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文档简介
化学专题犯第3讲硫化合物的性质及应
用学案
第3讲含硫化合物的性质及应用
[考纲要求]1.了解硫及其重要化合物的主要化学性质及应用。2.了解硫的氧化
物对大气的污染与防治。
考点一硫及其氧化物的性质
1.硫单质的性质及应用
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有
多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
一2(-2价)氧化性(氧化性度)S,\s\up6(0(S,\s\up6(0质)还原
性(还原性p)+4(+4原)02
2.二氧化硫(S02)
(1)物理性质
二氧化硫是无色,有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于水,通
常状况下,1体积水溶解40体积S02。
(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
3.三氧化硫(S03)
S03在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:S03+H20===H2s04,放出大
量的热,S03是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
4.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2so2+02催化剂(催化剂飘)2S03、S03
+H20===H2S04o
途径2:S02+H20H2s03、2H2so3+02===2H2s04。
深度思考
1.如何洗涤附着在试管内壁上的硫?
答案硫单质易溶于CS2且可以与热的强碱液反应:3S+6Na0HA(Aa)2Na2S+
Na2so3+3H20。所以当试管壁上沾有单质硫时,可用CS2或热强碱液洗涤。
2.哪些事实能说明硫的氧化性比C12的氧化性弱?
答案①与Fe反应,产物中Fe的价态不同:Fe+S4(△态)FeS(Fe为+2价),
2Fe+3c12点燃(点燃02FeC13(Fe为+3价)。②利用置换反应:H2S+C12===S
I4-2HClo
3.将S02分别通入下表所列的溶液中,填写有关问题。
反应物滨水酸性KMnO4
溶液氢硫酸
(H2s溶液)滴有酚献的
NaOH溶液石蕊
试液品红
溶液反应
现象褪色褪色有淡黄色
沉淀生成褪色变红褪色S02的
性质还原
性还原性氧化性酸性酸性漂白性解析(l)S02可使品红或某些有机色质
褪色,发生的是化合反应,并且生成的无色化合物不稳定,易分解。
(2)S02使滴有酚献的NaOH溶液褪色,是因为S02是酸性氧化物;S02使滨水、
酸性KMnO4溶液褪色,是利用S02的还原性。
题组一S02性质的多重性
1.下列说法正确的
是
()
A.因为S02具有漂白性,所以它能使品红溶液、澳水、酸性KMnO4溶液、石蕊
试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是S02
C.S02、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,且原理相同
D.等物质的量的S02和C12混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,
漂白效果更好
答案B
解析A项中S02使滨水、酸性KMnO4溶液褪色是因为S02具有还原性,能使品
红溶液褪色是因为S02具有漂白性,S02不能使石蕊试液褪色;B项能使品红溶
液褪色的物质很多,不仅仅是S02;C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同;D
项S02和C12等物质的量混合后在溶液中发生反应S02+C12+2H20===H2S04+
2HC1,从而失去漂白能力。
2.在BaC12溶液中通入S02气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体①C12
②NH3③N02④H2s均会产生沉淀。
回答下列问题:
(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是
①;②;
③;④o
(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因
①
②
答案(1)①BaS04②BaS03③BaS04④S
(2)①S02+C12+2H20===S0+2Cl—+4H+、S0+Ba2+===BaS04I(或S02+C12
+2H20+Ba2+===BaS04I+2C1-+4H+)②2H2S+S02===3SI+2H20(或
2H2S+H2S03===3SI+3H20)
3.某化学兴趣小组为探究S02的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(D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中发生的现象分别是
这些现象分别说明S02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S02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)蒸镭烧瓶Na2s03+H2s04(浓)===Na2s04+S02f+H20(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+2MnO+
