内容正文:
第07讲 硫及其重要化合物
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 黑火药中的硫黄
1.黑火药
(1)成分:黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把 按一定的比例混合,就可以制得黑火药。
(2)爆炸原理:点燃火药后,混合物发生迅猛的 反应,放出大量的热量并生成大量 。气体体积急剧扩大,发生爆炸。其反应的化学方程式为:
2e
S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑
10e
2.硫的存在
(1)游离态:硫单质俗称 ,存在于 附近或 里。
(2)化合态:主要存在于 和 中,火山喷出物中含有硫的 和 等。常见物质的化学式见下表。
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
3.硫单质的性质
(1)物理性质
颜色状态
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
(2)化学性质
①氧化性
a.与金属单质反应:2Na+SNa2S( )、Fe+SFeS( )、
2Cu+SCu2S( )、S+Hg==HgS( 黑色,用途 )。
b.与非金属单质(H2)反应:H2+SH2S。
②还原性
a.与氧气反应:S+O2SO2(现象: )。
b.与强氧化剂(如浓硫酸)反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
③氧化性和还原性
与强碱的反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (用热碱溶液清洗试管内壁附着的 )。
4.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造 、化肥、 、 、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
知识点2 硫的氧化物
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
(2)化学性质
1)实验探究:
操作
现象
结论
pH试纸
SO2的水溶液显 性
溶液
SO2的水溶液显 性, 漂白石蕊溶液
开始无明显现象,后产生
①SO2的水溶液与BaCl2
②SO2具有 ,可被H2O2氧化成SO,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀
振荡后溶液 ,再加热溶液
SO2具有 ,但生成的无色物质不稳定
2)原理探析
①酸性氧化物的通性
a.与水反应: (该反应为可逆反应)。
b.与碱(NaOH)溶液反应: (少量SO2);
(过量SO2)(可用于处理尾气)。
c.与碱性氧化物(CaO))反应: (可用于燃煤“固硫”)。
②氧化性和还原性:-2,0O2+6
a.氧化性(H2S):SO2+2H2S===3S↓+2H2O(归中反应)(现象: );
b.还原性(O2、卤水):2SO2+O22SO3; (X表示Cl、Br、I)。
③漂白性:SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成 的无色物质,而使其褪色,加热或久置后,这种无色物质分解而使有色物质 。
(3)用途
漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量(最大使用量0.25g/L)的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。
【易错提醒】①SO2的漂白性具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但 漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色,是因为SO2的 性而非 。
③氯水、SO2的漂白性原理 。分别通入品红溶液,品红溶液 ,加热,后者可恢复红色,前者不恢复原来红色。
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:标准状况下,SO3是一种 ,熔点(16.8℃)、沸点(44.8℃)较低,极易溶于水生成硫酸。
(2)化学性质:具有酸性氧化物的通性,与水剧烈反应生成硫酸:SO3+H2O===H2SO4;三氧化硫通入氯化钡溶液反应: 。
得分速记
①二氧化硫和二氧化碳性质比较
化学式
CO2
SO2
物理性质
气味
无味
密度
比空气大
比空气大
毒性
无
有
溶解性
可溶(1∶1)
易溶(1∶40)
化
学
性
质
与水反应
CO2+H2OH2CO3
与碱
反应
碱过量:
碱不足:
碱过量:
碱不足:
与碱性氧
化物反应
CO2+CaO ==CaCO3
SO2+CaO ==CaSO3
氧化性
还原性
无
漂白性
无
对环境影响
②当SO2中混有CO2时,不会影响SO2的检验;当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验,应先检验并除去 ,再用澄清石灰水检验 气体。
知识点3 硫酸 硫酸盐
1.硫酸
(1)稀硫酸的性质
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn: 。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO: 。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH: 。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3: 。
(2)浓硫酸的物理性质:硫酸是一种 色、 的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出 ,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿 慢慢注入水中,并用 不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
②脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
实验
操作
实验
现象
①蔗糖逐渐 ;
②蔗糖体积 ,形成 色、疏松多孔的海绵状的 ;
③放出 的气体。
实验
结论
①浓硫酸具有 性;
②浓硫酸具有 性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为
③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质(如Cu)的反应:
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学方程式
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
b.与非金属单质(C、S)的反应:
(4)硫酸的用途
①化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
②化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
得分速记 浓硫酸与金属反应的规律
①浓硫酸与金属反应时,既表现 性又表现 性,而与非金属反应时,只表现 性。
②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其 性,产生 气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为 。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生 ,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的 性。
⑤可利用浓H2SO4的 性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如:
2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
2.硫酸盐
(1)常见的硫酸盐
①硫酸钙(CaSO4):石膏( )、熟石膏( ),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
