高考化学一轮复习教师用书第四章第3节硫及其重要化合物

第3节硫及其重要化合物[考试说明]1.掌握硫单质及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解硫单质及其重要化合物对环境的影响。[命题规律]硫是一种重要的非金属元素，高考对本节内容考查的考点有：一是联系生产生活实际考查SO2的性质和用途；二是浓H2SO4的强氧化性和吸水性及SOeq\o\al(2－,4)的检验；三是含硫化合物及其相关工业对环境质量的影响；四是以化工流程图或化学实验为题材考查硫及其化合物的性质及相互转化。考点1硫及其氧化物的性质和应用知识梳理1.硫单质(1)自然界中硫元素的存在(2)物理性质硫俗称eq\o(□,\s\up4(03))硫黄，是一种eq\o(□,\s\up4(04))淡黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于eq\o(□,\s\up4(05))水，微溶于eq\o(□,\s\up4(06))酒精，易溶于eq\o(□,\s\up4(07))CS2(用于洗涤沾有硫的容器)；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。(3)化学性质(反应用化学方程式表示)2．二氧化硫(SO2)(1)物理性质SO2是一种eq\o(□,\s\up4(17))无色有eq\o(□,\s\up4(18))刺激性气味的eq\o(□,\s\up4(19))有毒气体，是大气污染物之一；密度eq\o(□,\s\up4(20))大于空气；eq\o(□,\s\up4(21))易液化；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约eq\o(□,\s\up4(22))40体积SO2。(2)化学性质3．三氧化硫熔点16.8℃，沸点44.8℃，常温下为eq\o(□,\s\up4(37))液态，标准状况下为无色、针状晶体。能与水反应：eq\o(□,\s\up4(38))SO3＋H2O=H2SO4，放出大量的热，SO3是eq\o(□,\s\up4(39))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)eq\o(□,\s\up4(40))含硫化石燃料的燃烧及eq\o(□,\s\up4(41))含硫金属矿物的冶炼等。(2)危害：危害人体健康，形成eq\o(□,\s\up4(42))酸雨(pH小于eq\o(□,\s\up4(43))5.6)。(3)治理：燃煤eq\o(□,\s\up4(44))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＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。(1)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。(2)SO2具有漂白性，其漂白原理和湿润氯气的漂白原理不同。SO2是与有色物质化合生成不稳定的无色物质，加热或日久复原，而湿润Cl2是利用了HClO的强氧化性。(3)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色的石蕊试液变红，但不能使之褪色。(4)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，而不是漂白性。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)SO2具有漂白性，故可使酸性KMnO4溶液、Br2水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色。(×)错因：SO2使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，利用了SO2的还原性，而非漂白性。(2)pH<7的降雨属于酸雨。(×)错因：pH<5.6的雨水属于酸雨。(3)SO2和Cl2都具有漂白性，以1∶1体积比通入品红溶液中，漂白能力增强。(×)错因：由于SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl反应的发生，导致漂白能力减弱或消失。题组训练题组一硫单质的性质1．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是()①CuS②FeS③SO3④H2S⑤FeCl2⑥Cu2S⑦FeCl3A．①③⑤ B．①②③⑤C．①②④⑤ D．全部答案A解析2Cu＋Seq\o(=,\s\up17(△))Cu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；S＋O2eq\o(=,\s\up17(点燃))SO2，S和O2不能直接化合生成SO3；2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃))2FeCl3，Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。2．下列说法正确的是()A．硫的非金属性较强，只以化合态存在于自然界中B．硫与非金属单质反应时均作氧化剂C．硫粉在空气中燃烧生成SO2，在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3D．在反应3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O中，S既是氧化剂又是还原剂答案D解析在火山口附近或地壳的岩层中，S以游离态存在，A错误；硫与O2反应生成SO2时，硫作还原剂，B错误；硫在过量O2中燃烧生成SO2，C错误；在反应3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O中，生成K2S，S作氧化剂，生成K2SO3，S作还原剂，D正确。题组二SO2的性质3．将SO2分别通入下列各溶液中，下列有关说法正确的是()A．试管a中实验可以证明具有漂白性B．试管b中溶液褪色，说明具有强氧化性C．试管c中能产生白色沉淀，说明具有还原性D．试管d中能产生白色沉淀，该沉淀完全溶于稀硝酸答案C解析SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2被氧化，表现其还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色，表现其漂白性，B错误；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，被NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，生成BaSO4沉淀，C正确；SO2通入碱性BaCl2溶液中，生成BaSO3沉淀，但若加稀硝酸，则BaSO3被氧化为BaSO4，D错误。题组三SO2对环境的污染及治理4．直接排放含SO2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SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4(或2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4)(2)2OH－＋SO2=H2O＋SOeq\o\al(2－,3)解析(1)二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸再被氧化成硫酸(或SO2和O2在空气中飘尘的催化作用下生成SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4)。(2)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水，而亚硫酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。考点2硫酸及硫酸根离子的检验知识梳理1.硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点eq\o(□,\s\up4(01))高，eq\o(□,\s\up4(02))难挥发。