非金属及其化合物第三讲硫及其化合物.ppt

1 了解硫元素的单质及其化合物的主要性质及应用 2 了解硫元素的化合物对环境质量的影响 第十三讲硫及其化合物 1 SO2的氧化性 酸性 漂白性 2 硫及其化合物的性质 转化及综合推断和实验探究 3 SO2及酸雨对环境的影响与治理 硫及其化合物转化关系 一 硫1 自然界中硫元素的存在硫元素广泛存在于自然界中 游离态的硫存在于附近或地壳的岩层里 化合物的硫主要以和的形式存在 火山喷口 硫矿石 硫酸盐 2 硫的单质 1 物理性质俗名 色态 黄色或 溶解性 溶于水 溶于酒精 溶于CS2 硫黄 淡黄色固体 不 微 易 2 化学性质 二 硫的氧化物1 SO2的性质 1 物理性质 无色 有刺激性气味 有毒 比空气大 易溶于水 2 化学性质 有两瓶经过Cl2和SO2漂白的品红溶液 如何通过简单实验鉴别 将等量Cl2与SO2通入品红溶液 漂白性是否增强 提示加热 恢复红色的是经过SO2漂白的品红溶液 否则是Cl2漂白过的品红溶液 将等量Cl2与SO2通入品红溶液 漂白性会消失 因为两者发生反应生成了H2SO4和HCl 问题征解将SO2和Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液 分别有何现象 提示 总结 SO2性质的多面性二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较 应用1 2013 北京西城一模 9 向下图所示的装置中缓慢地通入气体X 若关闭活塞K 则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊 若打开活塞K 则品红溶液褪色 X和Y可能是 2 三氧化硫 1 SO3与水的反应 反应放出大量的热 2 SO3是酸性氧化物 它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐 SO3与氧化钙的反应 SO3与Ca OH 2的反应 SO3 H2O H2SO4 SO3 CaO CaSO4 SO3 Ca OH 2 CaSO4 H2O 3 酸雨及其防治 1 形成酸雨的物质为 2 大气中SO2主要来自等燃料的燃烧 的冶炼 工业排放的废气 3 酸雨的防治措施 对燃烧产生的物质加以控制 改变结构 开发和利用能源 氮的氧化物 硫的氧化物 煤 石油 含硫矿石 硫酸 酸性 能源 清洁 三 硫酸及硫酸根离子的检验1 硫酸的物理性质挥发性 溶解性 浓H2SO4与水以任意比互溶 溶解时可放出 浓H2SO4稀释的方法是 难挥发 大量的热 将浓H2SO4沿器壁 或玻璃棒 慢慢注入水中并不断搅拌 2 硫酸的化学性质 1 稀H2SO4具有酸的通性 2 浓H2SO4的特性 吸水性 常用作干燥剂 a 可用浓H2SO4干燥的气体有 H2 O2 N2 CO2 Cl2 HCl SO2 CO CH4 C2H2 C2H4等 b 不能用浓硫酸干燥的气体有 碱性气体 如 还原性气体 如等 NH3 H2S HI 2 1 强氧化性a 与金属的反应浓H2SO4能氧化Cu等不活泼的金属 反应的化学方程式为 b 与非金属的反应加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质 反应的化学方程式为 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O 有无白色 一个归纳常见漂白性物质归纳 1 活性炭 因能吸附有色物质而漂白 物理变化 2 Na2O2 HClO O3等因具有强氧化性将有色物质氧化成无色物质而漂白 具有不可逆性 3 SO2因与部分有色物质化合生成不稳定的无色物质而具有漂白性 它具有 选择性 暂时性 的特点 选择性 指只能使部分物质褪色 如SO2不能使指示剂褪色 暂时性 指生成不稳定的化合物 在外界条件改变时能恢复 两个规律1 不同价态的含硫物质是通过氧化还原规律联系在一起的 2 相同价态的含硫化合物间 是通过酸碱反应规律联系在一起的 六种方法鉴别稀H2SO4和浓H2SO4的方法方法一取少量蒸馏水 向其中加入少量试样硫酸 如能放出大量热则为浓H2SO4 无明显变化则为稀H2SO4 方法二观察状态 浓H2SO4为黏稠状液体 而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液 方法三取等体积的两份物质用手掂掂 因为浓H2SO4的密度较大 