内容正文:
第14讲 硫及其化合物
考点一 硫及其氧化物
1.硫单质
(1)物理性质
俗称 颜色、状态
溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 黄 色粉末 难溶 微 溶 易 溶
(2)化学性质
化学性质 化学方程式和说明
氧化性
与H2 反应:H2+S
△
H2S
与 变 价 金 属 反 应 生 成 低 价 盐
Fe+S
△
FeS
2Cu+S
△
Cu2S
与Hg反应:Hg+SHgS(处理水
银)
还原性 与O2 反应:S+O2
点燃
SO2
自身氧化
还原反应
与 NaOH 反 应:3S+6NaOH
△
2Na2S+Na2SO3+3H2O
2.二氧化硫
(1)物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空
气大,易溶于水,易液化。
(2)化学性质
①具有酸性氧化物的通性
SO2 可使紫色石蕊溶液 变红
与碱反应:与大量NaOH反应
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
与少量NaOH反应
SO2+NaOHNaHSO3
与碱性氧化物反应:与CaO反应SO2+CaO
CaSO3
与水反应: SO2+H2O H2SO3
②氧化性:与 H2S反应2H2S+SO2
2H2O+3S
③还原性:与O2 反应2SO2+O2
催化剂
△ 2SO3
SO2 还能被I2、Cl2、Br2、MnO-4 (H+)、ClO-、
Fe3+、H2O2、Na2O2、NO-3 (H+)等氧化。
④漂白性:SO2 能使 品红 溶液褪色(褪
色后加热又恢复红色),能漂白某些有色物
质(属于不稳定的化合型漂白)。
[注意] SO2 不能漂白紫色石蕊溶液,紫色
石蕊溶液中通入SO2 变红色。
(3)二氧化硫对环境的影响
①酸雨的形成原理
290
硫酸型酸雨的形成过程可用下列化学方
程式表 示: SO2+H2O H2SO3 、
2H2SO3+O22H2SO4 。
②酸雨的危害
破坏农作物、森林、草原,使湖泊和土壤酸
化,腐蚀建筑物等。
③酸雨的防治
a.调整能源结构;
b.利用物理、化学方法对含硫燃料预先进行
脱硫处理,以减少SO2 的排放;
c.对含SO2 的废气进行处理和回收利用。
石灰法是应用广泛的工业废气脱硫方法,
通 过 煅 烧 石 灰 石(CaCO3)得 到 生 石 灰
(CaO),CaO与SO2 反应生成CaSO3,从而
将废气中的SO2 固定。
3.三氧化硫
在标准状况下,三氧化硫是一种无色、易挥
发的固体,能与水剧烈反应生成硫酸,并放
出大量的热,也能溶解在硫酸中形成发烟硫
酸。SO3 是酸性氧化物,它与碱性氧化物或
碱都能反应生成硫酸盐。
SO3(l)+H2O(l)H2SO4(l)
ΔH=-88kJ·mol-1
SO3+CaOCaSO4 SO3+2NaOH
Na2SO4+H2O
标准状况下,SO3 为固态,1molSO3 的体
积不为22.4L。
4.硫化氢
(1)物理性质
具有 臭鸡蛋 气味的有毒气体,密度比空
气大,能溶于水。
(2)化学性质
①弱酸性:H2S的水溶液是氢硫酸。
H2S H++HS-,HS- H++S2-
②不稳定性:
受热分解 H2S
△
H2+S
③还原性:
与少量O2 反应2H2S+O2
点燃
2S+2H2O
与大量 O2 反应2H2S+3O2
点燃
2SO2+
2H2O
与SO2 反应2H2S+SO23S+2H2O
[注意] 除Na2S、K2S外,一般的金属硫化
物为 沉 淀,如 FeS、CuS、PbS、HgS,因 此
H2S、Na2S常用于除去水中的重金属离子。
一、SO2 与CO2 鉴别与除杂
1.SO2 和CO2 的鉴别方法
(1)闻气味法:CO2 无气味,SO2 有刺激性
气味。
(2)品红溶液法:能使品红溶液褪色的是
SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。
(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水法:能使酸性
高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2,不能使
二者褪色的是CO2。
2.SO2 和CO2 都能使澄清的石灰水变浑浊,
检验二者同时存在的一般流程为
流程
设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2 是否除
尽⇒检验CO2
选用
试剂
品红
溶液
酸性KMnO4
溶液
品红
溶液
澄清的
石灰水
预期
现象
褪色 褪色 不褪色 变浑浊
390
[注意] 有时为简化装置,可将除去SO2 和
检验SO2 是否除尽合并为一个装置,用较浓
的酸性 KMnO4 溶液,现象是酸性 KMnO4
溶液颜色变浅,但不褪成无色。
3.注意SO2 的漂白性和还原性的区别
使品红溶液褪色表现SO2 的漂白性,加热后
