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文档简介
第6讲硫及其化合物
【课标要求】
1.能依据物质类别和元素价态列举硫元素的典型代表物。
2.能列举、描述、辨识硫单质及其重要化合物的性质及实验现象。能用化学方程式正确表示
主要化学性质。
3.能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方
案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。
4.能说明硫单质及其重要化合物的应用对环境的影响。
【学科素养】
1.宏观辨识与微观探析:认识硫及其化合物的主要性质及应用;从硫的化合价变化角度认识
硫及其化合物的相互转化及其应用。
2.科学探究与创新意识:从不同的角度探究硫及其重要化合物的性质及制备实验方案,并进
行实验操作验证。
3.科学态度与社会责任:关注与SO2有关的污染和环境保护,具有可持续发展意识和绿色化
学观念。
为教师备课、授课
教师独具知识相葬•建构体系,提供丰富教学费源
酸的通性•输硫酸,与金属反应(金属被毁化为低价态)
产吗与非金属反应(与氢气反应)
单
、还原性•与氧气反应
与属反户,僦与碱发生歧化反应
及
其
化物质类别一酸性氧化物
弱酸性.二元弱酸
合,弱领化性.与硫化氢反应
强还原性:物二铤化硫・
〕・建:再区1强还原性・与领气、高镒酸钾、
氨水等反应
与j硫“.酸痴铜罂反应—(—硫化氢)
1r.硫的
、特殊性一潦白性
利用强酸制弱酸原理制备.氧化物.
利用强酸制弱酸制备
・三季化硫•酸性银化物
考情播报
考点考题
2021山东等级考第8题
2021湖南选择考第2题
考点一:硫及其氧化物
2021广东选择考第15题
2021河北选择考第4题
2021全国甲卷第8题
2020天津等级考第11题
2020天津等级考第6题
2020全国I卷第28题
2020江苏高考第16题
2019全国ID卷第12题
2019北京高考第28题
2019天津高考第2题
2021河北选择考第10题
2021全国乙卷第8题
2-
2021浙江选考第25题
考点二:浓硫酸so4的检验
2020北京等级考第9题
2020山东等级考第1题
2021山东等级考第5题
2021全国乙卷第9题
2021全国甲卷第9题
2021湖南选择考第12题
考点三:不同价态含硫物质的转2020北京等级考第19题
化2020上海等级考第15、16题
2020全国ni卷第10题
2019全国I卷第27题
2019全国H卷第26题
2019海南高考第16题
命题分析
分析近五年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈现,考查内容主要有以下几个方
面:
(1)以具体物质为依托,考查硫及其化合物的性质及其应用。
(2)以实验题形式为背景,考查部分含硫物质,例如SO,的实验室制法以及气体检验、除杂问
题。
(3)以具体工业实际为背景,考查不同价态硫之间的转化;以工业合成含硫物质为载体,考查
盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容。
(4)与环境相结合,考查SO2有关的污染和环境保护问题。
2.从命题思路上看,不管是选择题还是非选择题均侧重从具体物质、实验分析、流程转化考
查硫元素重要化合物的性质、能从物质类别和元素价态变化的视角认识不同价态硫元素转化
路径;通过二氧化硫对环境影响的考查,树立绿色化学观念和可持续发展意识。
3.从考查学科素养的角度看,注重考查宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、科学态
度与社会责任的学科素养。
备考策略
根据高考命题的特点和规律,复习时注意以下几个方面:
(1)从物质类别和价态变化角度认识硫及其化合物的性质以及转化。
(2)对硫及其化合物综合实验进行设计,并能分析、解释有关实验现象。
⑶注重理论联系实际,认识硫及其化合物对环境的影响。
考点一:硫及其氧化物(基础性考点)
必备知识•夯实
一、硫单质
@)))
S元素原子结构示意图:自然界中存在形式如下:
荐游离态片火ih喷u附近:地壳岩层
在'硫化物:硫铁矿(FeSz)、黄铜矿(CuFeS?)等
形
1化合态片硫酸盐:石膏(CaSO,2H2O”
芒硝(—Na2SO410H2O―j等
1.物理性质:俗称硫黄,黄色晶体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
2.化学性质:
1氧化性(还原性,1
⑴氧化性:(0—-2价)
%△
-S+H?^~
FeA
—AFe+S-FeS
s—
Cu△
—**2(311+S=-Cu2S
叱Hg+S----HgS
微点拨s与金属的反应
一般说来,S将变价金属氧化成低价态,且S与大多数金属的反应需在加热条件下才能完成,
但S与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行,且能使Hg显高价(产物分别为Ag?S、
HgS)o
(2)还原性:(Of+4价)
点燃
SO2
三空气三中微弱的淡蓝色火焰
现象氧气中
明亮的蓝紫色火焰
(3)与碱发生歧化反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH^^ZN&S+N&SOs+BHQ。
3.用途:
(1)“硫黄”温泉可以医治皮肤病(硫黄软膏)。
(2)制造火药、烟花爆竹。
点燃
S+2KNO:i+3C=^=K2S+3CO2t+N2to
(3)制造硫酸、化肥、火柴、杀虫剂等。
(4)制造轮胎、胶管等橡胶制品。
二、硫的氧化物
1.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体积水溶解约皎体积S02o
(2)化学性质:
①研究角度一:物质分类的角度(作为酸性氧化物与CO?类似)
r^SO2+H2O
H2sO3'H++HSO3
NaOH
——>SO+NaOHNaHSOs
少录----2---------
so—
2NaOH
——^SO+2NaOH—NaSO+HO
足量----2--------------------2----3-----2--
CaO△_
====
+CaOCaSO3
NaHCO
3-NaHCOs(少量)+SO?-NaHSOs+CO?
