硫及其重要化合物
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第三讲 硫及其重要化合物 1.了解硫元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 2.了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。 3.以上各部分知识的综合应用。 2016,卷丙 27T; 2015,卷Ⅱ 12T(D)、28T(1)(2); 2014,卷Ⅰ 13T(ABC)
硫及其氧化物的性质及应用[学生用书P86] [知识梳理] 一、硫单质 1.自然界中硫的存在形态
2.物理性质 颜色状态:黄色晶体。 溶解性:水中不溶,酒精中微溶,CS2中易溶。 3.化学性质
二、硫的氧化物 1.二氧化硫 (1)物理性质 色、味、态:无色、有刺激性气味的气体;水溶性:易溶于水;毒性:有毒。 (2)化学性质 ①酸性氧化物的通性
a.SO2能使紫色石蕊试液变红色b.与H2O反应:SO2+H2OH2SO3
c.与碱反应
NaOH足量:SO2+2OH-=== SO2-3+H2ONaOH少量:SO2+OH-===HSO-3
d.与碱性氧化物反应:CaO+SO2===CaSO3
②氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+
2H2O(生成淡黄色沉淀)
③还原性a.与O2反应:2SO2+O2催化剂△2SO3b.使溴水褪色:SO2+Br2+2H2O===H2SO4 +2HBrc.使酸性KMnO4溶液褪色:5SO2+2MnO-4+2H2O===5SO2-4+2Mn2++4H+d.与FeCl3溶液反应:SO2+2Fe3++2H2O===SO2-4+2Fe2++4H+e.与H2O2溶液反应:SO2+H2O2===H2SO4 ④漂白性:SO2可使品红溶液褪色,加热后,溶液由无色变为红色 2.三氧化硫 (1)物理性质 在标准状况下,SO3为无色晶体(填色态)。 (2)化学性质
3.硫的氧化物对大气的污染 (1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。 (2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。 (3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。 (4)硫酸型酸雨的形成途径有两个: 途径1:2SO2+O2催化剂△2SO3、SO3+H2O===H2SO4。 途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。 [自我检测] 1.(教材改编题)在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( ) A.2Al+3S=====△Al2S3 B.S+2H2SO4(浓)=====△2H2O+3SO2↑ C.H2S=====△H2+S D.3S+6NaOH=====△2Na2S+Na2SO3+3H2O 解析:选A。A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,所以只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,所以S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,所以S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,所以S体现氧化性和还原性,错误。 2.(教材改编题)下列物质均有漂白作用,其中漂白原理与其他三种不同的是( ) A.HClO B.SO2 C.O3 D.Na2O2 解析:选B。SO2的漂白属于加合型,而HClO、O3和Na2O2均属于氧化型。 3.下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( ) A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.BaCl2 解析:选D。SO2是酸性氧化物,能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀;SO2不能与BaCl2溶液反应;SO2与Ba(NO3)2、Na2S反应的方程式分别为3SO2+2H2O+Ba(NO3)2===BaSO4↓+2NO↑+2H2SO4、3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3。 4.下列溶液中,不能区别SO2和CO2气体的是( ) ①澄清石灰水 ②KMnO4溶液 ③溴水 ④用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑤品红溶液 A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.只有① D.①② 解析:选C。CO2和SO2通入澄清石灰水中,都是先生成白色沉淀,气体过量时沉淀又溶解,所以澄清石灰水不能区别;SO2有还原性,能使KMnO4溶液褪色,也能使溴水褪色,而CO2不能,所以KMnO4溶液和溴水能区别;NO-3在酸性条件下能将SO2氧化成SO2-4,SO2-4与Ba2+结合成BaSO4沉淀,而CO2与Ba(NO3)2溶液不反应,所以HNO3酸化的Ba(NO3)2
溶液能区别;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2不能,所以品红溶液能区别。
(1)实验室中,残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去,反应方程式为3S+6NaOH=====△2Na2S+Na2SO3+3H2O。 (2)硫单质的氧化性较弱,与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物(和Cl2与变价金属的反应情况相反),如FeS、Cu2S等。 (3)单质硫燃烧时,产物只能是SO2,无论O2的量是否充足,均不会生成SO3。 (4)特别提醒两点 ①SO2不能漂白酸碱指示剂,如只能使紫色石蕊试液变红,但不能使之褪色。 ②SO2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。
