高 三 化 学（第23周）
【教学内容】
复习《硫 硫酸》
【教学目标】
1、熟练掌握硫、硫的氢化物、氧化物、硫酸、硫酸盐的重要性质及其相互转化关系。
2、掌握工业制取硫酸的原理主要设备，并了解有关环保知识。熟练掌握离子反应、离子方程式的书写。
【教学过程】
一、硫
1、 游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。 存在 化合态——存在形式有：FeS 2（非盐）、CuFeS 2（复盐）、石膏、芒硝、煤和石油 中含少量硫——污染大气物主要来源。
2、物理性质：硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S 8、高温蒸气主要是S 2。常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有：Na 2O 2、AgBr 、黄铁矿、T 、N 、T 等）。
注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。
②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS 2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS 2作溶剂。
3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。
（1）与金属反应 Na+S ——Na 2S （剧烈反应并发生爆炸）
（Na+S ——Na 2S x ）
Al+S △ Al 2S 2（制取Al 2S 3的唯一途径）
Fe+S △ FeS （黑色）
思考：①21g 铁粉跟8g 硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升？
（据Fe ～FeS ～H 2S ↑可知，不论谁过量，有1molFe ，必须生成1mol 气体，则所得气 Fe ～H 2↑
体体积为：L mol L mol
g g 4.8/.4.22/5621=?） ②若为21g 硫粉和8g 铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克？
（解：Fe + S △ FeS
56g 32g
8g 21g
则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O 2反应生成了SO 2气体，因此，所得固体只能为FeS 。其质量为：
g mol g mol g g 788/88/568=?） 2Cu + S △ Cu 2S （黑色）
思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中？
（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O 2 △ CuO （黑色），铜转化为氧化铜，反应将
不再发生）
②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl 2的氧化性哪个更强？理由是什么？ （氯气更强，因为S 只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价）
（2）与非金属的反应 S+O 2 点燃 SO 2
思考：已知2SO 2+O 2 2SO 3+Q （Q>0）反应温度对SO 3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO 3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO 3？为什么？ （空气中。因为纯氧中燃烧，尽管O 2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中）
S+H 2 △ H 2S （说明硫化氢不稳定）
（3）与化合物的反应
S+6HNO 3（浓） △ H 2SO 4+6NO 2↑+2H 2O
S+2H 2SO 4（浓） △ 2SO 2↑+2H 2O
S+NaOH △ Na 2S+Na 2SO 3+H 2O
思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca (OH)2溶液而不用热NaOH 溶液除去试管内的硫？（因NaOH 碱性强，腐蚀玻璃）
S + Na 2S = Na 2S x
S + Na 2SO 3 △ Na 2S 2O 3