溶液
②研究角度二:化合价的角度
g3化性m还原性
氧化性:SOz+2Hzs=3S+2H2。(该反应在气体或溶液中均可进行)
还原性:S0,可被0八氯水、滨水、碘水、Fe3\HQ、KMnO,溶液等氧化剂氧化,也可用于吸
收或鉴别。
O催化剂
22SO+O2SO
22△3
+
KMnO4(H)2MnO1+5so2+2氏0-----
2Mn"+5SO5+4H+
SO2
SOz+Brz+ZHzO-----HzS0,+2HBr
水
SO2+2Fe3++2HzO^2FeZ++SO:+4H+
③研究角度三:特殊性角度一一漂白性
S02漂白原理:与某些有色物质生成不稳定的无色物质,其容易分解而使有色物质恢复原来的
颜色。适用于漂白纸浆、毛、丝等,so,不可漂白酸碱指示剂。
品红溶液△»石」4
-------------Ft色—A恢.复红色
s°2-石蕊溶液7Z7△
---------►变红色一*又变紫色
补短板常见漂白剂的漂白原理及特点
类型原理.特点物质
本身是氧化剂,利用其氧化性氧
氧化
Cl2>O3、CIO2、H2O2、
化有色物质,使之失去原有的颜永久漂白
漂白Ca(C10)2等
色
化合与有色物质结合生成新的无色物加热时能恢复原来的
so.
漂白质,使之失去原来的颜色颜色
吸附有些固体物质疏松、多孔,具有部分吸附剂可以重复活性炭、胶体等
漂白较大的比表面积,可以吸附有色使用
物质使之失去原来的颜色
⑶用途:
①杀菌、抗氧化,作食物和干果的防腐剂。
②可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。
③制造硫酸。
辨易错
(1)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。(X)
点燃
提示:S+02^^=SO20
(2)S0,和CL等物质的量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。(X)
提示:S02+C12+2H20=H2S0I+2HC1,SO2和Ck等物质的量混合生成的物质没有漂白性。
(3)二氧化硫可广泛用于食品的漂白。(X)
提示:二氧化硫有毒,不可以广泛用于食品的漂白。
(4)S02能使滨水、KMnO,溶液、滴有酚能的NaOH溶液、品红四种溶液褪色,原理相同。(X)
提示:S0,能使滨水、KMnO,溶液褪色利用的是SO,的还原性,S0,使滴有酚酷的NaOH溶液褪色
利用的是SO,水溶液呈酸性,SO,使品红溶液褪色利用的是漂白性。
(4)实验室制备:
原理:Na2S0:i+H2S01(70%)=Na2S04+H20+S02f,采用固液不加热装置,向上排空气法收集,
用NaOH溶液进行尾气吸收,且需防倒吸。
深思考
为什么选用质量分数70%的H2S01?
提示:制取SO?的原理是强酸制弱酸,若使用98%的硫酸,则电离出的『浓度太小,若使用稀
硫酸则生成的S0,易溶于水,不利于收集S0?。
2.S0:;
⑴物理性质:无色易挥发的晶体,熔点为16.8℃,沸点为44.8°C。注意:标准状况下,S03
是一种无色固体。
(2)化学性质:酸性氧化物的通性
①与水反应:$。3+呢=/0”剧烈反应,产物能使紫色石蕊溶液变红
②与碱反应:S03+Ca(0H)2=CaS0j+40
③与碱性氧化物反应:S03+Mg0=MgS04
3.硫的氧化物的污染与防治
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)防治:燃煤脱硫,改进燃烧技术;开发新能源等。
(4)硫酸型酸雨的形成途径
催化剂.
