北京专用2019版高考化学一轮复习第12讲氧硫及其化合物课件.ppt

第12讲氧 硫及其化合物 一 硫及其化合物 一 硫单质硫 二 二氧化硫1 SO2的物理性质无色 有刺激性气味的 有毒气体 密度比空气大 易溶于水 1 40 易液化 教材研读 2 SO2的化学性质 1 具有 酸性氧化物的通性 亚硫酸的酸酐 a 与碱反应 2NaOH SO2Na2SO3 H2ONaOH SO2NaHSO3b 与水反应 SO2 H2OH2SO3c 与碱性氧化物反应 SO2 Na2ONa2SO3 2 二氧化硫中硫元素的化合价为 4 处于中间价态 在反应中既可作氧化剂 也可作还原剂 a 氧化性 SO2 2H2S3S 2H2Ob 还原性 2SO2 O22SO3 5SO2 2KMnO4 2H2OK2SO4 2MnSO4 2H2SO4SO2 Cl2 2H2OH2SO4 2HCl SO2与Br2 I2也可发生类似反应 3 漂白性 SO2可使品红溶液褪色 体现了SO2的漂白性 三 硫酸1 硫酸的物理性质无色 油状液体 密度比水 大 难挥发 沸点 高 2 硫酸的化学性质稀硫酸具有酸的通性 浓硫酸的特性 1 吸水性浓硫酸能吸附物质中湿存的水分 H2SO4 浓 nH2OH2SO4 nH2O 利用此性质可用浓硫酸作干燥剂 干燥一些不与浓硫酸反应的气体 通常用于洗气装置 如可用浓硫酸干燥O2 H2 CO2 Cl2 HCl SO2 CO CH4 C2H2等气体 注意浓硫酸不能干燥碱性气体和具有较强还原性的气体 2 脱水性指浓硫酸将有机物里的氢 氧元素按2 1的原子个数比脱去生成水的性质 例如C12H22O1112C 11H2OHCOOHCO H2O 3 强氧化性常温下 Fe Al遇浓硫酸会发生钝化现象 但热的浓硫酸能氧化大多数金属 非金属单质及一些还原性化合物 例如Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2OC 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O2HI H2SO4 浓 I2 SO2 2H2O在这些氧化还原反应中 硫酸的还原产物一般为SO2 四 几种重要的硫酸盐 注意BaCO3 BaCl2等钡盐有毒 BaCO3不可用作 钡餐 BaCO3虽然不溶于水 但能溶于酸 在人的胃中BaCO3与胃酸反应生成Ba2 而使人中毒 五 S S的检验1 S的检验值得注意的是 检验S时会受到许多离子的干扰 1 Ag 干扰 先用 盐酸酸化能排除Ag 的干扰 因为Ag Cl AgCl 2 C S P干扰 BaCO3 BaSO3 Ba3 PO4 2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 因此检验S时 必须用盐酸酸化 不能用HNO3酸化 因为S会被HNO3氧化 不能选用Ba NO3 2溶液 因为在酸性条件下 S HS SO2等会被溶液中的N氧化为S 从而干扰原溶液中S的检验 检验S的正确操作为 待测液取清液有无白色沉淀 判断有无S 2 S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 S 2H SO2 H2O或S Ba2 BaSO3 BaSO3 2H Ba2 SO2 H2O 自测1判断正误 正确的划 错误的划 1 SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同 2 用KOH溶液鉴别SO3 g 和SO2 3 二氧化硫可广泛用于食品的增白 4 Na2S2O3溶液中加入稀硫酸的离子方程式 2S2 4H S 3S 2H2O 5 SO2和SO3混合气体通入Ba NO3 2溶液可得到BaSO3和BaSO4 6 H2 SO2 CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥 自测2将64g铜箔加入含2molH2SO4的浓H2SO4中 加热 1 铜箔能否完全溶解 请解释原因不能 因为随着反应的进行 浓H2SO4变为稀H2SO4 反应停止 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 其原因为在酸性条件下 N可氧化铜箔 发生反应3Cu 2N 8H 3Cu2 2NO 4H2O 自测3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中产生的现象分别是 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 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 答案 1 蒸馏烧瓶Na2SO3 H2SO4 浓 Na2SO4 SO2 H2O 2 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 2Mn 2H2O2Mn2 5S 4H 3 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 4 NaOH解析 2 向Na2S溶液中通入SO2 最终生成了单质S S为不溶于水的黄色固体 3 要注意关闭分液漏斗旋塞 不再产生SO2后再加热 二 环境污染与保护1 环境污染 主要包括大气污染 水污染 土壤污染等 还包括固体废弃物 放射性 噪声等污染 酸雨是造成环境污染的罪魁祸首之一 1 酸雨大气中的 二氧化硫和 二氧化氮等溶于水后形成酸性溶液 随雨水降下 就可能成为酸雨 其pH 小于5 6 