例1、硫与热强碱溶液可生成S 2-和SO 32-；生成物继续与硫作用得S z 2-和S 2O 32-。过滤后除
去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO 2，SO 2与S z 2-也完全转化为S 2O 32-。
问：
（1）S+SO 2+OH -完全转化为S 2O 32-的离子方程式____________________
（2）amolS 最终转化为Na 2S 2O 3，需SO 2、NaOH 的物质的量分别为________
（3）若amolS 最终转化为Na 2S z 耗原热碱溶液6molNaOH ，则Na 2S x 中x 值为
_________。
解析：3S+6OH - △ 2S 2-+SO 32-+3H 2O …………①
S 2-+（x+1）S S x 2- ………………②
SO 32-+S △ S 2O 32- ……………………③
由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH - = 2S x 2-+S 2O 32-+3H 2O …………④
SO 2+S x 2-+OH -——S 2O 32-+H 2O ………………⑤
由④⑤迭加得：S+SO 2+2OH -=S 2O 32-+H 2O …………………………⑥
答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因S x 2-、SO 32-均为中间产物，只要抓住反
应物为S 和SO 2及OH -，生成物为S 2O 32-和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol 硫需1molSO 2和2molOH -，则SO 2和OH -分别为a 、2amol 。
（2）由④式可知6
622=+a x x=12-a 例2、工业上将硫黄混入Na 2SO 3溶液中共热至沸可制取Na 2S 2O 3。制备Na 2S 2O 3的另一种方法是把SO 2通入Na 2S 和Na 2CO 3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量逐渐增多，然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时，反应完成：
（1）写出用上述反应制备Na 2S 2O 3的化学方程式
①_________________________ ②____________________
③_________________________ ④Na 2SO 3+S △ Na 2S 2O 3
（2）原料中Na 2CO 3、Na 2S 、SO 2的物质的量比最佳是___________________。
（3）若SO 2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是（用离子方程式表示）______________。
解析：由于SO 2溶于水生成H 2SO 3，而H 2SO 3是中强酸，其酸性比H 3PO 4还要强。则
（1）①SO 2+H 2O+Na 2S= Na 2SO 3+H 2S
②SO 2+Na 2CO 3= Na 2CO 3+CO 2
③SO 2+2H 2S= 3S ↓+2H 2O
（2）要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S 和 Na 2SO 3，S 由反应③生成，Na 2SO 3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS 需2molH 2S 和1molSO 2，则反应④可改为3Na 2SO 3+3S=3Na 2S 2O 3，而生成2molH 2S 则需2molNa 2S 和2molSO 2，同时生成2mol Na 2SO 3，现还差1mol Na 2SO 3，由反应②提供。则Na 2CO 3、Na 2S 、SO 2的最佳物质的量比为1:2:4。
（3）若SO 2过量，又生成3H 2SO 3，H 2SO 3+S 2O 32-?H 2S 2O 3+SO 32-，H 2S 2O 3极不稳定，H 2S 2O 3→
H 2O+S+SO 2，SO 2与SO 32-又能继续转化为HSO 3-，因此，该反应的离子方程式为：
SO 2+H 2O+S 2O 32-=S ↓+2HSO 3-
3 点燃
K 2S+N 2↑+3CO 2（黑火药爆炸）
橡胶的硫化（化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性）
