内容正文:
2026届高三化学一轮复习 ——硫酸 含硫物质之间的转化
【课标指引】
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫酸的主要性质。
2.结合实例认识硫及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。
[链高考](2023·广东卷)按下图装置进行实验,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
C
必备知识•梳理
关键能力•提升
3.(2024·广东卷改编)含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用__________(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,__________(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理,反应原理为______________________________________(用离子方程式表示)。
NaOH
S
CaSO4(s)+C(aq) CaCO3(s)+S(aq)
考点一 硫酸 粗盐的提纯
必备知识•梳理
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点__________,__________挥发。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)稀释浓硫酸的方法:将__________沿器壁慢慢注入__________中,并用__________不断搅拌。
高
难
浓硫酸
水
玻璃棒
酸入水
必备知识•梳理
关键能力•提升
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸可吸收空气中的水分和结晶水合物中的结晶水
思考:浓硫酸能干燥哪些气体?
NH3 、CO2 、SO2、 H2、H2S、HI 、 HBr 、 CO 、 Cl2 、O2
×
×
×
×
可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2、HCl等)
可干燥中性气体(如H2、O2、N2等);
不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(如H2S、HBr、HI等)
常用做干燥剂
2.浓硫酸的特性
(2)脱水性
观察思考
描述现象 __________________________________________________________________________
结论 _________________
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并释放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
: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照水的比例2:1脱去
(3)强氧化性
2.浓硫酸的特性
有气泡产生
逐渐变为无色
紫色石蕊溶液逐渐变为红色
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+
SO2↑+2H2O
①与不活泼金属(Cu)反应
实验5-3:浓硫酸与铜的反应
可以控制发生和停止
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+
SO2↑+2H2O
【思考交流】(1) 上述方程式中,谁是氧化剂,谁是还原剂?
(2) 浓硫酸在这个反应中体现了什么性质?
(3) 实验室用金属和酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸、而不用浓硫酸,这是为什么?
强氧化性和酸性
氧化剂
还原剂
因为浓硫酸具有强的氧化性,会与金属发生氧化还原反应生成SO2,不会放出H2。
(4)浓硫酸能和金属反应,为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸?
注意:1.常温下钝化,加热会生成SO2。
2.钝化是化学变化。
因为浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁、铝等金属钝化, 浓硫酸与铁的“钝化”,并不等于“不反应”,实际上是先反应后停止,根据氧化还原反应的规律,铁的氧化产物(一层致密的氧化膜)是附在铁钉表面,阻止反应的继续进行,因此反应停止。此现象就称为钝化现象。
1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的序号分别填在横线上。
①酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性
针对训练
(1)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____。
(2)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸____。
(3)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末____。
(4)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____。
(5)盛有浓H2SO4的烧杯敞口放置一段时间后,质量增加 ( )
(6)锌粒放入稀H2SO4中有气体放出( )
(7)浓H2SO4滴在纸上,使纸变黑 ( )
⑤
②
⑤
②
⑤
①
④
3.实验探究——SO42-的检验
13
4.粗盐的提纯(化学除杂)
(1)除杂原理
粗盐中含Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,除去S、Mg2+、Ca2+等杂质离子,加入试剂及发生反应如下表(写出离子方程式):
杂质 加入试剂 反应的离子方程式
Na2SO4 BaCl2溶液
MgCl2 NaOH溶液
CaCl2 Na2CO3溶液
Ba2++S═BaSO4↓
Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓
Ca2++C═CaCO3↓
必备知识•梳理
关键能力•提升
p29
微点拨 ①顺序:必须先加入BaCl2溶液,后加入Na2CO3溶液,Na2CO3溶液的作用是除去Ca2+及过量的Ba2+。
②三种除杂试剂都加入后,进行过滤,再向滤液中加入稀盐酸至中性。
(2)实验流程
必备知识•梳理
关键能力•提升
[链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2024·北京卷)稀释浓硫酸(如图所示)。( )
(2)(2023·广东卷)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭,则浓硫酸具有氧化性和脱水性。( )