2H20===2Mn2++5S0+4H+(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃
酒精灯加热,溶液恢复为红色(4)NaOH
解析第⑵问向Na2s溶液中通入S02,最终生成了S单质,S为不溶于水的黄
色固体。第⑶问要注意关闭分液漏斗旋塞,不再产生S02后再加热。
归纳总结
1.二氧化硫的复习方法
在复习二氧化硫的性质时,要从以下几个角度复习:(1)属性,属于酸性氧化物,
所以具有酸性氧化物的性质,可类比C02气体的化学性质,但应注意与C02的区
别。(2)价态,二氧化硫中的硫为+4价,处于中间价态,所以既能升,也能降,
既具有氧化性,也具有还原性,但主要表现还原性。
(3)特性,漂白性。
2.熟记中学化学中的四大还原性离子:
还原性:S2->S0>I->Fe2+
(1)能被空气中的氧气氧化而变质。
(2)易被KMnO4(H+)、HN03、滨水、氯水、Fe3+(不氧化Fe2+)等氧化。
(3)S02、H2s03、Na2S03均有较强的还原性,且还原性:S0>H2S03>S02o
(4)H2S、HS—、S2一也均有很强的还原性。
3.常见的能用于漂白的物质的比较
用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的
物质活性炭活性炭吸附漂白物理变化物理漂白不可逆一般用于溶液漂白
氯气次氯酸利用次氯酸的强氧化性进行漂白化学变化氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质次氯酸盐次氯酸过氧化钠过
氧化氢过氧化氢的强氧化性化学变化氧化还原漂白,不可逆可以漂白所有有
机色质过氧化氢二氧化硫二氧化硫二氧化硫与有色物质化合生
成不稳定的无色物质化学变化非氧化还原漂白,可逆具有选择性,如品红、
棉、麻、草等题组二S02与C02的检验
4.下列溶液能够区别S02和C02气体的
是(
)
①澄清的石灰水②H2s溶液③酸性KMnO4溶液④氯水⑤品红
溶液
A.①②③B.②
③④
C.除①以外D.全部
答案C
解析S02和C02都属于酸性氧化物,它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐,
所以不能利用这一性质来区别S02和C02。S02具有氧化性,能将H2s溶液氧化
生成单质硫(有淡黄色沉淀生成);S02也具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和氯
水氧化(溶液褪色);S02还具有漂白性,能使品红溶液褪色。而C02没有这些性
质。所以可以用②、③、④、⑤来区别S02和C02。
5.下列实验中能证明某气体为S02的
是(
)
①使澄清石灰水变浑浊②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液褪色
④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaC12溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀
盐酸⑤通入澳水中,能使滨水褪色,再滴加Ba(N03)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明B.都不能证明
C.③④⑤均能证明D.只有⑤能证明
答案D
解析C02也能产生①④中的实验现象,酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试
纸变红,氯气也能使品红溶液褪色。实验⑤说明气体有还原性,结合后续实验现
象说明该气体是S02。
6.右图是检验某无色气体A是S02和C02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o
(2)C中加入的试剂是_作用是一。
(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0
解题指导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S02并检验S02是否除尽,所以酸性高锌酸钾溶液颜色变浅,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S02
(2)酸性KMnO4溶液除去S02并检验S02是否除尽
(3)澄清石灰水检验C02
(4)酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色)
答题模板
1.S02鉴别的一般方法
(1)利用物理性质鉴别
气味:用标准的闻气体气味法,S02有刺激性气味。
(2)利用化学性质鉴别
①氧化性:与硫化氢气体混合,有淡黄色固体生成。②还原性:将气体通入稀氯
水中,使氯水褪色;将气体通入稀澳水中,溟水褪色;将气体通入酸性高镒酸钾
溶液中,酸性高铳酸钾溶液褪色;将气体通入氯化铁溶液中,氯化铁溶液由黄色
变成浅绿色;将气体通入硝酸钢溶液中,产生沉淀。
(3)漂白性
将气体通入品红溶液中,能使品红溶液褪色;加热颜色又恢复。
2.检验S02和C02同时存在的一般流程
S02和C02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
流程设计检验S02?除去S02?检验S02是否除尽?检验C02选用试剂品红溶液
酸性KMnO4溶液品红溶液澄清的石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊
注意有时为简化装置,可将除去S02和检验S02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。(如本题组的6题C
装置的作用)
题组三二氧化硫对环境的污染及治理