(2017·蚌埠模拟)如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色 B.品红溶液褪色 C.溴水橙色褪去 D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅 [解析] Na2SO3与60% H2SO4反应生成SO2,SO2的水溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液变红;SO2能使溴水、品红溶液褪色,能与NaOH溶液反应而使含酚酞的NaOH溶液红色变浅。 [答案] A
如图,利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( ) 选项 实验现象 解释
A BaCl2溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B Na2S溶液变浑浊 SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C 酸性KMnO4溶液褪色 SO2具有还原性 D 品红溶液褪色 SO2具有漂白性 解析:选A。SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3为中强酸,不与BaCl2溶液反应。
硫及其氧化物的性质 1.下列关于硫的叙述正确的是( ) A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中 B.黑火药的主要成分是硝酸钾、炭、硫,用水、二硫化碳通过过滤操作可将三者分离 C.硫与金属或非金属反应均作氧化剂 D.硫与铜反应得到硫化铜 解析:选B。分离KNO3、C、S的混合物,先用水溶解,过滤分离出C、S,再用CS2
溶解,过滤分离出C,B项正确。
2.(教材改编题)下列对SO2和SO3的叙述正确的是( ) A.通常条件下,SO2是无色、无味的气体,易溶于水 B.都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸 C.都可使品红溶液褪色,加热时红色又能再现 D.都能跟碱液反应 解析:选D。A项,通常条件下,SO2为无色、有刺激性气味的气体,易溶于水;B项,都是酸性氧化物,但H2SO3不属于强酸;C项,SO3不能使品红溶液褪色;D项,都能与碱液反应,如SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O。 3.已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生加合反应生成无色物质。 (1)为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理,甲同学做了如下对比实验: a.将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现品红试纸均不褪色; b.将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均褪色; c.加热b中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气味的气体,后者无明显现象; d.将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊试液中,发现前者只变红,不褪色,后者先变红,后褪色。 请根据甲同学的实验事实,简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同与不同之处。 ①相同之处:SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的分别是其与水反应后的产物________和________。 ②不同之处:H2SO3只能与某些有机色质发生________反应,生成不稳定的无色物质,生成物受热分解再放出SO2,是非氧化还原反应。HClO能与很多有机色质发生________反应,生成物较稳定。 (2)乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小,将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂分别反应,至完全褪色时,发现消耗三种漂白剂的物质的量相同,但褪色时间O3最短,H2O2次之,Cl2最长。 ①消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质________相等。 ②O3漂白速度较H2O2快的主要原因是 ________________________________________________________________________; Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是 ________________________________________________________________________。 解析:注意题干中的对比实验现象,仔细分析褪色原因。 答案:(1)①H2SO3 HClO ②加合(或化合) 氧化还原 (2)①得电子数 ②氧化性O3>H2O2 Cl2与H2O反应生成的HClO浓度较小
常见漂白剂比较 漂白类型 加合型 氧化型 吸附型
漂白原理 与有机色质化合 利用物质的强氧化性 吸附色素 漂白特征 不稳定 稳定 稳定 常见漂白剂 SO2 HClO、H2O2、O3、Na2O2 活性炭 变化 化学变化 化学变化 物理变化
备注 加热,溶液又恢复原色 氯水使酸碱指示剂褪色,不使Cu2+、Fe3+等褪色 有关SO2性质的实验探究与环境污染 4.在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体:①Cl2 ②NH3 ③NO2 ④H2S,均会产生沉淀。 回答下列问题: (1)通入四种气体时产生的沉淀分别是 ①________________;②________________; ③________________;④________________。 (2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因: ①________________________________________________________________________; ④________________________________________________________________________。 答案:(1)①BaSO4 ②BaSO3 ③BaSO4 ④S (2)SO2+Cl2+2H2O===SO2-4+2Cl-+4H+、SO2-4+Ba2+===BaSO4↓(或SO2+Cl2+2H2O