高考化学一轮复习 专题4.3 硫及其化合物讲案(含解析)
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专题4.3 硫及其化合物讲案(含解析)
复习目标:
1、掌握硫及其化合物(H2S、SO2、SO3、H2SO4等)物理及化学性质。
2、掌握O3、H2O2的性质。
3、了解环境保护的相关常识。
基础知识回顾:
一、臭氧和过氧化氢
(一)臭氧
1、物理性质:常温、常压下,是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,密度比空气密度大。
2、化学性质
(1)极强的氧化性:O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2
(2)不稳定性:2O3=3O2(升高温度,分解速率加快)
(3)漂白和消毒
(4)产生方式: 3O2=2O3(放电条件)
3、臭氧层
(二)过氧化氢
1、结构
2、化学性质
(1)不稳定性:2H2O2=2H2O+O2↑
(2)还原性:遇到强氧化剂时,显还原性。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
(3)氧化性: H2O2+Na2SO3=Na2SO4+H2O
杀菌、消毒、漂白,能使NaOH的酚酞溶液的红色褪去,注意不是H2O2的弱酸性所致。
【典型例题1】臭氧分子的结构与SO2(极性分子)相似,可读做二氧化氧,在臭氧层中含量达0.2 ppm(ppm
表示百万分之一)。臭氧是氧气吸收了太阳的波长小于242 nm的紫外线形成的,不过当波长在220 nm~320
nm的紫外线照射臭氧时,又会使其分解。下列说法中正确的是
A.打雷时也能产生臭氧,臭氧分子是直线型分子
B.臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均须吸收能量
C.臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定
D.向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解
【迁移训练1】我国科学家卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成加
合物H2NCONH2·H2O2,不但使H2O2稳定下来,而且结构也没有发生改变,得到了可供做衍射实验的单晶
体,经测定H2O2结构如图所示,结合以上信息,有关过氧化氢的说法不正确的是
A.H2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的
B.H2O2是极性分子
C.H2O2既有氧化性又有还原性
D.H2NCONH2·H2O2属于离子化合物
二、硫及硫的氧化物
1、硫
(1)残留在试管内壁上的硫呈现 淡黄色 色,可以用 CS2溶解除去,因为硫的溶解性为难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 。
(2)S单质为0价,为中间价,既有氧化性又具有还原性。
氧化性:H2+S=====△H2S
Fe+S=====△FeS(氧化性较弱,Fe为+2价)
还原性:S+O2=======点燃SO2
2、二氧化硫
(1)SO2的物理性质
①颜色、状态:SO2是一种无色、有刺激性气味的气体。
②溶解性:SO2易溶于水,且易液化。
③毒性:SO2有毒,尾气中的SO2用碱溶液吸收。 ④密度:SO2的密度比空气的大,收集SO2用向上排空气法。
(2)SO2的化学性质
①具有酸性氧化物的通性
A.与H2O反应
SO2与水反应生成H2SO3,化学方程式为: SO2+H2O=H2SO3 。
B.使指示剂变色:SO2能使石蕊试液变 红 色。注意:SO2不能使指示剂褪色。
C.与碱反应
当NaOH足量时,反应的化学方程式为:SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O;当NaOH不足量时,反应的化学方程式为:SO2+NaOH= NaHSO3 。
D.可与碱性氧化物或某些盐反应。
SO2与Na2SO3溶液反应生成NaHSO3,化学方程式为:
SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。
②氧化性
将SO2通入到氢硫酸(H2S溶液)中:
A.反应的化学方程式为:2H2S+SO2 =3S↓+2H2O;
B.实验现象:产生淡黄色沉淀 。
③还原性
A.SO2被O2氧化成SO3的反应的化学方程式为:2SO2+O2 催化剂
2SO3。
B.SO2的水溶液能被X2(Cl2、Br2、I2)氧化,如SO2能使溴水褪色,反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O=
2HBr+H2SO4 。
C.SO2能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去,反应的离子方程式为:
2MnO-4 +5SO2+2H2O= 2Mn2++5SO2-4 +4H+
④漂白性
SO2+H2O+有色物质————→化合不稳定无色物质————→Δ有色物质
3.三氧化硫
(1)SO3与水的反应:SO3 +H2O=H2SO4 ,反应放出大量的热。
(2)SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
①SO3与氧化钙的反应:SO3+CaO= CaSO4 。
②SO3与Ca(OH)2的反应:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O。 【典型例题2】如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列
有关说法正确的是 (
)
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸均褪色,证明SO2具有漂白性
C.湿润淀粉KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2