7.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:
时间(h)开始81624324048pH5.04.84.54.34.24.04.0(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o
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)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是
①少用煤作燃料②把工厂的烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的
土壤中加石灰
⑤开发新能源
A.①②③B.②③④⑤C.①③
⑤D.①③④⑤
答案(1)2H2so3+02===2H2s04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
解析酸雨的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,使pH减小。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。要减少酸雨的
产生,首先要了解大气中二氧化硫的来源。大气中二氧化硫的来源主要是化石燃
料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、造纸等生产过程中产生的尾气。因此
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。至于把烟囱造高,显然不会改
变二氧化硫的排放量,对全球酸雨的危害不会减少。在己酸化的土壤中施石灰,
是对因酸雨造成的危害的被动治理措施,与从源头上控制二氧化硫的产生无
关。
考点二硫酸及硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
H2s04是无色液体,能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2s04稀
释的方法是将浓H2S04沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式:
①铁:Fe+2H+===Fe2++H2t;
②MgO:MgO+2H+===Mg2++H20;
③Ba(OH)2:Ba2++20H—+2H++S0===BaS04J+2H20;
④Na2s03:S0+2H+===H20+S02t;
⑤BaC12:Ba2++S0===BaS04I0
3.浓H2s04的特性
(1)填写下表
实验实验现象硫酸的
特性少量胆矶加入浓硫酸中蓝色固体变白吸水性用玻璃棒蘸取浓硫酸
滴在滤纸上沾有浓H2S04的滤纸变黑脱水性将铜片加入盛有浓硫酸
的试管中加热铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体强氧化性(2)
分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2s04(浓)△(△的)CuS04+S02t+2H20,C+2H2s04(浓)△(△S)%2t+
2S02f+2H20o
(3)常温下,铁、铝遇浓H2s04钝化(钝化,)可用铝槽车运浓H2s04。
4.SO的检验
检验S0的正确操作方法:被检液加足量盐酸酸化(加足量盐酸酸化被)取清液滴
加BaC12溶液(滴加BaC12溶液液)有无白色沉淀(判断有无S0)
先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaC12溶液,有白色沉淀产
生,可能发生反应的离子方程式:C0+2H+===C02t+H20、S0+2H+===S02t
+H20、Ag++Cl-===AgClI、Ba2++S0===BaS04J。
深度思考
1.下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法,请将实验现象填入下表:
浓硫酸稀硫酸物理性质加水放出大量热无明显变化观状态油状液体
液态密度P浓H2s04>P稀H2s04化学性质铁片无明显变化(钝化)铁片
逐渐溶解,
并产生无色气体铜片(加热)铜片溶解,产生无色气体不反应白纸变黑
无明显变化胆矶蓝色变白胆矶溶解形成蓝色溶液2.将64g铜箔加入到
盛有含2molH2S04的浓H2S04试管中加热。
(1)铜箔能否完全溶解?请解释原因。
(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。
答案(D不能,因为随着反应的进行,浓H2s04变为稀H2s04,反应停止。(2)H
+与N0又能氧化铜片,发生反应3Cu+2N0+8H+===3Cu2++2N0t+4H20
题组一硫酸的性质及实验探究
1.硫酸是中学化学实验室的常见药品,其性质有①酸性②吸水性③脱水性
④强氧化性⑤催化作用,请将序号填在相应的横线上:
(1)锌和稀H2S04制H2;
(2)浓硫酸作干燥剂;
(3)浓硫酸与蔗糖的炭化实验(黑面包实验);
(4)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯;
(5)乙酸乙酯的水解;
(6)纤维素的水解;
(7)浓硫酸与铜的反应;
(8)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红,后来又变黑o
答案⑴①⑵②(3)②③④(4)②⑤⑸⑤(6)⑤⑺①
④(8)①③
