2019-2020年高三化學一輪復習 硫及其化合物學案.doc

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2019-2020年高三化學一輪復習 硫及其化合物學案 〖復習目標〗 1．了解氧、硫元素的單質及其化合物的主要性質和重要應用； 2．認識硫元素及常見化合物在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響； 3．了解硫酸的工業(yè)制法； 4．了解SO42－、SO32－等常見離子的檢驗方法，能對常見的物質組成進行檢驗和分析； 5．了解常見硫元素不同類型化合物之間轉化的條件和方法。 〖知識清單〗 一、硫 1．自然界中的硫 （1）游離態(tài)：硫單質俗稱 ，主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。 （2）化合態(tài)：主要以硫化物和 的形式存在。 常見的含硫化合物有： 重晶石 石膏 芒硝 綠礬 藍礬 明礬 BaSO4 CaSO42H2O Na2SO410H2O 2．化學性質 硫元素位于第 周期 族，原子結構示意圖為 ，電子排布式為 ， 既有氧化性又有還原性。 （1）與金屬反應：與變價金屬反應生成低價態(tài) 硫化物。①硫與鐵反應： ， ②硫與銅反應： 。 比較與Cl2的反應： （2）與非金屬反應： ①硫與H2反應：S+H2H2S（硫化氫不穩(wěn)定） ②硫與O2反應： 。硫在空氣中燃燒火焰顏色為 ，在氧氣中燃燒火焰顏色為 。 （3）與化合物反應 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O（可用熱堿溶液清洗硫） 二、二氧化硫的性質和應用 1．物理性質 顏色 氣味 毒性 密度 溶解性 2．化學性質 ⑴酸性氧化物通性 ①與H2O反應： ， ②與堿性氧化物反應 與CaO的反應： 。 ③與堿反應（實驗室用于吸收SO2尾氣） 與NaOH溶液的反應： 。 ④與某些弱酸鹽溶液反應 與NaHCO3溶液反應： 。 ⑵還原性 SO2能被O2、Cl2、Br2、KMnO4（H+）及FeCl3溶液等強氧化劑氧化。 ①與O2反應： ，該反應為 反應， ②與Br2反應： 。 ⑶氧化性 與H2S反應： 。 ⑷漂白性 原理：SO2可與某些有色物質生成 而起漂白作用，見光、加熱或長時間放置， 又分解為原有色物質和SO2。 3．酸雨的形成 ⑴形成過程： 的燃燒、 的冶煉和 的生產等過程中產生的二氧化硫，在光照、煙塵中的金屬氧化物等作用下，與氧氣反應生成三氧化硫、三氧化硫溶于雨水后形成硫酸，反應方程式： 、 ； 、 。 ⑵主要危害：①使水體、土壤酸化，影響魚類、農作物及樹木生長。②腐蝕建筑物、雕塑等。 ⑶防治方法：①從消除污染源入手，研發(fā)新能源，如 、 、 等；②對含硫燃料進行 處理；對工業(yè)生產中產生的SO2進行 ；③提高全民的環(huán)保意識。 在含硫礦物燃料中加生石灰，及時吸收燃燒過程中產生的SO2，這種方法稱為“鈣基固硫”，其反應方程式為：SO2+CaO=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4。 三、硫酸的制備和性質 1．硫酸的制備：接觸法制H2SO4是目前工業(yè)上采用的主要方法。 ⑴生產過程: 三階段 SO2制取和凈化 SO2轉化為SO3 SO3吸收和H2SO4的生成 三方程 4FeS2(s)＋11O2(g) ＝ 2Fe2O3(s)＋8SO2(g)； △H = -3412 kJ/mol 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)； △H = -196.6 kJ/mol SO3(g)＋H2O(l)＝H2SO4(l)； △H = -130.3 kJ/mol 三設備 沸騰爐 接觸室 吸收塔 有關 原理 礦石粉碎，以增大礦石與空氣的接觸面，加快反應速率 逆流原理(熱交換器)目的: 冷熱氣體流向相反，冷的SO2、O2、N2被預熱，而熱的SO3、SO2、O2、N2被冷卻. 