途径1:空气飘尘的催化,2so2+0?'^2S03、S03+H,0=H2S0IO
_===
途径2:SO2+H2O''H2SO3、2H2S03H022H2S04o
关键能力•进阶
,能力点一:S02的多重性
迁移应用
•命题角度一:硫的存在与性质
1.(2022•深圳模拟)硫元素在自然界中的循环如图所示。下列说法错误的
是()
A.硫是组成某些蛋白质的生命元素
B.地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
C.化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气SO?污染的主要来源
D.海水中的硫元素主要以S?-形式存在
【解析】选D。A.有些蛋白质含有硫元素,如胰岛素,故A正确;B.地壳中化合态的硫主要
以硫化物和硫酸盐的形式存在,如硫铁矿、黄铜矿、闪锌矿、重晶石、芒硝等,故B正确;
C.化石燃料中硫元素燃烧后生成S02,含硫矿物的冶炼会生成大量S02,是大气SO?污染的主要
来源,故C正确;D.在溶液中
S?-易被氧化,海水中的硫元素主要以硫酸根形式存在,故D错误。
2.(2022•珠海模拟)古典文献《抱朴子》里记载“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”。
关于该记载下列说法正确的是()
A.水银泄漏可撒硫粉覆盖
B.丹砂中Hg的化合价为+1
C.两个反应中硫元素都被还原
D.两个反应互为可逆反应
【解析】选AoA.易挥发的汞常温下能与硫反应生成硫化汞,则水银泄漏可撒硫粉覆盖,使
汞转化为硫化汞,防止汞挥发污染空气,故A正确;B.由化合价代数和为0可知,硫化汞中
汞元素的化合价为+2,故B错误;C.丹砂烧之成水银时,硫化汞受热分解生成汞和硫,反应
中硫元素化合价升高被氧化,故C错误;D.由题意可知,两个反应不是在相同条件下同时进
行的反应,不互为可逆反应,故D错误。
3.(2022•珠海模拟)如表中对SO2性质的相关实验现象的描述或所做的解释错误的是()
选项实验现象解释
A品红溶液褪色SO,具有漂白性
B酸性KMnO“溶液褪色S0?具有还原性
CNa2s溶液变浑浊SO?与Na2s溶液反应产生了S单质
DBaCl?溶液变浑浊SO?与BaCk溶液反应产生了BaSOs沉淀
【解析】选D。A.二氧化硫使品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性,故A正确;B.二氧化
硫具有还原性,能够还原酸性高锦酸钾使其褪色,故B正确;C.二氧化硫具有氧化性,能够
与硫化钠反应生成硫单质,故C正确;D.亚硫酸酸性弱于盐酸,所以二氧化硫与氯化钢溶液
不反应,故D错误。
•命题角度二:二氧化硫的多重性
4.(2022•贵阳模拟)下图为某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置,下列叙
述正确的是()
7a2sol1溢^近FN羌Hi,液
溶液溶液
A.石蕊溶液变蓝
B.氯水褪色说明SO,具有漂白性
C.盛装HAO,的仪器名称为长颈漏斗
D.NaOH溶液的主要作用是吸收SO”防止污染环境
【解析】选D。A.SO?溶于水显酸性,故石蕊溶液变红色,A错误;B.氯水褪色是由于发生了
反应:SO2+C12+2H2O=2HC1+H2SO„反应中SO,作还原剂,故说明S(h具有还原性而不是漂
白性,B错误;C.由实验装置图可知,盛装H2sol的仪器名称为分液漏斗,C错误;D.由于S0?
