浙江省高考化学一轮复习导航 第3单元第10讲 含硫化合物的性质和应用课件 新课标

一、二氧化硫的性质一、二氧化硫的性质 1SO2的物理性质 SO2为无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化(沸点是-10 )，易溶于水，常温常压下，1体积水中能溶解40体积的SO2。 2SO2的化学性质 (1)SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 和水反应： SO2+H2O H2SO3 (亚硫酸能使紫色石蕊试液变红) 可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。 和碱(NaOH)反应： SO2(少)+2NaOH=Na2SO3+H2O； SO2(过)+NaOH=NaHSO3； SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O； SO2+Ca(OH)2+H2O=Ca(HSO3)2 (2)还原性 SO2能使卤水褪色： SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I) SO2能被催化氧化成SO3：2SO2+O2 2SO3 (3)氧化性 SO2能被H2S还原：SO2+2H2S=3S+2H2O催化剂加热 (4)漂白性 SO2跟某些有色物质(如品红等)化合生成无色物质，但此无色物质不稳定，见光、遇热或长久放置又容易分解，又会恢复到原来的颜色。 SO2不能漂白酸碱指示剂，如SO2只能使紫色石蕊试液变红，不能使它褪色。 二、硫酸的性质二、硫酸的性质 1稀H2SO4具有酸的通性 稀硫酸是强电解质，具有酸的通性： H2SO4=2H+2-4SO 2浓硫酸的特性 (1)吸水性：通常可用作干燥剂。 (2)脱水性：将H、O按照 2 1 的比例从物质中夺取出来。 (3)强氧化性 和金属反应 加热时，浓H2SO4可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2。 铜与浓硫酸加热反应： Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O 和非金属反应 碳和浓硫酸加热反应： C+2H2SO4(浓)=CO2+2SO2+2H2O3浓硫酸和稀硫酸的组成与性质的比较 三、硫的性质三、硫的性质 1物理性质：淡黄色粉末，不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳；熔沸点较低。 2化学性质 (1)做氧化剂： H2+S=H2S、Fe+S=FeS、2Cu+S=Cu2S (2)做还原剂： S+2H2SO4(浓)=2SO2+2H2O ( 3 ) 既 做 氧 化 剂 ， 又 做 还 原 剂3S+6KOH=2K2S+3K2SO3+3H2O(此反应用于除去试管中残留的硫) (4)特性：Hg、Ag在常温下虽跟O2不反应，但却易跟S反应 Hg+S=HgS(此反应用于除去不慎洒落的汞) 四、硫和含硫化合物的相互转化四、硫和含硫化合物的相互转化 1常见的不同价态的硫的化合物 -2价：H2S、Na2S、FeS +4价：SO2、H2SO3、Na2SO3 +6价： SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO4 2含有相同价态的硫元素的物质通过非氧化还原反应实现转化，而含有不同价态的硫元素的物质则通过氧化还原反应实现转化。 五、酸雨五、酸雨 1正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，pH约为5.6。 2空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨，酸雨的pH5.6。 3硫酸型酸雨的形成途径： 反应方程式分别为2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O=H2SO4、SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4催化剂加热考点一 二氧化硫的性质与应用 例例1 SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是() KMnO4(H+，aq)溴水碘水氯水 Fe3+(aq) A B C全部 D都不是D 【 解 析 】SO2 能 使 酸 性 高 锰 酸 钾 溶 液 褪 色，是由于酸性 高 锰 酸 钾 溶 液 将 SO2 氧 化 为 H2SO4，自 身 被 还 原 成 无 色 的 M n2+：2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。SO2能使卤水褪色，是由于X2(不包括F2)将SO2氧化为H2S O4， 本 身 被 还 原 为 无 色 X-：SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX。SO2能使棕色的Fe3+(aq)变浅，是由Fe3+氧化SO2为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2+：SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2+4H+ 。