1 84g cm 3 相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4 浓H2SO4的质量大得多 感觉沉重 方法四取少量试样 向其中投入铁片 若产生大量气体则为稀H2SO4 Fe 2H Fe2 H2 若无明显现象 钝化 则为浓H2SO4 方法五用玻璃棒蘸取试样在纸上写字 立即变黑 浓H2SO4的脱水性 者为浓H2SO4 否则为稀H2SO4 方法六取少量试样 分别投入一小块铜片 稍加热发生反应的 有气泡产生 为浓H2SO4 浓H2SO4表现强氧化性和酸性 无变化的是稀H2SO4 我的体会SO2的学习主要抓住三点 一是酸性氧化物 类似于CO2 如能使澄清石灰水变浑浊 BaSO3是沉淀等 二是其具有较强的还原性 易被氧化 三是漂白性 浓H2SO4的学习主要抓住 五 性 强酸性 强氧化性 脱水性 吸水性 难挥发性 在与金属反应中既体现强氧化性又体现酸性 在与非金属反应中只体现了氧化性 我的警示 SO2能使一些溶液褪色 经常要判断原因 是因为其还原性还是漂白性 和实验室制氯气类似 过量铜与浓硫酸共热 随着反应进行 浓硫酸变稀 稀硫酸不与铜反应 特别注意常温下铜与浓硫酸无明显现象 必须要加热才反应 常温下铁 铝遇浓硫酸钝化 需要注意加热时可以反应 过量的铁也能否与稀硫酸反应 也能与Fe3 反应 检验SO2中是否有CO2时 应先利用两者性质的不同将SO2除净 再通入澄清石灰水中检验CO2是否存在 典例1 2013 江西盟校联考 下列A I九种物质之间的转化关系如图所示 其中部分生成物或反应条件已略去 已知A在常温下为黑色固体单质 常温下C E F都是无色气体 请回答下列问题 1 C的固体属于 晶体 F的化学式是 2 A与B反应的化学方程式是 3 G与H反应的离子方程式是 E转变为H和I的离子方程式是 解析由题中A在常温下为黑色固体单质 可推测A为碳单质 因A B C D E 其中C E为无色气体 可推测是碳单质与浓酸之间的反应 则B为浓硫酸 再结合框图转化关系与反应条件 推测E为SO2 C为CO2 则进一步可确定I为稀H2SO4 H为稀盐酸 F为O2 G为Na2CO3 将以上推测代入题中验证 可知推测正确 解析A项 SO2和NaHCO3反应有CO2产生 CO2不能使品红溶液褪色 能使澄清石灰水变浑浊 B项 当关闭活塞K时 NO2先进入Y中与水反应 产生的NO不能使澄清石灰水变浑浊 C项 打开K时 HCl直接进入品红溶液中 HCl不能使品红溶液褪色 D项 当关闭K时 Cl2进入Na2SO3溶液中并与其发生反应 生成Na2SO4和HCl 没有气体进入品红溶液中 品红溶液不褪色且澄清石灰水无变化 答案A 2 鉴别SO2和CO2的方法SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊 若通入的气体过量 则沉淀都可消失 所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2 通常可用以下方法 1 可根据物理性质 CO2无色无味 SO2无色具有刺激性气味 2 用品红溶液 使品红溶液褪色的是SO2 不能使品红溶液褪色的是CO2 3 用酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去的是SO2 无明显现象的是CO2 4 用溴水 使橙色褪去的是SO2 无明显现象的是CO2 5 用硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是SO2 无明显现象的是CO2 6 用FeCl3溶液 使棕黄色颜色变浅的是SO2 无明显现象的是CO2 典例2 1 写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式 2 试用图中所列各装置设计一个实验 验证上述反应所生成的各种产物 这种装置的连接顺序 按产物气流从左到右的方向 是 填编号 3 实验室可观察到装置 中 A瓶的溶液褪色 C瓶的溶液不褪色 A瓶溶液的作用是 B瓶溶液的作用是 C瓶溶液的作用是 4 装置 中所加的固体药品是 可验证的产物是 确定装置 在整套装置中位置理由是 5 装置 中所盛溶液是 可验证的产物是 解析该题考查了C与浓H2SO4反应产物检验的实验设计 要检验SO2 可以用品红 要检CO2 应该用石灰水 但是SO2的存在会干扰对CO2的检验 