②硫酸钡(BaSO4):不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称 。
③硫酸亚铁(FeSO4):FeSO4·7H2O,俗称 ,作治疗缺铁性贫血的药剂。
④硫酸铜(CuSO4):CuSO4·5H2O,俗称 ,作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。
⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]:KAl(SO4)2·12H2O,俗称 ,作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。
(2)硫酸根离子的检验
①方法:被检液取清液观察有无 产生(判断有无SO42-)。
②试剂:先加 的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加 溶液,有 产生。
③原理:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-===BaSO4↓。
(3)应用:除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质
加入的试剂
离子方程式
可溶性硫酸盐
SO42-+Ba2+== BaSO4↓
CaCl2
Ca2++CO32- ==CaCO3↓、Ba2++CO32-==BaCO3↓
MgCl2
Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓
多余的
NaOH、Na2CO3
OH-+H+== H2O、CO32-+2H+ ==H2O+CO2↑
教材习题01(P83)
下图为元素周期表的一部分。从 A、B、C、D 中找出其单质能氧化硫的元素。
解题方法
根据A、B、C、D四种元素在周期表中的物质可知,其单质A为H2、B为Na、C 为O2或O3,D为Cl2。其中,O2(或O3)、Cl2具有较强氧化性,均可以氧化元素。如:S+O2SO2、2H2S+3O2(充足)=2SO2+2H2O、SO2+ Cl2+H2O=H2SO4+2HCl等。
【答案】O2、Cl2
教材习题03(P83)
硫元素的常见价态有—2、+4、+6 等。这些含硫元素的物质之间有如下转化关系:
完成下表。
物质转化
化学方程式
H2S → S
S → SO2
SO2 → SO3
S → FeS
SO2 → S
H2SO4 → SO2
解题方法
解答:
物质转化
化学方程式
H2S → S
2H2S+O2(不足)=2S+2H2O
S → SO2
S+O2SO2
SO2 → SO3
2SO2+O22SO3
S → FeS
Fe+SFeS
SO2 → S
SO2+2H2S=3S+2H2O
H2SO4 → SO2
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】“见解答”
考点一 黑火药中的硫黄
1.下列关于硫的说法正确的是
A.硫元素在自然界中只有游离态 B.硫是一种淡黄色易溶于水的固体
C.硫与铁铜反应生成 FeS、CuS D.单质硫既有氧化性又有还原性
2.下列关于硫的叙述正确的是
A.硫的非金属性较强,在自然界中只以化合态存在
B.可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物
C.硫与金属或非金属反应时都作为氧化剂
D.硫的氧化性比氯气的强
3.下列有关硫的说法中不正确的是
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体,有多种同素异形体
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧产物是三氧化硫
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物
4.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
考点二 硫的氧化物
5.如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH溶液不反应
D
紫色石蕊试液
溶液变红色,后不褪色
SO2有酸性,没有漂白性
6.有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,关于该实验下列说法错误的是
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
7.下列说法正确的是
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
8.(2023·新高考广东卷)按下图所示的装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
考点三 硫酸 硫酸盐
9.下列关于浓硫酸的叙述中正确的是
A.稀释浓硫酸时,将水沿着玻璃棒慢慢地注入盛有浓硫酸的量筒中,并不断搅拌
B.运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中
C.浓硫酸滴到硫酸铜晶体中的现象体现了浓硫酸的脱水性
D.少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会褪为无色
10.蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示。下列说法错误的是
A.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
B.可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物
C.出现澄清石灰水变浑浊的现象,说明反应产生了CO2
D.虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但仍需按要求规范操作
11.下列物质的俗称、化学式、主要用途都正确的是
A.明矾(KAlSO4·12H2O)用作净水剂 B.硫酸钡(BaSO4)用作白色颜料、钡餐
C.石膏(CaSO4·2H2O)用于制造各种模型 D.胆矾(CuSO4)用于制造农药波尔多液
12.下列四种溶液中,一定存在SO42-的是
A.向甲中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解
C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生
D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀
13.下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是
A.Fe(NO3)2溶液 白色沉淀 B.Ba(NO3)2溶液 白色沉淀
C.无色溶液 白色沉淀 D.无色溶液无色溶液白色沉淀
14.用如图所示的装置进行下列实验,将①中溶液滴入②中,预测②中的现象与实验结论相符的是
选项
①
②
预测②中现象
实验结论
A
浓硫酸
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸的酸性强
B
浓硫酸
铜片
铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧化性
C
浓硫酸
CuSO4·5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D
浓硫酸
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性、强氧化性
(
成分:将
按一定的比例混
合
。
) (
组成成分
)知识导图记忆
(
原理:
)
(
硫的存在
) (
游离态:
存在于
附近或
里。
) (
黑火药中的硫黄
)
(
化合态:
主要存在于
和
中。
)
(
物理性质:
俗称
,质脆,
于水,
于酒精,
于CS
2
。
) (
单质性质
)
(
硫及其化合物
) (
化学性质:具有氧化性(与
或
反应)和还原性(与
反应)
。
)
(
物理性质:
色、
气味的有毒气体,
于水
(
1:40)
。
)
(
化学性质:具有酸性氧化物通性、
(如品红)。
) (
二氧化硫
)
(
硫的氧化物
) (
三氧化硫—
标准状况
是一种
,
极易溶于水生成
,
