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文档简介
1、硫及其化合物一、硫及其重要化合物的主要性质及用途:1硫:(1) 物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 (用于洗去试管壁上的硫) 硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。(2)化学性质:硫原子最外层 6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。 与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)2Na+S=NaS (剧烈反应并发生爆炸)2AI+3S Al 加热 2S3 (制取Al 2S3的唯一途径)Fe+S加热FeS (黑色)2Cu + S加热U 2S (黑色) 与非金属反应S+O 2点燃 2S+H2 -r-H 2S (说明硫化氢不稳定) 与化合物的反应S+6HNO(
2、浓)加热H 2SQ+6NOf +2H2O S+2H2SQ (浓)加热Sq 2 f +2H2Q3S+6NaQH 加热Na2S+NaSQ+3HQ (用热碱溶液清洗硫)(3)用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药。三药一柴:医药、火药、 农药、和火柴的原料。2 硫的氢化物: 硫化氢的物理性质:H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。 硫化氢的化学性质A. 可燃性:当 nH2S / n°2 > 2/1 时,2HS+Q 点IS+2H 20( fS 过量)当 nH2s/ no2 W 2/3 时,2H2S+3Q 点燃 2SQ+2H2Q (Q过量)2
3、nH S当 西 2时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SQ3 叫B. 强还原性:常见氧化剂 Cl2、Br2、I2、Fe3+、HN浓HSQ、KMnQ等,甚至SQ均可将 HS氧化。C. 不稳定性:300 C以上易受热分解 HS的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。 硫化氢的制取:Fe+HSQ(稀)=FeSQ+HSf不用浓硫酸、浓盐酸制 H2S的原因浓H2SQ4有强氧化性,能氧化 H2S ;浓盐酸有挥发性,使产 生的H2S气体中混有HCI气体。不用CuS (黑八Ag2S (黑八 PbS (黑)的原因是它们不溶于稀强 酸。 不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有CuS (黑)、Ag 2S (黑)、PbS (
4、黑)它们可溶于浓硝酸。所以 CuSQ 4、Pb ( NO 3) 2 可以与 H2S 反应生成沉淀:Pb(NQ 3)2+H 2S=PbS J +2HNQ 3。 检验:用湿润的 Pb( CH3C00 )试纸检验 H2S : Pb( CH3C00)2+H 2S=PbS J +2 CH 3C00H ;除杂:用 CuSO 4 溶液除去 H2S : CuSO 4+H 2S=CuS J +H 2SO43. 硫的氧化物:(1) 二氧化硫: SO是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。 SO是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。 SO有强还原性 常见氧化剂(见上)均可与S
5、Q发生氧化一还原反应女口: SQ + Cl 2 +2H2Q = H2SQ + 2HC1 SQ也有一定的氧化性 2H 2S + SQ2 = 3S J +2出0 SQ具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应) 实验室制法: NatSQ + H 2SO(浓)=Na 2SQ + H 2Q +SQ f或 Cu + 2H 2SQ(浓)=CuSQ 4 + 2H 20 + SQ2 f(2) 三氧化硫:是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。气态:具有强刺激性臭味有毒气体。(3)比较 SQ与 CQ、SQSQCQSQ主要物 性无色、有刺激性气体
6、、易液化易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点(16.8 C)与水反应SQ+HQ占2SQ 中强酸CO+H2Q占2CQ弱酸SQ+HQ=HSQ(强 酸)与碱反应Ca(QH)2 CaSQj (HSQ 3)2清液白清液Ca(QH)2 COCaCQ 3 J CO2 ,Ca(HCO3) 2清液白J清液SQ+Ca(QH)2=CaSQ (微溶)紫色石心心变红变红变红品红褪色不褪色不褪色鉴定存 在能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性SQ+2H2S=2SJ +2H2QCQ+2Mg = 2MgQ+CCO+C = 2CQ还原性有无与 NatQ作用Naz
