内容正文:
第3章 硫、氮及其循环
3.1 硫及其化合物
第1课时 硫和二氧化硫
教学目标
1.了解硫的物理性质与化学性质,掌握二氧化硫的物理性质及酸性氧化物通性;
2.理解二氧化硫的漂白性与还原性,能书写相关反应方程式;
3.认识二氧化硫对环境的影响,树立环保意识,培养实验探究与分析能力。
重点和难点
重点:二氧化硫的酸性氧化物通性、漂白性及还原性。
难点:区分二氧化硫与次氯酸的漂白原理,理解二氧化硫还原性的应用场景。
◆知识点一 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
即学即练
1.人类的文明历程与自然环境的变化密切相关。自然界中,陆地、海洋、大气中的硫元素和氮元素,通过各种循环建立起生态平衡。硫是重要的非金属元素,下列关于硫单质的说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫 B.硫的化学性质不活泼
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 D.硫和铁加热时反应生成红色固体
【答案】C
【详解】A.火山口附近存在游离态的硫,故A错误;
B.硫在自然界中主要以化合态存在,能与氧气等物质发生反应,化学性质较活泼,故B错误;
C.硫为非极性分子,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故C正确;
D.硫和铁加热时生成黑色的FeS,故D错误;
故答案为C。
2.关于硫下列说法不正确的是
A.通常是淡黄色晶体
B.单质硫既有氧化性,又有还原性
C.硫的化合物常存在于火山口喷出的气体中和矿泉水里
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
【答案】D
【详解】A.硫单质俗称硫磺,为淡黄色晶体,故A正确;
B.S单质的化合价处于-2到+6之间,为中间价态,既有氧化性,又有还原性,故B正确;
C.火山口喷出的气体中含二氧化硫,矿泉水中含硫酸盐,故C正确;
D.S在空气中或纯氧中燃烧生成物都是二氧化硫,故D错误;
故选:D。
3.硫在自然界中的存在
(1)游离态:存在于 附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:主要以 和 的形式存在。
【答案】(1)火山喷口
(2) 硫矿石 硫酸盐
【详解】(1)硫元素广泛存在于自然界中,游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态的硫主要以硫矿石和硫酸盐的形式存在。
◆知识点二 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)。
3.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。
即学即练
4.下列关于硫的叙述中,正确的是
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.硫微溶于二硫化碳
【答案】C
【详解】A.硫难溶于水,故A错误;
B.硫是一种淡黄色固体,故B错误;
C.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,故C正确;
D.硫易溶于二硫化碳,故D错误;
选C。
5.下列化合物中,不能由单质通过化合反应直接制得的是
A.FeCl2 B.HCl C.FeS D.AlCl3
【答案】A
【详解】A.Fe与Cl2在点燃条件下只能生成FeCl3,无法直接生成FeCl2,A符合题意;
B.H2与Cl2在光照或点燃条件下直接化合生成HCl,B不符合题意;
C.Fe与S在加热条件下直接化合生成FeS,C不符合题意;
D.Al与Cl2在点燃条件下直接化合生成AlCl3,D不符合题意;
故选A。
6.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
【详解】A.硫是淡黄色不溶于水的固体,存在单斜硫、斜方硫等同素异形体,故A正确;
B.硫在空气或纯氧中燃烧均生成二氧化硫,三氧化硫需在催化剂条件下由二氧化硫进一步氧化生成,故B错误;
C.硫在空气中燃烧火焰为淡蓝色,在氧气中燃烧更剧烈,火焰呈蓝紫色,故C正确;
D.硫可与金属(如铁、铜)反应生成硫化物(如FeS、CuS),故D正确;
故答案为B。
◆知识点三 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。
特别提醒
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。
即学即练
7.向二氧化硫的水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液会
A.变红 B.变蓝 C.先变红后褪色 D.不变色
【答案】A
【详解】二氧化硫()溶于水生成亚硫酸(),溶液呈酸性。紫色石蕊试液遇酸变红。虽然具有漂白性,但其不能漂白酸碱指示剂;
故答案为:A。
8.双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中,表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,被还原
C.总反应为
D.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
【答案】B
【详解】A.过程Ⅰ中与NaOH反应生成,酸性氧化物能与碱反应生成盐和水,表现酸性氧化物性质,A正确;
B.过程Ⅱ中与、反应生成CaSO4和NaOH,S元素由+4价升至+6价,被氧化,B错误;
C.总反应为、、反应生成和,方程式配平为:,C正确;
D.过程Ⅰ消耗NaOH生成,过程Ⅱ生成NaOH,NaOH可循环利用,D正确;
故选B。
9.下列关于的叙述,正确的是
A.既可以是含硫物质的氧化产物,又可以是含硫物质的还原产物
B.是硫酸的酸酐
C.大气中的主要来源是汽车排出的尾气
D.具有漂白性,因而可以使石蕊试液褪色
【答案】A
【详解】A.二氧化硫中硫元素的化合价为+4,所以可以是含硫物质从低价升高后生成的氧化产物,也可以含硫物质从高价降低后生成的还原产物,A正确;
B.二氧化硫是亚硫酸的酸酐,三氧化硫才是硫酸的酸酐,B错误;
C.大气中的二氧化硫的主要来源是化石燃料的燃烧,C错误;
D.二氧化硫具有漂白性,其漂白性具有选择性,不能使石蕊试液褪色,D错误;
故选A。
二氧化硫和二氧化碳性质比较
1.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。
实践应用
1.我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
【答案】D
【详解】A.饱和溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,A错误;
B.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,B错误;
C.溶液与二氧化碳和二氧化硫均反应,不能除去气体中少量的,C错误;