酸性氧化物。
)
(
物理性质:
纯硫酸是一种
的无色
,与水以任意比例混合,并
。
)
(
硫酸
)
(
硫酸 硫酸盐
) (
化学性质:二元强酸,具有酸通性、三大特性(
)
。
)
(
硫酸盐
) (
常见物质:
FeSO
4
·7H
2
O
(
)、
Cu
SO
4
·
5
H
2
O
(
)、
K
Al(
SO
4
)
2
·
12
H
2
O
(
)
)
(
SO
的检验:
溶液—
Ba
2+
+SO
4
2-
==
=BaSO
4
↓
(白色,不溶于盐酸)
)
知识目标复核
【学习目标】
1.联系生活实际,结合硫在自然界中的存在,了解硫的化学性质。
2.通过分析二氧化硫中国硫元素的化合价,结合实验探究,理解二氧化硫的化学性质。
3.通过实验探究剂原理分析,理解浓硫酸的三大特性。
【学习重难点】
1.二氧化硫的化学性质
2.浓硫酸的特性
1.下列叙述错误的是
A. 自然界中的硫都是以化合态存在 B. 硫既有氧化性,又有还原性
C. 附着在试管壁上的硫,可用CS2洗涤 D. 硫黄主要用于制造硫酸、化肥等
2.我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为,下列说法正确的是
A.反应中只有S元素被还原
B.每生成转移电子数目为
C.是还原产物
D.黑火药在空气中燃烧时不可能生成和
3.含单质硫的水可防治皮肤病,而硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,要增大硫在水中的分散程度,可将硫先放入溶剂R中,再将所得液体分散在水中。则R可以是
A.CS2 B.盐酸 C.CCl4 D.酒精
4.下列说法中正确的是
A.根据化合价可知,S在化学反应中只能作还原剂 B.试管内壁上的硫黄可用CS2或酒精清洗
C.S+O2SO2,S被氧化,作氧化剂 D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
5.浓硫酸与下列物质作用时,只表现强氧化性的是
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化 C.红热木炭 D.氧化铝
6.下列说法正确的是
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,红布条立即快速褪色
7.下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4酸性溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④ C.除①以外 D.全部
8.SO2有毒,但葡萄酒中都含有少量的SO2,以起到保鲜、杀菌和抗氧化的作用。下列说法不正确的是( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化的作用,因为SO2具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色可判断出,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
9.下列说法正确的是
A.取少量待测液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO
B.取少量待测液,加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定有Cl-
C.取少量待测液,加入稀盐酸,产生无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中一定有CO
D.为分别检验某溶液中含有的和SO,检出的顺序应为先检验后检验
10.现有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量该溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A.此次实验确定Na2SO3已部分被氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后得到的白色沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量稀硝酸后得到的白色沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
11.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,浓硫酸表现了其强氧化性
C.把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应
12.某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
13.(2022·新高考广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如下图(a~d均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是
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
14.下图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿。
关于此实验的“现象”、“解释或结论”以及对应关系均正确的是
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
二氧化硫具有漂白性
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
15.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生的化学方程式: ____________________。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是________、__________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________。装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象_______________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过__________________溶液。
16.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为____________。C装置的作用_____________。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是___________________________。在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为_____________。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→________→________→________→________→a→b→________。
②能证明上述假设成立的实验现象是__________________________。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处____________________________________________。
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知识点1 黑火药中的硫黄
1.黑火药
(1)成分:黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合,就可以制得黑火药。
(2)爆炸原理:点燃火药后,混合物发生迅猛的氧化还原反应,放出大量的热量并生成大量气体。气体体积急剧扩大,发生爆炸。其反应的化学方程式为:
2e
S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑
10e
2.硫的存在
(1)游离态:硫单质俗称硫黄,存在于火山口附近或岩层里。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中,火山喷出物中含有硫的氢化物和氧化物等。常见物质的化学式见下表。
