2019-2020年高三化学一轮复习 硫及其化合物学案.doc

2019-2020年高三化学一轮复习 硫及其化合物学案复习目标1了解氧、硫元素的单质及其化合物的主要性质和重要应用；2认识硫元素及常见化合物在生产中的应用和对生态环境的影响；3了解硫酸的工业制法；4了解SO42、SO32等常见离子的检验方法，能对常见的物质组成进行检验和分析；5了解常见硫元素不同类型化合物之间转化的条件和方法。知识清单一、硫1自然界中的硫（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：主要以硫化物和 的形式存在。常见的含硫化合物有：重晶石石膏芒硝绿矾蓝矾明矾BaSO4CaSO42H2ONa2SO410H2O2化学性质硫元素位于第 周期 族，原子结构示意图为 ，电子排布式为 ，既有氧化性又有还原性。（1）与金属反应：与变价金属反应生成低价态硫化物。硫与铁反应： ，硫与铜反应： 。比较与Cl2的反应：（2）与非金属反应：硫与H2反应：S+H2H2S（硫化氢不稳定）硫与O2反应： 。硫在空气中燃烧火焰颜色为 ，在氧气中燃烧火焰颜色为 。（3）与化合物反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O（可用热碱溶液清洗硫）二、二氧化硫的性质和应用1物理性质颜色气味毒性密度溶解性2化学性质酸性氧化物通性与H2O反应： ，与碱性氧化物反应与CaO的反应： 。与碱反应（实验室用于吸收SO2尾气） 与NaOH溶液的反应： 。与某些弱酸盐溶液反应与NaHCO3溶液反应： 。还原性SO2能被O2、Cl2、Br2、KMnO4（H+）及FeCl3溶液等强氧化剂氧化。与O2反应： ，该反应为 反应，与Br2反应： 。氧化性与H2S反应： 。漂白性原理：SO2可与某些有色物质生成 而起漂白作用，见光、加热或长时间放置， 又分解为原有色物质和SO2。3酸雨的形成形成过程： 的燃烧、 的冶炼和 的生产等过程中产生的二氧化硫，在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下，与氧气反应生成三氧化硫、三氧化硫溶于雨水后形成硫酸，反应方程式： 、 ； 、 。主要危害：使水体、土壤酸化，影响鱼类、农作物及树木生长。腐蚀建筑物、雕塑等。防治方法：从消除污染源入手，研发新能源，如 、 、 等；对含硫燃料进行 处理；对工业生产中产生的SO2进行 ；提高全民的环保意识。在含硫矿物燃料中加生石灰，及时吸收燃烧过程中产生的SO2，这种方法称为“钙基固硫”，其反应方程式为：SO2+CaO=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4。三、硫酸的制备和性质1硫酸的制备：接触法制H2SO4是目前工业上采用的主要方法。生产过程:三阶段SO2制取和净化SO2转化为SO3SO3吸收和H2SO4的生成三方程4FeS2(s)11O2(g) 2Fe2O3(s)8SO2(g)；H = -3412 kJ/mol2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)；H = -196.6 kJ/molSO3(g)H2O(l)H2SO4(l)；H = -130.3 kJ/mol三设备沸腾炉接触室吸收塔有关原理矿石粉碎，以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率逆流原理(热交换器)目的: 冷热气体流向相反，冷的SO2、O2、N2被预热，而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全)设备中排出的气 体净化气：SO2、N2、O2SO2、O2、N2、SO3尾气：SO2及N2、O2不能直接排入大气中说 明除尘：矿尘、杂质易使 催化剂“中毒”干燥：水蒸气腐蚀设备、影响生产反应条件：理论上低温、高压、催化剂；实际应用：400500、常压、催化剂实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3，以免形成酸雾不利于SO3气体被进一步吸收。尾气处理： 氨水(NH4)2SO3(NH4)2SO4+ SO2 NH4HSO3 2H2SO4的性质物理性质：沸点 ，难 ，浓硫酸溶解时可放出大量的热。稀H2SO4硫酸是强电解质。稀H2SO4具有酸的通性， H2SO4在水溶液中发生电离的方程式为 。浓H2SO4的特性浓H2SO4中存在的主要是 ，因而浓H2SO4具有一些特殊的性质。吸水性利用浓H2SO4的吸水性，具常用作 。脱水性浓H2SO4能够将有机物里的氢、氧元素按原子个数 的比例脱去。强氧化性a常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生“钝化”。原因： ，所以常温下可用铝槽车装运浓硫酸；b能氧化不活泼的金属，与Cu反应的化学方程式： ；c能氧化非金属单质与C反应的化学方程式： 。要点精析一、各类漂白剂漂白原理的比较1常见漂白剂的漂白原理比较常见漂白剂氯水、漂白粉、双氧水等SO2活性炭漂白原理漂白特征2SO2和Cl2的漂白原理、现象及效果比较氯气的漂白原理是溶于水生成的HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复原来的颜色。而SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定条件下又能恢复原来的颜色。3SO2能使溴水、氯水、酸性KMnO4溶液等褪色，是因为SO2具有还原性，如SO2 + Br2 +2H2O H2SO4 +2HBr，不是体现SO2的漂白性。二、SO42、SO32的检验1SO42的检验检验SO42时要防止其他离子的干扰Ag+干扰：先用盐酸酸化，能防止Ag+干扰，因为Ag+C1 AgCl。