SO2漂白作用是SO2与有色物质的化合反应，不是氧化还原反应；且被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色。故以上均不是SO2的漂白作用。2-4SO 【方法技巧点拨】本题易错在对SO2因氧化还原反应而使溴水、酸性高锰酸钾褪色与SO2的漂白性相混淆。SO2发生氧化还原反应造成的溶液褪色不能说成是漂白作用。SO2使品红溶液褪色发生的是非氧化还原反应，表现SO2的漂白性。考点二 SO2、CO2性质比较 例例2 在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答： (1)气体经过各试剂(自选)的顺序为_。 (2)写出有关的离子方程式_。 浓硫酸饱和NaHSO3溶液饱和NaHCO3溶液浓硫酸(或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂) H+ =SO2+H2OSO2+2 = +2CO2+H2O -3HSO-3HCO2-3SO 【解析】首先确定除各种杂质应采用的试剂。除去SO3可选用浓硫酸使它溶解，这样可以不影响CO2、SO2和HCl。除去SO2的试剂在CO2为主气体时，不能用NaOH，可用KMnO4酸性溶液，但HCl也溶于KMnO4酸性溶液中，甚至HCl会被氧化生成Cl2(带入新的杂质)。若选用NaHCO3，虽能除SO2，但同时也除去了HCl，所以也不能选用。但若在除SO3之后除去HCl，可选用NaHSO3饱和溶液，可不影响CO2、SO2。然后再用饱和NaHCO3除SO2即可。气体用溶液洗气后必然混有水蒸气，可用干燥剂除之。 【方法技巧点拨】检验和鉴别SO2的方法有多种，例如，SO2通入品红溶液中品红褪色；SO2通入溴水中溴水褪色；SO2通入石灰水中也能生成白色沉淀。检验和鉴别CO2一般是跟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。 例例3 某实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应。用如图所示的装置进行实验。通入足量SO2气体，将带余烬的木条放到D管口处，木条复燃。考点三 有关SO2的实验设计与探究 请回答下列问题： (1)装置中B的作用是_,D的作用是_。 (2)根据实验现象预测，C管中反应的化学方程式是_。 干燥SO2气体，防止水蒸气进入C管与Na2O2反应 防止空气中的水蒸气和CO2进入C管与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气 2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2 (3)请设计一种实验方案证明你的预测是正确的：_。 (4)你若怀疑C管中有部分硫酸钠生成，请你设计一 种 实 验 方 案 证 明 是 否 有 硫 酸 钠 生 成_。取少量C管中反应后的白色固体放入试管中，加入稀硫酸，再塞上带导管的橡皮塞，将导管插入盛有品红溶液的试管中，如产生气体，且品红溶液褪色，证明预测正确，反之，预测不正确 取少量C管中反应后的白色固体放入试管，加水溶解，加入足量稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明含有Na2SO4，无沉淀生成，证明不含Na2SO4。 (5)若实验前称量得过氧化钠的质量为m1 g，充分反应后称得C管中固体的质量为m2 g，若固体全是 N a2S O3时 ， 则 m2与 m1的 数 量 关 系 是_；若固体全是Na2SO4时，则m2与m1的数量关系是_；若固体中既有Na2SO3，又有Na2SO4时，则m2与m1的数量关系是_。221114271m =(m =m )78m39或1211211261422171m m m (m m m )78781339或221112621m =(m =m )78m13或 【解析】由上述反应装置可知A中产生的SO2气体中含有水蒸气，为了防止水蒸气与过氧化钠反应而影响实验，所以必须将水蒸气除掉，又因空气中含有CO2和水蒸气，所以D装置的作用防止空气进入C中，同时吸收过量的SO2；根据题干中的实验现象不难推出C管中进行的反应。由于SO2足量，所以Na2O2将完全反应，故可根据Na2SO3和SO2的性质设计实验来证明预测的正确性。 【方法技巧点拨】本题考查SO2与过氧化钠的反应、SO2的漂白性、硫酸盐的检验、实验设计等。SO2是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，由于SO2中的硫元素处于元素的中间价态，所以它既可以表现氧化性又可以表现还原性。 考点四 硫酸性质的考查 例4 5 mL物质的量浓度为18 mol/L的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是() A有0.09 mol的硫酸被还原 B有0.045 mol的硫酸被还原 C充分反应后体系无硫酸剩余 D消耗的铜的质量一定小于2.88 gD 【解析】浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，硫酸逐渐消耗，其浓度也逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题n(H2SO4)=0.005 L18 molL- 1=0.09 mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)0.09 mol，被还原的硫酸小于0.045 mol，参加反应的铜小于2.88 g。 