逆流原理(98.3%的濃硫酸從塔頂淋下，氣體由下往上，流向相反，充分接觸，吸收更完全) 設備中排出的氣 體 凈化氣：SO2、N2、O2 SO2、O2、N2、SO3 尾氣：SO2及N2、O2 不能直接排入大氣中 說 明 除塵：礦塵、雜質易使 催化劑“中毒” 干燥：水蒸氣腐蝕設備、影響生產 反應條件：理論上低溫、高壓、催化劑； 實際應用：400℃～500℃、常壓、催化劑 實際用98.3%的濃硫酸吸收SO3，以免形成酸霧不利于SO3氣體被進一步吸收。 ⑵尾氣處理： 氨水(NH4)2SO3(NH4)2SO4+ SO2↑ NH4HSO3 2．H2SO4的性質 ⑴物理性質：沸點 ，難 ，濃硫酸溶解時可放出大量的熱。 ⑵稀H2SO4 硫酸是強電解質。稀H2SO4具有酸的通性， H2SO4在水溶液中發(fā)生電離的方程式為 。 ⑶濃H2SO4的特性 濃H2SO4中存在的主要是 ，因而濃H2SO4具有一些特殊的性質。 ①吸水性 利用濃H2SO4的吸水性，具常用作 。 ②脫水性 濃H2SO4能夠將有機物里的氫、氧元素按原子個數 的比例脫去。 ③強氧化性 a．常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4發(fā)生“鈍化”。原因： ，所以常溫下可用鋁槽車裝運濃硫酸； b．能氧化不活潑的金屬，與Cu反應的化學方程式： ； c．能氧化非金屬單質．與C反應的化學方程式： 。 要點精析 一、各類漂白劑漂白原理的比較 1．常見漂白劑的漂白原理比較 常見漂白劑 氯水、漂白粉、雙氧水等 SO2 活性炭 漂白原理 漂白特征 2．SO2和Cl2的漂白原理、現象及效果比較 氯氣的漂白原理是溶于水生成的 HClO具有強氧化性，將有色物質氧化 成無色物質，褪色后不能恢復原來的 顏色。而SO2是由于它溶于水生成的 亞硫酸與有色物質直接結合，形成 不穩(wěn)定的無色化合物，褪色后在一定 條件下又能恢復原來的顏色。 3．SO2能使溴水、氯水、酸性KMnO4溶液等褪色，是因為SO2具有還原性，如SO2 + Br2 +2H2O H2SO4 +2HBr，不是體現SO2的漂白性。 二、SO42－、SO32－的檢驗 1．SO42－的檢驗 ⑴檢驗SO42－時要防止其他離子的干擾 ①Ag+干擾： 先用鹽酸酸化，能防止Ag+干擾，因為Ag++C1－ AgCl↓。 ②CO32－、SO32－干擾： 因為BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強酸中。因此檢驗SO42－時，必須用酸酸化(不能用HNO3酸化)。例如：BaCO3+2H+ == H2O+CO2↑+Ba2+。 所用鋇鹽不能用Ba(NO3)2溶液，因為在酸性條件下，SO32－、HSO3－、SO2等會被溶液中的NO3－氧化為SO42－，從而得出錯誤的結論。 ⑵正確操作 有無白色沉淀（判斷有無SO42－） 2．SO32—的檢驗 向溶液中加入鹽酸，將產生的氣體通入品紅溶液中紅色褪去；或加入氯化鋇溶液生成白色沉淀，加入鹽酸，沉淀溶解并產生具有刺激性氣味的氣體。發(fā)生的反應為： SO32－+2H+ SO2↑+H2O； SO32－+Ba2+ BaSO3↓； BaSO3 + 2H+Ba2++SO2↑+ H2O。 三、硫元素的價態(tài)變化規(guī)律 1．是硫元素的最低價態(tài)，只有還原性；、處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，但以還原性為主；是硫元素的最高價態(tài)，只有氧化性。 牢記一條轉化主線：H2S→S→SO2→SO3(H2SO4) 2．當硫元素的化合價升高或降低時，一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)。如 3．利用硫元素的價態(tài)變化規(guī)律，可進行如下判斷： ①判斷含硫物質的氧化性、還原性； ②判斷不同價態(tài)硫之間能否發(fā)生氧化還原反應； ③判斷含硫物質發(fā)生化學反應可能生成的物質； ④判斷氧化、還原產物。 〖典型例析〗 類型一 SO2的性質 例 1．下列實驗報告記錄的實驗現象正確的是（ ） 類型二 H2SO4的性質實驗的探究 例2．