高三化学二轮复习20-小专题-含硫化合物深度学习与思考

第(第(03)期学号姓名课题：含氧酸如花竞秀“硫”芳“硫”艳硫一流 ——含硫化合物深度学习与思考编写:孙向东校对:王润芝硫及其化合物是中学化学中元素化合物知识的重要组成部分，也是历年高考的重点内容。高考中主要考查的是硫及其化合物的相互转化关系以及酸雨与大气污染及防治。硫元素具有多种价态且各化合物的相互转化关系丰富，也是氧化还原反应的重要素材，为更好地学习这部分知识，现对课程标准要求中的硫及其化合物，尤其是含氧酸部分考点总结如下：一．硫单质1．通常单质硫是黄色的晶体，又称作硫磺。硫单质的同素异形体有很多种，不同分子种类的硫单质包括S2（二聚硫），S3（三聚硫），S4（四聚硫），S5（五聚硫），S6（环六硫），S7（环七硫），S8（环八硫），S9（环九硫），S10（环十硫），S11（环十一硫），S12（环十二硫），S18（环十八硫），S20（环二十硫）和硫链等。硫的稳定单质为S8：S8的结构中S原子的采用sp3杂化，键角为105°，为非极性分子，结构如图：二．硫的氧化物结构对比SO2SO3标况下状态气体固体价层电子对数33中心原子VSEPR模型平面三角形平面三角形中心原子杂化类型sp2sp2中心孤电子对10分子构型V形平面三角形结构式键角119.5°120°化学键类型σ键、π34σ键、π46分子极性极性分子非极性分子〖特别说明〗1．SO2中大π键的形成：①三个原子均为sp2杂化，分子构型为V形；②与O3成键情况相同，形成了两个σ键，未杂化轨道中的电子形成离域大π键，记作π34。2．SO3中大π键的形成：①S原子为sp2杂化，分子构型为平面形； ②S原子的6个价电子均在杂化轨道内，向3个O原子提供孤电子对形成3个配位键（σ键）； ③垂直于杂化轨道的3个O原子的3个p轨道中有6个电子，形成离域大π键记作π46。大π键中，S不提供电子。3．在液态和固态SO3分子中，存在三聚和多聚SO3分子，在(SO3)3、(SO3)n中S原子均采用用sp3杂化方式，如图。三．硫的含氧酸1．硫酸（H2SO4）：分子结构为：或 硫酸分子中，S采用sp3杂化，四个杂化轨道中，两个单电子的轨道与羟基形成σ

键，剩下两对孤对电子分别进入O的空轨道上，（此时O原子2p轨道为），而O的两个2p轨道孤对电子也配位进S的3d空轨道，形成Opx→S、Opy→S

的dp反馈π键（也是配位

π

键）。由于dp反馈π键重叠性较差，一个反馈π键相当于0.5个键级，两个反馈π键合起来相当于一个键，所以最终画成了S=O双键。分子结构画成

S→O也常见，这是

S→O

配位

σ

键，反馈π键因为很弱没画出来。2．亚硫酸（H2SO3）：分子结构为：亚硫酸为无色液体，具有SO2的窒息气味，易溶于水，易分解。是一种还原剂，容易被氧化生成硫酸。亚硫酸储存于阴凉、通风的库房。主要用作分析试剂、还原剂、漂白剂及防腐剂，也可用于纺织、造纸、冶金工业和有机合成。3．硫代硫酸（H2S2O3）分子结构为： 硫代硫酸钠中的S2O32－可看成是SO42－中的一个非羟氧原子被硫原子所代替，所以S2O32－与SO42－结构相似，具有四面体结构。在S2O32－中S的平均化合价为+2价，但两个S原子的化合价并不相同，中心S原子为+6价，另一个S为－2价。〖特别说明〗在分析化学中滴定I2的，常用Na2S2O3标准溶液作还原剂。2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI4．过一硫酸（H2SO5）：也称过氧硫酸，又名卡罗酸分子结构为：当H2SO4与H2O2混合，生成过一硫酸。可以看成是H2O2中一个氢原子被磺酸基－SO3H取代的产物。它是无色吸水性晶体。熔点45℃，加热爆炸分解。因含有过氧根而具有强氧化性，与芳香化合物混合爆炸。在水中缓慢水解为硫酸与过氧化氢，它是一元强酸。5．过二硫酸（H2S2O8）：分子结构为：过二硫酸的“过”指H2O2，“二”指两个磺酸基(－SO3H)取代氢，可以看成是H2O2中两个氢原子均被磺酸基(－SO3H)取代的产物。常温下，过二硫酸是白色晶体；65℃熔化并有分解，放出氧气。熔点338K(分解)，易吸湿、有强吸水性，极易溶于水，热水中易水解，具有强氧化性，强于过一硫酸，酸及其盐的水溶液全是强氧化剂。6．焦硫酸（H2S2O7） 分子结构为：焦硫酸是H2SO4+SO3H2S2O7化合而成的。（焦：相当于两个酸分子脱去一个水）焦硫酸是一种无色的晶体，熔点为308K，当冷却发烟硫酸时，就可析出焦硫酸晶体。焦硫酸与水反应又生成硫酸，焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性、吸水性和腐蚀性。可用作染料、炸药制造中的脱水剂。它还是良好的磺化剂，用于合成有机磺酸类化合物。7．焦亚硫酸（H2S2O5）：也叫偏二亚硫酸 分子结构为： 焦亚硫酸是H2SO3+SO2H2S2O5化合而成的。 焦亚硫酸为无色结晶或白色结晶性粉末。有SO2的气味。熔点190℃（分解），易溶于水，水溶液呈酸性。不溶于乙醇。遇酸放出二氧化硫。在潮湿空气中氧化为硫酸盐。8．连二硫酸（H2S2O6） 分子结构为：（H2S2O6，相当于两个磺酸基相连）连二硫酸是一种很不稳定的强酸，只存在于稀溶液中，加热或在浓溶液中都很快地分解为H2SO4和SO2。连二硫酸盐比较稳定，所有金属的连二硫酸盐都溶于水。H2S2O6H2SO4