有毒,不能直接排放,故NaOH溶液的主要作用是吸收SO2,防止污染环境,D正确。
5.(2022•清远模拟)二氧化硫是一种大气污染物,可用氨水吸收处理。如图是实验室制取二
氧化硫并验证其部分性质的装置,下列说法正确的是()
A.使用品红溶液是用来验证S0?的还原性
B.K£r?07溶液由橙红色变成绿色(生成Cr:"),氧化剂与还原剂的物质的量之比是3:1
C.S0?的发生装置中,使用70配的浓硫酸既可以加快反应速率又有利于生成的SO2逸出
D.过量的氨水吸收SO2气体可以生成亚硫酸氢镂
【解析】选C。A.SO?气体具有漂白性,能够使品红溶液褪色,因此使用品红溶液是用来验证
2-
SOz的漂白性,故A错误;B.KEnO]具有强氧化性,会将S0,氧化为S04,,其本身被还原产生
Cr",1molLCnO:得到6mol电子,1molSO2反应失去2mol电子,则根据氧化还原反应
中电子得失数目相等,可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:3,故B错误;C.在S0?的
发生装置中,70%的浓硫酸溶液中肘浓度大,既可以加快制取气体的反应速率,同时又利用
H2s0:,是弱酸的性质,可以减少S0?气体在溶液中的溶解,有利于生成的S0?逸出,故C正确;
D.当氨水过量时,其吸收少量SO?气体,反应生成正盐亚硫酸铁,只有当S02气体过量、氨水
少量时二者反应才产生酸式盐即亚硫酸氢铁,故D错误。
幽宣i【加固训练】
(2022•淄博模拟)某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实
验装置如图所示。下列说法不正确的是()
。、二
止水夹
A.a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2s。3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、KMnO,溶液均褪色,Na2s溶液出现黄色沉淀
C.此设计可证明SO,水溶液的酸性,S02的氧化性、还原性、漂白性
D.点燃酒精灯加热,可证明S02使品红溶液褪色具有可逆性,使KMnO,溶液褪色不具有可逆
性
【解析】选Bo70%硫酸与亚硫酸钠固体反应生成二氧化硫,多余的二氧化硫气体应用NaOH
溶液吸收,所以a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2s固体、NaOH溶液,A项正确;二氧化硫
不能漂白pH试纸,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,使湿润的pH试纸显红色,B项错误;S02
使湿润的pH试纸变红说明其水溶液显酸性,S0,能使鲜花、品红溶液褪色说明SO?有漂白性,
能使高锦酸钾溶液褪色说明S0?有还原性,能与Na2s反应生成S单质说明SO2有氧化性,C项
正确;点燃酒精灯加热后观察现象,可证明S0?使品红溶液褪色具有可逆性,使KMnO”溶液褪
色不具有可逆性,D项正确。
能力点二:SO?鉴别、检验
1.S0?和CO?的鉴别方法
(1)利用S0?的漂白性:能使品红溶液褪色的是so”不能使品红溶液褪色的是co”
(2)利用SO2的还原性:使酸性高锌酸钾溶液或氯水、澳水、碘水褪色的是SOz,不能使它们褪
色的是C02o
(3)利用SO2的氧化性:通入氢硫酸中产生浅黄色沉淀的是S0?。
(4)利用S0z产生BaSO,沉淀:通入Fed?和BaCL的混合溶液、通入Ba(NOJ2溶液产生白色沉
淀的是S0”
注意:SO?和C0?通入BaCh溶液,均不会产生白色沉淀,不会发生反应;SO?和CO?通入NaOH
和BaCl?的混合溶液均产生白色沉淀。
2.SO2的检验
(1)无干扰因素
„品红溶液△
①漂白性:so2f褪色一恢复红色
②还原性:SO2KMl—期'溶液颜色变浅或褪去
(2)S0?和CO?同时存在
由于S0?和C0,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:
检验SO户除去SOp检验so?是否除尽今检验co2
(3)S02和SO3同时存在
由于S03与水完全反应生成HAO”SO2与水部分反应生成乩SO3,因此先将混合气体通入BaCh
溶液中检验S03,再将气体通过品红溶液检验S02o
迁移应用
1.下图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的
所有气体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高镒酸钾溶液、澄清石灰
水四种试剂,下列说法正确的是()
A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质
B.丙中发生反应的离子方程式可能是S02+20H-=S0:,+H20
C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂
D.如果将装置的连接顺序变为①③②,则只能检验出两种产物
【解析】选Co装置①是检验混合气体中是否含有水蒸气,应该用无水硫酸铜、变色硅胶,
不能用无水氯化钙,A错误;二氧化碳也能被碱溶液吸收,丙中试剂应该是酸性高镒酸钾溶
