内容正文:
硫及其化合物
4
预习反馈:
(1)SO2(+4)的主要性质与应用、治理与回收 (2)硫酸盐的主要性质与应用
(3)浓、稀硫酸的主要性质与应用 (4)硫化物的转化与应用
(5)硫单质及其他含硫物质的主要性质与结构
山东卷“硫及其化合物”的核心考点
“硫及其化合物”在高考中通常不单独出现,常常借助工艺流程、化学实验、物质结构、反应原理题等形式进行考查。
学习目标
1. 学会从物质类别、元素价态和物质结构的角度认识和理解SO2的主要性质。
2. 学会构建并应用“SO2的治理与回收微型工艺流程题”的解题模型。
3. 学会从物质类别、元素价态和物质结构的角度认识和理解陌生多硫含氧
酸盐的主要性质和结构。
任务一:多角度认识SO2的性质
任务二:SO2的治理与回收微型工艺流程题
任务三:陌生多硫含氧酸盐的结构与性质探究
下列说法正确的是
A.SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
B.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了SO2 酸性氧化物的性质
C.将SO2通入I2–淀粉水溶液,浅蓝色消退时,发生反应:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:2S2− +2SO2 + 2H2O = H2S+ 2HSO3−
【直击高考】
BC
例1.
【链接教材】
2. 下列说法正确的是
C. SO2 可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
《鲁科版必修1》p98、p130
SO2使品红溶液褪色的原理
任务一:多角度认识SO2的性质
①物质类别:
③分子结构:
②化合价:
SO2
酸性氧化物的通性
+4 以还原性为主,也有氧化性
任务一:多角度认识SO2的性质----③从分子结构的角度
孤对电子
已知:常温常压下,1体积水能溶解40体积的SO2,试从SO2的 分子结构解释原因 。
极性分子
角形
SO2是极性分子与同是极性分子的H2O相似相溶
《无机化学 下册 第四版》高等教育出版社
[教材链接]
SO2与CO2分子的立体结构分别是 和为 ;
相同条件下二者在水中的溶解度较大的是 (写分子式),理由是 。
角形
直线形
SO2
【练一练】
——《鲁科版选必2》p84—15题(2)
SO2是极性分子,CO2是非极性分子,
根据“相似相溶”原理,SO2在水中的溶解度较大
[教材链接]
某兴趣小组用如图所示装置 (夹持装置略) 测定
某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离的计算 )。
实验方案:向B中加入 葡萄酒和适量的
稀硫酸(抗氧化剂遇酸生成),加热使全部
逸出并与C中的溶液完全反应,除去C中过量的
后,将C中液体转移至小烧杯中,向烧杯内逐滴加入溶液至沉淀
不再增加,过滤出沉淀,经洗涤、干燥后,称得固体的质量为 ,则
该葡萄酒中 的含量约为
【练一练】
——食品中的二氧化硫《人教版必修2》p4“资料卡片”,《鲁科版必修1》p130“迁移·创新”