實驗探究課上，化學小組的同學們依據化學方程式Zn+2H2SO4（濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O計算后，取65.0 g鋅粒與98％的濃H2SO4(＝1.84 gcm－3)110 mL充分反應，欲制取標準狀況下22.4 L SO2氣體，按規(guī)范操作進行實驗室里SO2的制取。待鋅全部溶解后，即將收集所得氣體全部送至實驗室，不料經老師檢驗存在嚴重質量問題，氣體隨即被退回。 ⑴化學小組所制得的氣體中混有的主要雜質氣體可能是 (填化學式)，產生該雜質氣體的主要原因是 。 ⑵為證實相關分析，化學小組的同學們設計了如下實驗，對退回氣體(X)取樣講行認真探究。 ①組裝好儀器后，盛放藥品前，必要的一個操作是 ； ②A中加入的試劑可能是 ，作用是 ； ③B中加入的試劑可能是 ，作用是 ； ④可證實氣體X中混有較多量某雜質氣體的實驗現象是： C中 ，D中 。 ⑴按理論計算(假定無氣體損失)該實驗小組所制取的氣體體積是22.4 L嗎?(標準狀況下) ⑵求得所制氣體中SO2和H2體積還需知道什么量?其可能產生誤差的原因有哪些? 類型三 含硫物質間的轉化與推斷 例3．在通常狀況下，A為固態(tài)單質。 根據下圖轉化關系，回答： ⑴寫出A、C、E的化學式： A ，C ， E 。 ⑵寫出下列反應的化學方程式： ①E→C ②C→D ⑶B與D的濃溶液 發(fā)生反應(填“能”或“不能”)，若能反應，則反應的化學方程式為 ，反應現象為 。 ⑷將C通入BaCl2溶液中，沒有明顯現象，但加入H2O2，則有白色沉淀生成，請分析其原因，并寫出有關的化學方程式 。 〖仿真練習〗 1．下列實驗中能證明某氣體為SO2的是(　　) ①使澄清石灰水變渾濁?、谑?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅?、凼蛊芳t溶液褪色?、芡ㄈ胱懔縉aOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，該沉淀溶于稀鹽酸　⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀產生 A．都能證明　　　　　　　　 B．都不能證明 C．③④⑤均能證明 D．只有⑤能證明 2．下列有關濃H2SO4性質的敘述中，錯誤的是(　　) A．濃硫酸具有脫水性，因而能使蔗糖炭化 B．在反應HCOOHCO↑＋H2O中，濃H2SO4只表現脫水性 C．在反應Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，濃H2SO4只表現氧化性 D．濃硫酸具有吸水性，因而能使CuSO45H2O轉化為CuSO4 3．下列溶液中通入SO2一定不會產生沉淀的是(　　) A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．Na2S D．BaCl2 4．某興趣小組的同學為探究濃硫酸的吸水性設計了如下實驗，理論上能達到實驗目的的是(　　) A．①③ B．①②③④ C．①③④ D．②④ 5．用如圖所示裝置進行實驗，下列對實驗現象的解釋不合理的是(　　) ①中試劑 ①中現象 解　釋 A Ba(NO3)2溶液 生成白色 沉淀 SO與Ba2＋生成白色BaSO3沉淀 B 品紅溶液 溶液褪色 SO2具有漂白性 C 紫色石蕊溶液 溶液變紅 SO2與水反應生成酸 D 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 SO2具有還原性 6．按如圖實驗，反應后可能出現的現象是(　　) A．a裝置中有白色固體 B．b裝置中產生白色沉淀 C．c裝置中溶液先變紅后褪色 D．d裝置中溶液變藍色 7．[雙選題]如圖是某研究小組采用電解法處理石油煉制過程中產生的大量H2S廢氣的工藝流程。該方法對H2S的吸收率達99%以上，并可制取H2和S。下列說法正確的是(　　) A．吸收H2S的離子方程式為：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ B．