D.饱和溶液吸收二氧化硫生成二氧化碳,可以除去气体中少量的,D正确;
故选:D。
2.欲除去CO2气体中少量的SO2,应使气体通过
A.饱和溶液 B.饱和溶液
C.饱和溶液 D.饱和溶液
【答案】B
【详解】A. CO2、SO2均不能与NaCl溶液反应,且SO2在其中的溶解度不大,故不能用饱和NaCl溶液除去CO2气体中少量的SO2,A不合题意;
B. 一种CO2与NaHCO3溶液不反应,SO2与NaHCO3溶液反应生成亚硫酸钠和CO2,故能用饱和NaHCO3溶液除去CO2气体中少量的SO2,B符合题意;
C. CO2不与NaHS溶液反应,SO2能与NaHS溶液反应,但有可能产生H2S气体新的杂质,故不能用饱和NaHS溶液除去CO2气体中少量的SO2,C不合题意;
D. CO2、SO2二者均与碳酸钠溶液反应,不能除杂,应选饱和碳酸氢钠溶液,D不合题意;
故答案为:B。
3.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
【详解】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。
考点一 单质硫的性质
【例1】洗涤附着在试管内壁上的硫黄,可选用的洗涤试剂是
A.水 B.酒精 C.热的NaOH溶液 D.饱和食盐水
【答案】C
【详解】A.硫不溶于水,所以不能用水洗涤附着在试管内壁上的硫黄,故A错误;
B.硫微溶于酒精,所以不能用酒精洗涤附着在试管内壁上的硫黄,故B错误;
C.硫能与热的氢氧化钠溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水,所以能用热的氢氧化钠溶液洗涤附着在试管内壁上的硫黄,故C正确;
D.硫不溶于水,所以不能用饱和食盐水洗涤附着在试管内壁上的硫黄,故D错误;
故选C。
解题要点
1.纯净的硫是一种黄色或淡黄色的固体,俗称硫黄。硫很脆,容易研磨成粉末,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
2.硫的化学性质比较活泼,与氧气相似,容易与金属、其他非金属发生反应。
【变式1-1】下列化合物中,不能由二种单质直接化合而成的是
A.FeCl3 B.CuS C.FeS D.SO2
【答案】B
【详解】A.铁在氯气中燃烧生成氯化铁,所以可以由单质直接化合得到,故A不选;
B.硫的氧化性较弱,和铜反应生成Cu2S,所以不可以由单质直接化合得到CuS,故B选;
C.Fe与S加热反应产生FeS,可以由两种单质直接化合而成,故C不选;
D.硫在空气中燃烧生成无色有刺激性气味的二氧化硫,所以可以由单质直接化合得到,故D不选;
故选B
【变式1-2】下列说法错误的是
A.残留在试管内壁上的硫既可用溶解除去,也可用热的溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.、、互为同素异形体,性质完全相同
【答案】D
【详解】A.硫易溶于CS2,且能与热NaOH溶液反应生成可溶性的Na2S和Na2SO3,故A正确;
B.硫单质具有弱氧化性,硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物,故B正确;
C.汞蒸气有毒,汞和硫反应生成硫化汞,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理,故C正确;
D.、、互为同素异形体,但是性质不完全相同,故D错误;
选D。
考点二 二氧化硫的性质
【例2】Y形试管在化学实验中常被用到,某学习小组设计如图装置来探究与溶液反应生成沉淀的条件。下列说法错误的是
A.应增加尾气处理装置才符合化学环保理念
B.d导管没有插入溶液中,可能是防倒吸
C.若管乙中产生的是氧化性气体,则溶液中有不溶于稀盐酸的白色沉淀生成
D.若e、f中分别是浓氨水和固体NaOH,则溶液中有不溶于稀盐酸的白色沉淀生成
【答案】D
【详解】A.甲装置产生二氧化硫气体,会造成环境污染不符合化学环保,应增加尾气处理装置,故A正确;
B.如果Y形管乙产生极易溶于水的气体,如氨气,将导管d插入溶液中,会引起倒吸,d导管没有插入溶液中,可能是防倒吸,故B正确;
C.与不反应,不能生成,若Y形管乙中产生的是氧化性气体,氧化性气体能将氧化成,能与溶液中结合成沉淀,故C正确;
D.e、f两管中的试剂是浓氨水和NaOH固体,乙中产生的气体是氨气,产生与反应生成,能与结合成沉淀会溶于稀盐酸,故D错误;
故选:D。
解题要点
1.二氧化硫的氧化性
SO2氧化性较弱,一般只有遇到强还原剂时才能表现出来,如:将二氧化硫与硫化氢混合时,SO2 + 2H2S = 2H2O + 3S (可在反应器皿内壁上观察到淡黄色粉末和小水珠)。
2.二氧化硫的还原性
SO2(包括H2SO3)具有较强的还原性,能够与O2、卤素单质、KMnO4、FeCl3、HNO3等氧化剂反应,例如:将二氧化硫通入溴水中,SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4。
3.二氧化硫的漂白性
把二氧化硫通入品红溶液中,溶液颜色褪去,若将溶液再加热,红色又出现。漂白原理是:二氧化硫与有色物质化合,生成不稳定的无色物质。
提醒:①SO2使KMnO4溶液、FeCl3溶液、溴水等物质的褪色,不属于漂白性,属于还原性;②SO2通入紫色石蕊试液中,现象是石蕊试液变红(不会漂白),显示的是亚硫酸的酸性;③二氧化硫能漂白品红溶液,实验室常用品红试纸检验SO2气体的存在。
【变式2-1】下列对性质预测中,不是从酸性氧化物通性角度预测的是
A.能与水化合反应
B.使酸性高锰酸钾溶液褪色。
C.能与氢氧化钠溶液反应
D.能与CaO反应
【答案】B
【详解】A.SO2能与水发生化合反应生成亚硫酸,体现了酸性氧化物和水生成酸的性质,A不符合题意;
B.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性,B符合题意;
C.SO2能与氢氧化钠溶液反应,体现了酸性氧化物和碱的反应,C不符合题意;
D.SO2能与CaO发生化合反应是酸性氧化物和碱性氧化物的反应,D不符合题意;
故选B。
【变式2-2】下图为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是
A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,同样可以达到实验目的
B.若按③→②→①顺序连接,可检验所有气体产物
C.浓硫酸在反应中显酸性和强氧化性
D.实验中a、b、c溶液均褪色
【答案】A
【分析】为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物,装置①用于检验水蒸气,组合装置②中,a装置用于检验二氧化硫,装置b除去二氧化硫,装置c检验二氧化硫是否除尽,装置③检验二氧化碳;
【详解】A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,通过酸性高锰酸钾溶液溶液颜色变浅,可以判断二氧化硫除尽,同样可以达到实验目的,通过澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳,A正确;