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
3.硫单质的性质
(1)物理性质
颜色状态
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
黄色晶体
质脆、易研成粉末
难溶
微溶
易溶
(2)化学性质
①氧化性
a.与金属单质反应:2Na+SNa2S(白色)、Fe+SFeS(黑色)、2Cu+SCu2S(黑色)、S+Hg===HgS(黑色,可用硫粉处理撒在地面上有毒的汞蒸气)。
b.与非金属单质(H2)反应:H2+SH2S。
②还原性
a.与氧气反应:S+O2SO2(现象:剧烈燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,有刺激性气味气体生成)。
b.与强氧化剂(如浓硫酸)反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
③氧化性和还原性
与强碱的反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (用热碱溶液清洗试管内壁附着的硫单质)。
4.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
知识点2 硫的氧化物
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
无色
气体
刺激性气味
有毒
比空气大
易溶于水(1∶40),不溶于饱和NaHSO3溶液
(2)化学性质
1)实验探究:
操作
现象
结论
pH试纸变红
SO2的水溶液显酸性
溶液变红
SO2的水溶液显酸性,不能漂白石蕊溶液
开始无明显现象,后产生白色沉淀
①SO2的水溶液与BaCl2不反应
②SO2具有还原性,可被H2O2氧化成SO,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀
振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
2)原理探析
①酸性氧化物的通性
a.与水反应:SO2+H2OH2SO3(该反应为可逆反应)。
b.与碱(NaOH)溶液反应:SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O(少量SO2);
SO2+NaOH==NaHSO3(过量SO2)(可用于处理尾气)。
c.与碱性氧化物(CaO))反应:SO2+CaO===CaSO3(可用于燃煤“固硫”)。
②氧化性和还原性:-2,0O2+6
a.氧化性(H2S):SO2+2H2S===3S↓+2H2O(归中反应)(现象:生成黄色沉淀);
b.还原性(O2、卤水):2SO2+O22SO3;SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX(X表示Cl、Br、I)。
③漂白性:SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成不稳定的无色物质,而使其褪色,加热或久置后,这种无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。
(3)用途
漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量(最大使用量0.25g/L)的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。
【易错提醒】①SO2的漂白性具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色,是因为SO2的还原性而非漂白性。
③氯水、SO2的漂白性原理不同。分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,加热,后者可恢复红色,前者不恢复原来红色。
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:标准状况下,SO3是一种无色固体,熔点(16.8℃)、沸点(44.8℃)较低,极易溶于水生成硫酸。
(2)化学性质:具有酸性氧化物的通性,与水剧烈反应生成硫酸:SO3+H2O===H2SO4;三氧化硫通入氯化钡溶液反应:SO3+BaCl2+H2O===BaSO4↓+2HCl。
得分速记
①二氧化硫和二氧化碳性质比较
化学式
CO2
SO2
物理性质
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气大
比空气大
毒性
无
有
溶解性
可溶(1∶1)
易溶(1∶40)
化
学
性
质
与水反应
CO2+H2OH2CO3
SO2+H2OH2SO3
与碱
反应
碱过量:
Ca(OH)2(足量)+CO2 ==CaCO3↓+H2O
碱不足:
Ca(OH)2(不足)+2CO2 == Ca(HCO3)2
碱过量:
Ca(OH)2(足量)+SO2==CaSO3↓+H2O
碱不足:
Ca(OH)2(不足)+2SO2== Ca(HSO3)2
与碱性氧
化物反应
CO2+CaO ==CaCO3
SO2+CaO ==CaSO3
氧化性
CO2+C 2CO
SO2+2H2S ==3S↓+2H2O
还原性
无
有
漂白性
无
有,不稳定
对环境影响
引起温室效应
形成酸雨
②当SO2中混有CO2时,不会影响SO2的检验;当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验,应先检验并除去SO2,再用澄清石灰水检验CO2气体。
知识点3 硫酸 硫酸盐
1.硫酸
(1)稀硫酸的性质
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+==Zn2++H2↑。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+==Cu2++H2O。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH:OH-+H+==H2O。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:CO+2H+===CO2↑+H2O。
(2)浓硫酸的物理性质:硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
②脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
实验
操作
实验
现象
①蔗糖逐渐变黑;
②蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭;
③放出有刺激性气味的气体。
实验
结论
①浓硫酸具有脱水性;
②浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质(如Cu)的反应:
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学方程式
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
b.与非金属单质(C、S)的反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(4)硫酸的用途
①化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
②化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
得分速记 浓硫酸与金属反应的规律
①浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
2.硫酸盐
(1)常见的硫酸盐
①硫酸钙(CaSO4):石膏(CaSO4·2H2O)、熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
②硫酸钡(BaSO4):不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称钡餐。
③硫酸亚铁(FeSO4):FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