D.NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2
【迁移训练2】【山东省临沂市郯城一中2014届高三12月月考】将SO2通入BaCl2溶液至饱和,未见有沉淀,继续通入另一种气体X仍无沉淀,则X可能是:
A.CO2 B.NH3 C.NO2 D.H2S ( )
三、硫酸
1、稀硫酸:具有酸的通性。
2、浓硫酸:
(1)物理性质
纯H2SO4是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度大于水,溶解于水时放出大量的热。 (2)特性
①吸水性(常用作干燥剂)
A.可用浓H2SO4干燥的气体有:H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。
B.不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如 NH3 ;
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等。
②脱水性
浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2:1的比例脱去,
例如:C2H5OH————→170℃浓硫酸CH2=CH2↑+H2O。
(3)强氧化性
①与金属的反应
浓H2SO4能氧化Cu等不活泼的金属,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+H2O。
冷的浓H2SO4能使铁、铝发生钝化。
②与非金属的反应
加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质,反应的化学方程式为:
C+2H2SO4(浓)=====△ CO2↑+2SO2↑+2H2O 。
3、SO2-4 的检验
被检液————————→加足量盐酸酸化取清液——————→滴加BaCl2溶液有无白色沉淀(判断有无SO2-4 )
检验SO2-4 时要防止其他离子的干扰
①Ag+干扰:先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-=AgCl↓。
②CO2-3 、SO2-3 干扰:因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO2-4 时,必须用酸酸化(不能用稀HNO3酸化)。例如:BaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ba2+。
所用钡盐溶液不能为Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO2-3 等会被溶液中的NO-3 (H+)氧化为SO2-4 ,从而得出错误的结论。
4、SO2-3 的检验
加入氯化钡溶液生成白色沉淀,再加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为: SO2-3 +Ba2+=BaSO3↓,
BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O。
5、硫酸的用途
(1)制取化肥,如磷肥、氮肥;
(2)清除金属表面的氧化物;
(3)制取挥发性酸;
(4)用于精炼石油,制造炸药、农药等,是实验室里常用的试剂。
【典型例题3】【广东省潮州金中、揭阳一中两校2014届高三5月联考(三模)】下列陈述Ⅰ和Ⅱ正确并且
有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 浓H2SO4有吸水性 浓H2SO4可用于干燥氨气
B SO2有氧化性 SO2尾气可用NaOH溶液吸收
C Mg有还原性 电解MgCl2饱和溶液可制备Mg
D NH3和HCl在水中溶解度很大 充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升
【迁移训练3】下列叙述正确的是( )
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
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为:S+2H2SO4(浓)=====△3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C.把足量铜粉投入到只含2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积在标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4,是因为浓H2SO4的强氧化性使铁、铝等发生钝化
【答案】D
考点详析:
考点一:二氧化硫检验与性质探究
SO2和CO2中S和C的化合价均为+4价,但对于CO2而言为其最高价,只具有氧化性,而S为中间价,既有氧化性又具有还原性,故在性质表现的时候要注意其区别。另外二氧化硫的漂白性也是考查和探究的重点,要注意其原理为强结合能力。
1、二氧化硫和二氧化碳比较
SO2 CO2
物
理
性
质 颜色气味 无色、刺激性气味 无色无味
密度 比空气大 比空气大
毒性 有毒 无毒
溶解性 易溶,常温常压下1:40 微溶,常温常压下1:1
熔点 相对较高,易液化 相对较低,难液化
化
学
性
质 与水反应 SO2+H2O=H2SO3 CO2+H2O=H2CO3
与碱反应 通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2 通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
氧化性 SO2+2H2S=3S↓+2H2O CO2+C=2CO
还原性 能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化 无
漂白性 能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色 无
对环境的影响 形成酸雨,直接危害人体健康 引起温室效应
鉴别 ①利用二氧化硫的刺激性气味
②利用二氧化硫的还原性,用高锰酸钾溶液或溴水是否褪色鉴别