二、硫的氢化物和氧化物
1、硫化氢的制取
Fe+H 2SO 4=FeSO 4+H 2S ↑
思考：制取H 2S 气体能否用浓H 2SO 4或浓盐酸或稀硝酸？
（不能用浓H 2SO 4或硝酸，因为均属于强氧化性酸，而H 2S 具有强还原性）
2、硫化氢的化学性质
（1）可燃性 当22/O S H n n ≥2/1时，2H 2S+O 2 点燃 2S+2H 2O （H 2S 过量） 当22/O S H n n ≤2/3时，2H 2S+3O 2 点燃 2SO 2+2H 2O （O 2过量）
当2322
2< 配平时，先根据H 原子守恒，得出H 2O 的计量系数为a ，再根据氧原子守恒得出SO 2的计量系数为22a b -，最后根据S 原子守恒，得出S 的计量系数为a-22a b -=b a -2 3。 例：室温时，H 2S 和O 2的混合气体100mL ，点燃后充分反应，剩余25mL ，求H 2S 和 O 2的体积比。 解析：剩余的25mL 气体可能是什么？①H 2S ②O 2和SO 2 ③SO 2 ①若H 2S 过量，余25mL H 2S 则参加反应的S H V 2=75mL ×3 2=50mL 2O V =75mL ×3 1=25mL S H V 2:2O V =（50+25）:25=3:1 ②若为O 2和SO 2 则O 2过量，据：2H 2S+3O 2 = 2SO 2+2H 2O △V 2 3 2 3 2LH 2S 完全反应，体积减少3L ，现减少100mL-25mL=75mL 则需H 2S 的体积为3 2×75mL=50mL ，O 2的体积为75mL ，75mL+50mL>100mL ，不可能。 ③两种反应物完全反应，产物为S 、SO 2和H 2O 设H 2S 的体积为aO 2的体积为b 则aH 2S+bO 2=（23a-b ）S+（b-2 a ）SO 2+aH 2O a+b=100 a=50mL b=50mL b-2 a =25 体积比为1:1。 （2）强还原性 常见氧化剂为：Cl 2、Br 2、Fe 3+、HNO 3、KMnO 4，甚至SO 2均可将H 2S 氧化。 3、二氧化硫 （1）强还原性 常见氧化剂（见上）均可与SO 2发生氧化一还原反应 （2）酸性氧化物通性 （3）漂白性 例1、为降低SO 2对大气的污染，工业用煤可伴入少量生石灰，可减少污染，另一种方法是将烟道气通入石灰乳中，既起到“固硫”的作用，防治酸雨，又能制得石膏，请写出有关化学方程式。 解析：SO 2+CaO=CaSO 3 SO 2+Ca (OH)2= CaSO 3+H 2O 2CaSO 3+O 2+4H 2O=2CaSO 4·2H 2O 例2、白色的亚铜化合的Cu （NH 4）SO 3难溶于水，若与足量的10mol ·L -1的硫酸溶 液混合并微热，生成铜和SO 2气体及溶液。 （2）完成并配平化学方程式：Cu （NH 4）SO 3+H 2SO 4-Cu+SO 2+CuSO 4+_________ （3）按上述操作，铜的最高转化率是多少_______________ （4）有人设计让上述实验在密闭容器中进行，结果铜的转化率大大提高，问在密闭 容器中进行反应，铜的最高转化率是多少？请说明理由。 解析：（1）上述反应打用逆向配平（歧化反应，铜元素化合价既升高又降低）缺项显然为（NH 4）2SO 4，各计量系数依次为2，2，1，2，1，2，1。 （2）2molCu (NH 4)SO 3中的铜1mol 转化为单质铜，1mol 转化为CuSO 4，因此，转化率为50%。 （3）若在密闭容器中进行，为何铜的转化率会提高？显然Cu （I ）自身岐化转化率只能为50%，必有其它还原剂才能提高其转化率。由于产物中含SO 2，SO 2具有强还原性，能将Cu （II ）还原为零价。其最高转化率可达100%，原因是：每生成1molCuSO 4可生成2molSO 2，它可提供4mol 电子，完全可将CuSO 4还原且SO 2仍过量。 三、离子方程式 离子方程式的书写要特别注意以下两个问题： 1、产物与事实是否相符 例如：①Mg (HCO 3)2与碱溶液的反应，无论谁过量一定生成Mg (OH)2而不是MgCO 2②SO 2+Ca (ClO)2+H 2O ——该反应粗看与CO 2通入漂白粉相似，其实不同，它们一定 发生氧化还原反应。 ③FeCl 2+KMnO 4+H 2SO 4——该反应同学们往往只注意MnO 4-氧化Fe 2+，其实还要氧化Cl -。 ④FeBr 2+Cl 2——一定要注意定量关系，Cl 2不足量只能氧化Fe 2+或将Fe 2+全部氧化后再氧 化部分Br -。 ⑤ O O-+H2O+CO2——无论CO2是否过量，一定生成HCO3-（为什么？） 