④硫酸铜(CuSO4):CuSO4·5H2O,俗称胆矾,作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。
⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]:KAl(SO4)2·12H2O,俗称明矾,作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。
(2)硫酸根离子的检验
①方法:被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
②试剂:先加稀盐酸的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
③原理:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-===BaSO4↓。
(3)应用:除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质
加入的试剂
离子方程式
可溶性硫酸盐
过量BaCl2溶液
SO42-+Ba2+== BaSO4↓
CaCl2
过量Na2CO3溶液
Ca2++CO32- ==CaCO3↓、Ba2++CO32-==BaCO3↓
MgCl2
过量NaOH溶液
Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓
多余的NaOH、Na2CO3
适量稀盐酸
OH-+H+== H2O、CO32-+2H+ ==H2O+CO2↑
教材习题01(P83)
下图为元素周期表的一部分。从 A、B、C、D 中找出其单质能氧化硫的元素。
解题方法
根据A、B、C、D四种元素在周期表中的物质可知,其单质A为H2、B为Na、C 为O2或O3,D为Cl2。其中,O2(或O3)、Cl2具有较强氧化性,均可以氧化元素。如:S+O2SO2、2H2S+3O2(充足)=2SO2+2H2O、SO2+ Cl2+H2O=H2SO4+2HCl等。
【答案】O2、Cl2
教材习题03(P83)
硫元素的常见价态有—2、+4、+6 等。这些含硫元素的物质之间有如下转化关系:
完成下表。
物质转化
化学方程式
H2S → S
S → SO2
SO2 → SO3
S → FeS
SO2 → S
H2SO4 → SO2
解题方法
解答:
物质转化
化学方程式
H2S → S
2H2S+O2(不足)=2S+2H2O
S → SO2
S+O2SO2
SO2 → SO3
2SO2+O22SO3
S → FeS
Fe+SFeS
SO2 → S
SO2+2H2S=3S+2H2O
H2SO4 → SO2
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】“见解答”
考点一 黑火药中的硫黄
1.下列关于硫的说法正确的是
A.硫元素在自然界中只有游离态 B.硫是一种淡黄色易溶于水的固体
C.硫与铁铜反应生成 FeS、CuS D.单质硫既有氧化性又有还原性
【答案】D
【解析】A.硫元素化学性质活泼,在自然界中主要以化合态形式存在,故A错误;B.硫单质为淡黄色固体,不溶于水,易溶于某些有机溶剂,故B错误;C.硫与Fe、Cu在加热下发生反应,Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,故C错误;D.硫元素化合价在-2价到+6价之间,硫单质化合价既可以升高也可以降低,所以具有氧化性和还原性,故D正确;故选D。
2.下列关于硫的叙述正确的是
A.硫的非金属性较强,在自然界中只以化合态存在
B.可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物
C.硫与金属或非金属反应时都作为氧化剂
D.硫的氧化性比氯气的强
【答案】B
【解析】虽然硫的非金属性较强,但它在自然界中的存在形态既有化合态又有游离态,故A错误;硝酸钾易溶于水,而硫黄难溶于水,所以可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物,故B正确;硫与金属反应时作为氧化剂,与非金属反应时既可作为氧化剂,也可作为还原剂,故C错误;硫的非金属性比氯的弱,所以硫的氧化性比氯气的弱,故D错误。
3.下列有关硫的说法中不正确的是
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体,有多种同素异形体
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧产物是三氧化硫
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物
【答案】B
【解析】硫在空气中和纯氧中的燃烧产物均为SO2。
4.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
【答案】A
【解析】A项,该反应中S元素的化合价由0价变为 -2价,S元素只表现氧化性;B项,该反应中S元素的化合价由0价、+6价变为+4价,S元素表现还原性和氧化性;C项,该反应中S元素的化合价由-2价变为0价,S元素只表现还原性;D项,该反应中S元素的化合价由0价变为-2价、+4价,S元素表现氧化性和还原性。
考点二 硫的氧化物
5.如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH溶液不反应
D
紫色石蕊试液
溶液变红色,后不褪色
SO2有酸性,没有漂白性
【答案】B
【解析】A项酸性KMnO4溶液将SO2氧化,SO2有还原性;B项SO2化合漂白;C项SO2与NaOH溶液反应,只是现象不明显;D项SO2有漂白性但不能漂白石蕊显示的红色。
6.有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,关于该实验下列说法错误的是
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】能够与水反应只生成对应的酸,能够与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。A项,向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,可能是因为二氧化硫的漂白性,所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物,故A错误、D项正确;C项,若SO2是一种酸性氧化物,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液,亚硫酸钠溶液再与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,故C正确。
7.下列说法正确的是
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
【答案】B
【解析】SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,SO2不能使石蕊试液褪色,A错误;能使品红溶液褪色的不仅仅是SO2,B正确;C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同,错误;SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力,D错误。
8.(2023·新高考广东卷)按下图所示的装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【解析】A.Ⅰ中试管内发生反应S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,A错误;B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B错误;C.Ⅰ试管内发生反应S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ试管内发生反应2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C正确;D.撤掉水浴,重做实验,反应速率减小,Ⅳ中红色褪去的速率减小,D错误。
考点三 硫酸 硫酸盐
9.下列关于浓硫酸的叙述中正确的是
A.稀释浓硫酸时,将水沿着玻璃棒慢慢地注入盛有浓硫酸的量筒中,并不断搅拌