(2)溶解性：浓H2SO4与水以eq\o(□,\s\up4(03))任意比互溶，溶解时可放出eq\o(□,\s\up4(04))大量的热，浓H2SO4稀释的方法是eq\o(□,\s\up4(05))将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2．稀硫酸具有酸的通性3．浓硫酸的特性4．SO2－4的检验(1)检验SOeq\o\al(2－,4)时，不能直接加入盐酸酸化的BaCl2溶液，因为原溶液中若有Ag＋，会干扰SOeq\o\al(2－,4)的检验；也不能用HNO3酸化，所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SO2等会被NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，干扰SOeq\o\al(2－,4)的检验。(2)浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。(3)铜只与浓H2SO4反应，当足量Cu与一定量浓H2SO4反应时，随反应的进行，当浓H2SO4变为稀H2SO4时就不再反应了，而Zn与浓H2SO4反应时先生成SO2，当浓H2SO4变稀时又生成H2。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)浓H2SO4具有强氧化性，不能用于干燥还原性气体SO2。(×)错因：浓H2SO4与SO2气体不反应，故可以干燥。(2)浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。(×)错因：浓H2SO4与碳的反应仅体现了浓H2SO4的强氧化性。(3)50mL18.4mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，生成SO2分子的数目为0.46NA。(×)错因：随反应的进行，浓H2SO4转化为稀H2SO4反应停止，故浓H2SO4反应不完，生成SO2分子的数目小于0.46NA。(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)。(×)错因：若含有SOeq\o\al(2－,3)，则会被H＋与NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)而产生白色沉淀。题组训练题组一硫酸的性质1．在生产、保存、运输和使用浓硫酸时，下列说法不正确的是()A．工业制取硫酸过程中生成的SO2可循环使用B．常温下可选用铁制或铝制容器盛装C．盛装容器的标签上应标注氧化剂和腐蚀品D．使用时向其中直接加水可制得稀硫酸答案D解析SO2与O2反应可生成三氧化硫，三氧化硫和水反应可生成硫酸，所以工业制取硫酸过程中生成的SO2可循环使用，故A正确；浓硫酸与铁、铝在常温下发生钝化反应，在铁、铝表面生成一层致密的氧化膜，故B正确；浓硫酸具有强氧化性和腐蚀性，则盛装容器的标签上应标注氧化剂和腐蚀品，故C正确；稀释浓硫酸应该遵循“酸入水”的原则，故D错误。2．现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置：(1)取ag合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓H2SO4，A、B中均无明显现象，原因是______________________________________________。(2)点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出反应的化学反应方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置B中的现象为____________，装置C中反应的离子方程式为____________________________________________________________________。答案(1)常温下，铁在浓硫酸中钝化，碳不与浓H2SO4反应(2)2Fe＋6H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)溶液褪色2MnOeq\o\al(－,4)＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋解析(2)加热条件下，Fe被浓H2SO4氧化为＋3价铁，部分H2SO4被还原为SO2，C被浓H2SO4氧化为CO2。(3)产生的SO2具有漂白性，使品红溶液褪色；具有还原性，被MnOeq\o\al(－,4)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子数目守恒可写出反应的离子方程式。题组二SOeq\o\al(2－,4)的检验3．下列四种溶液中一定存在SOeq\o\al(2－,4)的是()A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不溶解C．向丙溶液中加入稀盐酸使之酸化后无现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生D．向丁溶液中加入稀硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生答案C解析甲溶液中还可能存在SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)或Ag＋等，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)；乙溶液中还可能存在Ag＋，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，会被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)。题组三硫及其化合物的相互转化4．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是()A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂答案D解析由“X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑”可推知X为浓硫酸，结合框图分析可推知B为SO2，D为SO3。使蔗糖变黑的现象主要体现浓硫酸的脱水性，A错误；铁在室温下遇浓硫酸钝化，需加热才能继续发生反应，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，CO2气体过量时，生成碳酸氢钙溶液，观察不到白色沉淀产生，C错误。5．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是强酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：eq\x(A)eq\o(→,\s\up17(X))eq\x(B)eq\o(→,\s\up17(Y))eq\x(C)eq\o(→,\s\up17(Y))eq\x(D)eq\o(→,\s\up17(Z))eq\x(E)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：(1)A是________，Y是________，Z是________(填化学式，下同)。(2)当X是强酸时，E是________。写出B生成C的化学方程式：____________________________________。(3)当X是强碱时，E是________。写出B生成C的化学方程式：____________________________________。答案(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S＋3O2eq\o(=,\s\up17(点燃))2SO2＋2H2O(3)HNO34NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(高温),\s\do15(催化剂))4NO＋6H2O解析解推断题的两个关键点：一是找出突破口；二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，可推测多1个氧原子，则Y应为O2。连续氧化最终生成酸，则E可能为H2SO4或HNO3。