2.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6.4g铜片和10mL18mol-L-1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储水,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2Cu+024(^
u)2CuO,CuO+H2S04===CuS04+H20。
对比甲的方案,你认为丙同学的优点是①
②
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
________________________________________________________________________________________________________________________________________________O
答案⑴BD
(2)灰白色物质溶解,溶液变为蓝色CuS04
(3)S+2H2S04C^)Z\(4))3S02t+2H20
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)①产生等量的硫酸铜,消耗的硫酸更少②不产生有毒气体S02
(5)H2S04+Cu+H202===CuS04+2H20
解析(1)浓硫酸有强烈的腐蚀性和氧化性,选B、Do
(2)浓硫酸有吸水性、脱水性,在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应
生成的无水硫酸铜。
(3)反应中生成的淡黄色固体是硫,持续加热,硫被浓硫酸氧化。
(4)丙方案用H2s04的量少,且没有二氧化硫有毒气体产生。
(5)铜片有还原性,能被氧化成铜离子,过氧化氢有氧化性能被还原为水,稀硫
酸提供氢离子。
反思归纳
⑴注意"量变〃引起的“质变〃
①浓硫酸参加的反应,随着反应的进行,因水的生成和硫酸的消耗会造成硫酸浓
度的减小进而引起“质变”。如浓硫酸与Zn的反应。
②铁和浓硫酸加热条件下,可发生反应,但生成物决定于铁的量,铁不足生成
Fe3+,铁过量生成Fe2+。
(2)注意工业上生产胆矶的方法
工业上生产胆研时,一般不用铜和浓硫酸反应,而是先把铜在空气中灼烧后,再
与稀硫酸反应,目的是节约原料和防止污染。
题组二S0的检验
3.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严密的
是()
A.检验试液中的S0:试液稀硝酸(稀硝酸液)无沉淀BaC12溶液(BaC12溶液
密)白色沉淀
B.检验试液中的S0:试液足量稀盐酸(足量稀盐酸的)无沉淀BaC12溶液
(BaC12溶液密)白色沉淀
C.检验试液中的I一:试液H2O2(H202中)深黄色溶液淀粉溶液(淀粉溶液
中)深黄色溶液
D.检验试液中的CO:试液足量BaC12(足量BaC12密)白色沉淀足量稀盐酸(足
量稀盐酸1)沉淀溶解
答案B
解析A选项中先加入稀硝酸,如果溶液中没有SO,而存在SO,硝酸可能将SO
氧化成SO,最终也会出现白色沉淀,A选项错误;B选项中先加入足量稀盐酸,
可以排除SO、Ag+等离子的干扰,然后加入BaC12溶液产生白色沉淀,说明原
溶液中存在SO,B选项正确;如果溶液中存在1一,I一具有还原性,被过氧化
氢氧化为碘单质,碘单质遇淀粉溶液显蓝色,但是C选项中最终溶液没有变蓝色,
故C选项错误;D选项中如果存在SO,也会出现相同的实验现象,故D选项错误。
4.对某酸性溶液(可能含有Br—、SO、H2s03、NH)分别进行如下实验:
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
②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;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaC12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.Br-B.S0
C.H2S03D.NH
答案B
解析①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色,则溶液中一定含有H2s03,因
H2s03不稳定,分解产生的S02可使品红溶液褪色。②加碱加热后,产生使润湿
的红色石蕊试纸变蓝的气体,即有NH3产生,说明溶液中一定含有NH。③加入
氯水时溶液显黄色,说明原溶液中含有Br一,再加BaC12有白色不溶于稀HN03
的沉淀生成,说明此时溶液中含S0,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧
化H2s03产生的,故不能确定的为S0。
易错警示
S0检验的易错点
(D只加可溶性钢盐,不酸化。误将CO、P0、SO等干扰离子判断成SO。因上述
离子会产生BaC03、Ba3(P04)2、BaS03白色沉淀。
(2)误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaC12溶液,再加稀盐酸有
白色沉淀便断定含S0。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也
会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgClI(白色),Pb2++2Cl-===PbC12I(白
色)。
⑶误将S0判断成SOo如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(N03)2溶液生成白
色沉淀,便误以为有S0。该错误是未注意NO具有强氧化性,在酸性环境中发生
反应:Ba2++S0===BaS03I(白色),3BaS03+2H++2N0===3BaS04I(白色)+
2N0t+H20o
考点三硫及其化合物的相互转化
1.