B.运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中
C.浓硫酸滴到硫酸铜晶体中的现象体现了浓硫酸的脱水性
D.少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会褪为无色
【答案】B
【解析】稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,且应该在烧杯中进行,不能在量筒中稀释液体,A错误;常温下铁在浓硫酸中钝化,运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中,B正确;浓硫酸滴到硫酸铜晶体中,硫酸铜晶体由蓝色变为白色,体现了浓硫酸的吸水性,C错误;少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会变成红色,D错误。
10.蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示。下列说法错误的是
A.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
B.可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物
C.出现澄清石灰水变浑浊的现象,说明反应产生了CO2
D.虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但仍需按要求规范操作
【答案】C
【解析】A.蔗糖遇浓硫酸炭化,体现了浓硫酸的脱水性,该反应中生成了CO2和SO2气体,体现了浓硫酸的强氧化性,故A正确;B.SO2可与品红溶液反应使品红溶液褪色,CO2与品红溶液不反应,则可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物,故B正确;C.CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能说明生成了CO2,应先排除SO2的干扰,故C错误;D.该反应放热且生成的SO2有毒,所以虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但该反应比较剧烈,产生大量气体和热量,利用上述密闭装置,如果没有按照规范添加反应物的用量,会存在危险,故D正确。
11.下列物质的俗称、化学式、主要用途都正确的是
A.明矾(KAlSO4·12H2O)用作净水剂 B.硫酸钡(BaSO4)用作白色颜料、钡餐
C.石膏(CaSO4·2H2O)用于制造各种模型 D.胆矾(CuSO4)用于制造农药波尔多液
【答案】C
【解析】A.明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O,电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附杂质功能,因此明矾常用作净水剂,故A错误;B.硫酸钡化学式为BaSO4,但硫酸钡是化学名称不是俗称。常用作白色颜料,在医疗方面常用作“钡餐”,故B错误;C.生石膏化学式CaSO4·2H2O,熟石膏化学式2CaSO4·H2O,生石膏常用于制造各种模型,故C正确;D.胆矾化学式为CuSO4·5H2O,常用于制造农药波尔多液,故D错误。综上所述,答案为C。
12.下列四种溶液中,一定存在SO42-的是
A.向甲中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解
C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生
D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀
【答案】C
【解析】选项A和B,溶液中含Ag+等其他离子也会产生白色沉淀。选项D,若溶液中含SO32-,会被硝酸氧化为SO42-,加入硝酸钡溶液后,也有白色沉淀。答案为C。
13.下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是
A.Fe(NO3)2溶液 白色沉淀 B.Ba(NO3)2溶液 白色沉淀
C.无色溶液 白色沉淀 D.无色溶液无色溶液白色沉淀
【答案】C
【解析】A项中NO、H+能将SO2氧化成SO,故能产生BaSO4白色沉淀;B项中H+、NO能将SO氧化成SO,故能产生BaSO4白色沉淀;C项中不能排除AgCl沉淀的可能;D项中加入过量盐酸得到的仍是无色溶液,可排除Ag+、CO、SO的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,即BaSO4白色沉淀。
14.用如图所示的装置进行下列实验,将①中溶液滴入②中,预测②中的现象与实验结论相符的是
选项
①
②
预测②中现象
实验结论
A
浓硫酸
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸的酸性强
B
浓硫酸
铜片
铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末
浓硫酸表现酸性和强氧化性
C
浓硫酸
CuSO4·5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D
浓硫酸
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性、强氧化性
【答案】D
【解析】将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸稀释放出大量的热,促进了氯化氢的挥发,A项错误;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项错误;浓硫酸使胆矾失去结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,该过程中有新物质生成,为化学变化,C项错误。
(
组成成分
) (
原理:
S+2KNO
3
+3C
K
2
S+
3
CO
2
↑
+N
2
↑
) (
成分:将
木炭粉、硫磺粉和硝酸钾
按一定的比例混
合
。
)知识导图记忆
(
硫的存在
) (
游离态:
存在于
火山口
附近或
岩层
里。
) (
黑火药中的硫黄
)
(
化合态:
主要存在于
硫化物
和
硫酸盐
中。
)
(
物理性质:
俗称
硫黄
,质脆,
不溶
于水,
微溶
于酒精,
易溶
于CS
2
。
) (
单质性质
)
(
硫及其化合物
) (
化学性质:具有氧化性(与
金属
或
H
2
反应)和还原性(与
O
2
反应)
。
)
(
物理性质:
无
色、
有刺激性
气味的有毒气体,
易溶
于水
(
1:40)
。
)
(
化学性质:具有酸性氧化物通性、
氧化性、还原性、
漂白性
(如品红)。
) (
二氧化硫
)
(
硫的氧化物
) (
三氧化硫—
标准状况
是一种
无色固体
,
极易溶于水生成
硫酸
,
酸性氧化物。
)
(
硫酸
) (
物理性质:
纯硫酸是一种
难挥发
的无色
油状液体
,与水以任意比例混合,并
放热
。
)
(
化学性质:二元强酸,具有酸通性、三大特性(
强氧化性、吸水性、脱水性
)
。
) (
硫酸 硫酸盐
)
(
常见物质:
FeSO
4
·7H
2
O
(
绿矾
)
、
Cu
SO
4
·
5
H
2
O
(
胆
矾
)、
K
Al(
SO
4
)
2
·
12
H
2
O
(
明
矾
)
)
(
SO
的检验:
稀盐酸、BaCl
2
溶液—
Ba
2+
+SO
4
2-
==
=BaSO
4
↓
(白色,不溶于盐酸)
) (
硫酸盐
)
知识目标复核
【学习目标】
1.联系生活实际,结合硫在自然界中的存在,了解硫的化学性质。
2.通过分析二氧化硫中国硫元素的化合价,结合实验探究,理解二氧化硫的化学性质。
3.通过实验探究剂原理分析,理解浓硫酸的三大特性。
【学习重难点】
1.二氧化硫的化学性质
2.浓硫酸的特性
1.下列叙述错误的是
A. 自然界中的硫都是以化合态存在
B. 硫既有氧化性,又有还原性
C. 附着在试管壁上的硫,可用CS2洗涤
D. 硫黄主要用于制造硫酸、化肥等
【答案】A
【解析】选项A,硫主要存在于火山喷发口附近或地壳的岩层里,硫以游离态形式存在于自然界中,故A错误。选项B,S元素化合价为0价,为中间价态,既具有氧化性,也具有还原性,故B正确。选项C,硫易溶于二硫化碳,则附着在试管壁上的硫,可用CS2洗涤,故C正确。选项D,硫可生成硫酸,可用于杀菌消毒,可用于制备肥皂,故D正确。
