高中化学全程学习方略硫和含硫化合物的相互转化苏教版必修

关于高中化学全程学习方略硫和含硫化合物的相互转化苏教版必修第2页,共82页，星期六，2024年，5月第3页,共82页，星期六，2024年，5月第4页,共82页，星期六，2024年，5月第5页,共82页，星期六，2024年，5月第6页,共82页，星期六，2024年，5月第7页,共82页，星期六，2024年，5月第8页,共82页，星期六，2024年，5月第9页,共82页，星期六，2024年，5月第10页,共82页，星期六，2024年，5月第11页,共82页，星期六，2024年，5月第12页,共82页，星期六，2024年，5月第13页,共82页，星期六，2024年，5月第14页,共82页，星期六，2024年，5月第15页,共82页，星期六，2024年，5月第16页,共82页，星期六，2024年，5月第17页,共82页，星期六，2024年，5月第18页,共82页，星期六，2024年，5月第19页,共82页，星期六，2024年，5月【例1】下图表示物质A～F之间的转化关系，其中A为淡黄色固体物质，B、C为无色溶液，D为气体，E、F为白色沉淀。请填写下列各空：第20页,共82页，星期六，2024年，5月（1）写出各物质的化学式：A为_______，B为_____，C为_____，D为_______，E为_____，F为_____。（2）写出下列反应的化学方程式：B→A：______________________________。B→C：______________________________。（3）写出C→F的离子方程式：_____________。（4）在A～F六种物质中，既有氧化性又有还原性的是（填字母代号）________________。第21页,共82页，星期六，2024年，5月【自主解答】中学阶段学过的淡黄色固体物质有S和Na2O2、AgBr，其中能够和氧气反应的是S，则D为SO2，B为H2SO3，E为BaSO3，C为H2SO4，F为BaSO4。硫元素的最高价为+6价，最低价为－2价，含处于中间价态0价、+4价硫元素的物质，如S、SO2、H2SO3、BaSO3既有氧化性又有还原性。第22页,共82页，星期六，2024年，5月答案：（1）SH2SO3H2SO4SO2BaSO3BaSO4（2）H2SO3+2H2S====3S↓+3H2OH2SO3+Cl2+H2O====H2SO4+2HCl（3）SO42-+Ba2+====BaSO4↓（4）A、B、D、E第23页,共82页，星期六，2024年，5月【互动探究】向B溶液中加入Ba（NO3）2溶液，能否产生白色沉淀？为什么？提示：能。H2SO3电离出的H+和Ba（NO3）2电离出的NO3－结合成HNO3，HNO3可以将SO32-氧化成SO42-，SO42-和Ba2+结合成白色的BaSO4沉淀。第24页,共82页，星期六，2024年，5月第25页,共82页，星期六，2024年，5月第26页,共82页，星期六，2024年，5月【例2】工业上用接触法制取硫酸，今有含FeS290%的硫铁矿500t，煅烧时损失5%的硫，SO2转化为SO3时又损失15%的SO2，SO3被水吸收时又损失SO30.5%。求这些硫铁矿最终可制得98%的硫酸多少吨？第27页,共82页，星期六，2024年，5月【思路点拨】第28页,共82页，星期六，2024年，5月【自主解答】根据各步反应方程式或硫元素守恒可得如下关系式：4FeS2～8SO2～8SO3～8H2SO4，即FeS2～2H2SO4，元素的损失率，即为相应的化合物的损失率。假设可制得98%H2SO4的质量为x，则：

FeS2

～2H2SO41202×98500t×90%×95%×85%×99.5%x·98%所以有：第29页,共82页，星期六，2024年，5月解得：x＝602.6t。答案：602.6t第30页,共82页，星期六，2024年，5月【变式训练】在O2中燃烧0.22g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转化为SO2，将这些SO2全部转化为SO3，生成的SO3完全被H2O吸收，所得H2SO4可用10.0mL0.50mol·L－1的NaOH溶液完全中和，则原化合物中硫元素的质量分数约为（）A．45％B．36％C．20％D．40％第31页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选B。由关系式：S～H2SO4～2NaOH，n（S）＝n（NaOH）＝×0.010L×0.50mol·L－1＝0.0025mol，第32页,共82页，星期六，2024年，5月1.（2010·洛阳高一检测）某同学取了一支试管准备做实验，发现里面沾了一些硫磺，便利用如下的反应原理进行清洗：3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O，那么洗涤硫磺的过程中硫（）A．表现了氧化性B．表现了还原性C．既表现了氧化性又表现了还原性D．既不表现氧化性也不表现还原性△====第33页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选C。在该反应中硫元素的化合价由反应前的0价变为反应后的－2价（S2-）和+4价（SO32-），化合价既升高又降低，硫元素既表现氧化性又表现还原性。第34页,共82页，星期六，2024年，5月2.