第四章非金屬及其氧化物第三課時硫及其化合物 高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 知識精講 1 硫 1 硫元素的存在形態(tài) 2 硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫單質(zhì)俗稱硫黃 是一種淡黃色固體 不溶于水 微溶于酒精 易溶于CS2 有多種同素異形體 如單斜硫 斜方硫等 殘留在試管內(nèi)壁上的硫呈現(xiàn)淡黃色 可以用CS2溶解除去 因?yàn)榱虻娜芙庑詾殡y溶于水 微溶于酒精 易溶于二硫化碳 知識精講 3 從化合價的角度認(rèn)識硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)S單質(zhì)為0價 為中間價 既有氧化性又具有還原性 氧化性 H2 SH2SFe SFeS 氧化性較弱 Fe為 2價 2Cu SCu2S Cu為 1價 還原性 S O2SO2 2 二氧化硫 1 SO2的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) SO2是一種無色 有刺激性氣味的氣體 溶解性 SO2易溶于水 通常狀況下 1體積水溶解約40體積SO2 且易液化 毒性 SO2有毒 尾氣中的SO2用堿溶液吸收 密度 SO2的密度比空氣的大 收集SO2用向上排空氣法 知識精講 2 SO2的化學(xué)性質(zhì) 具有酸性氧化物的通性A 與H2O反應(yīng)SO2與水反應(yīng)生成H2SO3 化學(xué)方程式為 SO2 H2O H2SO3 B 使指示劑變色 SO2能使石蕊試液變紅色 注意 SO2不能使指示劑褪色 C 與堿反應(yīng)當(dāng)NaOH足量時 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O 當(dāng)NaOH不足量時 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SO2 NaOH NaHSO3 D 可與堿性氧化物或某些鹽反應(yīng) SO2與Na2SO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3 化學(xué)方程式為 SO2 Na2SO3 H2O 2NaHSO3 知識精講 氧化性將SO2通入到氫硫酸 H2S溶液 中 A 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H2S SO2 3S 2H2O B 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 產(chǎn)生淡黃色沉淀 還原性A SO2被O2氧化成SO3的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2SO2 O22SO3 B SO2的水溶液能被X2 Cl2 Br2 I2 氧化 如SO2能使溴水褪色 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4 C SO2能使酸性KMnO4溶液的紫紅色褪去 反應(yīng)的離子方程式為 2MnO4 5SO2 2H2O 2Mn2 5SO42 4H 漂白性 知識精講 3 三氧化硫SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為無色 針狀晶體 2 SO3是酸性氧化物 它跟堿性氧化物或堿都能反應(yīng)生成硫酸鹽 SO3與氧化鈣的反應(yīng) SO3 CaO CaSO4 SO3與Ca OH 2的反應(yīng) SO3 Ca OH 2 CaSO4 H2O 1 SO3與水的反應(yīng) SO3 H2O H2SO4 反應(yīng)放出大量的熱 4 硫的氧化物的污染與治理 1 來源 含硫化石燃料的燃燒及金屬礦物的冶煉等 2 危害 危害人體健康 形成酸雨 pH小于5 6 3 治理 燃煤脫硫 改進(jìn)燃燒技術(shù) 4 硫酸型酸雨的形成途徑有兩個 途徑1 空氣中飄塵的催化作用 2SO2 O22SO3 SO3 H2O H2SO4 途徑2 SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 知識精講 5 硫酸 1 稀硫酸 具有酸的通性 2 硫酸的物理性質(zhì)純H2SO4是無色油狀液體 沸點(diǎn)高 難揮發(fā) 密度大于水 溶解于水時放出大量的熱 濃H2SO4稀釋的方法是將濃H2SO4沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩倒入水中并用玻璃棒不斷攪拌 3 濃硫酸的特性 吸水性 常用作干燥劑 A 