A
A. B. C. D.
【直击高考】
例2.【2023山东卷13】
一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液 pH在3~4之间,反应Ⅲ需
及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下,H2SO3的电离平衡常数
Ka1=1.3×102,Ka2=6.3×108。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质
的量之比增大时,需补加NaOH的量减少
pH在3~4
及时补加NaOH pH=5
氧化还原反应
低温真空蒸发 目的
溶液Y可循环用
参与反应Ⅲ的X与CuSO4
(1)信息提取与标注(在题干中标注关键信息,明确选项考点)
(2)符号表征与推理(解题过程可视化)
反应Ⅱ: Na2CO3 + SO2 = NaHSO3 + CO2
2 2
+ H2O
调pH=11: NaHSO3 = Na2SO3
Na2SO3 Na2SO3溶液
反应Ⅲ: SO32− + Cu2+ = Cu2O + SO42−
2
+2H2O + 4H+
(3)题目归纳与总结(解题过程的全面复盘)
CD
电离平衡常数
+ NaOH + H2O
任务二:SO2的治理与回收微型工艺流程题
解题步骤:
(1)信息提取与标注(在题干中标注关键信息,明确选项考点)
(2)符号表征与推理(解题过程可视化)
(3)题目归纳与总结(解题过程的全面复盘)
1.[2021山东卷8改编] 工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3 的主要流程如图,
下列错误的是
A.为保证产品的纯度,初始投料时需满足n(SO2)∶n(Na2CO3) ≥2
B.结晶后母液循环使用的目的是为了提高SO2的利用率
C.循环过程中“吸收”环节只发生反应:NaHCO3 + SO2 = NaHSO3 + CO2
D.气流干燥是温度不宜过高主要目的是防止NaHSO3被氧化
【练一练】
CD
2.[2023北京卷5改编] 回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。
下列说法错误的是
A. 装置a中发生反应的离子方程式为 HCO3– + SO2 = HSO3– + CO2
B. 装置b中阳极上的电极反应式为 SO32– – 2e – + 2OH– = SO42– + H2O
C. 装置b中阳极区的溶液经处理后可在装置a中用于吸收废气
D. 装置中的离子交换膜可以用双极膜(在直流电场中,提供H+和OH– )
【练一练】
A
近五年陌生多硫含氧酸盐在全国和其他省市高考题中的考查
Na2S2O3 Na2S2O4 Na2S2O5 Na2S2O6 Na2S2O7 Na2S2O8
2024 √√√ √ √√ √
2023 √√√√ √
2022 √√ √
2021 √√
2020 √√√ √
从下列三个角度预测Na2S2O3的性质
①物质类别:
③分子结构:
②化合价:
Na2S2O3
强碱弱酸盐
+2
以还原性为主,也有氧化性
水解显碱性;与强酸反应
【2023湖南卷10A】S2O32−和SO42−的空间结构都是正四面体
【2024安徽卷15(4)】用硫代硫酸钠溶液将“浸渣2”中的AgCl转化为[Ag(S2O3)2] 3−
【链接教材】
《无机化学 下册 第四版》高等教育出版社 p500
亚硫酸 H2SO3
硫酸 H2SO4
非羟基氧越多,
酸性越强
硫代硫酸 H2S2O3
二元弱酸
【2022重庆卷9A】将Na2S2O3溶液和稀H2SO4混合,得到沉淀,且生成的气体可使品红溶液褪色,Na2S2O3既体现还原性又体现氧化性
【2024全国甲卷8C】 用硫代硫酸钠溶液脱氯
【2024安徽卷15(7)】 Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6
【2021湖南卷12B】H+、K+、 S2O32−、 SO42−不能大量共存
【2023广东卷9】用硫代硫酸钠溶液和稀硫酸热水浴制备SO2
【直击高考】
例3.[2023北京卷15]
硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根S2O32−
可看作是SO42−中的一个O原子被S原子取代的产物。
(1)S2O32−的空间结构是__________形。
(2)同位素示踪实验可证实S2O32−中两个S原子的化学环境不同,
实验过程为 。
过程ⅱ中,S2O32−断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是
Na232SO3和35S,过程ⅱ含硫产物是__________(填化学式)。
Na232SO4 、Ag235S
四面体
【直击高考】
例3.[2023北京卷15]
硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根S2O32−
可看作是SO42−中的一个O原子被S原子取代的产物。
(3)浸金时,S2O32−作为配体可提供孤电子对与Au+形成Au[(S2O3)2]3−。
分别判断S2O32−中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并
说明理由:________________________________________。
S2O32−中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,
不能做配位原子;端基S原子含有孤电子对,能做配位原子
Na2S2O3 Na2S2O4 Na2S2O5 Na2S2O8
名称 硫代硫酸钠 连二亚硫酸钠 焦亚硫酸钠 过二硫酸钠
多硫含氧
酸根结构
硫元素的化合价
化学性质
任务三:陌生多硫含氧酸盐的结构与性质探究
+2
还原性和氧化性
配位性
水解、与强酸反应
+3
+4
还原性
还原性
【2024湖南卷16】Na2S2O4将[Ag(SO3)2] 3−和[Ag(SO3)3] 5−还原为Ag
【2023新课标卷27(6)】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,将Cr2O7 2−转化为Cr3+
【直击高考】
例4.(1) [2022河北卷17(5)]
下图是硫的四种含氧酸根的结构,根据组成和结构推断,能在
酸性溶液中将Mn2+转化为MnO4−的是_________(填标号),理由是_____________________________________________________。