液,B错误;品红溶液可以检验二氧化硫,但一般不能用来除去二氧化硫,澄清石灰水浓度
太小,不能用来吸收二氧化硫,C正确;如果将仪器的连接顺序变为①③②,气体产物通过
①中的无水硫酸铜,无水硫酸铜由白色变成蓝色,能说明有水生成,通过③中的澄清石灰水,
石灰水变浑浊,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,二氧化硫、二氧化碳有可能
反应完全不可以检验出二氧化硫、二氧化碳,D错误。
高温
2.已知2FeS0i=^Fe203+S02f+S03t。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确
的是()
A.用装置甲高温分解FeSO”点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO?,现象是石蕊溶液先变红后褪色
C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
【解析】选A。A项,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间帅,排除装置中的空气,避免
空气中氧气的干扰,正确;B项,装置乙不能检验分解产生的SO?,产物中有SO3会对SO?的检
验造成干扰,并且S0?只能使石蕊溶液变红,错误;C项,SO;,易溶于水,当混合气体经过乙
时,S03会被吸收,所以要想检验SOs,应该把乙和丙的位置互换,错误;D项,装置丁中应该
用NaOH溶液或饱和NazS()3溶液,错误。
丽【加固训练】
(2022•南昌模拟)某小组拟探究浓硫酸和炭粉反应的情况,设计如图实验:
已知:硫酸在338C时开始分解生成SO:;和H20O
(DE中品红溶液的作用是_____________________________________________
(2)F装置用于检验产物中的C02,所装试剂可以是(填序号)。
①澄清石灰水②碳酸钠溶液③硅酸钠溶液
④偏铝酸钠溶液⑤氯化钙溶液⑥酚酸溶液
(3)B中产生白色沉淀,不能说明A装置中H2sol一定发生了分解反应,用离子方程式表示原因:
(4)经改进后,重新进行实验,D中溶液颜色变浅。
①能证明D中溶液含Fe?+的试剂是(填字母)。
A.酸性KMnO,溶液
B.KsiFe©4溶液
C.KSCN溶液和氯水
D.NaOH溶液
②写出FeCh溶液吸收SO?的离子方程式:
⑸实验过程中,C中溶液由红色逐渐变为无色。设计实验证明SO?具有暂时漂白性:
【解析】(1)检验CO?之前要确认S0?已除尽,E中品红溶液的作用是检验S0,是否除尽。(2)
用澄清石灰水、硅酸钠溶液、偏铝酸钠溶液都可以检验CO?,现象均是产生白色沉淀(或溶液
变浑浊)。(3)装置内与SO?、BaCk反应生成硫酸钢沉淀,会干扰实验。(4)①K」Fe(CN)6]
溶液与Fe"反应生成蓝色沉淀,证明
Fe-存在,选B。②FeCh溶液吸收SO?的离子方程式为2Fe3++S02+2H20=2Fe2+
2-
+S0+4H+。(5)加热褪色后的溶液,溶液变红色,证明S02具有暂时漂白
4
性。
答案:(1)检验SO?是否除尽(2)①③④(3)2Ba2++2S02+02+2H20=2BaS0j+4H'(或2Ba?
++2H2so3+()2=2BaS0.J+4H+)(4)①B
2-
②2Fe3++S02+2H20=2Fe"+S0+4H+(5)取少量C中无色溶液于试管中,加热,溶液变
4
红色
【点睛笔】
1.C()2的存在不影响SO?的检验,但SO,的存在会影响C0?的检验。检验C02时必须先除去so?(用
漠水或酸性KMnOi溶液)。
2.若只是除去CO?中混有的S0?,可用饱和NaHC03(S02+NaHC()3=C02+NaHS03)。
考点二:浓硫酸so的检验(基础性考点)
必备知识•夯实
一、硫酸
1.物理性质:无色、黏稠的油状液体,高沸点(338C)、难挥发、易溶于水,以任意比与水
互溶且溶解放出大量热。
注意:(1)浓硫酸稀释方法:将浓硫酸沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌。
不断搅拌
-浓硫酸
白水
⑵常用的浓硫酸质量分数为98除密度为1.84g・cm:物质的量浓度是
18.4moi•
2.稀硫酸化学性质:
L使石蕊溶液变成红色
与金属反应(如Zn)Zn+HzSO,-----ZnSO,十
稀
硫
酸
与碱反应Cu(OH)z+H/SCh------
[如Cu(OH)z【CuSO<+2HQ
与盐反应Na^COs+HzSO,Na^SOq
(如少量Na2cOj)+H2O+CO2f
3.浓硫酸的特性:
常用作干燥剂,但不能干燥四等碱性
|吸水性|—
气体和还原性气体H?S、HBr、HI等;使蓝
(物理性质)
矶CuSO4-5H2。变为白色粉末
|脱水性|-将有机物中的H、0以山比例脱去,如
(化学性质)蔗糖炭化
(3)强氧化性:
①常温下,Fc、Al遇浓硫酸钝化,
一可用铁罐车、铝槽车装运浓硫酸
与金属反应
②加热时能与绝大多数金属反应
一与Cu:Cu+2HzSON浓)-==
氧CuSO<+SO"+2乩0
与C:C+2H2SO4(i^)-
CO2f+2SO2f+2H2O
与非金属反应
与56+2112$0<(浓)===
3SO2f+2H2O
微点拨浓硫酸与金属反应
不活泼金属(如Cu)
'①开始产生SO?