7、Cb+SQ=Na2SQ2Na2Q+2CQ=2Na2CO+Q2NazQ+2SQ =2NaSQ+Q f(4)酸雨的形成和防治:酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其 中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SQ、NQ ( NQ NQ)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SQ在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成HbSQ,而NQ被空气中氧气氧化为NQ, NQ直接溶于水形成 HNQ,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。硫酸型酸雨的形成过程为:气相反应:2SQ+Q=2SQ、SQ+HzQ=HSQ;液相反应:SQ+HQ=HSQ、2H2SQ+Q=
8、2H2SQ。总反应:2SO2 2H2。O2 血2、Fe3、C、2H2SO4硝酸型酸雨的形成过程为:2NQ+02NQ 3NQ+HQ=2HN3NQ引起硫酸型酸雨的 SQ人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、 土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的NQx人为排放主要是机动车尾气排放。酸雨危害:直接引起人的呼吸系统疾病;使土壤酸化,损坏森林;腐蚀建筑结构、工业装 备,电信电缆等。酸雨防治与各种脱硫技术:要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研 究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成
9、熟的方法是各种脱硫技术的应用。在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SQ,这种方法称为“钙基固硫”,其反应方程式为:SQ+CaQ=CaSQ 2CaSQ+Q=2CaSQ;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气 吸收塔内循环,吸收烟气中的SQ,其反应方程式为:SQ+Ca(QH)2=CaSO+F2Q, SQ+CaCOCaSO+CQ,2CaSQ+Q=2CaSQ。在冶金工业的烟道废气中,常混有大量的SQ和CQ它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矶土)的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:SQ+2CQ=S+CQ4. 硫酸: 稀HSQ具有酸的一般通性,而浓 H2SQ
10、具有酸的通性外还具有三大特性:C+H2Q 糖等脱水性C2H4+H2Q c2H5°H170°无水CuSO4去结晶水乜胆矶吸水性浓 H2SO4氧化性S、A' SO2+H2。C、为 SQ2+CQ2+H2OHBr(HI、H2S)一Br2(|2、S)+SO2+H2O冷F?钝化T运装浓H2SO4只表现强氧化性Al(或作干燥剂 中性气体 可干燥 无强还原性气体足量Cu、' CuSO4+SO2+H2O足量Zn、ZnSO4+SO2(后有 H2)+H2。Fg+* Fe3+SQ2+H2Q兼有酸性非碱性气体 SQ2的鉴定(干扰离子可能有:CQ2-、SQ2-、SiO32-、Ag+、P
11、Q*等):弓澄清液待测液白色沉淀(说明待测液中含有 SQ2-离子) 硫酸的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥 剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。二、硫酸的工业制法接触法:1.生产过程:三阶段SQ制取和净化SQ转化为SQSQ吸收和HSQ的生成三方程4FeS(s) + 11Q(g)=2Fe2Q(s) + 8SQ(g); H=-3412 kJ/mol2SQ(g) + Q(g)f =2SQ(g); H= -196.6 kJ/molSQ(g) + H2Q(l)=H 2SQQ); 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
12、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SQ、Q、N2被预热, 而热的 SQ、SQ、C2、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 气体炉气:SQ.N2.Q2.矿尘(除 尘).砷硒化合物(洗涤).HQ气(干燥)净化气:SQ2.N2.Q2SQ、Q、Na、SQ尾气:SQ及Nb、Q不能直接排入大气中说明矿尘杂质:易使催化剂“中毒”HQ气:腐蚀设备、影响生 产反应条件一一理论需要:低温、高压、 催化剂;实际应用:400 C500 C、常压、催实际用98.3%的浓硫酸吸收 S
13、Q,以免形成酸雾不利于气 体三氧化硫被进一步吸收化剂2.尾气处理:氨水SO2(含 N <NH等)4) 2SC3H(NH44)2SQ+ SO2TNH4HSO三、氧族元素:1. 氧族元素比较:原子半径 O v Sv Sev Te单质氧化性 O 2 > S> Se> Te单质颜色无色淡黄色灰色银白色单质状态气体 固体 固体固体氢化物稳定性 H 2O> fS> H2Se> H2Te最高价含氧酸酸性H 2SO> HSeSO> HTeO2. Q和O3比较:Q颜色无色气态一淡监色气味无刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧气的大密度臭氧比氧气易溶于水氧化性强(
14、不易氧化Ag、Hg等)极强(Q+2KI+H2O=2KOH+2+Q)(易氧化Ag、Hg等不活泼金属)漂白性无:有(极强氧化性一作消毒剂和脱色剂)稳定性>3O2高压放电3 2O 3 3Q 常温:缓慢1加热:迅速相互关系臭氧和氧气是氧的冋素异形体3 .比较 H2O和H2O2HOH2O电子式化学键极性键极性键和非极性键分子极性有有稳定性稳定2f0 电解H2? +Q f不稳定2HO2O+Of氧化性较弱(遇强还原剂反应)2Na+2HO=2NaOH+H较强(遇还原剂反应)SQ+H2Q=F2SQ还原性较弱(遇极强氧化剂反应)2F2+2HO=4HF+O较强(遇较强氧化剂反应)2MnO +5HQ+6H=2M