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,即台
阶式升降
如:H2—2(—2元)02?不足?H2、△0(0、)02H2S+4(+4))0202(02))+6(+
6))03
3.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应
如S和H2S、S和S02、S02和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
4.含硫物质的连续氧化
硫元素H2s\o(----%\s\up7(足量02(H2S\o(----%\s\up7(足量02低)
1.右图表示某固态单质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:
⑶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。
①写出反应的离子方程式:
一②反应后溶液的高7(填"大于"、"小于等于"),理由是
③加热反应看的溶液,其pH(填"增大"、"不变"或"减小”),理由是
_____O
答案(1)S+H2A(A))H2S
(2)H2so3+2H2s===3SI+3H20
(3花+2出504(浓)/\(4))0)2f+2S02t+2H20(其他合理答案也可)
(4)①H2s03+20H一===S0+2H20
②大于Na2s03是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性
③增大水解是吸热反应,加热促使S0水解程度增大,因而pH增大
解析常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、12,而能在空气中
反应生成气体化合物的只有C、So由A在加热条件下可与氢气反应,B、C的相
对分子质量之比为4:5,确定A是单质硫,因为S02和S03的相对分子质量之
比恰为4:5,硫酸是重要的工业原料,化合物E应为H2S03o将5mL0.10mol-L
-1的E(H2s03)溶液与10mL0.10mol•LT的NaOH溶液混合,二者恰好完全
反应,所得溶液为Na2s03溶液;由于S0+H20HSO+OH-,所以溶液显碱
性。根据水解的特点可知加热溶液可以促进水解。
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:
X(X是)Y(Y是)Y(Y是)Z(Z是)
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:
⑴A是,Y是,Z是。
(2)当X是强酸时,£是写出B生成C的化学方程式:
⑶当X是强碱时,E是,写出B生成C的化学方程式:
思路点拨--*--*
答案⑴(NH4)2S02H20
(2)H2S042H2S+302点燃(点燃H)2S02+2H20
(3)HN034NH3+502催化剂△4N0+6H20
解析本题考查氮、硫及其化合物的转化关系。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,而Y是能提供的物质,A为正盐,与碱反应放出的物质
能连续两次氧化最后得一含氧酸,可推知A可能是镂盐:A0H-(0H-
盐)NH3[0]([0]盐)N0[0](同盐)NO2H20(H20盐)HN03,而A与强酸反应时,生成
的物质也会连续氧化两次,最后生成含氧酸,则A可能为硫化物(含S2—):AH
+(H+硫)H2S[OHM))S02[0]([0]))S03H20(H20))H2S04
综上所述可确定A是(NH4)2S。
3.硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排
放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量,采用以下方案:
甲方案:如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气
通入一定体积已知浓度的碘水中测定S02的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,
立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验的准确度,其理由
是
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种:
⑶洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的S02含量
(填“偏高"、"偏低''或"无影响")。
乙方案:实验步骤如下面流程图所示:
(4)写出步骤②中反应的化学方程式
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是
(6)通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫的含量(体
积分数)为(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案:将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(0H)2溶液中,其余步
骤与乙方案相同。
(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:
答案(D增大气体与溶液的接触面积,有利于S02与碘水充分反应
(2)酸性高锈酸钾溶液(或其他合理答案)
⑶偏低
(4)H2S04+Ba(OH)2===BaS04I+2H20
(5)向漏斗里注入蒸储水,使水面没过沉淀物,待水流尽后,重复操作2〜3
次
(6)(或%)
(7)不合理。亚硫酸钢容易被(氧气)部分氧化为硫酸钢