.②浓度变小后,稀HzSOi不再与Cu反应
较活泼金属(如Zn)
'①开始产生SO2
.②浓度变小后,产生比
4.硫酸的工业制备:
黄铁矿98.3%的[H2so』
浓硫酸
(催化剂)吸收
(1)燃烧硫铁矿(FeSj或硫制备S02:
△
4FeSz+ll()2^^2FeO+8S()2或S+0?^=S02o
催化剂.
⑵so?转化为so:;:2s0,。
⑶S0:i吸水生成H2SO,1;$03+呢=媵01。
辨易错
⑴接触法制硫酸中选用98.3%的浓硫酸吸收目的是防止形成酸雾。3)
(2)100mL18.4mol•的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO?物质的量为
0.92molo(X)
提示:浓硫酸变稀后不再反应产生SO?。
(3)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。(J)
5.硫酸的用途:
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
二、SO的检验
4
1.常见的硫酸盐
化学式俗名颜色用途
塑像、模型、
2CaS0i•HQ熟石膏白色
粉笔等
CaSO"・2HQ生石膏白色水泥添加剂
FeSO」•7Ha绿矶浅绿色补血剂
CuSO,•5H20胆(蓝)矶蓝色配制波尔多液
BaSOi重晶石白色钢餐
KA1(SO)2•12H20明研白色净水剂
2-
2.SO的检验
4
未知溶液酸化f|取清液|-加氯化饮落包炉生白色沉淀If原未知液中含so「
深思考
(1)加入盐酸酸化的目的?
提示:排除CO,、S0:i、Ag+等离子的干扰。
2-
(2)S0(如何检验?
提示:加入氯化钢溶液生成白色沉淀,然后向沉淀中加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性
气味的气体;或者向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去。
3.除去粗盐中的杂质一一可溶性硫酸盐、MgCb、CaCL
杂质加入的试剂反应方程式
2-
硫酸盐BaCl2SO+Ba2+==BaS0„I
4
2+-
MgCLNaOHMg+20H=Mg(0H)2J
2-
CaCl
2C03+Ca"=CaC031
Na2cO3
2-
过量BaCL
C03+Ba2+=BaC()31
过量NaOHH++OH-==HO
过滤之后,加入2
2-
过量Na2c。3过量稀盐酸CO+2H'=C0t+H,0
32
注意:Na2cQ,溶液在BaCk之后,过滤后再加入稀盐酸
助理解粗盐提纯的思路
首先,明确三种杂质离子分别用什么试剂除去;其次,所加试剂必须过量,过量的试剂也要
除去,合理确定加入顺序;最后要明确加入盐酸的目的及何时加入。
关键能力•进阶
♦能力点一:硫酸的性质和制备
•命题角度一:硫酸的性质
1.下列说法不正确的是()
A.浓H2sol具有脱水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B.氯化钠与浓硫酸共热制备HC1气体采用固液加热反应
C.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
D.室温下,Fe与浓H?S0,反应生成FeSO,
【解析】选D。浓硫酸能使蔗糖炭化,体现的是其脱水性,A正确;氯化钠与浓硫酸共热制备
HC1为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,B正确;铁锈的主要
成分为Fe。,硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应,具有对应关系,C项正确;室温下,铁
在浓硫酸中发生钝化,故D错误。
陲
兽3【加固训练】
(2022•临汾模拟)硫酸能在金星的上层大气中找到。硫酸在金星大气中较高较冷的地面为液
体,厚厚的、离星球表面约45〜70千米的硫酸云层覆盖整个星球表面。大气不断地释放出酸
雨。下列叙述正确的是()
Q
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、
H2S等气体
A
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为2也SO,(浓)+S-3S0"+2HQ,在此反应中,浓硫酸
既表现了强氧化性又表现了酸性
C.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO,,是因为浓H2s0」的强氧化性使其钝化
D.把足量铜粉投入只含2molH2soe勺浓硫酸中,得到气体体积在标准状况下为22.4L
【解析】选C。氨气为碱性气体,能够与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,故A错误;浓硫
A
酸与单质硫反应的方程式为2H2SO1(浓)+S^=3S0J+2比0,在此反应中,浓硫酸中+6价