2、要注意等式两边是否遵循质量守恒和电荷守恒。 例如：①Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑ ②Cu+4H++NO3-=Cu2+NO↑+2H2O ③Fe+Fe3+=2Fe2+ 【能力训练】 一、选择题（每小题有1～2个正确答案） 1、下列物质既能跟浓H2SO4反应，又能烧碱反应的是（） ①MgCl2②NaH2PO4③(NH4)2 S ④Al (OH)3 A、只有④ B、除①外 C、除①③ D、全部都可以 2、下列各组混合物中，加入过量的稀H2SO4有气泡并有沉淀的是（） A、FeS、Fe2O3 B、Na2CO3、AgCl C、Pb (NO3)2、FeS D、Na2CO3、NaHCO3 3、Na2SO3和浓H2SO4作用产生气体X，碳酸氢铵热分解生成的气体依次通过硅胶 Na2O2、浓H2SO4，最后得到气体Y，将X、Y分别适入氢硫酸中产生的现象是（） A、通入X溶液浑浊，通入Y无明显现象 B、通入X现象不明显，通入Y溶液浑浊 C、通入X和Y溶液均无明显现象 D、通入X和Y溶液均浑浊 4、下列变化中证明硫酸是强酸的是（） A、和铜反应 B、和锌反应放出H2 C、与NaCl反应制HCl D、与Ca3(PO4)2反应制H3PO4 5、化学上鉴定S2O32-的方法之一是使用AgNO3作试剂。将AgNO3溶液逐渐滴 入含有S2O32-的溶液中时，会有以下反应发生：Ag++2S2O32-= [Ag (S2O3)2 ]3-，3 Ag++[Ag (S2O3)2 ]3-=2 Ag 2S2O3↓（白），Ag 2S2O3+H2O=Ag2S↓（黑）+ H2SO4对于鉴定S2O32-的下列叙述不正确的是（） A、该鉴定可在酸性或碱性或中性溶液中进行 B、该鉴定只能在中性溶液中进行 C、AgNO3必须过量 D、S2-对该鉴定有干扰 6、标况11.2LH2S燃烧用样O2100.8L，燃烧后恢复至原状况，剩余气体体积缩小为原 混合气体体积的21.05%，则充分燃烧的H2S占H2S总体积的（） A、40% B、32% C、74% D、80% 二、填空 1、298k时，向VL真空容器内通入nmolSO2和mmolH2S （1）若n=2，当m= ______时，反应后容器内气体密度最小； （2）若2n>m，则反应后氧化产物与还原产物质量差为 ______g； （3）若5n=m，且反应后氧化产物与还原产物的质量差为48g，则m+n= ______。 2、同族元素的单质及其化合物在性质上有许多相似之处，硫化物类似于氧化物也有 碱性、酸性之分和氧化性还原性之分，也以能发生类似于氧化物与氧化物之间的反应，根据上述叙述，完成下列化学方程式。 （1）Na2S+As2S5—— （2）Na2S2+SnS—— （3）Na2S+CS2—— 3、把密度为1.68g·cm-3的液态S2Cl210mL溶于石油醚中，得到100mL溶液，把它 慢慢加入到50mL3.2mol·L-1的SO2水溶液中，振荡使之充分反应，当加入的S2Cl2溶液为64.3mL 时，反应恰好完全，生成物用KOH中和后，完全转化为KCl水溶液和一种二元含氧酸的钾盐晶体，试通过计算确定S2Cl2和SO2在水溶液中反应的化学方程式 ______________________________________________________。 三、计算题： 1、某黄铁矿中含FeS285%及惰性杂质15%，在给定温度下发生下述反应：4FeS2 (s)+11O2 (g)=2Fe2O3(s)+8SO2 (g)+3319kJ，又知反应后的固体残渣中含有4%的FeS2，试计算燃烧1kg，这种黄铁矿时放出的热量。 2、将H2S和O2的混合气体通入温度为220℃的密闭容器中，在高温下使之燃烧反应后再恢复到原来温度，测得此时容器中气体的压强比起起时减小28.6%，若再向密闭容器中通入80gO2，高温下使之燃烧，反应后冷却至220℃，测得容器中压强有为起始时的1.43倍，又知反应容器O2有剩余，计算原混合气体中H2S和O2的物质的量。 【能力训练答案】 一、1、D 2、BC 3、D 4、D 5、A 6、A 二、1、（1）4 （2）16m （3）9 2、（1）3Na2S+As2S5=2Na3AsS4 （2）Na2S2+SnS=Na2SnS3 （3）Na2S+CS2=Na2CS3 3、S2Cl2+2SO2+2H2O=2HCl+H2S4O6三、1、5674.8kJ 2、H2S2mol，O21.5mol或H2S为2.25mol，O2为0.9mol
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