(2)当X是强酸时，转化关系为(NH4)2Seq\o(→,\s\up17(H＋))H2Seq\o(→,\s\up17(O2))SO2eq\o(→,\s\up17(O2))SO3eq\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4。(3)当X为强碱时，转化关系为(NH4)2Seq\o(→,\s\up17(OH－))NH3eq\o(→,\s\up17(O2))NOeq\o(→,\s\up17(O2))NO2eq\o(→,\s\up17(H2O))HNO3。不同价态硫元素转化——串图高考真题实战1.(高考集萃)判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)(2018·天津高考)某溶液中加入Ba(NO3)2溶液后再加足量盐酸，产生白色沉淀证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)。()(2)(2017·江苏高考)利用Seq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(点燃))SO3eq\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4实现物质间的转化。()(3)(2016·全国卷Ⅲ)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。()(4)(2016·天津高考)用如图装置除去SO2中的少量HCl。()(5)(2016·四川高考)二氧化硫作纸浆的漂白剂，没有发生化学变化。()(6)(2016·江苏高考)二氧化硫具有氧化性，所以可用于漂白纸浆。()(7)(2016·海南高考)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性。()(8)(2016·浙江高考)Ba2＋浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内，作为造影剂用于X­射线检查肠胃道疾病。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√解析(1)若溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)，加入Ba(NO3)2则生成BaSO3白色沉淀，再加入盐酸，在H＋与NOeq\o\al(－,3)共存情况下，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀，故无法证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)。(2)S在O2中点燃生成SO2，不生成SO3，错误。(3)配制稀硫酸时，应将浓硫酸沿烧杯内壁注入水中，并不断搅拌，错误。(4)NaHSO3吸收HCl，生成SO2，SO2与NaHSO3不反应，且SO2在NaHSO3溶液中的溶解度很小，正确。(5)SO2漂白纸浆时，SO2与纸浆中的有色物反应生成无色物质，错误。(6)SO2漂白纸浆不是因为其具有氧化性，错误。(7)SO2使溴水褪色是因为发生化学反应：SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4，错误。(8)BaSO4难溶于强酸溶液，且不透过X­射线，正确。2．(2017·江苏高考)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是()答案B解析铜片和稀硫酸不反应，无法制备SO2，A错误；SO2能使品红溶液褪色，因此可以验证SO2的漂白性，B正确；SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2时，导气管应“长进短出”，C错误；SO2和饱和NaHSO3溶液不反应，因此NaHSO3溶液不能作为吸收液，可用NaOH溶液，D错误。3．(2017·北京高考)根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是()答案C解析SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中，Fe3＋将SO2氧化为SOeq\o\al(2－,4)，Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)生成BaSO4沉淀：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，说明SO2具有还原性，A正确；SO2与H2S反应生成S单质：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，SO2中硫元素化合价降低，体现了SO2的氧化性，B正确；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2将MnOeq\o\al(－,4)还原为Mn2＋：5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋，体现了SO2的还原性，C错误；SO2通入Na2SiO3溶液中：SO2＋H2O＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋Na2SO3，根据“强酸制弱酸”的原理可知酸性：H2SO3>H2SiO3，D正确。4．(2015·上海高考)二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有()A．还原性 B．氧化性C．漂白性 D．酸性答案A解析SO2使溴水褪色是因发生反应：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，该反应说明SO2具有还原性。5．(2017·天津高考)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。H2S的除去方法1：生物脱H2S的原理为：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO44FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up17(硫杆菌))2Fe2(SO4)3＋2H2O(1)硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是________。(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为____________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________。图1图2方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化，氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)＝4时，氧化产物的分子式为________。答案(1)降低反应活化能(或作催化剂)(2)30℃(3)H2SO4解析(1)硫杆菌的使用大大加快了反应速率，则硫杆菌的作用是降低反应活化能(或作催化剂)。(2)使用硫杆菌的最佳条件，即Fe2＋被氧化的速率最大的条件。硫杆菌属于蛋白质，蛋白质在高温下会变性失活。(3)H2O2中O元素的化合价从－1降低为－2，n(H2O2)/n(H2S)＝4时，化合价升高总数为8，则H2S中S元素的化合价从－2升高到＋6。6．(2016·浙江高考)磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：请回答：(1)A的组成元素为________(用元素符号表示)，化学式为________。(2)溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用________。(3)已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518g·L－1)，该气体分子的电子式为________。写出该反应的离子方程式____________________________。(4)写出F→G反应的化学方程式：_______________