A. B.
C. D.
D中含有 ‒1价的O元素,具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO4—
D
Na2S2O3 Na2S2O4 Na2S2O5 Na2S2O8
名称 硫代硫酸钠 连二亚硫酸钠 焦亚硫酸钠 过二硫酸钠
多硫含氧
酸根结构
硫元素的化合价
化学性质
任务三:陌生多硫含氧酸盐的结构与性质探究
+2
还原性和氧化性
配位性
水解、与强酸反应
+3
+4
还原性
还原性
+6
强氧化性
【直击高考】
例4.(2)[2024安徽卷15(7)]
Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析S4O62−的
结构为a而不是b的原因:________________________________。
a. b.
a结构中电子云分布较均衡,结构较为稳定;b结构中正负电荷中心不重合,
极性较大,较不稳定,且存在过氧根,过氧根的氧化性大于I2,故Na2S2O3
不能被I2氧化成b结构
1.下列转化中多硫含氧酸盐分别表现了哪些性质?
(1)用硫代硫酸钠溶液脱氯
(2)“沉锰”步骤中,Na2S2O8将Mn2+转化为二氧化锰
(3)用硫代硫酸钠溶液将“浸渣2”中的AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3− (4)“银还原”工序中用Na2S2O4将[Ag(SO3)2] 3−和[Ag(SO3)3] 5−还原为Ag (5)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,将Cr2O7 2−转化为Cr3+
【练一练】
还原性
氧化性
配位性
还原性
还原性
2.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【练一练】
平衡气压,使双氧水顺利地滴入圆底烧瓶中
将产生的氨气及时排除,防止副反应的发生
用作安全瓶,防倒吸 吸收氨气,防止污染环境
防止Na2S2O8 在较高温度(高于65℃)分解,
减压导致溶液沸点降低,从而在温度低的条件下将水蒸发掉
溶液由无色变为紫红色
5S2O82– +2Mn2+ +8H2O = 2MnO4– + 10 SO42– + 16H+
课堂总结
任务一:多角度认识SO2的性质
任务二:SO2的治理与回收微型工艺流程题
从物质类别、化合价、物质结构三个角度
信息提取与标注 → 符号表征与推理 → 题目归纳与总结
任务三:陌生多硫含氧酸盐的结构与性质探究
从物质类别、化合价、物质结构三个角度
材料一、焦亚硫酸钠(Na2S2O5),是一种无机化合物,外观为白色或黄色结晶,带有强烈的刺激性气味。溶于水,水溶液呈酸性,与强酸接触则放出二氧化硫并生成相应的盐类。久置空气中,则氧化成硫酸钠,故焦亚硫酸钠不能久存。
命题者!
课后作业:
(1)结合各地高考题,预测命题趋势
(2)利用上述三则资料,创设情景,命制题目
课后探索任务
材料二、性质与稳定性:1.受潮易分解,露置于空气中易氧化成硫酸钠。有刺激性。2.与强酸接触放出二氧化硫而生成相应盐类。加热到150℃分解。具有强烈SO2气味的白色粉末,在空气中失去SO2并吸收O2而转变为Na2SO4。易溶于水,水溶液呈酸性,当溶液加热到65℃以上时,即分解为Na2SO3和SO2。
材料三、制备方法: 1.干法。将纯碱和水按一定摩尔比搅拌均匀,待生成 Na2CO3•nH2O呈块状时, 放入反应器内,块与块之间保持一定的空隙然后通入SO2,直至反应终了,取出块状物,经粉碎得成品。 2.湿法。于亚硫酸氢钠溶液内,加入一定量的纯碱,使其生成亚硫酸钠的悬浮液,再通入SO2 ,即生成焦亚硫酸钠结晶,经离心分离、干燥而得成品。
32
感谢聆听,敬请指导
Thank you to listen to criticism guidance
$