B.二氧化硫、二氧化碳均可以使澄清石灰水变浑浊,且气体通过水溶液,会带出水蒸气,若按③→②→①顺序连接,无法检验所有气体产物,B错误;
C.在浓硫酸和木炭的反应中,+6价S只转化成了二氧化硫,故浓硫酸在反应中只显强氧化性,C错误;
D.实验中a、b溶液均褪色,装置c检验二氧化硫是否除尽,c溶液不褪色,说明二氧化硫除尽,D错误;
故选A。
考点三 SO2的漂白性
【例3】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.溴水颜色褪去 D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅或褪色
【答案】A
【详解】A.SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,A错误;
B.SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;
C.SO2有强还原性,与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C正确;
D.SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3,使红色变浅或褪色,D正确;
答案为A。
解题要点
二氧化硫有漂白作用,能漂白品红等某些有色物质。这是由于它能与这些有色物质反应生成不稳定的无色物质,这种无色物质受热后容易分解,从而使有色物质恢复至原来的颜色。
【变式3-1】利用如图所示微型实验装置(两个W 形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是
A.实验开始时应在浓硫酸处下方,点燃酒精灯进行加热,有无色气泡生成
B.本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性
C.干燥管中棉球浸有的试剂X 可为浓 NaOH 溶液
D.当各处观察到相应现象后,停止实验,装置中的四个溶液一定显酸性
【答案】D
【分析】浓硫酸和Cu加热条件下可发生反应生成无色的SO2气体,表现硫酸的酸性和氧化性,SO2气体使酸性高锰酸钾溶液褪色,表现还原性,使品红溶液褪色,表现漂白性,和Na2S反应生成S,表现氧化性,X用于吸收尾气,防止污染,据此解答。
【详解】A.浓硫酸和Cu加热条件下可发生反应生成无色的SO2气体,A正确;
B.根据分析,本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性,B正确;
C.干燥管中棉球浸有的试剂X 用于吸收尾气,可为浓 NaOH 溶液,C正确;
D.酸性高锰酸钾溶液、品红溶液中SO2过量,可能显酸性,Na2S溶液中可能SO2不足,发生反应:3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3,Na2SO3溶液呈碱性,D错误;
故选D。
【变式3-2】和两种气体的制备和反应转化探究实验装置(已省略夹持装置)如图所示。下列说法正确的是
A.该装置制备氯气可以采用浓盐酸与反应
B.处溶液变蓝不褪色
C.两处的品红溶液变化原理相同,都是利用其氧化性
D.两处的实验现象是一样的,都是蓝色石蕊试纸变红
【答案】B
【分析】左侧装置制备和检验SO2的性质,A-1为酸性高锰酸钾溶液,可以检验二氧化硫的还原性,A-2为品红溶液,可以检验二氧化硫的漂白性,A-3为湿润蓝色石蕊试纸,可以检验二氧化硫溶于水后溶液的酸碱性;右侧装置制备和检验Cl2的性质,B-1为淀粉-KI溶液,可以检验Cl2的氧化性,B-2为品红溶液,可以检验Cl2和水生成次氯酸的漂白性,B-3为湿润蓝色石蕊试纸,可以检验Cl2溶于水后溶液的性质。
【详解】A.浓盐酸与需要加热才可以产生氯气,该装置无法加热,A错误;
B.处氯气氧化碘离子生成碘单质,使得淀粉试液变蓝色,B正确;
C.A-2品红溶液褪色是由于二氧化硫的漂白性,二氧化硫的漂白性是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,B-2品红溶液褪色是由于Cl2和水生成次氯酸的氧化性而漂白,C错误;
D.二氧化硫溶于水后溶液为酸性,使蓝色石蕊试纸变红,Cl2溶于水后产生盐酸和次氯酸,能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,现象不同,D错误;
故选B。
考点四 SO2与CO2的鉴别
【例4】如图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂,下列说法正确的是
A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质
B.丙中发生反应的离子方程式可能是SO2+2OH-=SO+H2O
C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂
D.如果将装置的连接顺序变为①③②,不影响检验
【答案】C
【分析】浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的气体产物有水蒸气、二氧化硫和二氧化碳,检验的先后顺序须是水蒸气、二氧化硫,除去二氧化硫后再检验二氧化碳,因此甲中可以用无水硫酸铜,乙中为品红,丙中可以使用高锰酸钾、丁中为品红,戊中为澄清石灰水。
【详解】A.装置①是检验混合气体中是否含有水蒸气,无水硫酸铜遇水变蓝、变色硅胶遇水逐渐变为粉红色,而无水氯化钙可以吸水,但没有明显现象,因此不能用无水氯化钙,A错误;
B.二氧化碳也能被氢氧化钠溶液吸收,丙中试剂应该是酸性高锰酸钾溶液,B错误;
C.品红溶液可以检验二氧化硫,但一般不能用来除去二氧化硫,澄清石灰水浓度太小,不能用来吸收二氧化硫,C正确;
D.如果将仪器的连接顺序变为①③②,气体产物通过①中的无水硫酸铜,无水硫酸铜由白色变成蓝色,能说明有水生成,通过③中的澄清石灰水,石灰水变浑浊,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,不可以检验出二氧化硫、二氧化碳,D错误;
故选C。
解题要点
1.鉴别SO2和CO2
二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别二氧化硫与二氧化碳。鉴别它们的方法有多种,如:
①闻气体的气味,有刺激性气味的是二氧化硫,没有气味的是二氧化碳。
②用品红溶液,使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。
③用酸性高锰酸钾溶液,紫红色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。
④用溴水,使橙色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。
2.检验某混合气体中既有SO2,又有CO2
要检验某混合气体中既有SO2,又有CO2,可采用下面的方法:
若A瓶品红溶液褪色,证明混合气体中含有SO2,B瓶的作用是除去剩余的SO2,C瓶的作用是证明SO2已被除净。证明原混合气体中含有CO2的实验现象是:D瓶中产生白色沉淀。