電解過程中的陽極反應主要為：2Cl－－2e－===Cl2 C．該工藝流程體現綠色化學思想 D．實驗室可用點燃充分燃燒的方法消除H2S污染 8．用圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是(　　) A．上下移動①中銅絲可控制反應開始停止 B．若②中是澄清石灰水，先渾濁后澄清 C．③中KMnO4溶液褪色，說明SO2有還原性 D．①中反應離子方程式：Cu＋4H＋＋SOCu2＋＋2H2O＋SO2↑ 9．含硫化合物的種類很多，現有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4這4種常見的含硫化合物?；卮鹣铝袉栴}： (1)為進一步減少SO2的污染并變廢為寶，我國正在探索在一定條件下用CO還原SO2得到單質硫的方法來除去SO2。寫出該反應的化學方程式：________________________。 (2)亞硫酸鈉和碘酸鉀在酸性溶液中發(fā)生以下反應： Na2SO3＋KIO3＋H2SO4——Na2SO4＋K2SO4＋I2＋H2O ①配平上面的氧化還原反應方程式。將化學計量數填入方框中。 ②其中氧化劑是________，若反應中有5 mol電子轉移，則生成的碘單質是______mol。 (3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2氣體，有白色沉淀生成。此沉淀是________。 A．BaSO4 B．FeS C．BaSO3 D．S (4)常溫下，將鐵棒置于濃硫酸中，無明顯現象，課本上解釋為發(fā)生了鈍化，但有人認為未發(fā)生反應。為驗證此過程，某同學經過思考，設計了如下實驗：將經濃硫酸處理過的鐵棒洗凈后置于CuSO4溶液中，若鐵棒表面________________，則發(fā)生了鈍化。 10．二氧化硫是一種大氣污染物，研究對NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理有重要意義，某化學實驗愛好小組欲探究SO2的性質，設計如下方案： (1)B、C、D分別用于檢驗SO2的還原性、氧化性和漂白性。其中B、C分別為碘水和硫化氫的水溶液，則D中所盛試劑為____________，B中反應的離子方程式為：___________ ________________________________________________________________________。 (2)為了實現綠色實驗的目標，某同學重新設計了如上右圖A2的制取裝置來代替A1裝置，與A1裝置相比，A2裝置的優(yōu)點是：________________________________________(任寫一點即可)。 (3)E中用氨水吸收尾氣中的SO2，“吸收液”中可能含有OH－、SO、SO、HSO等陰離子。已知亞硫酸氫鹽一般易溶于水，SO2也易溶于水?，F有儀器和試劑為：小燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、過濾裝置和濾紙；2 mol/L鹽酸、1 mol/L BaCl2溶液、1 mol/L Ba(OH)2溶液、品紅溶液、蒸餾水。 請設計實驗證明“吸收液”中存在SO和HSO，完成下表的實驗操作、預期現象和結論： 實驗操作 預期現象與結論 步驟1：取適量“吸收液”于小燒杯中，用膠頭滴管取1 mol/L BaCl2溶液向小燒杯滴加直至過量。 若出現白色渾濁，則溶液中存在SO或SO。 步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，再用適量水把附在濾紙上的固體沖入另一小燒杯中；向沖下的固體 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 步驟3：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 11．某興趣小組在實驗室用銅和硫酸為原料，采用多種方法制取硫酸銅，制備方法如下： 方法一 (1)濃硫酸試劑瓶上適合貼上的標簽是________(填序號)。 (2)甲同學取6.4 g銅片和10 mL 18 molL－1濃硫酸，放在試管中共熱時發(fā)現，銅與熱的濃硫酸反應后并沒有得到預期的藍色溶液，而是在試管底部看到灰白色沉淀。甲同學為了驗證其中灰白色沉淀的主要成分，設計下列實驗： 實驗步驟：傾倒掉上層液體后，向所得灰白色的固體中加入適量蒸餾水，邊加邊攪拌。 實驗現象：____________________________________________________________。 實驗結論：所得灰白色固體的化學式為________________。 (3)乙還觀察到加熱過程中，試管內壁上部析出少量淡黃色固體物質，持續(xù)加熱，淡黃色固體物質又慢慢地溶于濃硫酸而消失。淡黃色固體消失的原因是(用化學方程式回答)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 直到最后反應完畢，發(fā)現試管中還有銅片剩余，乙根據自己所學的化學知識，認為試管中還有硫酸剩余。他這樣認為的理由是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法二 (4)丙同學認為甲設計的實驗方案不好，他自己設計的思路是2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。 對比甲的方案，你認為丙同學的優(yōu)點是①________________；②________________。 方法三 (5)丁同學取一銅片和稀硫酸放在試管中，再向其中滴入雙氧水發(fā)現溶液逐漸呈藍色，寫出反應的化學方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 〖答案〗 例1．B 例2．（1）H2，隨著反應進行，濃H2SO4濃度變稀 （2）①檢查裝置氣密性 ②品紅，檢驗SO2已被除盡 ③濃H2SO4，干燥（吸水） ④黑色固體變亮紅色，白色粉末變藍色 （3）是 （4）反應前后C裝置的質量或反應前后D裝置的質量，C中H2不可能完全參與反應 例3．（1）S，SO2，H2SO4 （2）①Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O 催化劑 △ ②2SO2+O22SO3 （3）能，H2S+H2SO4(濃) S↓+SO2↑+2H2O，出現淺黃色渾濁，有刺激性氣味氣體放出 （4）SO2+H2O2H2SO4 H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl 1．D 2．C 3．D 4．B 5．A 6．A 7．AC 8．D 9． (1)2CO＋SO2===S＋2CO2 (2)①Na2SO3＋KIO3＋H2SO4===Na2SO4＋K2SO4＋I2＋H2O。 ②KIO3　0.5 (3)A　(4) 無明顯現象 10． (1)品紅溶液 SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋ (2) ①不用加熱，安全性能高。 ②易于控制反應進行，反應更充分。 (3) 實驗操作 預期現象與結論 步驟2：滴入1滴(或少量)品紅，再滴入過量2 mol/L鹽酸，振蕩 若品紅褪色(或有氣泡)，則“吸收液”中存在 SO。 步驟3：用試管取適量步驟2所得濾液，向其中(或試管中)滴入過量的1 mol/L Ba(OH)2溶液[或滴入1滴(或少量)品紅溶液，再滴入2～3滴(或過量)的2 mol/L鹽酸]，振蕩。 若出現白色沉淀(或品紅溶液褪色，或有氣泡)，則“吸收液”中存在 HSO。 11． (1)BD (2)灰白色物質溶解，溶液變?yōu)樗{色　CuSO4 (3)S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O 隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸變小，由濃變稀，稀硫酸不能與銅發(fā)生反應 (4)①產生等量的硫酸銅，消耗的硫酸更少?、诓划a生污染物SO2 (5)H2SO4＋Cu＋H2O2===CuSO4＋2H2O