可用濃H2SO4干燥的氣體有 H2 O2 N2 CO2 Cl2 HCl SO2 CO CH4 C2H2 C2H4等 B 不能用濃硫酸干燥的氣體有 堿性氣體 如NH3 還原性氣體 如H2S HBr HI等 知識精講 脫水性濃H2SO4將有機(jī)物里的氫 氧元素按原子個數(shù)2 1的比例脫去 例如 C2H5OHCH2 CH2 H2O 強(qiáng)氧化性A 與金屬的反應(yīng)濃H2SO4能氧化Cu等不活潑的金屬 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Cu 2H2SO4 濃 CuSO4 SO2 H2O 冷的濃H2SO4能使鐵 鋁發(fā)生鈍化 注意 注意 量變 引起的 質(zhì)變 在理解濃硫酸與銅 鋅 鐵 鋁以及與碳 硫等反應(yīng)時 我們要動態(tài)地看待反應(yīng)過程 例如在濃硫酸與銅的反應(yīng)中 開始是濃硫酸 但隨著反應(yīng)的進(jìn)行硫酸的濃度逐漸減小 最后變成了稀硫酸 稀硫酸與銅不反應(yīng) 知識精講 B 與非金屬的反應(yīng)加熱條件下濃H2SO4能氧化C等非金屬單質(zhì) 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 C 2H2SO4 濃 CO2 2SO2 2H2O 6 SO42 與SO32 的檢驗(yàn) 1 SO42 的檢驗(yàn) 檢驗(yàn)SO42 時要防止其他離子的干擾 Ag 干擾 先用鹽酸酸化 能防止Ag 干擾 因?yàn)锳g Cl AgCl CO32 SO32 干擾 因?yàn)锽aCO3 BaSO3也是白色沉淀 與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強(qiáng)酸中 因此檢驗(yàn)SO42 時 必須用酸酸化 不能用稀HNO3酸化 例如 BaCO3 2H H2O CO2 Ba2 所用鋇鹽溶液不能為Ba NO3 2溶液 因?yàn)樵谒嵝詶l件下 SO等會被溶液中的NO3 H 氧化為SO42 從而得出錯誤的結(jié)論 知識精講 2 SO32 的檢驗(yàn)加入氯化鋇溶液生成白色沉淀 再加入鹽酸 沉淀溶解并產(chǎn)生具有刺激性氣味的氣體 發(fā)生的反應(yīng)為 SO32 Ba2 BaSO3 BaSO3 2H Ba2 SO2 H2O 方法精講 1 二氧化硫檢驗(yàn)與性質(zhì)探究SO2和CO2中S和C的化合價均為 4價 但對于CO2而言為其最高價 只具有氧化性 而S為中間價 既有氧化性又具有還原性 故在性質(zhì)表現(xiàn)的時候要注意其區(qū)別 另外二氧化硫的漂白性也是考查和探究的重點(diǎn) 要注意其原理為強(qiáng)結(jié)合能力 1 SO2和CO2的鑒別方法SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁 若通入的氣體過量 則沉淀都可消失 所以不能用澄清的石灰水鑒別CO2和SO2 通?？捎靡韵路椒?用品紅溶液 使品紅溶液褪色的是SO2 不能使品紅溶液褪色的是CO2 用氫硫酸 出現(xiàn)渾濁的是SO2 無明顯現(xiàn)象的是CO2 2H2S SO2 3S 2H2O 用酸性KMnO4溶液 紫色褪色的是SO2 無明顯現(xiàn)象的是CO2 2KMnO4 5SO2 2H2O K2SO4 2MnSO4 2H2SO4 用溴水 使橙色褪去的是SO2 無明顯現(xiàn)象的是CO2 Br2 2H2O SO2 2HBr H2SO4 知識精講 用HNO3酸化的Ba NO3 2 溶液產(chǎn)生白色沉淀的是SO2 無明顯現(xiàn)象的是CO2 2HNO3 3SO2 2H2O 3H2SO4 2NO Ba NO3 2 H2SO4 BaSO4 2HNO3 用FeCl3溶液 使棕黃色變綠色的是SO2 無明顯現(xiàn)象的是CO2 2 常見的能用于漂白的物質(zhì)的比較 方法精講 方法精講 3 二氧化硫的制取及性質(zhì)探究 二氧化硫的制取Na2SO3 H2SO4 濃 Na2SO4 H2O SO2 Cu 2H2SO4 濃 CuSO4 2H2O SO2 性質(zhì)探究二氧化硫的性質(zhì)探究熱點(diǎn)為其氧化性 還原性及漂白性 一般為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 4 四種常見的SO2尾氣處理方法方法一 鈣基固硫法為防治酸雨 工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒 燃燒時硫 生石灰 O2共同反應(yīng)生成硫酸鈣 從而使硫轉(zhuǎn)移到煤渣中 反應(yīng)原理為CaO SO2CaSO3 2CaSO3 O22CaSO4 總反應(yīng)方程式為2CaO 