溶液颜色复原;使酸性高锰酸钾溶液、溴水、
氯水、碘水褪色表现SO2 的还原性,加热后
溶液颜色不复原。
4.注意SO2 氧化性的表现
通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色
沉淀,表现SO2 的氧化性。
5.SO2 不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊
溶液变红,表现酸性氧化物的通性。
二、常见漂白剂及原理
1.Cl2、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3 等———氧
化型原理:漂白剂本身是氧化剂,利用其氧
化性氧化有色物质,使之失去原有的颜色。
加热时不能恢复原有的颜色,具有持久性和
不可逆性。
2.SO2———化合型
原理:漂白剂与有色物质化合生成新的无色
物质,使之失去原来的颜色。加热时能恢复
原来的颜色,具有不持久性、可逆性。
3.活性炭、胶体———吸附型
原理:活性炭和某些胶体的胶粒疏松、多孔,
具有较大的表面积,可以吸附有色物质使之
失去原来的颜色。部分吸附剂可以重复
使用。
(2024· 湖 北 卷)过 量 SO2 与 以 下
0.1mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程
式错误的是 ( )
溶液 现象 化学方程式
A Na2S
产生淡黄
色沉淀
3SO2+2Na2S3S↓
+2Na2SO3
B FeCl3
溶液由棕
黄色变浅
绿色
2FeCl3+SO2+2H2O
2FeCl2 + H2SO4
+2HCl
C CuCl2
溶液褪
色,产生
白色沉淀
SO2+2CuCl2+2H2O
2CuCl↓+H2SO4
+2HCl
D
Na2CO3
(含酚酞)
溶液由红
色变无色
2SO2+Na2CO3+H2O
CO2+2NaHSO3
实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反
应,并验证SO2 的性质,设计如图所示装置
进行实验,下列说法错误的是 ( )
A.装置B中酸性KMnO4 溶液逐渐褪色,体
现了二氧化硫的还原性
B.实验结束后可向装置 A 的溶液中滴加
KSCN溶液检验是否有Fe2+
C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2 的
漂白性
D.装置E的作用为吸收多余的SO2,防止
污染空气
490
考点二 硫酸的性质、SO2-4 的检验
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难
挥发。
(2)溶解性:浓 H2SO4 与水以 任意 比互
溶,溶解时可放出大量的热。
2.稀 H2SO4 具有酸的通性
硫酸是强电解质,电离方程式为 H2SO4
2H++SO2-4 。
硫
酸
的
通
性
与金属氧化物反应(如 MgO):MgO+
H2SO4MgSO4+H2O
与金属反应(如Fe):
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。
使酸碱指示剂变色
与碱反应(如Ba(OH)2):Ba(OH)2+
H2SO4BaSO4↓+2H2O。
与盐反应(如BaCl2):BaCl2+H2SO4
BaSO4↓+2HCl。
3.浓硫酸的特性
(1)填写下表。
浓硫酸
的特性
实验 实验现象
吸水性
少量胆矾加
入浓硫酸中
蓝 色 固 体 变 成
白色
脱水性
用玻璃棒蘸取浓
硫酸点在滤纸上
沾有 浓 硫 酸 的 滤
纸变黑
强氧化性
将铜片加入盛
有浓硫酸的试
管中加热
铜片逐渐溶解,产
生无色刺激性气
味的气体
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方
程式。
①Cu+2H2SO4(浓)
△
CuSO4+SO2↑
+2H2O、
②C+2H2SO4(浓)
△
CO2↑+2SO2↑+
2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓硫酸钝化,可用铝(或
铁)槽车运输浓硫酸。
[微点拨] 钝化是化学变化而非物理变化。
4.SO2-3 、SO2-4 的检验
(1)SO2-3 的检验。
①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,发生的离子反应为
SO2-3 +2H+H2O+SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入
盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气
体,发生反应的离子方程式为SO2-3 +Ba2+
BaSO3↓,BaSO3+2H+Ba2++SO2↑
+H2O。
(2)SO2-4 的检验。