2 硫酸型酸雨的形成途径途径1 空气中飘尘的催化作用 使空气中的SO2发生反应2SO2 O22SO3 SO3 H2OH2SO4 途径2 SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O22H2SO4 写反应方程式 3 酸雨的危害 直接破坏农作物 森林 草原 使湖泊 酸化 加快建筑物的腐蚀等 4 酸雨的控制措施 a 调整能源 结构 b 原煤 脱硫 c 改进燃烧技术 d 对煤燃烧后的烟气脱硫 e 开发氢能 风能 太阳能等清洁能源 f 严格控制SO2的排放等 2 空气质量监测空气质量日报的主要内容包括 空气污染指数 空气质量级别 空气质量状况 首要污染物 等 目前计入空气污染指数的项目暂定为 二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 可吸入颗粒物和臭氧等 自测4化学在生产和日常生活中有着重要的应用 下列说法正确的是 A 汽车的排气管上装有 催化转化器 使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2B 向煤中加入适量石灰石 使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3 可减少对大气的污染C 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维D 大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2 SO2 从而使雨水的pH 5 6即形成酸雨 A 答案AB项 向煤中加入适量石灰石 可使煤燃烧产生的SO2最终转化为CaSO4 C项 制作光导纤维的是二氧化硅 D项 酸雨的pH 5 6 且CO2的排放不会形成酸雨 自测5某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程 于是取来雨水作水样进行测定 随时间的推移 多次测定该样品的pH 得到如下数据 1 雨水样品放置时pH变化的主要原因为 用化学方程式表示 由此可以得出酸雨的形成过程可能是 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合 pH将 填 增大 减小 或 不变 原因是 二氧化硫表现性 2 下面是酸雨给人类造成的危害 其中不正确的是 A 腐蚀建筑物 雕塑等B 污染水源C 改良碱性土壤D 损害庄稼 3 你认为减少酸雨的产生 可采取的措施是 少用煤作燃料 把工厂的烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源 A B C D 答案 1 2H2SO3 O22H2SO4雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸 亚硫酸又被空气中的氧气氧化为硫酸 降落下来形成酸雨减小自来水中的氯气 或次氯酸 把亚硫酸氧化成硫酸还原 2 C 3 C解析 1 雨水的pH发生变化 其原因是亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸 酸性增强 当亚硫酸全部氧化为硫酸后 pH不再变化 自来水常用氯气消毒 其中的氯气 次氯酸等能把亚硫酸氧化为硫酸 pH减小 2 酸雨的危害极大 会危害农作物 森林 草原 鱼类 建筑物 工业设备 电信电缆等 3 少用煤作燃料以及对燃料进行脱硫处理 是减少酸雨的有效措施 开发新能源如氢能 核能等可以从根本上杜绝二氧化硫的产生 考点突破 考点一鉴别CO2与SO2气体的方法 考点三硫元素的价态变化规律 教师用书专用 考点二浓硫酸与金属的反应 考点四多步反应的化学计算方法 关系式法 教师用书专用 1 物理方法 1 嗅闻法 闻气味 有刺激性气味的是SO2 无气味的是CO2 2 溶解法 收集等体积的两种气体 分别倒扣在水槽中 液面上升高的是SO2 相同温度下 SO2在水中的溶解度大于CO2 3 称重法 称量相同体积两种气体的质量 质量大的是SO2 SO2的密度大于CO2 4 降温法 降温 加压 先液化的是SO2 SO2沸点高 易液化 考点一鉴别CO2与SO2气体的方法 2 化学方法 1 用品红溶液 能使品红溶液褪色的是SO2 2 用pH试纸测两种气体分别溶于水形成的饱和溶液pH的大小 pH小的是SO2 3 用酸性高锰酸钾溶液 溴水等强氧化性溶液 能使溶液褪色的是SO2 5SO2 2Mn 2H2O2Mn2 5S 4H SO2 Br2 2H2O4H 2Br S 4 用FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色的是SO2 SO2 2Fe3 2H2O2Fe2 S 4H 5 用Ba NO3 2溶液或硝酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀生成的是SO2 3SO2 2N 2H2O3S 4H 2NO Ba2 SBaSO4 6 用氢硫酸 出现浑浊的是SO2 SO2 2H2S3S 2H2O 3 SO2 CO2混合气体的检验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为 注意有时为简化装置 可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置 用较浓的酸性KMnO4溶液 现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅 典例1 2017北京理综 10 根据SO2通入不同溶液中的实验现象 所得结论的是 C 答案CSO2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 1 1下列实验能证明某气体一定为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 D 答案D 二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊 酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 如HCl 氯气也可以使品红溶液褪色 二氧化碳通入足量氢氧化钠溶液中生成碳酸钠 再加入氯化钡也能产生可溶于稀盐酸的白色沉淀 1 2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 或不褪色 或不褪成无色 解析检验二氧化硫用品红溶液 吸收二氧化硫可用酸性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 1 较活泼金属 如Zn 2 不活泼金属 如Cu 3 钝化 常温下浓H2SO4使Fe Al钝化 若加热则可以继续反应 考点二浓硫酸与金属的反应 典例2探究Cu和浓硫酸的反应 下列装置或操作正确的是 A 用装置甲 乙制备和收集SO2B 用装置甲 丙制备和稀释CuSO4溶液C 用装置乙 丁收集和检验SO2的漂白性D 用装置甲 丁制备和探究SO2的漂白性 答案DSO2的密度比空气大 不能用向下排空气法收集 A C错误 Cu和浓硫酸反应后的溶液中含有较多硫酸 一般将其加入水中进行稀释 故B错误 2 1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溶液 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 三颈烧瓶下有白色沉淀生成 你认为该沉淀物是 分析可能的原因 3 对A装置中的浓H2SO4和铜丝进行加热 很快发现C容器中品红溶液褪色 但始终未见D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 排尽各装置中的SO2 可采取的操作是 答案 1 防止倒吸 2 CuSO4浓硫酸中含水少 生成的硫酸铜较多 浓硫酸的吸水作用使无水CuSO4析出 3 由于SO2的溶解度较大 澄清石灰水中Ca OH 2的含量低 生成了Ca HSO3 2溶液取样后 向其中加入氢氧化钠溶液 观察是否有沉淀生成 或加热 加盐酸检验SO2气体等方法 4 打开A装置导管上的活塞 用注射器向里注入空气 最后再在B中加入NaOH溶液 塞上塞子 振荡即可解析 1 SO2通入碱溶液中易发生倒吸 但SO2在CCl4中的溶解度较小 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 白色沉淀为无水硫酸铜 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 硫酸铜无法形成结晶水合物 只能生成无水硫酸铜 2 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5mL98 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 试回答下列问题 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 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 答案 1 Zn 2H2SO4 浓 ZnSO4 SO2 2H2O Zn H2SO4 稀 ZnSO4 H2 2 3 或4 4 或3 21防倒吸 3 C中品红溶液褪色浓H2SO4变成稀H2SO4后 与Zn反应放出H2 4 SO2 H2O CaSO3Ca2 2HS解析 1 浓H2SO4具有强氧化性 与锌反应产生SO2气体 Zn 2H2SO4 浓 ZnSO4 SO2 2H2O 随反应的进行 硫酸逐渐被消耗 浓硫酸变为稀硫酸 与Zn发生置换反应生成H2 Zn H2SO4 稀 ZnSO4 H2 2 从图示看 C装置应是检验SO2气体的 应选择甲装置 B处需接一安全装置 3 浓H2SO4的强氧化性表现在S被还原 生成SO2 SO2可使品红溶液褪色 4 D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca HSO3 2 1 2是硫元素的最低价态 只有还原性 既有氧化性 又有还原性 但以还原性为主 6是硫元素的最高价态 只有氧化性 如浓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 考点三硫元素的价态变化规律 教师用书专用 如H2O2O33 硫元素处于相邻价态的物质间一般不发生氧化还原反应 如S和H2S S和SO2 SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应 4 含硫物质的连续氧化H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO4 符合ABCD转化关系的还有 氮元素钠元素 NaNa2ONa2O2NaOH 典例3下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系 