所以检验CO2时必须考虑先检验SO2并且要把它彻底除去 另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来证明 因为在检验SO2 CO2时 必须经水溶液装置 直接会影响水蒸气的检验 因此 这三种产物的检出顺序必须是先检验H2O 再检验SO2 最后检验CO2 并且保证每种检验均不受其他物质的干扰 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 应用2 右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 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 若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽 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溶液的颜色不褪尽 或不褪色 或不褪成无色 必考点32对浓硫酸性质的考查及综合实验探究浓H2SO4的性质可归纳为 五性 即难挥发性 吸水性 脱水性 强酸性 强氧化性 1 浓H2SO4的吸水性与脱水性的区别浓H2SO4夺取的水在原物质中以H2O分子形式存在时浓H2SO4表现吸水性 不以H2O分子形式而以H和O原子形式存在时 而浓H2SO4表现脱水性 典例3 2013 聊城质检 下面是某化学课外活动小组研究浓H2SO4的氧化性的结论并进行了实验验证 一般认为1 1的H2SO4浓度大于60 就具有一定的强氧化性 越浓氧化性越强 60 以下的H2SO4氧化性就不怎么强了 温度也影响氧化性 如铜放于冷的浓H2SO4中反应不明显 如果加热就可以观察到明显现象 98 的浓H2SO4物质的量浓度为18 4mol L 1 密度为1 84g cm 3 据以上信息回答 1 如图装置 同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3mL水 然后从分液漏斗中加98 的浓H2SO40 5mL 加热至沸腾 该试管中液体没有明显变化 试用数据解释原因 2 甲同学再用分液漏斗加浓H2SO410mL 再加热至沸腾 现象是 写出与过程有关的化学方程式 3 乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中再加浓H2SO410mL与铜片反应 所观察到与甲不同的现象除了有黑色物质出现外 还有 原因是 原因是 为了最终看到与甲类似的现象 乙同学需进行的操作是 解析结合操作过程和题给信息知 硫酸的浓度小于60 无强氧化性 甲同学的第一步操作所得到的硫酸的浓度 经计算知小于60 故与铜不反应 甲同学再加10mL浓H2SO4 使试管中的硫酸浓度大于60 加热时能与铜发生反应 乙同学用98 的硫酸直接与铜反应 不仅表现出强氧化性 还能表现出吸水性 故试管中有无水CuSO4析出 若想看到与甲类似的现象 则需将浓H2SO4稀释 随着反应的进行 酸的浓度逐渐减小引起的质变问题 典型的 三酸变稀 问题就是浓盐酸与MnO2反应 浓H2SO4与Cu Zn等反应 浓HNO3与Cu等反应 随着反应的进行 三种酸都变稀 从而使反应停止或产物发生变化 三种酸放置在空气中由于吸湿或挥发 也可使其变稀 应用3 一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时 有SO2和H2生成 某校化学研究性学习小组对此进行研究 按图组装好实验装置 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 请回答 1 装置A中需用浓H2SO4 用一种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4 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 D E两支试管中CCl4的作用是 3 能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为 反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是 4 D中浑浊消失的离子反应方程式为 画图能力 画图能考查对化学知识和理论的理解程度 空间想象力和动手能力 