①检 验 SO2-4 的 正 确 操 作 方 法:被 检 液
加足量盐酸酸化
→取上层清液
滴加BaCl2 溶液
→有
无白色沉淀产生(判断有无SO2-4 )。
②操作目的:先加稀盐酸的目的是 防止
CO2-3 、SO2-3 、Ag+干扰 ,再加BaCl2 溶液,
有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反
应的离子方程式:CO2-3 +2H+CO2↑+
H2O、SO2-3 +2H+SO2↑+H2O、Ag++
Cl-AgCl↓、Ba2++SO2-4 BaSO4↓。
590
5.硫酸的工业制备
(1)工艺流程
硫铁矿或
单质硫
高温、空气
沸腾炉→
净化干燥
→SO2
400~500℃
常压、催化剂
接触室 →
SO3
98.3%硫酸
吸收塔 →H2SO4
(2)反应原理。
①燃 烧 硫 铁 矿 (FeS2)或 硫 制 备 SO2:
4FeS2+11O2
高温
2Fe2O3+8SO2 或S+
O2
点燃
SO2。
②SO2 转 化 为 SO3: 2SO2+O2
催化剂
△
2SO2 。
③SO3 吸水生成 H2SO4: SO3+H2O
H2SO3 。
SO2-4 检验时的3个误区
误区1:只加可溶性钡盐,不酸化。
误将 CO2-3 、PO3-4 、SO2-3 等干扰离子判
断成SO2-4 。因 上 述 离 子 会 产 生 BaCO3、
Ba3(PO4)2、BaSO3 白色沉淀。
误区2:误将Ag+判断成SO2-4 。
如向待测液中滴加BaCl2 溶液,再加稀盐
酸有白色沉淀便断定含SO2-4 。其错误是未注
意溶液中不含SO2-4 ,而含Ag+时也会产生同
样的现象:Ag++Cl-AgCl↓(白色)。
误区3:误将SO2-3 判断成SO2-4 。
如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的 Ba
(NO3)2 溶 液 生 成 白 色 沉 淀,便 误 以 为 有
SO2-4 。该错误是未注意 NO-3 在酸性环境中
具有强氧化性,将SO2-3 氧化成SO2-4 而产生
干扰。
(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作
用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是 ( )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫
酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气
体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,
体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如
图。下列分析正确的是 ( )
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>SO2
C.②中试管口白雾是 HCl遇水蒸气所致,
说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓硫酸被还原成SO2
690
考点三 硫及其化合物的相互转化及应用
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间
的关系
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实
现的
如:
SO2
①H2O
→H2SO3
②NaOH
→Na2S
③H2SO4
↑
O3
④SO2
→NaHSO3
写出②③④反应的化学方程式:
② H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O ;
③ Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O
+SO2↑ ;
④ SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3 。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应
实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高
或降低到其相邻的价态,即台阶式升降。可
用下图表示:
如:H2S
①O2 不足
④H2、△
S
②O2
⑤H2S
SO2
③O2
→SO3
写出③④⑤反应的化学方程式:
③ 2SO2+O2
催化剂
△ 2SO3
;
④S+H2
△
H2S;
⑤ SO2+2H2S3S↓+2H2O 。
[注意] (1)同种元素相邻价态的粒子间不
发生氧化还原反应,如S和 H2S、S和SO2、
SO2 和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反