CO32、SO32干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO42时，必须用酸酸化(不能用HNO3酸化)。例如：BaCO3+2H+ = H2O+CO2+Ba2+。所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO32、HSO3、SO2等会被溶液中的NO3氧化为SO42，从而得出错误的结论。正确操作有无白色沉淀（判断有无SO42）2SO32的检验向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中红色褪去；或加入氯化钡溶液生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为： SO32+2H+ SO2+H2O； SO32+Ba2+ BaSO3；BaSO3 + 2H+Ba2+SO2+ H2O。三、硫元素的价态变化规律1是硫元素的最低价态，只有还原性；、处于中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主；是硫元素的最高价态，只有氧化性。牢记一条转化主线：H2SSSO2SO3(H2SO4)2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。如3利用硫元素的价态变化规律，可进行如下判断：判断含硫物质的氧化性、还原性；判断不同价态硫之间能否发生氧化还原反应；判断含硫物质发生化学反应可能生成的物质；判断氧化、还原产物。典型例析类型一 SO2的性质例 1下列实验报告记录的实验现象正确的是（ ）类型二 H2SO4的性质实验的探究例2实验探究课上，化学小组的同学们依据化学方程式Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2+2H2O计算后，取65.0 g锌粒与98的浓H2SO4(1.84 gcm3)110 mL充分反应，欲制取标准状况下22.4 L SO2气体，按规范操作进行实验室里SO2的制取。待锌全部溶解后，即将收集所得气体全部送至实验室，不料经老师检验存在严重质量问题，气体随即被退回。化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是 (填化学式)，产生该杂质气体的主要原因是 。为证实相关分析，化学小组的同学们设计了如下实验，对退回气体(X)取样讲行认真探究。组装好仪器后，盛放药品前，必要的一个操作是 ；A中加入的试剂可能是 ，作用是 ；B中加入的试剂可能是 ，作用是 ；可证实气体X中混有较多量某杂质气体的实验现象是：C中 ，D中 。按理论计算(假定无气体损失)该实验小组所制取的气体体积是22.4 L吗?(标准状况下)求得所制气体中SO2和H2体积还需知道什么量?其可能产生误差的原因有哪些?类型三 含硫物质间的转化与推断例3在通常状况下，A为固态单质。根据下图转化关系，回答：写出A、C、E的化学式：A ，C ，E 。写出下列反应的化学方程式：EC CD B与D的浓溶液 发生反应(填“能”或“不能”)，若能反应，则反应的化学方程式为 ，反应现象为 。将C通入BaCl2溶液中，没有明显现象，但加入H2O2，则有白色沉淀生成，请分析其原因，并写出有关的化学方程式 。仿真练习1下列实验中能证明某气体为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溶液有白色沉淀产生A都能证明B都不能证明C均能证明 D只有能证明2下列有关浓H2SO4性质的叙述中，错误的是()A浓硫酸具有脱水性，因而能使蔗糖炭化B在反应HCOOHCOH2O中，浓H2SO4只表现脱水性C在反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O中，浓H2SO4只表现氧化性D浓硫酸具有吸水性，因而能使CuSO45H2O转化为CuSO43下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是()ABa(OH)2 BBa(NO3)2CNa2S DBaCl24某兴趣小组的同学为探究浓硫酸的吸水性设计了如下实验，理论上能达到实验目的的是()A BC D5用如图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是()中试剂中现象解释ABa(NO3)2溶液生成白色沉淀SO与Ba2生成白色BaSO3沉淀B品红溶液溶液褪色SO2具有漂白性C紫色石蕊溶液溶液变红SO2与水反应生成酸D酸性KMnO4溶液紫色褪去SO2具有还原性6按如图实验，反应后可能出现的现象是()Aa装置中有白色固体Bb装置中产生白色沉淀Cc装置中溶液先变红后褪色Dd装置中溶液变蓝色7双选题如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法正确的是()A吸收H2S的离子方程式为：2Fe3H2S=2Fe2S2HB电解过程中的阳极反应主要为：2Cl2e=Cl2C该工艺流程体现绿色化学思想D实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H2S污染 8用图所示实验装置(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()A上下移动中铜丝可控制反应开始停止B若中是澄清石灰水，先浑浊后澄清C中KMnO4溶液褪色，说明SO2有还原性D中反应离子方程式：Cu4HSOCu22H2OSO29含硫化合物的种类很多，现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4这4种常见的含硫化合物。