【方法技巧点拨】解答本题的主要失误在于没有理解随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，稀硫酸不和铜反应。类似问题还有，MnO2与浓盐酸在加热条件下产生氯气，而稀盐酸不与MnO2反应。浓硝酸与铜反应时，被还原成NO2，而稀硝酸与铜反应时被还原成NO，因而当浓硝酸与定量的铜充分反应时，其还原产物是NO2与NO的混合物。因此，一切因不同浓度产生不同产物(或不发生反应)都会遇到上述问题，计算时要考虑反应的实际情况。 考点五 有关硫酸的探究性实验设计 例例5 某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出) 实验选用细铜丝、98.3% H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品。以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录 根据上述材料回答下列问题 (1)D、E两容器中CCl4的作用是_。 (2)加热过程中，观察到A容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行，试管下有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_，分析可能的原因_。防止倒吸 CuSO4 浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，浓硫酸的吸水作用 (3)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热，很快发现C容器中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清 石 灰 水 出 现 浑 浊 或 沉 淀 。 你 的 猜 想 是 ：_。 设计实验验证你的猜想。 (4)实验结束后，为了减少环境污染，将各容器的SO2可采取的操作是_。由于SO2溶解度较大，澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，生成了Ca(HSO3)2溶液的缘故。取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成。(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法) 打开A容器上的止水夹，用注射器向里通入空气，最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子，振荡即可。 【解析】(1)SO2通入碱溶液中易发生倒吸，但SO2在CCl4中溶解度小，所以CCl4的作用是防止倒吸。 (2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知，可能为无水硫酸铜。这是由于浓硫酸浓度较大，含水量少，再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带晶体水析出，只能生成无水硫酸铜。 (3)要从SO2易溶于水，产生气体速度和澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，易生成Ca(HSO3)2角度来考虑。 (4)注意观察A容器的结构特点，通入空气将A容器中的SO2排到石灰水或NaOH溶液中。还要注意，排空气法不能完全赶走B瓶中的SO2，要另外加入NaOH溶液除去 【方法技巧点拨】探究型实验题的一般解题思路为：先通过对比找出实验的不同之处(操作、现象等)，再揭示实验现象不同的本质，然后从本质上设计相应的实验来验证。还有一些题目将基本的理论、原理置于实验探究活动之中，只要熟练掌握基础知识，理解其原理，此类题目就会迎刃而解。 1. 下列描述现象、化学方程式和反应类型都正确的是() D 【解析】氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰，A项错误；硝酸氧化亚硫酸钡生成硫酸钡，B项错误；C项的反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，C项错误；D项中，碘水的颜色变浅，淡黄色沉淀是单质硫，D项正确。 2.(2011上海上海)浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是() A酸性 B脱水性 C强氧化性 D吸水性 【解析】本题考查浓硫酸的性质，难度较小。含有水分的蔗糖，加入浓硫酸，可以吸水。蔗糖可以发生脱水作用，生成C，还可以继续被浓H2SO4氧化。过程中不表现酸性作用。故选A项。A 3.(2011南充市第二次高考适应性考试南充市第二次高考适应性考试) A、B、C、D、E五种中学常见物质均含有同一种元素，且A为单质，有如图所示的转化关系。