应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3
+3H2SO43Na2SO4+3S↓+3H2O。
(3)含硫物质的连续氧化:
硫元素
H2S
足量O2
→SO2
O2
→SO3
H2O
→H2SO4
S
O2
→SO2
O2
→SO3
H2O
→H2SO4
硫及其化合物的转化关系
(1)当硫元素的化合价升高或降低时,一般
升高或降低到其相邻的价态,即“只靠拢,不
交叉”,如:H2S+H2SO4(浓)
△
S↓+
SO2↑+2H2O。
(2)相邻价态的微粒不发生氧化还原反应
如S和H2S、S和SO2、SO2 和浓硫酸之间不
发生氧化还原反应。
(3)含硫物质的连续氧化
硫元素
H2S
足量O2
→SO2
O2
→SO3
H2O
→H2SO4
S
O2
→SO2
O2
→SO3
H2O
→H2SO4
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(4)SO2、SO3 是酸性氧化物,H2SO3、H2SO4
是各自对应的酸,熟悉物质的类别可以帮助
我们理解他们的性质。相同价态的不同含
硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一
起的。
如:SO2
H2O
△ H2SO3
NaOH溶液
稀 H2SO4
NaHSO3
NaOH溶液
稀 H2SO4
Na2SO3
即:二氧化硫 亚硫酸 酸式盐
正盐
(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分
转化关系如图。设 NA 为阿伏加德罗常数
的值,下列说法正确的是 ( )
SO2 ①→S ②碱,△
SO2-3→
S2-→H2S
A.标准状况下,11.2LSO2 中原子总数为
0.5NA
B.100mL0.1mol·L-1Na2SO3 溶液中,
SO2-3 数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原
子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子
数目为2NA
(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置
后易发生化学变化。下列化学方程式可正
确解释相应变化的是 ( )
A
硫酸亚铁溶液出
现棕黄色沉淀
6FeSO4+O2+2H2O
2Fe2 SO4 3+2Fe(OH)2↓
B
硫化钠溶液出现
浑浊颜色变深
Na2S+2O2Na2SO4
C
溴 水 颜 色 逐 渐
褪去
4Br2+4H2OHBrO4
+7HBr
D
胆矾表面出现白
色粉末
CuSO4·5H2O Cu-
SO4+5H2O
第15讲 氮及其化合物
考点一 氮气及其氧化物
1.氮气
(1)氮气的分子结构
氮分子的电子式为 ︰N︙︙N︰ ,结构
式为 N N 。
(2)氮气的物理性质:无色、无味的气体,密
度比空气略小,难溶于水,熔、沸点很低。
(3)氮气的化学性质
通常情况下,氮气的化学性质非常稳定,但
在一些特定条件下可以发生化学反应。
①氧化性:
与 H2 反应N2+3H2
高温、高压
催化剂 2NH3
与 Mg反应N2+3Mg
点燃
Mg3N2
②还 原 性:与 O2 反 应 N2+O2
放电或高温
2NO。
(4)氮气的用途:常作保护气。
890
例2 C 纯金为24K,则18K金中金的质量分数为75%,
Ⅰ中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×18
=1,则 Au的 质 量 分 数 为 197197+64×100%≈75%
,为
18K金,A正确;Ⅱ中 Au位于顶点,个数为8×18=1
,
Cu位于面心,个数为6×12=3
,晶体化学式为Cu3Au,
1个Cu周围有4个 Au,则1个 Au周围有12个Cu,Au
的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au—Cu和Au—Au的最小
核间距均为面对角线长度的1
2
,故最小核间距Au—Cu=
Au—Au,C错误;结合上述分析可知,Ⅰ中Au、Cu原子个
数比为1∶1,Ⅱ中 Au、Cu原子个数比为1∶3,Ⅲ中 Au
位于面心,个数为6×12=3
,Cu位于顶点,个数为8×18
=1,Au、Cu原子个数比为3∶1,D正确。
考点二
经典例题剖析
例1 D O2、O8均为由O元素形成的不同单质,二者互为
同素异形体,A正确;O8 分子中存在不同键长的氧氧键,
B正确;4O2(g) O8(g),该反应为气体分子数减少的
反应,是熵减反应,C正确;超高压下有利于平衡4O2(g)
O8(g)正向移动,则常压下平衡逆向移动,O8 不能稳
定存在,D错误。
例2 A 从结构图可看出,该晶体中存在N—H…O氢键,