+SO2↑9．连二亚硫酸（H2S2O4）连二亚硫酸不是很常见，主要以盐的形式存在于自然界.分子结构为：10．连三硫酸（H2S3O6），连四硫酸（H2S4O6）分子结构为：、 连n硫酸就是在两个磺酸基中间加“S”，n为硫原子的总数。连三硫酸具有还原性，如与氯气的反应为：H2S3O6+4Cl2

+6H2O3H2SO4+8HCl连三硫酸的钠盐易分解，如在酸性条件下的分解反应为：Na2S3O6S↓+SO2↑+Na2SO4而连四硫酸钠可用碘或H2O2氧化Na2S2O3制得：2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI11．连多硫酸（H2SnO6，n=3～6，两个磺酸基间加硫）分子结构为：连多硫酸的通式为H2SnO6，n=3～6。对应的阴离子的通式为O3SSmSO32－，m=0～4的连多硫酸盐已被确定。游离的连多硫酸不稳定，迅速分解为S，SO2或SO42－等。如，H2S5O6

H2SO4

+SO2↑+3S↓高三化学小专题第(03)期第二张班级学号姓名 “含硫化合物深度学习与思考”专题练习四．含氧酸的命名原则1．原酸：理论上讲，每种元素都有其“原酸”形式，如果用“R”表示该元素，若正化合价为“+n”的话，则其原酸的化学式为“R(OH)n”，也可以写成HnROn的形式，如原硅酸H4SiO4。原酸脱水：很多时候，由于元素原子半径小，R原子周围容纳不了“原酸”分子中过多的OH原子团，就会发生脱水。、不脱水如H6SO6(原硫酸)－2H2O=H2SO4(正硫酸，简称硫酸)。对于同一周期元素，从上到下，随着原子半径的增大，其原子周围能容纳OH原子团数目会逐渐増多，如氧族的碲元素对应的碲酸就是H6TeO6。同理，高氯酸是HClO4(H7ClO7－3H2O)。2．“正”“亚”“次”：通常，把某种元素最为常见的稳定含氧酸称为该元素的“正酸”，命名时往往省略“正”字， 直接叫“某酸”。如硫酸、氯酸。如果该元素还有比正酸中元素化合价高的含氧酸，一般称为“高某酸”，如高氯酸HClO4。在“某酸”的基础上，少一个氧原子的酸叫“亚某酸”，再少一个氧原子的酸叫“次某酸”。示例如下：HClO4(高氯酸)HClO3(氯酸)HClO2(亚氯酸)HClO(次氯酸)H2SO4(硫酸)H2SO3(亚硫酸)H2SO2(次硫酸)次硫酸尚未制得，次硫酸只能以盐的形式存在，不存在游离酸。H3PO4(磷酸)H3PO3(亚磷酸)H3PO2(次磷酸)3．“焦”和“偏”R最高价含氧酸为“正R酸”，正酸分子脱一个H2O，叫“偏R酸”，两个正酸分子之间脱去一个H2O，叫“焦R酸”。示例如下：H3AlO3(铝酸)或Al(OH)3HAlO2(偏铝酸)AlO2－可以写成[Al(OH)4]－H2SO4(硫酸)H2S2O7(焦硫酸)H3PO4(磷酸)HPO3(偏磷酸)H4P2O7(焦磷酸)〖特别说明〗①正酸与偏酸的酸酐是同一物质。如H3PO4和HPO3的酸酐都是P2O5,②磷酸命名规律图示：4．其它形式的命名含氧酸的命名还有很多其它的形式：如硫代硫酸H2S2O3(可看作硫酸分子中1个O原子被1个S原子替代的产物)，过二硫酸(H2S2O8，分子中含有1个“－O－O－”过氧根原子团)， 连四硫酸(H2S4O6，就是在两个磺酸基中间加“S”，四为硫原子的总数)。五．学以致用1．〖2021福建〗明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程（部分产物已省略）如下：下列说法错误的是（）A．FeSO4的分解产物X为FeOB．本流程涉及复分解反应C．HNO3的沸点比H2SO4的低 D．制备使用的铁锅易损坏2．【2021山东】工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是（）A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3C．气流干燥湿料时温度不宜过高D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO33．〖2021北京〗室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是（）A．试管内液面上升，证明SO2与H2O发生了反应B．试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和C．取出试管中溶液，立即加入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是：SO2+H2OH2SO3H2SO3H++HSO3－HSO3H++SO32－D．取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH下降，是由于SO2挥发4．〖2022广东〗若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是（）A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成5．〖2022江苏〗实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（）A．用装置甲制取SO2气体B．用装置乙制取SO2水溶液C．用装置丙吸收尾气中的SO2D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性6．〖2023广东〗按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法正确的是（）A．Ⅰ中试管内的反应，体现H+的氧化性B．Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的还原性C．在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象D．撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去7．〖2023北京〗蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是（）A．过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性B．过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关C．过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂D．过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性8．100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是（）A．Na2S2O7水溶液呈中性B．焦硫酸具有强氧化性C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化9．〖2023浙江〗工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。已知：请回答：⑴富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径I脱除，写出反应方程式：。⑵煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。①下列说法正确的是 。A．燃煤中的有机硫主要呈正价B．化合物A具有酸性C．化合物A是一种无机酸酯D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。⑶设计实验验证化合物A中含有S元素 。写出实验过程中涉及的反应