下列关于化学反应的现象或产物描述错误的是（）A．铁粉和硫粉混合加热生成黑色的FeSB．铜丝在硫蒸气中燃烧生成黑色的CuSC．铜片在氧气中加热，生成黑色的CuOD．铁在氧气中燃烧产生黑色的Fe3O4【解析】选B。硫具有弱氧化性，只能将铜氧化成其低价的化合物Cu2S。第35页,共82页，星期六，2024年，5月3.将8g硫在16g氧气中充分燃烧，燃烧后所得气体在标准状况下的总体积为（）A．5.6L B．11.2LC．15.6L D．22.4L【解析】选B。S+O2SO2是一个反应前后气体体积不变的反应，所以反应后气体的总体积等于反应前氧气的体积：V＝×22.4L·mol－1＝11.2L。点燃====第36页,共82页，星期六，2024年，5月4.下列物质在空气中长久放置后，由于被氧化而变质的是（）A．氢氧化钠溶液 B．亚硫酸钠溶液C．澄清石灰水 D．氯水【解析】选B。氢氧化钠久置后会与空气中的CO2反应生成碳酸钠而变质；澄清石灰水久置后，其中的溶质Ca（OH）2会与空气中的CO2反应生成CaCO3而变质；久的氯水会变质，是由于生成的次氯酸不稳定而分解；Na2SO3溶液长久放置后，会被空气中的氧气氧化：2Na2SO3+O2====2Na2SO4。第37页,共82页，星期六，2024年，5月5.已知A是固体单质，E的水溶液显强酸性。A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种物质，在一定条件下可发生如图所示的转化。第38页,共82页，星期六，2024年，5月（1）写出化学式：A______；B______；C______；D______；E______。（2）写出化学方程式：B+C→A：______________________，C→D：________________________。第39页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】由A是固体单质和E的水溶液显强酸性，可初步断定A为硫单质，E为硫酸。结合下列转化关系：第40页,共82页，星期六，2024年，5月答案：（1）SH2SSO2SO3H2SO4（2）2H2S+SO2====3S+2H2O2SO2+O22SO3第41页,共82页，星期六，2024年，5月A组（30分钟50分）一、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分）1.除去粘在试管上的少量硫，可采用的方法是（）A．用纯碱溶液清洗B．用盐酸洗涤C．用CS2溶解D．用热水煮沸第42页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选C。硫不溶于水、纯碱和盐酸，而且也不能和它们反应。硫易溶于CS2，所以可以向试管中加入CS2，用力振荡使硫充分溶解，将溶液倒入指定的容器，然后再用蒸馏水洗涤干净。第43页,共82页，星期六，2024年，5月第44页,共82页，星期六，2024年，5月2.下列离子方程式书写正确的是（）A．氯化铁溶液中通入硫化氢，有淡黄色沉淀生成：Fe3++H2S====Fe2++2H++S↓B．过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH－

====SO32-+H2OC．铜片在加热条件下与浓硫酸反应：Cu+SO42－+4H+Cu2++SO2↑+2H2OD．SO2使溴水褪色：SO2+Br2+2H2O====SO42-+2Br－+4H+△====第45页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选D。A选项离子方程式电荷不守恒，正确的离子方程式为：2Fe3++H2S====2Fe2++2H++S↓；过量的SO2通入NaOH溶液中生成NaHSO3，正确的离子方程式为：SO2+OH－====HSO3－；在浓硫酸中，水的含量极低，硫酸大部分以H2SO4分子的形式存在，H+浓度很小，不能拆写成离子形式，生成的CuSO4大部分是以固体的形式存在，也不能拆写成离子形式，故C项不正确。第46页,共82页，星期六，2024年，5月3.（2010·汕头高一检测）有一白色粉末X，对它的实验现象为：则X的化学式为（）A．Na2SO4B．Na2CO3

C．（NH4）2SO4D．Na2SO3第47页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选D。Na2SO4、（NH4）2SO4都不能和硫酸反应，排除A和C选项；Na2CO3和硫酸反应生成CO2气体，CO2和NaOH反应生成Na2CO3，Na2CO3和溴水反应生成NaBr、NaBrO和CO2气体，NaBr、NaBrO和BaCl2溶液不能反应生成白色沉淀，排除B选项；Na2SO3溶液发生反应的流程为：第48页,共82页，星期六，2024年，5月4.实验室有一瓶久置的白色粉末，元素分析证明它由钾、硫、氧三种元素组成，钾和硫的质量比为39∶16，下列结论正确的是（）A．根据元素分析结果推测该粉末为纯净物B．将粉末溶于水，加入氯化钡，观察到有白色沉淀生成，证明原粉末是硫酸钾C．将粉末加入盐酸中，产生气泡，证明原粉末是亚硫酸钾D．将粉末溶于水，加入氯化钡和盐酸，观察到有白色沉淀和气泡生成，证明原粉末是硫酸钾和亚硫酸钾的混合物第49页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选D。