解析(1)甲方案利用的原理为SO2+I2+2H2O===H2so4+2HI。洗气瓶C中导管
末端连接一个多孔球泡D,可以增大S02与碘水的接触面积,使S02和碘水充分
反应。(2)洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高镒酸钾溶液、澳水等代替。(3)洗气
瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,则通入尾气的体积增大,因此S02
含量偏低。(4)乙方案利用的原理为S02+H202===H2S04,H2S04+
Ba(0H)2===BaS04;+2H20o步骤②中反应的化学方程式为H2s04+
Ba(0H)2===BaS04;+2H20。(5)步骤③中洗涤沉淀时需要重复洗涤2〜3次。(6)
根据S02〜BaS04,则尾气中二氧化硫的体积为X22.4L,故尾气中二氧化硫的
含量为X100%=%。(7)丙方案利用的原理是S02+Ba(0H)2===BaS03I+H20,由
于BaS03容易被空气中的氧气氧化为BaS04,因此BaS03的质量m的数值不准确,
故该方案不合理。
归纳总结
关系式法计算的适用范围及建立关系式的方法
1.关系式法计算的适用范围
凡反应连续进行,上一步反应的生成物为下一步反应的反应物继续反应时,均可
用关系式法。
2.建立关系式的方法
(1)利用方程式中化学计量数间的关系建立关系式。(2)叠加化学方程式来找关系
式。(3)可利用原子守恒思想(在化学反应过程中,原子的种类和数目不变),如
直接找出参与反应的FeS2与硫酸间的定量关系。S原子守恒可得:S-H2S04,
一个FeS2中含有两个S原子,故FeS2〜2H2s04。
探究高考明确考向
1.判断正误,正确的划错误的划
(1)二氧化硫可广泛用于食品的增
白
()
(2013•四川理综,1A)
(2)Na2S203溶液中加入稀硫酸的离子方程式:2S20+4H+===S0+3SI+
2H2O()
(2013•四川理综,3D)
(3)用BaC12溶液鉴别SO与
SO
()
(2012•广东理综,9B)
(4)浓硫酸有强氧化性,所以浓硫酸可用于干燥H2和
CO()
(2012•广东理综,12C)
(5)将S02通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将S02通入滨水,滨水褪
色后加热也能恢复原
色
()
(2009•山东理综,13D)
答案⑴X(2)X(3)X(4)X(5)X
解析(l)S02对人体有害,属有毒物质,错误。(2)反应产物应为S02、S、H20,
错误。(3)BaS04、BaS03均为白色沉淀。(4)浓硫酸作干燥剂是利用其吸水性。
(5)Br2能氧化S02,Br2被还原成Br一而显无色,加热后不能恢复原色。
2.下列措施或叙述不合理的
是
()
A.用S02漂白纸浆和草帽辫(2013•广东理综,11A)
B.用硫酸清洗锅炉中的水垢(2013•广东理综,11B)
C.将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明浓硫酸有脱水性和强氧化性
(2013•广东理综,23A)
D.Na2S03与H202的反应为氧化还原反应(2013•天津理综,1B)
答案B
解析A项,S02具有漂白性,可用来漂白纸浆和草帽辫,但不能用来漂白食品,
正确;B项,H2s04能和水垢反应,但生成的CaS04微溶,由一种微溶物转化成
另一种微溶物,并没有被除去,应选取盐酸或醋酸,错误;C项,蔗糖变黑,证
明浓硫酸有脱水性;膨胀,说明有气体生成,说明浓硫酸有强氧化性,正确;D
项,Na2s03中+4价的硫元素被H202中一1价氧元素氧化,二者反应为氧化还
原反应,正确。
3.[2013•天津理综,10(2)②]洗涤含S02的烟气。以下物质可作洗涤剂的是
A.Ca(0H)2B.Na2C03
C.CaC12D.NaHS03
答案AB
解析S02为酸性气体,可用碱性溶液来吸收。
4.(2011•上海,7)下列溶液中通入S02一定不会产生沉淀的
是()
A.Ba(0H)2B.Ba(N03)2
C.Na2SD.BaC12
答案D
解析S02是酸性氧化物,能与Ba(0H)2溶液反应生成BaS03沉淀;H2s03属于
中强酸,不能与BaC12溶液反应;H2s03中S元素呈+4价,因此H2s03在反应
中既表现酸性,又表现还原性与氧化性,S02与Ba(N03)2、Na2s反应的方程式
分别为3502+2地0+82伽03)2===82504|+2N0t+2H2s04、3S02+2Na2S===3S
I+2Na2S03o
5.(2013•上海,八)二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。
二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,
二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空:
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选
用的发生装置是(填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚
硫酸钠g(保留一位小数);如果已有40%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成
硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱
法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收反应为S02+Ca(0H)2-->CaS03;+H20。吸收产物亚硫酸钙
由管道输送至氧化塔氧化,反应为
2CaS03+02+4H20-->2CaS04•2H20。其流程如下图:
碱法的吸收反应为S02+2Na0H--►Na2s03+H20。碱法的特点是氢氧化钠碱性