其中B瓶中的酸性KMnO4溶液也可换成溴水、FeCl3溶液等具有较强氧化性的物质。
【变式4-1】欲除去CO2中混有的SO2气体,可选用的试剂是
A.澄清石灰水 B.蒸馏水
C.氢氧化钠溶液 D.酸性高锰酸钾溶液
【答案】D
【详解】A.CO2和SO2均为酸性氧化物,都能与澄清石灰水反应,不能用澄清石灰水除去CO2中混有的SO2气体,故A错误;
B.二氧化碳可溶于水,不能用水除去CO2中混有的SO2气体,故B错误;
C.CO2和SO2均为酸性氧化物,都能与氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠除去CO2中混有的SO2气体,故C错误;
D.二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,而二氧化碳与酸性高锰酸钾溶液不反应,因此可用酸性高锰酸钾溶液除去CO2中混有的SO2气体,故D正确;
故选:D。
【变式4-2】下列溶液中,能鉴别SO2和CO2的是
①H2S溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③氯水 ④品红试液
A.②③ B.③④ C.除①以外 D.①②③④
【答案】D
【详解】①SO2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;
②SO2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;
③SO2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;
④SO2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①②③④,故选:D。
基础达标
1.(高一下·上海闵行·期中)下列关于硫的描述中错误的是
A.硫在自然界中以游离态和化合态的形式存在
B.硫黄不溶于水
C.硫在纯氧中燃烧生成SO3
D.硫黄是黄色晶体
【答案】C
【详解】A.硫在自然界中存在形态既有游离态也有化合态,游离态的S存在于火山喷发口附近或地壳的岩层中;化合态的硫主要以硫酸盐、金属硫化物的形式存在,因此硫在自然界中以游离态和化合态的形式存在,A正确;
B.硫黄不溶于水,微溶于酒精,容易溶于二硫化碳,B正确;
C.硫无论是在空气中还是在纯氧中燃烧都生成SO2,C错误;
D.硫是黄色晶体,俗称硫黄,D正确;
故合理选项是C。
2.(高一下·上海静安·期中)下列说法正确的是
A.自然界中没有游离态的硫
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
C.试管壁上残留的硫可以用洗涤
D.硫单质只有氧化性
【答案】C
【详解】A.自然界中有游离态的硫,火山口附近的硫以游离态形式存在,A错误;
B.无论是在空气中还是在纯氧中,硫与氧气反应都是生成二氧化硫,B错误;
C.硫难溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳,试管壁上残留的硫可以用洗涤,C正确;
D.硫单质中硫元素化合价为0价,元素化合价既可以升高到+4价、+6价,又可以降低到-2价,既有氧化性又有还原性,D错误;
答案选C。
3.(高一·上海·专题练习)洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是
A.加水洗涤 B.通入氢气加热
C.加热试管使硫熔化 D.用CS2洗涤
【答案】D
【详解】硫磺易溶于二硫化碳,微溶于酒精,不溶于水,可用二硫化碳洗涤,答案为D。
4.(23-24高一下·上海·期末)下列化合物中不能由单质直接化合生成的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.Fe与S反应生成FeS,A正确;
B.Cu与S反应生成Cu2S,B正确;
C.S和O2化合生成SO2,C错误;
D.H2与S化合生成H2S,D正确;
故选C。
5.(高一下·上海青浦·阶段练习)下列物质能用单质之间直接反应制得的是
A.FeCl2 B.CuS C.Fe2S3 D.Al2S3
【答案】D
【详解】A.铁和氯气在加热下反应生成FeCl3,不能由单质直接化合生成FeCl2,故A不选;
B.铜和硫单质加热生成Cu2S,不能直接生成CuS,故B不选;
C.铁和硫单质反应生成FeS,不能直接生成Fe2S3,故C不选;
D.铝和S加热可直接化合生成Al2S3,故D选;
故选:D。
6.(23-24高一上·上海·期末)保鲜时若不慎用量过大,会使水果表面明显褪色,上述现象说明
A.易溶于水 B.是酸性氧化物 C.具有漂白作用 D.具有氧化性
【答案】C
【详解】具有漂白性,用量过大,会使水果表面明显褪色,故选C。
7.(23-24高一下·上海·期末)某气体通入品红溶液,溶液红色褪去,再加热又溶液变回红色,该气体是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】二氧化硫具有漂白性,能与有色物质化合成不稳定的无色物质,该无色物质受热分解恢复原来的颜色,所以该气体为二氧化硫,故选B。
8.(高一下·上海青浦·阶段练习)不能用来漂白织物的是
A.次氯酸 B.过氧化钠 C.二氧化硫 D.硫化氢
【答案】D
【详解】A.次氯酸具有强氧化性,具有漂白性,A正确;
B.过氧化钠具有强氧化性,具有漂白性,B正确;
C.二氧化硫可以和有色物质生成无色物质,具有漂白性,C正确;
D.硫化氢没有强氧化性,没有漂白性,D错误;
故选D。
9.(25-26高一·上海·假期作业)酸雨的形成示意如图,下列关于酸雨的叙述中,不正确的是
A.硫酸型酸雨放置一段时间后,酸性会增强 B.酸雨形成的过程中不涉及氧化还原反应
C.汽车尾气及含硫物的燃烧都会形成酸雨 D.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林和草原
【答案】B
【分析】硫酸型酸雨的形成:含硫燃料燃烧生成二氧化硫、排放到空气中的二氧化硫和水分反应生成亚硫酸、亚硫酸被氧气氧化成为硫酸。硝酸型酸雨的形成:汽车尾气中含一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸。
【详解】A.硫酸型酸雨中含有亚硫酸,放置一段时间后,被氧气氧化为硫酸,硫酸是强酸,因此酸性会增强,A正确;
B.据分析,酸雨形成的过程中涉及氧化还原反应,B错误;
C.由分析可知,汽车尾气及含硫物的燃烧都会形成酸雨,C正确;
D.酸雨有较强酸性,能直接损伤农作物,破坏森林和草原,D正确;
故选B。
10.(25-26高一上)二氧化硫的化学性质
分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化学性质:
(1)酸性氧化物的通性
(1)氧化性(如与H2S溶液反应): (生成 物质)。
(3)还原性
①与O2反应:2SO2+O22SO3
②使溴水褪色:
③使酸性KMnO4溶液褪色:
④与FeCl3溶液反应:
⑤与H2O2溶液反应:
(2)漂白性:SO2可使品红溶液 ,加热后,溶液由 色变为 色。
【答案】(1) 黄色固体硫