15、 n+5Qf +8H2O作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等【实例分析】【例1(2009广东化学17)常温下,往 HbQ溶液中滴加少量 FeSO溶液,可发生如下两个反应:2Fe2+H2Ob+2Hh= 2Fe3+2HO , 2Fe3+HQ= 2Fe2+Qf +2H+下列说法正确的是()A. fQ的氧化性比Fe3+强,其还原性比 Fe2+弱B. 在H2O2分解过程中,溶液的 pH逐渐下降C. 在HbO2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量保持不变D. H2O2生产过程要严格避免混入 Fe2+【解析】结合A、B两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律:得H2Q的氧化性Fe3+的氧化性,
16、H2O2的还原性Fe2+W还原性,A错;2fO= 2H2O+Of,分解过程中,Fe2*催化剂,溶液 pH值不变,B错,3+2+2+HQ分解Fe或Fe作催化剂,所以总量不变。因为Fe可导致H2Q分解,所以生产过程要避免混入Fe2+, D正确。【答案】 CD【例2】(2010广东理综卷33)某科研小组用 MnO和浓盐酸制备 C"时,利用刚吸收过少量 SO的NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。(1) 请完成SQ与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SQ+2NaOH =.(2) 反应 CI2+NQSO+2 NaOH=2NaCI+NaSQ+HbO中的还原剂为 .(3) 吸收尾气一段时间后,吸收液
17、(强碱性)中肯定存在 Cl 、OH和SO4 .请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑.空气的CQ的影响). 提出合理假设.假设1:只存在SO2-;假设2:既不存在SO2-也不存在CIO ;假设3: . 设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3moLL-1HaSQ、1moL L-1NaOH 0.01mol L-1KMnO 淀粉-KI 溶液、紫色石蕊试液.实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3moL L-1 fSQ至溶液呈酸性,然后将所得溶液 分置于A B试管中.步骤2:步骤3:【解析】(1) NaOH过量,故生成的是
18、正盐:SQ+2NaOH =NaSO+HO。(2) S元素的价态从+4t +6,失去电子做表现还原性,故还原剂为NaaSO。(3) 很明显,假设 3两种离子都存在。 加入硫酸的试管,若存在SO2-、CIO-,分别生成了 H2SO和HCIO;在A试管中滴加紫色石蕊试液,若1先变红后退色,证明有 CIO,否则无;在B试管中滴加0.01moI L KMnO溶液,若紫红色退去,证明有 SO2-,否则无。【答案】(1) Na 2SO+HO Na 2SQ(3)SQ2-、CIO-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3moL L-1 fSQ至溶液呈酸性,然后将所得溶液 分置于A B试管
19、中步骤2 :在A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色,证明有CIO-,否则无步骤3 :在 B试管中滴加 0.01mol L-1KMnO溶液若紫红色退去,证明有 so2-,否则无【一课一练】一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1. (河南省内乡一高 20XX届高三第一次月考)二氯化二硫(S2CI2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。常温下,S2CI2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。下列说法中错.误的是( )A. SCI2的结构式为CI S S CIB. SCb为含有极性键和非极性键的极性分子C. SB2与SCI 2结构相似,熔沸点 S
20、Cl2> S2B2D. 2S2CI2+SOf+ 3SJ+ 4HCI2. (河南省内乡一高 20XX届高三第一次月考)下列对 SQ和SO的叙述正确的是()A通常条件下都是无色气体,都易溶于水B. 都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸C. 都可使品红溶液褪色D. 都能与碱溶液反应有关3. (贵州省银河中学 20XX届高三3月月考)恒温25C时,将两铂电极插入一定量硫酸钠饱和溶液 中进行电解。通电一段时间后,阳极析出了a moI气体,同时有 3g Na2SQ IOH2Q晶体析出。剩余溶液中溶质的质量分数为()A. X 100% B18X 100% C367100161( 18 )7100161(3