强、吸收快、效率高。其流程如下图:
已知:
试剂Ca(0H)2NaOH价格(元/kg)0.362.9吸收S02的成本(元/mol)0.027
0.232石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是
和碱法相比,石灰一石膏法的优点是
缺点是
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱
硫方案(用流程图表示)。
答案⑴ae(2)18.933.1
(3)酸性氧化物与碱的反应原料便宜,成本低吸收慢,效率低
(4)
解析用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,利用固液不加热制取气体装
置,因此选ae。
设需Na2S03的质量为mg
H2S04+Na2S03---Na2S04+S02t+H20
126g22.4L
mg3.36Lm=18.9
设含40%的亚硫酸钠的样品质量为100g,则生成硫酸钠的质量为45.1g,则这
时亚硫酸钠的质量分数为(100—40)/(100—40+45.1)=57.设,则至少需称取该
亚硫酸钠18.9g/57.1%=33.1go由于石灰的碱性比氢氧化钠弱,吸收S02的
速率慢、效率低,但吸收成本比氢氧化钠低的多。
6.[2012•北京理综,25(1)(2)(3)①]直接排放含S02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S02。
(1)用化学方程式表示S02形成硫酸型酸雨的反应:o
(2)在钠碱循环法中,Na2S03溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收S02制得,
该反应的离子方程式是O
(3)吸收液吸收S02的过程中,pH随n(S0):n(HSO)变化关系如下表:
n(SO):n(HSO)91:91:19:91pH8.27.26.2由上表判断,NaHS03
溶液显性,用化学平衡原理解释:o
答案(DS02+H20H2s03、2H2so3+02催化剂(催化剂0)2H2s04
(2)20H-+S02===H20+SO(3)酸HSO存在:HSOH++S0和HS0+H20
H2S03+0H-,HSO的电离程度强于水解程度
解析(DS02和H20发生反应生成H2s03,H2s03被02氧化为H2s04。
(2)书写离子方程式时,氧化物应写成化学式形式,S02与NaOH溶液反应生成
Na2S03的离子方程式为20H-+S02===H20+S0o
(3)由于HSO在溶液中既能电离又能发生水解,而HSO的电离程度大于HSO的水
解程度,故NaHSO3溶液显酸性。
练出高分
1.下列关于硫及其化合物的说法中正确的
是()
A.自然界中不存在游离态的硫
B.二氧化硫的排放会导致光化学烟雾的产生
C.二氧化硫能使滴有酚献的氢氧化钠溶液褪色,体现了其漂白性
D.浓硫酸可用来干燥S02、CO、C12等气体
答案D
解析自然界中存在游离态的硫;排放二氧化硫会污染空气,形成酸雨,但不会
导致光化学烟雾产生;二氧化硫能使滴有酚酷的氢氧化钠溶液褪色,体现了酸性
氧化物的性质;浓硫酸具有吸水性,可干燥S02、CO,C12等气体。
2.下列说法正确的
是
()
A.S02和S03都是酸性氧化物,二者的水溶液都是强酸
B.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成大量的S03
D.富含硫黄的矿物在工业上可用于制造硫酸
答案D
解析S02溶于水形成亚硫酸,亚硫酸是弱酸,A项错误;常温下铜片和浓硫酸
不反应,加热条件下才反应,B项错误;硫粉在过量的纯氧中燃烧生成大量的S02,
C项错误。
3.下列实验报告记录的实验现象正确的
是(
)
答案B
解析S02的水溶液呈酸性,使石蕊试液变红色,但不能漂白石蕊试液;S02能
漂白品红溶液,使品红溶液褪为无色;S02的饱和溶液加入Ba(N03)2溶液中,
S02被NO氧化为SO,SO与Ba2+形成BaS04沉淀;d试管中:SO2+2NaOH===Na2SO3
+H20,Na2S03与BaC12反应生成BaSO3沉淀。
4.下列现象或事实可用同一原理解释的
是(
)
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
B.S02和FeS04溶液使酸性高镒酸钾的紫色褪去
C.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质
D.亚硫酸钠溶液和氯化铝溶液在空气中蒸干不能得到对应的溶质
答案B
解析A中浓硫酸变稀是因为其吸水性,浓盐酸变稀是因为HC1挥发;B中紫色
褪去都是因为发生了氧化还原反应;C中漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中均会
变质,前者是与空气中的水和二氧化碳发生反应,生成的次氯酸又分解,发生了
氧化还原反应,而后者只发生了复分解反应,是强酸制弱酸(碳酸的酸性强于硅
酸);D中前者生成硫酸钠是因为发生了氧化还原反应,后者得到的是氢氧化铝,
是因为A13+水解生成A1(OH)3和HC1,且HC1易挥发,所以答案选B。
5.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的
是()
A.硫黄矿制备硫酸经历两步:S02/点燃(02/点燃硫)SO3H20(H20点)H2s04
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以单质的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少S02排放,发生的反应为2CaC03+2S02+
02===2C02+2CaS04
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,