(2) 褪色 无色 红色
【详解】(1)二氧化硫与硫化氢溶液反应的化学方程式为:,生成黄色固体硫;
(2)二氧化硫能与某些有色物质(如品红)发生化合反应生成无色化合物,因此通入SO2后溶液褪色,这种无色化合物不稳定,加热易分解重新释放出SO2并恢复原来颜色,故加热时溶液由无色又变红色。
综合应用
1.(23-24高一下·贵州·期中)以下关于硫及其化合物的说法中正确的是
A.S在空气中充分燃烧可生成
B.既有氧化性又有还原性
C.稀硫酸与铁反应的离子方程式为:
D.浓硫酸与蔗糖的反应中只体现了浓硫酸的脱水性
【答案】B
【详解】A.硫在空气中燃烧只能生成二氧化硫,A错误;
B.中S元素的价态处于中间价态,既可以被氧化又可以被还原,所以既有氧化性又有还原性,B正确;
C.稀硫酸与铁反应的离子方程式为:,C错误;
D.浓硫酸与蔗糖的反应中,蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性,蔗糖膨胀说明产生了气体,体现了浓硫酸的强氧化性,D错误;
故选B。
2.(23-24高一下·广东肇庆·阶段练习)部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法错误的是
A.c可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,适量c可做食品添加剂
B.b附着在试管壁上可以用热的浓NaOH溶液洗涤
C.a在O2中燃烧可以生成d
D.e的浓溶液长时间暴露在空气中,质量增大,质量分数减小
【答案】C
【分析】根据部分含硫物质的类别与相应化合价图可知:a是H2S,b是S单质,c是SO2,d是SO3,e是H2SO4,f是亚硫酸盐,g是金属硫化物。
【详解】A.SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸,使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,二氧化硫可以杀菌、抗氧化,所以适量SO2可做食品添加剂,A正确;
B.S单质可以热的氢氧化钠反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水,可以洗涤附着在试管壁上的S,B正确;
C.H2S在O2中燃烧只能生成SO2,C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,浓硫酸长时间暴露在空气中,质量增大,质量分数减小,D正确;
故选C。
3.(24-25高一下·上海·阶段练习)下列说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
C.二氧化硫能使三氯化铁溶液褪色,体现了其漂白性
D.为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰
【答案】D
【详解】A.自然界中存在游离态的硫,如火山口存在单质硫,A错误;
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物还是二氧化硫,B错误;
C.二氧化硫能使三氯化铁溶液褪色,是因为SO2与Fe3+发生氧化还原反应将Fe3+还原为Fe2+,体现了其还原性,C错误;
D.为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰起到脱硫的作用,D正确;
故选D。
4.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)下列关于和的认识正确的是
A.从鉴别角度,品红溶液或澄清石灰水都能鉴别二者
B.从价态和类别角度,二者都属于酸性氧化物,都具有氧化性
C.从在水中是否发生电离的角度,二者都属于电解质
D.从对环境影响角度,二者都能导致酸雨
【答案】B
【详解】A.和都能使澄清石灰水变浑浊,A错误;
B.和都能和碱生成盐和水,且硫、碳化合价在一些反应中可以降低体现氧化性,故二者都属于酸性氧化物,都具有氧化性,B正确;
C.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是溶于水和在熔融状态下都不能够导电的化合物;两者均为非电解质,C错误;
D.二氧化硫导致酸雨,二氧化碳是空气成分之一,不是导致酸雨的原因,D错误;
故选B。
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)下列关于硫及其化合物的说法正确的有
A.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性
B.洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、热的NaOH溶液
C.硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同
D.SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同
【答案】B
【详解】A.酚酞遇碱溶液变红,SO2使其褪色可能因为SO2是酸性氧化物,能与NaOH反应,不一定体现二氧化硫的漂白性,故A错误;
B.硫单质难溶于水,易溶于CS2,硫单质能与热NaOH溶液反应生成可溶于水的Na2S和Na2SO3,因此CS2、热的NaOH能清除附着在试管内壁的硫单质,故B正确;
C.硫单质氧化性较弱,与变价金属反应,得到较低价态金属硫化物,因此硫单质与Fe反应生成+2价的FeS,氯气具有强氧化性,与变价金属反应,得到高价态的金属氯化物,因此氯气与铁反应生成+3价的FeCl3,故C错误;
D.SO2通入品红溶液,品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,SO2通入溴水中发生SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr的反应而褪色,体现SO2的还原性,故D错误;
故本题选B。
6.(22-23高一下·上海浦东新·期中)下列关于的叙述中,正确的是
A.在空气中易被氧化为
B.在标准状况下,的体积是
C.易溶于水,与水剧烈反应生成
D.硫粉在过量的氧气中燃烧生成
【答案】C
【详解】A.二氧化硫与氧气常温不反应,在有催化剂、高温的条件下发生可逆反应生成三氧化硫,SO2在空气中不能直接被氧化为SO3,故A错误;
B.在标准状况下,SO3呈固态,1molSO3的体积远远小于22.4 L,故B错误;
C.三氧化硫极易溶于水,为酸性氧化物,与水发生反应生成H2SO4,即SO3+H2O=H2SO4,故C正确;
D.不管氧气是否过量,硫在氧气中燃烧的产物都是SO2,即S+O2SO2,故D错误;
故选C。
拓展培优
7.(24-25高一上·上海长宁·期末)下列关于硫及其化合物的说法中,错误的是
A.葡萄酒中含微量SO2,利用了SO2的漂白性
B.含硫黄的温泉可治疗某些皮肤病,利用了硫具有杀菌的作用
C.用SO2除去工业废水中的余氯,利用了SO2的还原性
D.用SO2处理纸张和衣物,利用了SO2的漂白性
【答案】A
