浓硫酸与锌反应产生SO2气体的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫 酸,与Zn发生置换反应生成H2的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2。 (2)从图示看,C装置用于检验SO2气体,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在S被还原生成SO2。(4)D中 浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3、H2O反应生成Ca(HSO3)2。,思维建模 浓硫酸与金属的反应规律 (1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al表面生成致密的氧化膜而阻止反应进一步发生。 (2)较活泼金属(如Zn) (3)不活泼金属(如Cu),(4)浓硫酸在与金属单质的反应中既表现氧化性又表现酸性,在与非金属单质的反应中只表现氧化性。,题组二S 、S的检验,3.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最合理的是( B ) A.检验试液中的S:试液无沉淀白色沉淀 B.检验试液中的S:试液无沉淀白色沉淀C. 检验试液中的Fe3+:试液黄色溶液血红色溶液 D.检验试液中的S:试液白色沉淀沉淀溶解,解析A项,无法排除S、HS、Ag+的干扰;C项,无法排除Fe2+的 干扰;D项,无法排除C的干扰。,4.在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液中所含离子的推断中正确的是( C ) A.一定含有S B.含有S和Ag+ C.可能含有S或Ag+或S或同时含有S和S D.可能含有S或C,解析A项,不能排除Ag+、S的干扰;B项,S和Ag+不能大量共 存;D项,由加入稀硝酸沉淀不溶解可以判断不可能含有C。,5.某阳离子为钠离子的溶液中,可能含有S、C、Cl-中的一种或几 种,只取原溶液一次,便能一一检验出其中存在的阴离子。下列加入试剂的顺序最合理的是( A ) A.HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3 B.Ba(NO3)2、AgNO3、CaCl2 C.酚酞、Ba(NO3)2、AgNO3 D.HCl、BaCl2、AgNO3,解析题中要求“一一检验出其中存在的阴离子”,即每加一种试剂只与一种离子反应且有明显现象。检验各选项不难发现只有A项符合要求:先加入过量的HNO3,若有气体产生,说明有C,否则没有; 继续加入过量的Ba(NO3)2,若有白色沉淀生成,说明有S,否则没有; 向的上层清液中再加入AgNO3,若有白色沉淀生成,说明有Cl-,否则没有。B、C项中加入Ba(NO3)2后,S、C都会形成白色沉淀,无法确 定到底存在哪种离子,D项中加入HCl后引入了Cl-,无法判断原溶液中是否有Cl-,因此B、C、D均不正确。,题后悟道 S检验的误区 (1)只加可溶性钡盐,不酸化 误将C、S、Ag+等干扰离子判断成S,此时上述离子会分别产 生BaCO3、BaSO3、AgCl白色沉淀。 (2)误将Ag+判断成S 如向待测液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀不消失,便断定含S。未注意溶液中含Ag+也会有同样的现象,因为Ag+Cl-,AgCl(白色)。 (3)误将S判断成S 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S。该错误是未注意N 在酸性环境中具有强氧化性,将S氧化成S而产生干扰。,题组三硫及其化合物转化的规律及应用,6.(2019湖南长沙模拟)已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。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,则下列有关说法正确的是( ) A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性 B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应,C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水,最终能得到白色沉淀 D.工业上,B转化为D需要使用催化剂,答案 D 解析 由“X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑”可推知X为浓 硫酸,结合框图分析推知B为SO2,D为SO3。使蔗糖变黑的现象主要体现浓硫酸的脱水性,A错误;铁在室温下遇浓硫酸钝化,需加热才能继续发生反应,B错误;若A为碳单质,则C为CO2,CO2气体过量时,生成碳酸氢钙溶液,故得不到白色沉淀,C错误;SO2转化为SO3时需要使用催化剂。,7.如图,A为非金属单质,B是一种具有还原性的二元含氧弱酸,D为一种气态非金属氧化物,E为白色沉淀。,(1)写出下列物质的化学式。 A:,D:,E:,F:。 (2)写出下列反应的离子方程式。 BC:, BE:, CF:。,答案(1)SSO2BaSO3BaSO4 (2)2H2SO3+O24H+2S H2SO3+Ba2+2OH-BaSO3+2H2O S+Ba2+BaSO4,反思归纳 硫及其化合物的转化关系,1.(2018课标,8,6分)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是( ),高考真题演练,A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关,答案 C 解析本题考查硫、氮化合物的相关知识。雾和霾的分散剂均为空气,A正确;由题图可知雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4,B正确;NH3应是形成无机颗粒物的反应物,C错误;过度施用氮肥会增加大气中NH3的含量,D正确。,2.(2018课标,26节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O,M=248 gmol-1)可用作定影剂、还原剂。 回答下列问题: (1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaS2O3)=4.110-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验: 试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液,答案(1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊 (吸)取上层清液,滴入BaCl2产生白色沉淀,解析(1)设计离子检验实验方案时注意排除杂质离子的干扰。检验市售硫代硫酸钠中含有硫酸根时,先加酸除去S2,再加入Ba2+观察实验现 象。实验过程为:取少量样品,加入除氧蒸馏水,固体完全溶解得无色澄清溶液;向溶液中加入过量稀盐酸,澄清溶液中出现乳黄色浑浊,有刺激性气体产生;静置,取少量上层清液于试管中,向试管中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明样品中含有S。,
展开阅读全文