不具有还原性
答案C
解析A项,用硫黄制硫酸时,第一步只能将硫氧化成S02;B项,酸雨与土壤
中的金属氧化物反应后,硫元素以S0的形式进入土壤中;D项,土壤中的闪锌
矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS的溶解度比ZnS的小。
6.下列化学反应的离子方程式正确的
是(
)
A.在稀氨水中通入过量C02:NH3•H20+C02===NH+HC0
B.少量S02通入漂白粉溶液中:S02+H20+Ca2++2C10-===CaS03I+
2HC10
C.用稀HN03溶解FeS固体:FeS+2H+===Fe2++H2st
D.向NH4HC03溶液中加入足量Ba(0H)2溶液:2HC0+Ba2++20H-===BaC03I
+C0+2H20
答案A
解析稀氨水与过量C02反应生成NH4HC03,A选项正确;B选项中生成的HC10
有强氧化性,而CaS03有还原性,应发生氧化还原反应生成CaS04,B选项错误;
C选项中HN03有强氧化性,会与Fe2+、H2S发生氧化还原反应,生成Fe3+、S,
C选项错误;D选项中NH4HC03与足量Ba(0H)2溶液反应,则NH4HC03中的NH
与HCO都与0H—反应,应该为NH+HCO+Ba2++20H-===BaC03I+NH3t+
2H20,D选项错误。
7.下列制取硫酸铜的实验设计中,能体现〃经济、高效、环保〃精神的最佳方
案是()
A.铜与浓硫酸共热
B.用铜片为阳极,石墨为阴极,电解稀硫酸
C.先灼烧废铜屑生成氧化铜,然后再用浓硫酸溶解
D.适当温度下,使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解
答案D
解析A项有S02生成;B项耗能较多;C项也耗能过多。
8.用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的
是()
A.若品红溶液①褪色,则说明产物中含有S02
B.若溟水褪色,则说明S02具有还原性
C.若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡,则说明Na2S203只作氧化剂
D.若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊,则说明亚硫酸比
碳酸的酸性强
答案C
解析A项,S02能使品红溶液褪色;B项,二氧化硫使滨水褪色表现还原性;C
项,此反应中Na2s203既作氧化剂又作还原剂;D项,品红溶液②不褪色说明无
二氧化硫,Na2Si03溶液中出现白色浑浊说明通入了二氧化碳,依据强酸制弱酸
的原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。
9.研究性学习小组做铜与浓硫酸反应的实验时,发现试管底部有白色固体并夹
杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸,将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有
少量水的烧杯中,发现所得溶液为蓝色,黑色固体未溶解。过滤、洗涤后,向黑
色固体中加入过量浓硝酸,黑色固体溶解,溶液呈蓝色,向所得溶液中加BaC12
溶液后有白色沉淀生成。下列结论不正确的
是
()
A.铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuS04
B.加BaC12溶液后所得白色沉淀是BaS04
C.白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuO
D.白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素Cu、S
答案C
10.锌与100mL18.5mol-L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成
气体甲33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液的pH=l。下
列叙述不正确的是()
A.反应中共消耗1.8molH2S04
B.气体甲中S02与H2的体积比为4:1
C.反应中共消耗97.5gZn
D.反应中共转移3mol电子
答案B
解析反应后溶液的pH=l,说明硫酸过量,且反应后硫酸的物质的量为0.05
mol,则反应掉的硫酸的物质的量为18.5X0.1mol—0.05mol=l.8mol,A正
确;随着反应的进行,硫酸浓度会变稀,可能会生成氢气,所以生成的气体甲可
能是S02和H2的混合物,由Zn+2H2s04(浓)===ZnS04+S02t+2H20,Zn+
H2s04(稀)===ZnS04+H2t,不论是生成S02还是H2都是1molZn产生1mol
气体甲,n(Zn)=n(甲)=n(ZnS04)==1.5mol,则反应中共消耗Zn97.5g,C
正确;反应中转移电子的物质的量为锌的物质的量的两倍,为3mol,D正确;
由硫原子守恒可知n(S02)=1.8mol—1.5mol=0.3mol,n(H2)=1.5mol—0.3
mol=1.2mol,所以S02和H2的体积比为1:4,B错误。
11.中学化学中几种常见物质的转化关系如下图(部分产物未列出)。A是一种金
属单质,D是一种非金属固体单质。
请回答下列问题:
(DA、C的化学式分别为A,C0
(2)F的浓溶液与A反应过程中,F体现的性质与下列反应中H2S04体现的性质完
全相同的是(填字母序号)。
A.C+2H2s04(浓)△(△母)C02t+2S02t+2H20
B.Fe+H2s04===FeS04+H2t
C.Cu+2H2s04(浓)△(△S)CuS04+S02f+2H20
D.
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