【详解】A.葡萄酒中含微量SO2,主要是利用了SO2的还原性,可以反应消耗葡萄酒中的氧气,防止葡萄酒氧化变质,而不是利用其漂白性,A错误;
B.含硫黄的温泉可治疗某些皮肤病,利用了硫能够使细菌的蛋白质发生变性而失去生理活性,因而是利用S具有杀菌的作用,B正确;
C.用SO2可以除去工业废水中的余氯,是由于Cl2、H2O、SO2发生氧化还原反应产生H2SO4、HCl,在该反应中SO2表现还原性,Cl2表现强氧化性,因此是利用了SO2的还原性,C正确;
D.用SO2处理纸张和衣物,是由于SO2能够与某些有色物质结合产生无色物质,因此是利用了SO2的漂白性,D正确;
故合理选项是A。
8.(24-25高一上·上海长宁·期末)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有
A.还原性 B.氧化性 C.漂白性 D.酸性
【答案】A
【详解】SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,这是由于在酸性条件下KMnO4溶液将SO2氧化为H2SO4,KMnO4被还原为MnSO4,因此该实验现象体现了SO2的还原性,故合理选项是A。
9.(24-25高三上·北京·阶段练习)铜与浓硫酸反应的装置如下,下列说法不正确的是
A.若将铜片改为可抽动的铜丝则可控制的生成,实现绿色化学
B.乙试管中品红溶液红色褪去,说明反应产生的气体有漂白性
C.棉花上喷入的溶液可能为氢氧化钠溶液,用于吸收剩余的
D.为确认甲中有生成,可向甲中直接加水稀释,观察溶液颜色
【答案】D
【分析】Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,最后用NaOH溶液吸收尾气;
【详解】A.在加热的条件下,当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往上抽动铜丝时,铜丝与硫酸不接触,反应停止,故可通过上下移动甲中铜丝可控制生成SO2的量,故A正确;
B.二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质而具有漂白性,二氧化硫能使品红溶液褪色,说明反应产生的气体有漂白性,故B正确;
C.SO2为酸性气体,具有污染性,可与碱发生反应,生成亚硫酸钠,可用NaOH溶液吸收多余的SO2,故C正确;
D.硫酸密度大于水,反应后仍有硫酸剩余,应将试管中的溶液倒入水中,防止局部过热导致硫酸溅出伤人,故D错误;
故选D。
10.(22-23高一下·四川广安·期中)下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是
①澄清石灰水溶液;②氢硫酸;③酸性高锰酸钾溶液;④氯水;⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④ C.除①外 D.全部
【答案】C
【详解】①因SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀,则不能鉴别;
②二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳不反应,可以鉴别;
③因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应,则能鉴别;
④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,氯水褪色,而二氧化碳与氯水不反应,则能鉴别;
⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,而二氧化碳不能,则能鉴别;
答案选C。
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第3章 硫、氮及其循环
3.1 硫及其化合物
第1课时 硫和二氧化硫
教学目标
1.了解硫的物理性质与化学性质,掌握二氧化硫的物理性质及酸性氧化物通性;
2.理解二氧化硫的漂白性与还原性,能书写相关反应方程式;
3.认识二氧化硫对环境的影响,树立环保意识,培养实验探究与分析能力。
重点和难点
重点:二氧化硫的酸性氧化物通性、漂白性及还原性。
难点:区分二氧化硫与次氯酸的漂白原理,理解二氧化硫还原性的应用场景。
◆知识点一 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
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
即学即练
1.人类的文明历程与自然环境的变化密切相关。自然界中,陆地、海洋、大气中的硫元素和氮元素,通过各种循环建立起生态平衡。硫是重要的非金属元素,下列关于硫单质的说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫 B.硫的化学性质不活泼
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 D.硫和铁加热时反应生成红色固体
2.关于硫下列说法不正确的是
A.通常是淡黄色晶体
B.单质硫既有氧化性,又有还原性
C.硫的化合物常存在于火山口喷出的气体中和矿泉水里
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
3.硫在自然界中的存在
(1)游离态:存在于 附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:主要以 和 的形式存在。
◆知识点二 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( )。
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 )。
3.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。
即学即练
4.下列关于硫的叙述中,正确的是
A.能溶于水 B.是一种白色固体
C.在空气中燃烧生成二氧化硫 D.硫微溶于二硫化碳
5.下列化合物中,不能由单质通过化合反应直接制得的是
A.FeCl2 B.HCl C.FeS D.AlCl3
6.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
◆知识点三 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
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
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。
特别提醒
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 ,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: 。
即学即练
7.向二氧化硫的水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液会
A.变红 B.变蓝 C.先变红后褪色 D.不变色