n（K）∶n（S）＝＝2∶1，所以该白色粉末的化学式可以表示为：K2SOx，它可能是K2SO3，也可能是K2SO4，还可能是K2SO3和K2SO4的混合物，A选项错误；K2SO3、K2SO4分别能和氯化钡反应生成白色的BaSO3和BaSO4沉淀，B选项错误；将粉末加入盐酸中，产生气泡，说明原粉末中含有K2SO3，可能全部是K2SO3，也可能是K2SO3和K2SO4的混合物，C选项错误。第50页,共82页，星期六，2024年，5月二、非选择题（本题共2小题，共26分）5.（12分）为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分：第51页,共82页，星期六，2024年，5月请回答下列问题：（1）混合粉末A中要使硫粉过量，其目的是______。（2）反应在“惰气环境”中进行的原因是_______。（3）操作①用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明_______________________。（4）操作②的作用是什么___________________。（5）操作③稀H2SO4煮沸的目的是_______________。（6）为了证明产物中铁元素的价态，对D溶液的实验操作最好是________________________。第52页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】铁和硫反应生成FeS，要验证产物中铁的化合价，必须排除Fe和Fe3+的干扰。硫粉过量的目的是保证Fe全部反应；空气中的氧气能够将Fe2+氧化成Fe3+，所以反应要在“惰气环境”中进行，溶解滤渣的稀硫酸和检验Fe2+是否存在的KSCN溶液，应先加热煮沸以排除其中所含氧气的影响。第53页,共82页，星期六，2024年，5月答案：（1）防止因铁过量而使滤渣C中含铁粉与H2SO4反应，生成Fe2+干扰实验（2）防止空气中O2参与反应（3）硫和铁反应是放热反应（4）除去混合物中的硫粉（5）防止溶液中溶解的O2与Fe2+反应（6）加入煮沸的KSCN溶液，看是否变红第54页,共82页，星期六，2024年，5月6.（14分）（2010·泉州高一检测）下面是某同学在学习硫元素时的学习方案，请你加以完善。（1）硫原子的结构：硫是第16号元素（即核内质子数为16），它的原子结构示意图是______，从结构可以知道硫元素是一种典型的非金属元素。（2）硫单质的物理性质：硫是一种淡黄色的_____体（气、液、固），主要存在于火山喷发口附近或地壳的岩层里，这是硫以游离态形式存在于自然界中。硫元素在自然界中也有以化合态形式存在的，如许多金属矿石是含硫化合物，如胆矾________（填化学式）。第55页,共82页，星期六，2024年，5月（3）设计如下实验探究硫和含硫化合物的相互转化：（Ⅰ）完成下列各个反应的化学方程式①A中在加热时发生的反应___________________。②C中的反应_____________________。第56页,共82页，星期六，2024年，5月（Ⅱ）记录观察到的实验现象①B中品红试液由红色变为_____，加热后又____，（结论：可以根据该现象用品红试液来证明SO2的存在与否）。②D中没有观察到什么现象，在实验结束后往D中滴加H2O2后则可以看到______。③E中溶液由紫红色变为无色，反应的离子方程式是：2MnO4-+5SO2+2H2O====2Mn2++5SO42－+4H+反应中SO2是______剂（填“氧化”或“还原”）。第57页,共82页，星期六，2024年，5月（Ⅲ）G的作用是吸收尾气，写出反应的离子方程式：_______________________________________。（Ⅳ）该同学想利用F溶液来研究硫酸型酸雨在放置一段时间后，其pH变小的理由。请简要的阐明你的理由_______________________________________。第58页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，SO2是一种酸性氧化物（能够和水、碱、碱性氧化物、某些酸性比亚硫酸弱的弱酸盐反应），它既有氧化性（能够将H2S氧化成S沉淀），又有还原性（能够被溴水、酸性高锰酸钾溶液、双氧水、氧气等强氧化性物质氧化成SO3、H2SO4等含+6价硫元素的物质），还有漂白性（能够使品红溶液褪色，生成的无色物质不稳定，加热后又变红）。第59页,共82页，星期六，2024年，5月答案:（1）（2）固CuSO4·5H2O（3）（Ⅰ）①Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O②Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4（Ⅱ）①无色变为红色②白色浑浊现象③还原（Ⅲ）SO2+2OH－====SO32－+H2O（Ⅳ）在一段时间后，亚硫酸会被空气中的氧气逐渐氧化成硫酸，酸性增强，pH降低△====第60页,共82页，星期六，2024年，5月B组1.硫在加热时能被N2O氧化为SO2。现用3.2g硫粉和224mL（标准状况）N2O在加热下充分反应，反应结束后气体体积为（）A．112mLB．224mLC．336mLD．