2.我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为,下列说法正确的是
A.反应中只有S元素被还原
B.每生成转移电子数目为
C.是还原产物
D.黑火药在空气中燃烧时不可能生成和
【答案】B
【解析】A.该反应中,N和S元素化合价均降低,均被还原,故A错误;B.该反应中生成1mol氮气时转移12mol电子,生成2.8gN2物质的量为,转移1.2mol电子,则转移电子数目为,故B正确;C.该反应中碳元素化合价由0价升高到+4价,被氧化,C是还原剂,CO2是氧化产物,故C错误;D.黑火药成分中含有S和N元素,在空气中燃烧时与氧气反应可能生成SO2和NOx,故D错误;故选B。
3.含单质硫的水可防治皮肤病,而硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,要增大硫在水中的分散程度,可将硫先放入溶剂R中,再将所得液体分散在水中。则R可以是
A.CS2 B.盐酸 C.CCl4 D.酒精
【答案】D
【解析】单质硫微溶于酒精,而酒精易溶于水,这样,酒精就把硫“拉下水”了,从而分散在水中。答案为D。
4.下列说法中正确的是
A.根据化合价可知,S在化学反应中只能作还原剂 B.试管内壁上的硫黄可用CS2或酒精清洗
C.S+O2SO2,S被氧化,作氧化剂 D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
【答案】D
【解析】A项,0价是S的中间价态,所以S既可作氧化剂,又可作还原剂。B项,S易溶于CS2,微溶于酒精,所以可以用CS2但不能用酒精清洗试管内壁的硫粉。C项,S被氧化,作还原剂;D项,硫与铜化合只能生成硫化亚铜:根据关系系:S~2Cu~Cu2S可知1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化亚铜。故选D。
5.浓硫酸与下列物质作用时,只表现强氧化性的是
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化 C.红热木炭 D.氧化铝
【答案】C
【解析】浓硫酸具有吸水性,能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末;浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性;浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸只表现强氧化性;浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。
6.下列说法正确的是
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
D.将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,红布条立即快速褪色
【答案】C
【解析】选项A,Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,但二者漂白原理不同,前者利用的是其氧化性进行漂白,后者是利用其与有色物质络合生成无色物质进行漂白,前者不可逆后者可逆,A错误。选项B,SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明二者发生了氧化还原反应,反应中SO2提现了还原性,B错误。选项C,将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明烧瓶内气体压强减小,有大部分气体溶解在水中,说明二者均易溶于水,C正确。选项D,将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体作用于潮湿的红布条,Cl2、SO2和水发生反应生成无漂白性的HCl和H2SO4,因此,红布条不褪色,D错误。故答案选C。
7.下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4酸性溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④ C.除①以外 D.全部
【答案】C
【解析】①SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能使澄清石灰水变浑浊,所以不能利用澄清石灰水来区别SO2和CO2;
②SO2具有氧化性,能将H2S溶液氧化生成单质(有黄色沉淀生成),而CO2没有此性质,所以能利用H2S溶液区别SO2和CO2;
③SO2也具有还原性,能被KMnO4酸性溶液氧化(溶液褪色),而CO2没有此性质,所以能利用KMnO4酸性溶液区别SO2和CO2;
④ SO2也具有还原性,能被氯水氧化(溶液褪色),而CO2没有此性质,所以能利用氯水区别SO2和CO2;
⑤SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有此性质,所以能利用品红溶液区别SO2和CO2。
所以能够区别SO2和CO2气体的溶液有:②③④⑤,故选:C。
8.SO2有毒,但葡萄酒中都含有少量的SO2,以起到保鲜、杀菌和抗氧化的作用。下列说法不正确的是( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化的作用,因为SO2具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色可判断出,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
【答案】C
【解析】SO2有毒,但含量在规定范围内对人体是无害的,A项正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化的作用,B项正确;二氧化硫具有漂白性,但不能漂白红葡萄酒,C项错误;葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体的溶解度减小,从而使部分SO2从酒中逸出,D项正确。
9.下列说法正确的是
A.取少量待测液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO
B.取少量待测液,加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定有Cl-
C.取少量待测液,加入稀盐酸,产生无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中一定有CO
D.为分别检验某溶液中含有的和SO,检出的顺序应为先检验后检验
【答案】D
【解析】A.取少量待测液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO、Cl-中的至少一种,故A错误;B.取少量待测液,加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中含有SO、CO、Cl-中的至少一种,故B错误;C.取少量待测液,加入稀盐酸,产生无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中有CO或HCO或两离子均有,故C错误;D.检验氯离子可以使用银离子,检验硫酸根离子可以使用钡离子,银离子会对硫酸根检验产生干扰,检出的顺序应为先检验SO后检验Cl-,故D正确。故选:D。
10.现有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量该溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是( )
A.此次实验确定Na2SO3已部分被氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后得到的白色沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量稀硝酸后得到的白色沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