2SO2 O22CaSO4 方法精講 方法二 氨水脫硫法該脫硫法采用噴霧吸收法 霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2 其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3 SO2 H2O NH4 2SO3 2 NH4 2SO3 O2 NH4 2SO4 或生成NH4HSO3 然后進(jìn)一步氧化 方法三 鈉 堿脫硫法鈉 堿脫硫法是用NaOH Na2CO3吸收煙氣中的SO2 得到Na2SO3和NaHSO3 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH SO2 Na2SO3 H2O Na2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 Na2SO3 SO2 H2O 2NaHSO3 方法四 雙堿脫硫法先利用燒堿吸收SO2 再利用熟石灰漿液進(jìn)行再生 再生后的NaOH堿液可循環(huán)使用 化學(xué)反應(yīng)原理為 吸收反應(yīng) 2NaOH SO2 Na2SO3 H2O 2Na2SO3 O2 2Na2SO4 再生反應(yīng) Na2SO3 Ca OH 2 CaSO3 2NaOH Na2SO4 Ca OH 2 CaSO4 2NaOH 方法精講 2 濃硫酸的特性濃硫酸的特性表現(xiàn)在其吸水性 脫水性和強(qiáng)氧化性 1 硫酸跟金屬反應(yīng)的一般規(guī)律 稀硫酸跟金屬活動順序中氫前面的金屬反應(yīng)放出H2 跟氫后面的金屬不反應(yīng) 在常溫下鐵 鋁遇冷的濃硫酸發(fā)生 鈍化 但加熱時卻劇烈地反應(yīng) Au Pt與濃 稀硫酸均不發(fā)生反應(yīng) 除Au Pt之外的大部分金屬 在加熱的條件下均能跟濃硫酸發(fā)生反應(yīng) 但不放出H2 濃硫酸的還原產(chǎn)物一般是SO2 被還原的H2SO4占參加反應(yīng)H2SO4總量的1 2 方法精講 2 鑒別濃H2SO4和稀H2SO4的方法方法一 取少量蒸餾水 向其中加入少量試樣硫酸 如能放出大量熱則為濃H2SO4 無明顯變化則為稀H2SO4 方法二 觀察狀態(tài) 濃H2SO4為黏稠狀液體 而稀H2SO4為黏稠度較小的溶液 方法三 用手掂掂份量 因?yàn)闈釮2SO4的密度較大 1 84g cm3 相同體積的濃H2SO4和稀H2SO4 濃H2SO4的質(zhì)量大得多 方法四 取少量試樣 向其中投入鐵片 若產(chǎn)生大量氣體則為稀H2SO4 Fe 2H Fe2 H2 若無明顯現(xiàn)象 鈍化 則為濃H2SO4 方法五 用玻璃棒蘸取試樣在紙上寫字 立即變黑 濃H2SO4的脫水性 者為濃H2SO4 否則為稀H2SO4 方法六 取少量試樣 分別投入一小塊銅片 稍加熱發(fā)生反應(yīng)的 有氣泡產(chǎn)生 為濃H2SO4 濃H2SO4的強(qiáng)氧化性 無現(xiàn)象的是稀H2SO4 方法精講 3 硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1 硫及其化合物的轉(zhuǎn)化 2 當(dāng)硫元素的化合價升高或降低時 一般升高或降低到其相鄰的價態(tài) 即臺階式升降 方法精講 3 相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應(yīng)如S和H2S S和SO2 SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng) 4 典型的歸中反應(yīng)2H2S SO2 3S 2H2O2Na2S Na2SO3 3H2SO4 3Na2SO4 3S 3H2O 5 含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化 典例精講 例1 下列關(guān)于硫及其化合物的說法中正確的是 A 自然界中不存在游離態(tài)的硫B 二氧化硫的排放會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨的產(chǎn)生C 二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色 體現(xiàn)了其漂白性D 濃硫酸可用來干燥S02 CO Cl2等氣體 答案 D 解析 A 自然界中存在游離態(tài)的硫 如火山口附近就有單質(zhì)硫 A錯誤 B 排放二氧化硫會污染空氣 形成酸雨 但不會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧產(chǎn)生 B錯誤 C 