硫化合价都降低,所以浓硫酸只表现氧化性,故B错误;浓硫酸具有强的氧化性,常温下能
够使铁、铝发生钝化生成致密氧化膜,阻止反应继续进行,所以常温下能够用铁、铝等容器
盛放浓HzSO,,故C正确;D.在加热条件下,浓硫酸和Cu反应生成二氧化硫,随着反应的进
行,浓硫酸变为稀硫酸时不再和Cu反应,所以把足量铜粉投入只含2moi也SO」的浓硫酸中,
得到气体体积在标准状况下小于22.4L,故D错误。
2.(2022•江门模拟)将浓硫酸分别加入盛有相应物质的试管中,相关信息如表所示,下列说
法正确的是()
编号①②③
盛有的
NaBr浓盐酸Na2s
物质
现象试管口有红棕色蒸气产生试管口有白雾出现有刺激性气味的气体产生
A.由①中现象知氧化性:浓硫酸>BQ
B.由②中现象说明浓硫酸具有吸水性、强酸性
2-
C.由①、③中现象知还原性:Br->SO,
D.浓硫酸能用于干燥HBr(g)、S02
【解析】选AoA.反应①试管口有红棕色蒸气产生,说明浓硫酸氧化澳离子生成溟单质,所
以反应氧化性:浓硫酸>Bn,故A正确;B.②中现象说明浓硫酸与浓盐酸混合吸水、放热促
进氯化氢挥发,氯化氢极易溶于水蒸气,白雾是氯化氢吸水所致,所以由②中现象只说明浓
硫酸具有吸水性,故B错误;C.反应①试管口有红棕色蒸气产生,说明浓硫酸氧化澳离子生
成漠单质,反应③亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水,反应的化学方程式为
Na2S03+H2S0t(^)=Na2S0,+H20+S02t.为非氧化还原反应,所以不能得出还原性:Br->
2-
S0:),故C错误;D.浓硫酸具有强氧化性,氧化滨离子生成漠单质,所以不能用于干燥HBr(g),
故D错误。
侬」【加固训练】
1.(2022•合肥模拟)某学校化学实验小组设计了如图装置进行浓硫酸与Cu的反应的实验探
究,下列有关描述不正确的是()
A.可抽动的铜丝可控制反应的发生和停止
B.试管c中的紫色石蕊溶液先变红后褪色
C.将试管a中的溶液冷却后慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
D.浸碱棉团的作用是吸收SO?,防止污染环境
【解析】选B。上下抽动铜丝,Cu与浓硫酸分离后反应停止,铜与浓硫酸接触反应发生,所
以可抽动的铜丝可控制反应的发生和停止,故A正确;二氧化硫不能漂白指示剂,所以二氧
化硫通入紫色石蕊溶液只变红不褪色,故B错误;将试管a中的溶液冷却后慢慢倒入水中得
到硫酸铜蓝色溶液,故C正确;二氧化硫有毒,能够与氢氧化钠反应,所以可用浸碱棉团吸
收SO?,防止污染环境,故D正确。
2.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是()
产口试管上部有红棕色气体
浓H2so1---△.试管上部无现象.管口
NaC1(s)出现白雾
③^产生有刺激性气味的气
三NazSOMs)体.能使品红溶液褪色
日
A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl
B.①和③相比可说明氧化性:Br2>S02
C.②中试管口的白雾是HC1遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO,>HC1
D.③中的反应是氧化还原反应
【解析】选Ao根据①的现象可知红棕色气体为澳单质,根据②的现象可知白雾即HC1遇水
蒸气形成的小液滴,对比①和②可以说明还原性:Br->€!,故A正确;③生成二氧化硫气体,
为非氧化还原反应,所以不能比较Bn、SO?的氧化性,故B错误;②中试管口的白雾是HC1
遇水蒸气所致,说明HC1易挥发,且浓硫酸为高沸点酸,高沸点酸制取低沸点酸不能说明酸
性:H2S0t>HCL故C错误;③中反应为浓硫酸和亚硫酸钠生成二氧化硫气体,不存在化合价
的变化,为非氧化还原反应,故D错误。
r技法积累
请归纳在化学反应中,硫酸所体现的性质的判断方法。老则得
提示:(1)生成硫酸盐和挥发性酸:体现酸性和难挥发性,如与NaCl固体反应。
(2)全部转化为SOZ:只体现强氧化性,如与C、H2S.HI反应。
(3)生成硫酸盐和SO”既体现酸性又体现强氧化性,如与Cu、FeO反应。
•命题角度二:硫酸的制备
3.(2022•天津和平区模拟)用硫及其化合物制硫酸的反应途径如图所示:S或
O>O2HzQ
FeS^SO^SOs^H^SO,,某些反应条件和产物已省略。下列有关说法正确的是()
A.途径中的每一步反应都是氧化还原反应
B.在适当的条件下,第二步反应中SO2的转化率可达到100%
C.在实际工业生产中通常用98.3%的浓硫酸吸收S03
o,H2O
D.制备硫酸的反应途径可简化S一SO:、一口0」
H2O
【解析】选Co含元素化合价变化的反应为氧化还原反应,SO,一Its。,为非氧化还原反应,
故A错误;二氧化硫的催化氧化反应为可逆反应,则第二步反应中SO2的转化率一定小于100临
故B错误;用水吸收三氧化硫易形成酸雾,则实际工业生产中通常用98.3%的浓硫酸吸收SO:”