21、6 )4. (山西省太原五中20XX届高三4月月考)把SO通入Fe(NQ)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色, 但立即又变为棕黄色,这时候若滴入 BaCl2溶液,会产生白色沉淀,在上述一系列变化过程中,最终被还 原的是-3+-A. SO B. ClC. Fe D .NO 3)V2O5作催化剂,加循环处理吸收5. SO是常见的大气污染物之一,下列措施中能够减少SO排放量的是 (用天然气代替煤炭作民用燃料使用水煤气或干馏煤气作燃料硫酸厂使用快SQ的转化速率 将块状煤粉碎,提高其燃烧效率 在煤中加入生石灰后燃用塔放出的尾气A. B . C.D.6. (2010 皖南模拟)下列说法正确的是()A. SO
22、能使酸性KMnO溶液迅速褪色B. 可以用澄清石灰水鉴别SQ和COC. 硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SOD. 少量SO通过浓的CaCI2溶液能生成白色沉淀7. (2009 北京高考)下列叙述正确的是()A. 将CO通入BaCI2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SQ,产生沉淀B. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入 Cu(NO)2固体,铜粉仍不溶解C. 向AICI 3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再加入过量NaHSO溶液,沉淀消失D. 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量CuSO固体,速率不改变&有一瓶NaaSO溶液,由于它可能部分被氧化,某同学进行如下实验: 取少量溶液,
23、滴入Ba(NQ)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀.对此实验下列叙述正确的是()A . Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化B. 加入Ba(NQ)2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSQC. 加硝酸后的不溶沉淀是 BaSQ和BaSQ的混合物)正确的是(D. 此实验不能确定 NqSQ是否部分被氧化3H.胆矶晶体表面有“白斑” .pH试纸变红9. 在下图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,观察到的现象不A.苹果块会干瘪C.小试管内有晶体析出10. (2010 南京模拟)检验某未知溶液中是否含有 sQ的下列操作中最合理的是(加入硝酸酸化的 Ba(NQ)2 先加HNQ酸化
24、,再加 Ba(NQ)2溶液 先加盐酸酸化,再加 BaCl2溶液 加入盐酸酸化了的 BaCl2溶液A.B.C.D.11. 对某酸性溶液(可能含有Br、SQ、H2SQ、NHf)分别进行如下实验: 加热时放出的气体可以使品红溶液褪色; 加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝; 加入氯水时,溶液略显黄色,再加入 BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸.对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()A. BB. SQC. HSQD. NHt12. (2008 江苏高考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收 到直观形象的效果.下列表达不.正确的是(
25、)A.密闭容器中CuQ和C高温反应的气体产物:1 21 1fl(CuO)coco c(xCO:!“ 贰理)RCh FKb 决作XLB. Fe在Cl 2中的燃烧产物:C. AlCl 3溶液中滴加NaQH后铝的存在形式:34-n(NaOH)D.氨水与SQ反应后溶液中的铵盐Aitoini Ai(oEi), Aia APAIGfji(AKh)121h_nfNHHW)(NlLhSOa忒 Sth)、非选择题(本题包括4小题,共52分)13. (12分)在通常状况下,A是固体单质.根据如图所示的转化关系,回答下列问题:(1)写出AE的化学式:arr0A, B,C, D,lbE(y(2)写出指定反应的化学方程
26、式:13B C;_14. (12分)小刚同学探究二氧化硫分别与BaCb溶液、Ba(0H)2溶液反应的实验.(1) 少量SO通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为 过量的SQ通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为 .(2) 请回答有关问题.小刚同学将 SO通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色 沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:题:续通入过量SQ气SQ通入紫色KMnO溶液,现象是,其反应的离子方程式为则操作的名称为 ,试剂 A的化学式为 .(3) 实验表明,小刚加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,则该白色沉淀的成分是(填化学式),则产生该白色沉淀的离子方程式是15. (14分)某同学用如图所示装置探究 SQ的性质及其有关实验.SQ气体,写出该反应的化学方程式:(1) 实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备(2) 分别将SQ气体通入下列C溶液中,少量SQ通入紫色石蕊试液,现
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