二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色 體現(xiàn)了SO2酸性氧化物的性質(zhì) 與漂白性無關(guān) C錯誤 D 濃硫酸具有吸水性 可干燥SO2 CO Cl2等氣體 D正確 答案選D 例2 下列物質(zhì)的檢驗(yàn) 其結(jié)論一定正確的是 A 向某溶液中加入BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 加入HNO3后 白色沉淀不溶解 也無其他現(xiàn)象 說明原溶液中一定含有SO42 B 向某溶液中加鹽酸產(chǎn)生無色氣體 該氣體能使澄清的石灰水變渾濁 說明該溶液中一定含有CO32 或SO32 C 取少量久置的Na2SO3樣品于試管中加水溶解 再加足量鹽酸酸化 然后加BaCl2溶液 若加HCl時有氣體產(chǎn)生 加BaCl2時有白色沉淀產(chǎn)生 說明Na2SO3樣品已部分被氧化D 將某氣體通入品紅溶液中 品紅溶液褪色 該氣體一定是SO2 典例精講 答案 C 解析 某溶液中滴加BaCl2溶液 生成不溶于稀HNO3的白色沉淀 該溶液中一定含有銀離子離子或是硫酸根離子中的一種 故A錯誤 某溶液中加入鹽酸能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體 該氣體可能為二氧化碳 二氧化硫 溶液中可能存在亞硫酸根離子 亞硫酸氫根離子 碳酸氫根離子 所以該溶液中不一定存在大量CO32 故B錯誤 加入足量鹽酸有氣體產(chǎn)生 氣體為二氧化硫 排除亞硫酸根離子的干擾 再加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生 沉淀為硫酸鋇 所以說明Na2SO3樣品已部分被氧化 故C正確 二氧化硫 氯氣都能使品紅褪色 故D錯誤 典例精講 1 2016屆北京市朝陽區(qū)高三上學(xué)期期末 下圖有關(guān)硫元素循環(huán)說法不合理的是 考題精練 A 煤 石油中的硫元素燃燒時能生成SO2B 動物尸體腐敗過程產(chǎn)生的H2S氣體會進(jìn)入大氣C 循環(huán)過程中硫元素既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)D 大氣中的硫元素會全部轉(zhuǎn)化成H2SO4隨雨水降到土壤里 解析 A 煤 石油中的硫元素燃燒時能生成SO2 正確 B 動物尸體腐敗過程產(chǎn)生的H2S氣體會進(jìn)入大氣 正確 C 循環(huán)過程中硫元素既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) 正確 D 大氣中的硫元素部分轉(zhuǎn)化成亞硫酸 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為H2SO4隨雨水降到土壤里 錯誤 考題精練 2 下列敘述中正確的是 A 將SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中 溶液褪色 不能說明SO2具有漂白性B 濃鹽酸和濃硫酸暴露在空氣中濃度都會降低 其原因相同C 向某無色溶液中滴加氯化鋇溶液 產(chǎn)生白色沉淀 再加入稀鹽酸后該沉淀不溶解 說明原溶液中一定含有SO42 D 土壤中的閃鋅礦 ZnS 遇到硫酸銅溶液轉(zhuǎn)化為銅藍(lán) CuS 說明CuS很穩(wěn)定 不具有還原性 考題精練 考題精練 答案 A 解析 A 將足量二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液中 溶液褪色 說明二氧化硫的還原性被高錳酸鉀氧化 故A正確 B 濃硫酸具有吸水性 濃鹽酸具有揮發(fā)性 濃硫酸和濃鹽酸放置在空氣中一段時間后溶液都變稀 濃硫酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變 溶液的體積增大 濃鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量減小 所以二者原因不同 故B錯誤 C 向某無色溶液中滴加氯化鋇溶液 產(chǎn)生白色沉淀 該白色沉淀可能為氯化銀 再加入稀鹽酸后氯化銀沉淀不溶解 原溶液中可能存在銀離子 不一定含有SO42 離子 故C錯誤 D CuS ZnS都為難溶于水的鹽 CuS的溶解度小于ZnS的溶解度 CuSO4與ZnS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) ZnS能轉(zhuǎn)化為CuS 為溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化 與CuS很穩(wěn)定不具有還原性無關(guān) 故D錯誤 故選A