Oz
故C正确;S与氧气反应生成二氧化硫,则S一SQ;不能实现,故D错误。
[函【加固训练】
用下列两种途径制取H2s0“某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是()
浓HNO,
途径①:s"H2SO4
;;
OoHzo
途径②:S^SO2^SO3-"H2S04
A.途径②与途径①相比较更能体现‘'绿色化学”的理念,因为途径②比途径①的污染相对较
小且原子利用率较高
B.由途径①和②分别制取1molHBO”理论上各消耗1molS,各转移6mol电子
C.途径①的反应体现了浓HNQ,的强氧化性和酸性
D.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大02的浓度来提高SO?的转化率
【解析】选C。途径①中S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮生成,
而且二氧化氮会污染大气,所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,A项正
确;途径①和②都是由S来制备H2s0”,S的化合价从0升高到+6,制取1molH2S0„理论
上各消耗1molS,各转移6mole,B项正确;途径①的反应属于浓硝酸和非金属单质的
反应,产物中无盐生成,因此浓硝酸只表现强氧化性而不表现酸性,C项错误;增大一种反
应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,所以途径②的第二步反应在实际生产中可以
通过增大的浓度来提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,D项正确。
4.(2022•广州模拟)某工厂的一个生产工艺流程如图所示,下列叙述不正确的
是()
FeSO4
气体0溶液、
[溶液、H2s04溶液
Fe2(SOh/
溶液4
J\so2
A.该工艺流程用来制备LSOq
B.气体M是”
C.气体M与FeSO,溶液发生的反应属于化合反应
D.S0?与Fe/SO,溶液反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:1
【解析】选Co该工艺流程中发生反应有Fe2(SO,)3+2H20+SO2=2FeSO.,+2H2SO4,4FeS0,+02
+2H2SO4=2Fe2(SOJ3+2H20,则总反应为2H20+。2+2$02=2瞌0"所以该工艺流程用来制备
H2SO„故A正确;结合图示分析,FeS01、H2s0八M为反应物,Fe?(SO)3为生成物,利用氧化
还原反应,化合价有升必有降,可知气体M是故B正确;气体M(0?)与FeSO」溶液发生的
反应为4FeS0,+02+2H2soi=2Fe2(S0j+2H20,该反应不属于化合反应,故C错误;由反应方
程式为Fe2(S0)3+2H20+S02=2FeSO,+2H2S0」可知,铁元素化合价由+3价降低到+2价,氧
化剂是Fez(SO,,硫元素化合价由+4价升高到+6价,还原剂是SO2,结合元素化合价变化
分析得到,反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:1,故D正确。
/能力点二:S04的检验
典例精研
【典例】(2021•全国乙卷节选)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着
重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
I.将浓H2s0八NaN03.石墨粉末①在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入
KMnO,粉末②。塞好瓶口。
H.转至油浴中,35c搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸储水。升温至98c并保持1小时。
III.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸储水,而后滴加至悬浊液由紫色变
为土黄色。
IV.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
V.蒸储水洗涤沉淀。
VI.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
步骤IV中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在so7③来判断。检测的方法是
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
①浓H2so4、NaNO:,、石墨粉末
②KMnO”粉末
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