内容正文:
第三节 硫及硫的化合物
一、硫
1.物理性质:硫是淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(洗去试管壁上的硫)。
2.原子结构:硫(S)位于元素周期表第三周期第ⅥA族,硫原子容易得到2个电子形成8电子稳定结构。
3.硫的化学性质:
(1)与金属单质常发生以下反应:
2Na+SNa2S(剧烈反应并发生爆炸);Fe+SFeS(黑色);2Cu+SCu2S(黑色);
Hg+S===HgS(当水银不慎洒在地上时,可以将硫粉洒在水银上防止水银中毒)
(2)燃烧反应:S+O2SO2
(3)与碱反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫)
二、硫的氧化物(SO2和SO3)
物质
SO2
SO3
主要物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体、密度比空气大,易液化,易溶于水(1∶40)
0 ℃时为无色固体,熔点(16.8 ℃)
类别
酸性氧化物(可和碱或碱性氧化物反应)
与水反应
SO2+H2OH2SO3(中强酸)
SO3+H2O===H2SO4(强酸)
与碱反应
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
2SO2+Ca(OH)2===Ca(HSO3)2
SO3+Ca(OH)2===CaSO4(微溶)+H2O
使紫色石蕊
溶液显色
变红
变红
漂白性
能跟有色有机化合物生成不稳定的无色物质而漂白,属于可逆性漂白、非氧化性漂白
无漂白性
鉴定存在
能使品红溶液褪色,加热品红溶液恢复红色
不能使品红溶液变色
还原性
强还原性(一般被氧化为+6价)
无
转化
2SO2+O22SO3
三、H2S的性质
1.物理性质:H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。
2.制备的方法:FeS+H2SO4(稀)===FeSO4+H2S↑(不能用浓H2SO4或硝酸,因为H2S具有强还原性)。
3.化学性质
(1)可燃性:2H2S+O22S+2H2O(H2S过量);2H2S+3O22SO2+2H2O(O2过量)。
(2)弱酸性:水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。
(3)强还原性:能被常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等氧化,SO2也可将H2S氧化:SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
四、S的含氧酸的性质
H2SO3除具备强还原性外,性质与H2CO3类似,但酸性比H2CO3强;稀H2SO4具有酸的一般通性。
五、浓H2SO4的性质
1.物理性质:浓H2SO4是无色黏稠油状液体,溶于水放出大量热,具有吸水性、脱水性、强氧化性。
2.特性:
(1)吸水性:常用作干燥剂,但不能干燥碱性气体和还原性气体。
①可干燥的物质:H2、CO、CO2、N2、NO、O2、SO2、Cl2、HCl、CH4等。
②不能干燥的物质:H2S、NH3、HBr、HI等。
③装置:洗气瓶(如右图)。
(2)脱水性:浓H2SO4能将有机物里的氢、氧元素按原子个数2∶1的比例脱去。
(3)强氧化性:能与Cu、C等反应,常被还原为SO2。
2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O
冷的浓H2SO4能使Fe、Al等金属钝化。
六、漂白性物质分类汇总
漂白原理
漂白剂
有效成分
漂白原理
漂白特点
适用范围
吸附性
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理漂白
一般用于溶液中的漂白
强氧化性
(不可逆)
Cl2、次氯酸盐、HClO
HClO
利用HClO的强氧化性进行漂白
永久性,
不可逆
可以漂白所有有机色质
Na2O2、H2O2
H2O2
利用H2O2的氧化性进行漂白
化合反应
(可逆)
SO2
SO2
SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质
暂时性,可逆
有选择性,如品红、棉、麻、草等
总结:硫及其化合物之间的关系:
例1 将SO2气体分别通入下列四种溶液中,有关现象及结论的说法正确的是( D )
A.试管①中有淡黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
B.试管②中溶液褪色,说明SO2有漂白性
C.试管③中能产生白色沉淀,说明SO2有酸性
D.试管④中溶液颜色变浅,说明SO2有还原性
例2 关于浓硫酸的下列叙述中正确的是( D )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸在酯化反应中仅仅起催化作用
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
例3 (2019浙江卷)硫酸工业生产中,为了有利于SO2氧化成SO3,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(如图)。下列说法不正确的是( B )
A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同
B.c、d两处的混合气体成分含量相同,温度不同
C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体
D.SO2氧化成SO3的反应是放热过程
1.下列关于SO2和SO3的叙述正确的是( D )
A.通常条件下都是无色气体,都易溶于水
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
D.都能与碱溶液反应
2.下列有关S及其化合物的说法正确的是( A )
A.浓硫酸因具有强氧化性,故不可作H2S气体的干燥剂
B.SO2和Cl2都能漂白某些有色溶液,若将两种气体同时通入有色溶液中,漂白效果更好
C.用NaOH溶液吸收SO2时,只能生成一种盐
D.S与非金属单质反应时,S均作为还原剂
3. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( B )
A. Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B. a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C. b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
4.用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置,可验证木炭与浓H2SO4反应生成CO2。下列有关说法正确的是( B )
A.上述装置连接的正确顺序是A→E→F→C→D→B
B.SO2和CO2都可与澄清石灰水反应,且原理相同
C.只需观察到乙中澄清石灰水变浑浊这一个现象,即可验证生成CO2
D.将SO2通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,体现SO2的漂白性
5.下列物质均具有漂白作用,其中一种与另外三种的漂白原理不同的是( C )
A.HClO B.H2O2
C.SO2 D.O3
6.(2019辽宁卷)某同学设计以下微型实验装置验证SO2的性质。通过分析实验,下列结论表达正确的是( B )
A.a棉球褪色,验证SO2具有氧化性
B.b棉球褪色,验证SO2具有酸性氧化物的通性
C.c棉球蓝色褪去,验证SO2漂白性
D.可以使用浓硫酸吸收尾气
7.含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品。该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是( C )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
8.向FeCl3和BaCl2的酸性混合物溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是( A )
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S
9.如图所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压滴管胶头,使液体Y滴入瓶中,振荡,一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是( B )
A.X是SO2,Y是饱和食盐水
B.X是CO,Y是稀H2SO4
C.X是SO2,Y是NaOH溶液
D.X是NH3,Y是HCl溶液
10.把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,这时候若滴入BaCl2溶液,会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的是( D )
A.SO2 B.Cl-
C.Fe3+ D.NO
11.下列制取SO2、验证其漂白性、氧化性并进行尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是( B )
12.(2021全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:
(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有__A、C__(填标号)。
A.烧杯 B.容量瓶
C.蒸发皿 D.移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为 CuO+H2SO4CuSO4+H2O ,与直接用废铜和浓
硫酸反应相比,该方法的优点是__不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)__。
(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、__过滤__、乙醇洗涤、__干燥__,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是__除尽铁__,煮沸10min的作用是__抑制硫酸铜水解,破坏氢氧化铁胶体,易于过滤__。
(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是__①③__(填标号)。
①胆矾未充分干燥
②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少量胆矾迸溅出来
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