448mL第61页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选C。3.2g硫粉的物质的量为0.1mol，标准状况下224mLN2O的物质的量为0.1mol，根据反应S+2N2OSO2+2N2，可以判断S过量，以N2O量进行计算。所以n（SO2）＝0.05mol，n（N2）＝0.1mol，反应后混合气体的总物质的量为0.15mol，其体积为V＝0.15mol×22.4L/mol＝0.336L，即336mL。△====第62页,共82页，星期六，2024年，5月2.把硫和浓强碱液（如NaOH）加热至沸，反应后硫转化为S2-和SO32-，则反应的S和生成的S2-和SO32-的物质的量之比是（）A．2∶1∶1 B．3∶2∶1C．3∶1∶2 D．4∶3∶1第63页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选B。因为硫元素由反应前的0价变为反应后的－2价（S2-）和+4价（SO32-），证明S与强碱发生氧化还原反应。根据电子守恒有如下关系式：2S～2S2-～4e-和S～SO32-～4e-，则物质的量之比为n（S）∶n（S2-）∶n（SO32-）＝3∶2∶1。反应方程式可以表示为：3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。△====第64页,共82页，星期六，2024年，5月某白色粉末其成分可能是碳酸钠和亚硫酸钠的一种或两种组成。请完成对该白色粉末成分的探究：限选实验仪器：药匙、试管、单孔塞、导管、玻璃棒、胶头滴管、带铁夹的铁架台。限选实验试剂：1mol·L－1H2SO4、3％H2O2、澄清石灰水、品红试液。（1）提出合理假设假设1：_____________________________；假设2：_____________________________；假设3：_____________________________。（2）设计实验方案证明你的假设（此问不作答）第65页,共82页，星期六，2024年，5月（3）实验过程根据（2）的实验方案，进行实验。请按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。第66页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】该白色粉末的组成可能有三种情况：①全部是Na2SO3；②全部是Na2CO3；③是Na2CO3和Na2SO3的混合物。要证明其组成，先向样品中加入稀硫酸，将产生的气体通入盛有品红试液的试管中，若品红试液不褪色，则说明该样品全部是Na2CO3，若品红试液褪色，则说明该样品中一定含有Na2SO3，可能含有Na2CO3。要验证是否含有Na2CO3，必须排除Na2SO3的干扰，可以加入3％的H2O2将Na2SO3氧化成Na2SO4，然后再加入适量H2SO4，将产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中。若澄清石灰水第67页,共82页，星期六，2024年，5月变浑浊，则说明该样品中含有Na2CO3，是Na2CO3和Na2SO3的混合物。若澄清石灰水不变浑浊，则说明该样品中不含Na2CO3，全部是Na2SO3。答案：（1）假设1：该白色粉末成分为亚硫酸钠假设2：该白色粉末成分为碳酸钠假设3：该白色粉末成分为碳酸钠和亚硫酸钠的混合物（顺序可变）第68页,共82页，星期六，2024年，5月第69页,共82页，星期六，2024年，5月第70页,共82页，星期六，2024年，5月1.硫的非金属性弱于氯的主要事实是（）A．常温下硫为固体，氯气为黄绿色气体B．硫不溶于水，而氯气能溶于水C．与Fe反应，硫还原为负二价，而氯还原为负一价D．铁与硫反应生成硫化亚铁，铁与氯气反应生成氯化铁【解析】选D。元素非金属性的强弱受其结构的影响，和单质的状态、水溶性、得失电子数无多大关系。具体表现是看它们和其他物质反应时得电子的难易程度。第71页,共82页，星期六，2024年，5月2.已知2H2S+SO2====2H2O+3S。将等体积的硫化钠溶液与亚硫酸钠溶液混合，并加入适量硫酸，有黄色沉淀产生。微热，无酸性气体产生，这表明原混合溶液中Na2S与Na2SO3的物质的量比为（）A．3∶2B．1∶2C．2∶1D．2∶3第72页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选C。有黄色沉淀说明有硫生成，无气体逸出，说明H2S与H2SO3完全反应：Na2S+H2SO4====H2S↑+Na2SO4，Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑，2H2S+SO2====2H2O+3S。可见n（Na2S）∶n（Na2SO3）＝2∶1。第73页,共82页，星期六，2024年，5月3.某Na2SO3样品已部分被氧化为Na2SO4，经测定该混合物中含硫25%，则混合物中Na2SO3与Na2SO4的物质的量之比为（）A．7∶6B．6∶7C．1∶7D．7∶1第74页,共82页，星期六，2024年，5月【解析】选D。设Na2SO3的总量为1mol，部分被氧化后，剩余的Na2SO3的物质的量为（1－x）mol，生成Na2SO4的物质的量为xmol，则有=0.25，解得x＝，则可求得最后两者的物质的量之比为7∶1。本题用十字交叉法求解也