(3)(2021·河北卷)浓硫酸具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化。( )
√
√
×
必备知识•梳理
关键能力•提升
(1)写出由黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的化学方程式:
①______________________________________;
② ;
③ 。
(2)工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3,原因是 。
SO3+H2O===H2SO4
SO3与水反应为放
热反应,易产生水雾,影响SO3的吸收
5.硫酸的工业制法
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
FeS2
[链高考](2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
B
必备知识•梳理
关键能力•提升
关键能力•提升
考向1 实验探究浓硫酸的强氧化性
典题1(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(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
B
浓硫酸的酸性又体现其氧化性
试管底部出现的白色固体为CuSO4,不是蓝色固体CuSO4·5H2O的原因是浓硫酸具有吸水性,不能说明反应中没有水生成
必备知识•梳理
关键能力•提升
考向2 实验探究浓硫酸的脱水性
典题2(2024·广东广州模拟)将铜丝浸没在浓硫酸中加热,按如图装置(加热装置省略)进行含硫物质的实验。下列说法不正确的是( )
C
A.Cu与浓硫酸反应,体现H2SO4的酸性和氧化性
B.蓝色石蕊试纸变红,说明SO2是酸性氧化物
C.品红试纸和酸性KMnO4溶液均褪色,体现了SO2的还原性
D.Na2S溶液中出现淡黄色浑浊,体现了SO2的氧化性
必备知识•梳理
关键能力•提升
典题3(2024·广东肇庆二模)某化学兴趣小组为探究蔗糖与浓硫酸的反应设计了如图所示实验装置。向左倾斜Y形试管使反应发生,下列说法正确的是( )
C
A.装置Ⅱ中品红溶液褪色,证明SO2具有氧化性
B.装置Ⅲ中产生白色沉淀,其主要成分为CaCO3和CaSO3
C.装置Ⅳ中无明显现象
D.装置不变,仅将装置Ⅰ中的蔗糖换成木炭,也能出现相同的现象
必备知识•梳理
关键能力•提升
必修二P6
课堂小结
物
理
性
质 纯净的硫酸是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热
吸水性 常用作
干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥 碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
化
学
性
质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化
强氧
化性 与活泼金属反应 常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
考点二 不同价态含硫物质的转化
必备知识•梳理
1.同种价态含硫物质的转化
(1)含+4价硫的化合物的转化
必备知识•梳理
关键能力•提升
(2)含-2价硫化合物的转化
氢硫酸(H2S)是二元酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系,跟H2SO3、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。
必备知识•梳理
关键能力•提升
2.不同价态含硫物质的转化
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:
(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)含硫高价态物质与低价态物质可发生“归中反应”生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4═3Na2SO4+3S↓+3H2O。
必备知识•梳理
关键能力•提升
p30
S²⁻ + H₂SO₃= S↓ + SO₃²⁻ + H₂O
3.硫及其重要化合物的“价—类”二维图
从物质类别和硫元素化合价两个维度,总结、归纳硫及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。
必备知识•梳理
关键能力•提升
【研教材•链高考】
研点1 含硫物质之间的转化
[研教材](必修第二册·P8)可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用氧化剂,可将硫元素从低价态转化到高价态;利用还原剂,可将硫元素从高价态转化到低价态。
[链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2023·全国乙卷)硫化钠溶液出现浑浊颜色变深:Na2S+2O2═Na2SO4。( ) (2)(2022·北京卷)向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀。( )
(3)(2022·重庆卷)将Na2S2O3溶液和稀硫酸混合,得到沉淀,且生成的气体可使品红溶液褪色。( )
×
√
√
必备知识•梳理
关键能力•提升
关键能力•提升
考向1 硫及其化合物的“价—类”二维图及应用
典题1(2024·广东汕头二模)下图为硫及其化合物的“价—类”二维图,下列说法错误的是( )
A.附着a的试管,可用热NaOH溶液清洗
B.b和d反应生成a时,d发生还原反应
C.b、c两种氧化物的VSEPR模型相同
D.g的钠盐可与f的稀溶液反应生成a和b
B
必备知识•梳理
关键能力•提升
典题3(2025·山西朔州期初调研)某实验小组研究不同价态硫元素之间的转化,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.①中未生成蓝色固体,证明浓硫酸没有被还原
B.②中酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白,证明SO2具有氧化性
D.④中产生淡黄色沉淀,证明溶液中S2-被氧化生成S
D
过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠,证明SO2具有还原性
必备知识•梳理
关键能力•提升
1.(2024·广东深圳检测)某实验小组利用如图所示装置制备SO2并探究其性质(a~d处均为浸有相应试液的棉花,夹持装置省略)。下列说法不正确的是
( )
B
A.制备SO2的反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
B.a处参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C.b处褪色,说明SO2具有漂白性
D.为验证SO2的还原性,c处棉花可浸有酸性高锰酸钾溶液
2SO2+O22SO3
$