考试大纲 中也专门对其做了要求 能绘制和识别简单的实验仪器装置图 能对实验数据进行初步分析和处理 并得出合理结论 可见画图将成为化学命题的新热点 试卷采样 当场指导常见失分原因 1 做图不规范2 叙述原因时不严谨 3 铜和浓硫酸反应的产物及反应的条件 4 对铜和硫酸反应后硫酸有剩余的解释和验证 Hold住考向 名师揭秘硫的化合物及其转化 属于高频考点 命题围绕SO2和浓H2SO4的特性 联系工业生产和环境保护的相关知识以实验为载体进行探究 推断和计算是考查的热点 2014年应重点关注 角度1 二氧化硫的性质1 2012 广东理综 12 下列陈述 正确并且有因果关系的是 解析本题考查常见物质的性质与用途以及对物质性质与用途间联系的理解 A选项 SO2有漂白性 但其使溴水褪色是因为其具有还原性 B选项 SiO2没有导电性 C选项 浓硫酸有强氧化性但不能氧化H2与CO 浓硫酸可用于干燥H2和CO是利用其吸水性 陈述 与陈述 正确 但没有因果关系 D选项 利用Fe3 的氧化性氧化铜 答案D 解析SO2与水反应是可逆反应 故溶液中存在SO2分子 答案A 角度2 有关SO2的综合实验探究3 2012 北京理综 25 直接排放含SO2的烟气会形成酸雨 危害环境 利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2 1 用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应 2 在钠碱循环法中 Na2SO3溶液作为吸收液 可由NaOH溶液吸收SO2制得 该反应的离子方程式是 由上表判断 NaHSO3溶液显 性 用化学平衡原理解释 4 当吸收液的pH降至约为6时 需送至电解槽再生 再生示意图如下 答案D 探究一 1 将已去除表面氧化物的铁钉 碳素钢 放入冷浓硫酸中 10分钟后移入硫酸铜溶液中 片刻后取出观察 铁钉表面无明显变化 其原因是 2 另称取铁钉6 0g放入15 0mL浓硫酸中 加热 充分反应后得到溶液X并收集到气体Y 甲同学认为X中除Fe3 外还可能含有Fe2 若要确认其中的Fe2 应选用 选填序号 a KSCN溶液和氯水b 铁粉和KSCN溶液c 浓氨水d 酸性KMnO4溶液 乙同学取336mL 标准状况 气体Y通入足量溴水中 发生反应 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4然后加入足量BaCl2溶液 经适当操作后得干燥固体2 33g 由此推知气体Y中SO2的体积分数为 探究二 分析上述实验中SO2体积分数的结果 丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体 为此设计了下列探究实验装置 图中夹持仪器省略 3 装置B中试剂的作用是 4 认为气体Y中还含有Q的理由是 用化学方程式表示 5 为确认Q的存在 需在装置中添加M于 选填序号 a A之前b A B间c B C间d C D间 6 如果气体Y中含有H2 预计实验现象应是 7 若要测定限定体积气体Y中H2的含量 标准状况下约有28mLH2 除可用测量H2体积的方法外 可否选用质量称量的方法 做出判断并说明理由 解析 1 铁钉在冷的浓硫酸中钝化 表面形成一层致密的氧化膜 阻止了与硫酸铜的反应 2 检验Fe3 溶液中含有Fe2 可根据Fe2 具有还原性这一特点选择氧化剂 四个选项中a项中有KSCN 因原溶液中存在Fe3 无法检验是否存在Fe2 只有d项酸性KMnO4溶液 可将Fe2 氧化 同时自身被还原为Mn2 可通过溶液紫红色是否褪去判断Fe2 是否存在 混合气体的物质的量为0 336L 22 4L mol 1 0 015mol 由硫原子守恒 可得n SO2 n BaSO4 2 33g 233g mol 1 0 01mol 则Y中SO2的体积分数为0 01mol 0 015mol 100 66 7 3 将混合气体通过酸性KMnO4溶液 可除去SO2 而装置B中的品红溶液则是检验SO2是否被除尽 4 因铁钉中含有碳元素 加热时碳可以与浓硫酸发生反应生成SO2 CO2 5 为确认CO2的存在 只能通过装置C反应前后质量是否有变化来判断 而碱石灰不仅吸收CO2 还能吸收水蒸气 因此为了达到实验目的 必须在B和C之间添加干燥装置M 6 若气体Y中含有H2 则装置D中黑色CuO在加热时可被还原为红色的铜 同时生成的水蒸气可使装置E中无水硫酸铜变蓝