某些产物和反应条件已略去 化合物B在常温常压下为气体 B和C的相对分子质量之比为4 5 化合物D是重要的工业原料 1 写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式 2 写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式 3 写出一个由D生成B的化学方程式 4 将5mL0 10mol L 1的E溶液与10mL0 10mol L 1的NaOH溶液混合 写出反应的离子方程式 反应后溶液的pH7 填 大于 小于 或 等于 理由是 加热反应后的溶液 其pH 填 增大 不变 或 减小 理由是 答案 1 S H2H2S 2 H2SO3 2H2S3S 3H2O 3 2H2SO4 浓 CCO2 2SO2 2H2O 4 H2SO3 2OH S 2H2O 大于Na2SO3是强碱弱酸盐 水解后溶液呈碱性 增大水解是吸热反应 加热使S水解程度增大 因而pH增大解析由题图及题意知 B和C是A的两种氧化物且B和C的相对分子质量之比为4 5 由此可推出A是S B是SO2 C是SO3 D是H2SO4 E是H2SO3 3 1已知X为一种常见酸的浓溶液 能使蔗糖粉末变黑 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中 一定可以观察到有白色沉淀产生D 工业上 B转化为D的反应条件为高温 常压 使用催化剂 D 答案DX为一种常见酸的浓溶液 能使蔗糖粉末变黑 则X是浓硫酸 D和水反应生成硫酸 则D是三氧化硫 B和氧气反应生成三氧化硫 则B是二氧化硫 A项 X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性 B项 常温下 铁遇浓硫酸发生钝化 所以不能完全反应 C项 浓硫酸和碳反应生成二氧化碳 二氧化硫和水 二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙 D项 工业上 二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温 常压 使用催化剂 3 2在下列物质转化中 A是一种正盐 D的相对分子质量比C的相对分子质量大16 E是酸 当X无论是强酸还是强碱时 都有如下的转化关系 ABCDE当X是强酸时 A B C D E均含同一种元素 当X是强碱时 A B C D E均含另外同一种元素 请回答 1 A是 Y是 Z是 2 当X是强酸时 E是 写出B生成C的化学方程式 3 当X是强碱时 E是 写出B生成C的化学方程式 答案 1 NH4 2SO2H2O 2 H2SO42H2S 3O22SO2 2H2O 3 HNO34NH3 5O24NO 6H2O解析由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16 容易联想D比C分子增加1个氧原子 则D可能是氧化物 而E为酸 则应为含氧酸 A为正盐 与碱反应生成的物质能连续氧化 最后生成含氧酸 可推知A是铵盐 ANH3NONO2HNO3 而A与强酸反应时 生成的物质也能连续氧化 最后生成含氧酸 则A为硫化物 含S2 AH2SSO2SO3H2SO4 综上所述可确定A是 NH4 2S 所谓关系式法 就是根据有关物质之间的数量关系 建立起已知量和未知量之间的关系式进行计算的方法 其实质依然是利用守恒关系 以最简单的方式表达出来 对于多步进行的连续反应 根据中间产物的纽带关系 找出原料和最终产物的关系式 再进行计算 可使解题步骤 运算过程大为简化 最常见多步反应的关系式有 工业制硫酸 FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 工业制硝酸 N2 2NH3 2HNO3 工业生产中的有关计算还应注意以下几点 1 物质的纯度 100 考点四多步反应的化学计算方法 关系式法 教师用书专用 2 原料利用率 或转化率 100 3 产品产率 100 4 原料转化率 原料利用率 1 原料的损失率 5 化合物中某元素的损失率 该化合物的损失率 典例4利用1t含FeS280 的黄铁矿来制H2SO4 假设反应过程中由FeS2转化为SO2时 损失硫2 由SO2氧化成SO3时 SO2的利用率只有75 试计算1t黄铁矿可以制得95 的硫酸多少吨 答案1 01t解析设可以制得95 的硫酸的质量为x FeS2 2H2SO4120196 1 80 1 2 75 t95 x 则120 196 1 80 1 2 75 t 95 x 解得 x 1 01t 4 1通过下列方法可以测定金属锡样品的纯度 1 将试样溶于盐酸中 发生的反应为 Sn 2HClSnCl2 H2 2 加入过量的FeCl3溶液 发生的反应为 SnCl2 2FeCl3SnCl4 2FeCl2 3 用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2 发生的反应为 6FeCl2 K2Cr2O7 14HCl6FeCl3 2KCl 2CrCl3 7H2O现有金属锡样品1 226g 经上述各步反应后 共用去0 100mol LK2Cr2O7溶液32 0mL 求试样中锡的质量分数 假定杂质不参加反应 答案93 2 解析根据化学方程式建立关系式 3Sn 3SnCl2 6FeCl2 K2Cr2O7 据此可得n Sn 3n K2Cr2O7 3 0 100mol L 0 0320L 0 00960mol 故试样中锡的纯度 100 93 2