则下列分析中不正确的是()B A若A、B、C、D、E中同一种元素的价态均不相同，则A为非金属单质 B若A为金属钠，则由1 mol D完全反应生成C时，一定有1 mol电子转移 C若A为非金属硫，则的反应类型既可能为氧化还原反应，也可能为非氧化还原反应 D若A为金属铁，则化合物C和D均可以由化合反应制得 【解析】A选项，5种物质中的化合价均不相同，且A为单质，说明A元素只有5种价态，符合此条件的常见元素只有N元素，A选项正确；B选项，若A为Na，D可能是NaCl、Na2O、Na2O2等，C可能是NaOH等，若D是Na2O，C是NaOH，则反应不发生电子转移，B错；若A为S，C为+4价硫形成的化合物，如SO2，E可以是硫酸、亚硫酸盐等，浓硫酸生成与金属或非金属反应生成SO2是氧化还原反应，亚硫酸盐生成SO2则为非氧化还原反应，C对；若A铁，C、D分别为Fe3+或Fe2+形成的化合物，如FeCl2、FeCl3等，它们均可以由化合反应制得，如：2Fe+3Cl2=2FeCl3,2FeCl3+Fe=3FeCl2，D对。 4.(2010上海上海)下列实验过程中，始终无明显现象的是() ANO2通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中 CNH3通入AlCl3溶液中 DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中B 【解析】NO2和水反应生成的硝酸将Fe2+(浅绿色)氧化为Fe3+(棕黄色)，排除A。CO2若和CaCl2反应：CO2+H2O+CaCl2=CaCO3+2HCl，因生成的CaCO3溶于盐酸，所以该反应不能发生，实验无明显变化，符合题意，选B。NH3和AlCl3生成Al(OH)3沉淀，排除C。Ba(NO3)2酸化后，NO的氧化能力很强，能把SO2氧化为H2SO4，继而与Ba2+生成BaSO4沉淀，排除D。 5.(2010北京北京)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()D A上下移动中铜丝可控制SO2的量 B中选用品红溶液验证SO2的生成C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色 【解析】试管中铜丝上下移动，可达到随制随停，A项正确。SO2可使品红褪色，B项正确。多余SO2用NaOH溶液吸收，C项正确。D项，往中加水相当于往浓硫酸中加水，危险，应把冷却后倒入水中 6.(2011重庆重庆)不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四种溶液(不考虑它们间的相互反应)的试剂是() A盐酸、硫酸 B盐酸、氢氧化钠溶液 C氨水、硫酸 D氨水、氢氧化钠溶液D 【解析】取四种溶液少许，滴入盐酸生成白色沉淀的是AgNO3，有气体生成的是K2SO3；另取其他两种溶液少许，滴入硫酸生成白色沉淀的是BaCl2，无现象的是Mg(NO3)2，故A能鉴别；滴加盐酸后，另取其他两种溶液少许，滴加氢氧化钠溶液生成白色沉淀的是Mg(NO3)2，无现象的是BaCl2，故B也能鉴别；取四种溶液少许，滴入氨水，先沉淀后沉淀消失的是AgNO3，有白色沉淀生成的是Mg(NO3)2，取其他两种溶液少许，滴加硫酸后有白色沉淀生成的是BaCl2，有气体生成的是K2SO3，故C可以鉴别；滴加氨水后，取其他两种溶液少许，滴加氢氧化钠溶液时BaCl2和K2SO3都无现象，故D不能鉴别。 7.(2010全国全国)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中发生的现象分别是_、_，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_；蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O 溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2+2 +2H2O=2Mn2+5 +4H+ -4MnO2-4SO (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。 品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 NaOH 【解析】本题涉及到SO2与酸性KMnO4的反应、SO2与Na2S的反应。 (1)常见烧瓶有：圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中有支管口为蒸馏烧瓶。因为SO2易溶于水，所以一般用浓硫酸与Na2SO3反应。 (2)SO2因有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子反应中，注意酸性溶液，利用H2O和H+配平。SO2不能氧化Na2S中的-2价硫，能将H2S中-2价的硫氧化生成单质S沉淀，具体反应过程为： (3)SO2与品红溶液的可逆性指：SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中褪色后关闭分液漏斗活塞。 (4)SO2酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收。