8.双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中,表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,被还原
C.总反应为
D.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
9.下列关于的叙述,正确的是
A.既可以是含硫物质的氧化产物,又可以是含硫物质的还原产物
B.是硫酸的酸酐
C.大气中的主要来源是汽车排出的尾气
D.具有漂白性,因而可以使石蕊试液褪色
二氧化硫和二氧化碳性质比较
1.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。
实践应用
1.我国的煤炭中常含硫的杂质,煤燃烧后产生的中常混有,若要除去中混有的少量气体,应使用下列哪种溶液
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.饱和溶液
2.欲除去CO2气体中少量的SO2,应使气体通过
A.饱和溶液 B.饱和溶液
C.饱和溶液 D.饱和溶液
3.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
考点一 单质硫的性质
【例1】洗涤附着在试管内壁上的硫黄,可选用的洗涤试剂是
A.水 B.酒精 C.热的NaOH溶液 D.饱和食盐水
解题要点
1.纯净的硫是一种黄色或淡黄色的固体,俗称硫黄。硫很脆,容易研磨成粉末,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
2.硫的化学性质比较活泼,与氧气相似,容易与金属、其他非金属发生反应。
【变式1-1】下列化合物中,不能由二种单质直接化合而成的是
A.FeCl3 B.CuS C.FeS D.SO2
【变式1-2】下列说法错误的是
A.残留在试管内壁上的硫既可用溶解除去,也可用热的溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.、、互为同素异形体,性质完全相同
考点二 二氧化硫的性质
【例2】Y形试管在化学实验中常被用到,某学习小组设计如图装置来探究与溶液反应生成沉淀的条件。下列说法错误的是
A.应增加尾气处理装置才符合化学环保理念
B.d导管没有插入溶液中,可能是防倒吸
C.若管乙中产生的是氧化性气体,则溶液中有不溶于稀盐酸的白色沉淀生成
D.若e、f中分别是浓氨水和固体NaOH,则溶液中有不溶于稀盐酸的白色沉淀生成
解题要点
1.二氧化硫的氧化性
SO2氧化性较弱,一般只有遇到强还原剂时才能表现出来,如:将二氧化硫与硫化氢混合时,SO2 + 2H2S = 2H2O + 3S (可在反应器皿内壁上观察到淡黄色粉末和小水珠)。
2.二氧化硫的还原性
SO2(包括H2SO3)具有较强的还原性,能够与O2、卤素单质、KMnO4、FeCl3、HNO3等氧化剂反应,例如:将二氧化硫通入溴水中,SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4。
3.二氧化硫的漂白性
把二氧化硫通入品红溶液中,溶液颜色褪去,若将溶液再加热,红色又出现。漂白原理是:二氧化硫与有色物质化合,生成不稳定的无色物质。
提醒:①SO2使KMnO4溶液、FeCl3溶液、溴水等物质的褪色,不属于漂白性,属于还原性;②SO2通入紫色石蕊试液中,现象是石蕊试液变红(不会漂白),显示的是亚硫酸的酸性;③二氧化硫能漂白品红溶液,实验室常用品红试纸检验SO2气体的存在。
【变式2-1】下列对性质预测中,不是从酸性氧化物通性角度预测的是
A.能与水化合反应
B.使酸性高锰酸钾溶液褪色。
C.能与氢氧化钠溶液反应
D.能与CaO反应
【变式2-2】下图为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是
A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,同样可以达到实验目的
B.若按③→②→①顺序连接,可检验所有气体产物
C.浓硫酸在反应中显酸性和强氧化性
D.实验中a、b、c溶液均褪色
考点三 SO2的漂白性
【例3】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.溴水颜色褪去 D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅或褪色
解题要点
二氧化硫有漂白作用,能漂白品红等某些有色物质。这是由于它能与这些有色物质反应生成不稳定的无色物质,这种无色物质受热后容易分解,从而使有色物质恢复至原来的颜色。
【变式3-1】利用如图所示微型实验装置(两个W 形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是
A.实验开始时应在浓硫酸处下方,点燃酒精灯进行加热,有无色气泡生成
B.本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性
C.干燥管中棉球浸有的试剂X 可为浓 NaOH 溶液
D.当各处观察到相应现象后,停止实验,装置中的四个溶液一定显酸性
【变式3-2】和两种气体的制备和反应转化探究实验装置(已省略夹持装置)如图所示。下列说法正确的是
A.该装置制备氯气可以采用浓盐酸与反应
B.处溶液变蓝不褪色
C.两处的品红溶液变化原理相同,都是利用其氧化性
D.两处的实验现象是一样的,都是蓝色石蕊试纸变红
考点四 SO2与CO2的鉴别
【例4】如图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂,下列说法正确的是
A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质
B.丙中发生反应的离子方程式可能是SO2+2OH-=SO+H2O
C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂
D.如果将装置的连接顺序变为①③②,不影响检验
解题要点
1.鉴别SO2和CO2
二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别二氧化硫与二氧化碳。鉴别它们的方法有多种,如:
①闻气体的气味,有刺激性气味的是二氧化硫,没有气味的是二氧化碳。
②用品红溶液,使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。
③用酸性高锰酸钾溶液,紫红色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。
④用溴水,使橙色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。
2.检验某混合气体中既有SO2,又有CO2
要检验某混合气体中既有SO2,又有CO2,可采用下面的方法:
若A瓶品红溶液褪色,证明混合气体中含有SO2,B瓶的作用是除去剩余的SO2,C瓶的作用是证明SO2已被除净。证明原混合气体中含有CO2的实验现象是:D瓶中产生白色沉淀。