回答下列问题：(1)为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式：_。(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应：Na2SO3KIO3H2SO4Na2SO4K2SO4I2H2O配平上面的氧化还原反应方程式。将化学计量数填入方框中。其中氧化剂是_，若反应中有5 mol电子转移，则生成的碘单质是_mol。(3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成。此沉淀是_。ABaSO4 BFeSCBaSO3 DS(4)常温下，将铁棒置于浓硫酸中，无明显现象，课本上解释为发生了钝化，但有人认为未发生反应。为验证此过程，某同学经过思考，设计了如下实验：将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中，若铁棒表面_，则发生了钝化。10二氧化硫是一种大气污染物，研究对NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义，某化学实验爱好小组欲探究SO2的性质，设计如下方案：(1)B、C、D分别用于检验SO2的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液，则D中所盛试剂为_，B中反应的离子方程式为：_。(2)为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是：_(任写一点即可)。(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2，“吸收液”中可能含有OH、SO、SO、HSO等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2 mol/L盐酸、1 mol/L BaCl2溶液、1 mol/L Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO和HSO，完成下表的实验操作、预期现象和结论：实验操作预期现象与结论步骤1：取适量“吸收液”于小烧杯中，用胶头滴管取1 mol/L BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量。若出现白色浑浊，则溶液中存在SO或SO。步骤2：将小烧杯中的浊液过滤、洗涤，再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中；向冲下的固体_步骤3：_11某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：方法一(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是_(填序号)。(2)甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 molL1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。实验现象：_。实验结论：所得灰白色固体的化学式为_。(3)乙还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学方程式回答)_。直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是_。方法二(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2CuO22CuO，CuOH2SO4=CuSO4H2O。对比甲的方案，你认为丙同学的优点是_；_。方法三(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学方程式_答案例1B 例2（1）H2，随着反应进行，浓H2SO4浓度变稀（2）检查装置气密性 品红，检验SO2已被除尽 浓H2SO4，干燥（吸水） 黑色固体变亮红色，白色粉末变蓝色（3）是（4）反应前后C装置的质量或反应前后D装置的质量，C中H2不可能完全参与反应例3（1）S，SO2，H2SO4 （2）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O催化剂2SO2+O22SO3 （3）能，H2S+H2SO4(浓) S+SO2+2H2O，出现浅黄色浑浊，有刺激性气味气体放出（4）SO2+H2O2H2SO4 H2SO4+BaCl2BaSO4+2HCl1D2C3D4B5A6A7AC8D9 (1)2COSO2=S2CO2(2)Na2SO3KIO3H2SO4=Na2SO4K2SO4I2H2O。 KIO30.5(3)A(4) 无明显现象10 (1)品红溶液SO2I22H2O=SO2I4H(2) 不用加热，安全性能高。易于控制反应进行，反应更充分。(3)实验操作预期现象与结论步骤2：滴入1滴(或少量)品红，再滴入过量2 mol/L盐酸，振荡若品红褪色(或有气泡)，则“吸收液”中存在 SO。步骤3：用试管取适量步骤2所得滤液，向其中(或试管中)滴入过量的1 mol/L Ba(OH)2溶液或滴入1滴(或少量)品红溶液，再滴入23滴(或过量)的2 mol/L盐酸，振荡。若出现白色沉淀(或品红溶液褪色，或有气泡)，则“吸收液”中存在 HSO。11 (1)BD(2)灰白色物质溶解，溶液变为蓝色CuSO4(3)S2H2SO4(浓)3SO22H2O随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应(4)产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少不产生污染物SO2(5)H2SO4CuH2O2=CuSO42H2O