【解析】若Na2SO3部分被氧化变质,则滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀中一定有亚硫酸钡和硫酸钡,加入足量稀硝酸后,亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,即此时的白色沉淀是硫酸钡,所以此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。
11.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,浓硫酸表现了其强氧化性
C.把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应
【答案】B
【解析】A项浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH3);B项金属与浓硫酸反应时,生成相应的盐和SO2,此时浓硫酸显示酸性和强氧化性,而与S、C等非金属单质作用时,由于没有盐生成,故只显强氧化性;C项Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度逐渐降低,当降到一定程度时变为稀硫酸,反应自行停止,故产生的SO2在标准状况下小于22.4 L;D项常温下铝、铁遇浓硫酸发生钝化,生成一层致密的氧化膜。
12.某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
【答案】C
【解析】浓硫酸和蔗糖反应产生SO2、CO2,即甲装置产生的气体为SO2、CO2,SO2具有漂白性,可以用乙装置中的品红溶液进行检验,SO2具有氧化性,可以与H2S溶液反应产生黄色沉淀,SO2具有还原性,可以使酸性刚锰酸钾溶液褪色,戊装置中的品红溶液可以检验SO2是否除尽,己中澄清石灰水用于检验CO2。A.丁处酸性刚锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性,A错误;B.丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2与H2S反应产生S单质,说明SO2具有氧化性,B错误;C.戊处品红溶液无明显现象,说明SO2已经除尽,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成,C正确;D.甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,说明浓硫酸使蔗糖碳化,则说明浓硫酸有脱水性,D错误;故答案选C。
13.(2022·新高考广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如下图(a~d均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是
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
【答案】B
【解析】Cu与浓硫酸反应生成CuSO4、SO2和H2O,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性,A项错误;能使紫色石蕊溶液变红说明有酸性物质生成,可以说明SO2是酸性氧化物,B项正确;c处褪色,体现了SO2的还原性,C项错误;反应后混合液中硫酸浓度很高,浓硫酸吸收反应生成的水,导致生成的CuSO4不能形成蓝色的CuSO4·5H2O,D项错误。
14.下图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿。
关于此实验的“现象”、“解释或结论”以及对应关系均正确的是
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
二氧化硫具有漂白性
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
【答案】B
【解析】浓硫酸与亚硫酸钠固体反应生成二氧化硫。选项A,SO2使溴水褪色显示的是还原性,A错。选项B是正确的。选项C,SO2与KI淀粉溶液是不反应的,不会变蓝,C错。选项D,SO2使品红褪色后,需加热或长期放置才会恢复红色,D错。
15.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生的化学方程式: ____________________。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是________、__________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________。装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象_______________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过__________________溶液。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 出现黄色浑浊 还原性 氧化性 2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+
(3)待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,无色溶液恢复红色
(4)NaOH
(5)饱和的碳酸氢钠(或酸性高锰酸钾)
【解析】(1)亚硫酸钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,则观察到紫红色逐渐变浅直至完全褪去,二氧化硫进入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,则观察到出现黄色浑浊,体现了二氧化硫的氧化性;高锰酸钾溶液和二氧化硫气体发生的离子反应为2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+。
(3)因二氧化硫能使品红褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复红色。
(4)利用氢氧化钠溶液来吸收尾气,发生的离子反应为SO2+2OH-===SO+H2O。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过酸性高锰酸钾溶液,亚硫酸的酸性比碳酸强,也可通过饱和的碳酸氢钠溶液除去。
16.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为____________。C装置的作用_____________。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是___________________________。在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为_____________。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→________→________→________→________→a→b→________。
②能证明上述假设成立的实验现象是__________________________。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处____________________________________________。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
(2)常温下,浓硫酸使Fe钝化 H2
①c d e f g
②E中固体由黑色变红色,H中固体由白色变蓝色
③应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
【解析】(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用是吸收尾气,防止污染环境;防倒吸。
(2)若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,实验后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管。
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