其中B瓶中的酸性KMnO4溶液也可换成溴水、FeCl3溶液等具有较强氧化性的物质。
【变式4-1】欲除去CO2中混有的SO2气体,可选用的试剂是
A.澄清石灰水 B.蒸馏水
C.氢氧化钠溶液 D.酸性高锰酸钾溶液
【变式4-2】下列溶液中,能鉴别SO2和CO2的是
①H2S溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③氯水 ④品红试液
A.②③ B.③④ C.除①以外 D.①②③④
基础达标
1.(高一下·上海闵行·期中)下列关于硫的描述中错误的是
A.硫在自然界中以游离态和化合态的形式存在
B.硫黄不溶于水
C.硫在纯氧中燃烧生成SO3
D.硫黄是黄色晶体
2.(高一下·上海静安·期中)下列说法正确的是
A.自然界中没有游离态的硫
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
C.试管壁上残留的硫可以用洗涤
D.硫单质只有氧化性
3.(高一·上海·专题练习)洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是
A.加水洗涤 B.通入氢气加热
C.加热试管使硫熔化 D.用CS2洗涤
4.(23-24高一下·上海·期末)下列化合物中不能由单质直接化合生成的是
A. B. C. D.
5.(高一下·上海青浦·阶段练习)下列物质能用单质之间直接反应制得的是
A.FeCl2 B.CuS C.Fe2S3 D.Al2S3
6.(23-24高一上·上海·期末)保鲜时若不慎用量过大,会使水果表面明显褪色,上述现象说明
A.易溶于水 B.是酸性氧化物 C.具有漂白作用 D.具有氧化性
7.(23-24高一下·上海·期末)某气体通入品红溶液,溶液红色褪去,再加热又溶液变回红色,该气体是
A. B. C. D.
8.(高一下·上海青浦·阶段练习)不能用来漂白织物的是
A.次氯酸 B.过氧化钠 C.二氧化硫 D.硫化氢
9.(25-26高一·上海·假期作业)酸雨的形成示意如图,下列关于酸雨的叙述中,不正确的是
A.硫酸型酸雨放置一段时间后,酸性会增强 B.酸雨形成的过程中不涉及氧化还原反应
C.汽车尾气及含硫物的燃烧都会形成酸雨 D.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林和草原
10.(25-26高一上)二氧化硫的化学性质
分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化学性质:
(1)酸性氧化物的通性
(1)氧化性(如与H2S溶液反应): (生成 物质)。
(3)还原性
①与O2反应:2SO2+O22SO3
②使溴水褪色:
③使酸性KMnO4溶液褪色:
④与FeCl3溶液反应:
⑤与H2O2溶液反应:
(2)漂白性:SO2可使品红溶液 ,加热后,溶液由 色变为 色。
综合应用
1.(23-24高一下·贵州·期中)以下关于硫及其化合物的说法中正确的是
A.S在空气中充分燃烧可生成
B.既有氧化性又有还原性
C.稀硫酸与铁反应的离子方程式为:
D.浓硫酸与蔗糖的反应中只体现了浓硫酸的脱水性
2.(23-24高一下·广东肇庆·阶段练习)部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法错误的是
A.c可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,适量c可做食品添加剂
B.b附着在试管壁上可以用热的浓NaOH溶液洗涤
C.a在O2中燃烧可以生成d
D.e的浓溶液长时间暴露在空气中,质量增大,质量分数减小
3.(24-25高一下·上海·阶段练习)下列说法中正确的是
A.自然界中不存在游离态的硫
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
C.二氧化硫能使三氯化铁溶液褪色,体现了其漂白性
D.为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰
4.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)下列关于和的认识正确的是
A.从鉴别角度,品红溶液或澄清石灰水都能鉴别二者
B.从价态和类别角度,二者都属于酸性氧化物,都具有氧化性
C.从在水中是否发生电离的角度,二者都属于电解质
D.从对环境影响角度,二者都能导致酸雨
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)下列关于硫及其化合物的说法正确的有
A.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性
B.洗涤附着在试管内壁上的硫可以用CS2、热的NaOH溶液
C.硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同
D.SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同
6.(22-23高一下·上海浦东新·期中)下列关于的叙述中,正确的是
A.在空气中易被氧化为
B.在标准状况下,的体积是
C.易溶于水,与水剧烈反应生成
D.硫粉在过量的氧气中燃烧生成
拓展培优
7.(24-25高一上·上海长宁·期末)下列关于硫及其化合物的说法中,错误的是
A.葡萄酒中含微量SO2,利用了SO2的漂白性
B.含硫黄的温泉可治疗某些皮肤病,利用了硫具有杀菌的作用
C.用SO2除去工业废水中的余氯,利用了SO2的还原性
D.用SO2处理纸张和衣物,利用了SO2的漂白性
8.(24-25高一上·上海长宁·期末)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有
A.还原性 B.氧化性 C.漂白性 D.酸性
9.(24-25高三上·北京·阶段练习)铜与浓硫酸反应的装置如下,下列说法不正确的是
A.若将铜片改为可抽动的铜丝则可控制的生成,实现绿色化学
B.乙试管中品红溶液红色褪去,说明反应产生的气体有漂白性
C.棉花上喷入的溶液可能为氢氧化钠溶液,用于吸收剩余的
D.为确认甲中有生成,可向甲中直接加水稀释,观察溶液颜色
10.(22-23高一下·四川广安·期中)下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是
①澄清石灰水溶液;②氢硫酸;③酸性高锰酸钾溶液;④氯水;⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④ C.除①外 D.全部
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