A正确;N的价电子排布式为2s22p3,2p能级处于半满稳
定状 态,其 第 一 电 离 能 大 于 O,B 错 误;根 据 B
(1s22s22p1)、C(1s22s22p2)、O(1s22s22p4)、N(1s22s22p3)
的电子排布式,可知其 未 成 对 电 子 数 分 别 为1、2、2、3,
C错误;该晶体中B、O原子轨道的杂化类型均为sp3,
[C(NH2)3]+为平面结构,则其中N的杂化类型为sp2,
D错误。
第五章 化工生产中的重要元素
第14讲 硫及其化合物
考点一
经典例题剖析
例1 A 硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸
氢钠和单质硫,A错误。
例2 B 该实验探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应,并
验证SO2的性质.A装置即为铁与浓硫酸反应产生SO2;
B、C、D装置分别是验证SO2 的不同性质,E装置为尾气
处理装置。A项,装置B中酸性KMnO4 溶液逐渐褪色,
说明SO2 被氧化,即体现了二氧化硫的还原性,正确;B
项.KSCN溶液用来检验是否有Fe3+,错误;C项,品红溶
液用来检验物质的漂白性,故装置D中品红溶液褪色可
以验证SO2的漂白性,正确;D项,SO2 为酸性氧化物,与
氢氧化钠溶液反应,防止污染空气,正确。
考点二
经典例题剖析
例1 C 浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的 H原子和O
原子按2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体
变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中
释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)
△
CO2↑+
2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正
确;结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2 能使
品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过
程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正
确;故选C。
例2 A
考点三
经典例题剖析
例1 D 标准状况下,11.2LSO2的物质的量为0.5mol,
1个SO2分子中含有3个原子,则0.5molSO2中原子总
数为1.5NA,A 错 误;亚 硫 酸 为 弱 酸,Na2SO3 溶 液 中
SO2-3 会发生水解反应,故SO2-3 数目小于0.01NA,B错
误;反应①的 化 学 方 程 式 为2H2S+SO2 3S↓+
2H2O,则每消耗3.4g(即0.1mol)H2S,生成0.15mol
硫单质,生成物中硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②
的离子方程式为3S+6OH-
△
SO2-3 +2S2-+3H2O,
其中还原产物为S2-,则每生成1mol还原产物,转移电
子数目为2NA,D正确。
例2 D FeSO4溶液中出现的棕黄色沉淀应为Fe(OH)3,
而不是Fe(OH)2,发生的反应为12FeSO4+3O2+6H2O
4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;Na2S溶液出现
浑浊颜色变深,说明生成了S,2Na2S+2H2O+O2
2S↓+4NaOH,B错误;溴水中存在平衡Br2+H2O
HBr+HBrO,HBrO见光易分解,促使该平衡正向移动,
从而使溴水褪色,C错误;胆矾在空气中久置失去结晶水
而逐渐变成白色的CuSO4粉末,D正确。
第15讲 氮及其化合物
考点一
经典例题剖析
例1 A 反应过程:①2NO22NO+2O,②2NO+O2
2NO2,③O+O2O3。①+②得O22O,NO2
起催化作用,除此之外,反应过程中NO2 还作氧化剂,A
项正确,C项错误;NO是中间产物,不是催化剂,B项错
误;O3 与O2 互为同素异形体,不互为同分异构体,D项
错误。
例2 A 自然固氮是将 N2 转化为含氮化合物,不一定是
转化为NH3,比如大气固氮是将N2 会转化为NO,A错
误;侯氏 制 碱 法 以 H2O、NH3、CO2、NaCl为 原 料 制 备
NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为 H2O+NH3+
CO2+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,B正确;工业上通
—013—