内容正文:
第01讲 硫及其氧化物
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:硫的存在、性质及用途
1.硫元素的存在形态
硫是一种重要的非金属元素,广泛存在于自然界中,在自然界中既有游离态存在又有化合态存在。
游离态
在 附近或地壳的 中
化合态
①硫化物:黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2
②硫酸盐:芒硝Na2SO4·10H2O、生石膏 、明矾KAl(SO4)2·12H2O
③有机物:蛋白质、化石燃料等
2.硫元素的原子结构和性质
硫元素位置
原子结构示意图
非金属性
主要化合价
第 周期、第 族
比氯、氧
-2、+4、+6
3.硫单质的物理性质
硫磺(或硫黄)
俗称
颜色
状态
质地
溶解性
晶体
质 ,易研成粉末
溶于水, 溶于酒精, 溶于二硫化碳(CS2)
① 是中学阶段学习的唯一呈黄色的固态非金属单质(推断题突破口)
②常用CS2将硫单质与其他物质分离,也可用CS2洗去 上的硫单质。
4.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①氧化性
与铁: ( 色难溶于水的物质, 溶于盐酸、稀硫酸)
与铜: ( 色难溶于水的物质, 溶于盐酸、稀硫酸)
与汞: (此反应适用于除去室内洒落的 )
与氢气: ( 气味的气体)
②还原性
与O2: (在空气中燃烧火焰为 色,在氧气中燃烧火焰为 色)
与强氧化剂反应(如浓硫酸):
③歧化反应
S与热的碱液反应,既体现S的氧化性又体现S的还原性:
①硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,都只能生成 ,不能生成 。
②Hg与S在 下即可反应生成HgS,因此汞洒落在地面上可撒些硫粉覆盖, 。
③硫单质的氧化性较弱,表现在与变价金属反应时,一般只能生成 金属硫化物(如 FeS、Cu2S)。
④试管内壁附着的硫可用 洗涤,也可用CS2洗涤(S易溶于CS2)
5.硫单质的用途
用于制造硫酸、化肥、农药、硫化橡胶、烟花爆竹等。
知识点2:二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是 色、有 气味的有 气体,密度比空气的 ,是大气污染物之一; 溶于水,通常状况下,1体积水溶解约 体积SO2。
2.SO2性质的实验探究
探究性质
实验操作
实验装置及实验现象
SO2的水溶性
把盖有胶塞、盛有 SO2气体的试管倒立在水中,在水面下打开胶塞
试管内液面上升
SO2水溶液的酸碱性
待液面高度不再变化时,在水下用胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱性
pH 试纸变红
SO2的漂白性
在试管内保留体积的溶液,滴入1~2滴品红溶液,振荡,观察颜色变化;加热试管,再观察
溶液先变红,振荡后褪色;再加热后,溶液又变红色
由以上实验可得出结论:
①SO2易溶于水,其水溶液显 性。
②SO2具有 ,可以漂白品红溶液,但由于漂白后生成的无色物质不稳定, 后褪色的品红溶液又会恢复原来的颜色。
3.常见漂白剂及漂白原理
漂白类型
漂白原理
特点
举例
氧化型(化学变化)
利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色
不可逆,褪色后不能恢复原来的颜色(永久)
HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等
结合型(化学变化)
与有色物质结合生成不稳定的无色物质
可逆,在一定条件下又能恢复原来的颜色(暂时)
SO2等
吸附型(物理变化)
具有较大的比表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色
部分吸附剂可重复使用(暂时)
活性炭等
①具有强氧化性的物质 都具有漂白性(或能作漂白剂),如浓硫酸、稀硝酸等。
②漂白是使 色素褪色,无机物褪色不能称为漂白,如SO2与酸性KMnO4溶液反应而使溶液变成无色就不能称为漂白。
③某些漂白剂可用于消毒,如新制氯水、漂白粉、H2O2等,消毒的原理是利用其 性。但消毒剂 具有强氧化性,如酒精等。
4.SO2的化学性质
①酸性氧化物的通性
与水反应: ( 反应,H2SO3是 酸,不稳定,酸性比碳酸 )
与碱溶液反应:SO2(少量)+2NaOH===
SO2(过量)+ NaOH===
(SO2有毒,实验室常用 吸收SO2,防止污染空气可用于处理尾气)
与碱性氧化物(CaO)反应: (可用于燃煤“固硫”)
与某些盐反应: (可利用 溶液除去CO2中混有的少量SO2)
Na2SO3溶液中通入SO2气体:
②氧化性
与H2S溶液反应:
Na2S溶液中通入过量SO2气体:
③还原性
与O2反应: ( 反应)
与卤素单质的反应: (X=Cl、Br、I,可使氯水、溴水、碘水 色)
能使酸性高锰钾溶液褪色: (离子方程式)
与三价铁盐(Fe3+)反应:
与过氧化氢反应:
④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,这些无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。
①虽然SO2具有漂白性,但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性,如SO2使新制氯水、酸性高锰酸钾溶液、I2与淀粉的混合溶液等褪色是由于SO2的 性;含酚酞的NaOH溶液褪色是由于SO2的 性。
②SO2 漂白酸碱指示剂,因此将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,但不会褪色。
③将物质的量之比为1:1的Cl2和SO2的混合气体通入品红溶液中,溶液不褪色,强强混合,漂白效果并非变得更强,原因是: 。
5.二氧化碳和二氧化硫的性质比较
物质
SO2
CO2
物理性质
气味
有刺激性气味
无味
毒性
有毒
无毒
水溶性
易溶(体积比为1:40)
可溶(体积比为1:1)
化学性质
与水反应
SO2+H2OH2SO3
CO2+H2OH2CO3
与碱反应
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
与碱性氧化物反应
SO2+CaO===CaSO3
CO2+CaO===CaCO3
弱氧化性
SO2+2H2S===3S+2H2O
CO2+C2CO
还原性
能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等氧化
无还原性
漂白性
有,不稳定
无
对环境影响
形成
引起
6.SO2、CO2的鉴别与检验方法
(1)SO2、CO2的鉴别方法
鉴别方法
SO2
CO2
物理方法
根据气味
无气味
根据溶解性鉴别:同温同压下,将两种气体充满相同的试管,分别倒置于水槽中
进水少
化学方法
通入品红溶液中
无明显现象
通入溴水(或酸性高锰酸钾溶液)中
无明显现象
通入H2S(或Na2S)溶液中
无明显现象
通入硝酸酸化的Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液中
无明显现象
(2)SO2和CO2共存时二者的检验方法
CO2的存在不影响SO2的检验,但SO2的存在会干扰CO2的检验(因SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,过量时又变澄清),所以应先检验并除去SO2,再检验CO2。具体流程如下:
①第二处的品红溶液可以省略,用足量酸性KMnO4溶液或新制氯水除尽SO2的现象是溶液 (未完全褪色)。
7.SO2的用途
①工业上常用来漂白 、毛、丝等。
②可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂,如葡萄酒中添加适量SO2可以起到 、 的作用。
知识点3:三氧化硫
1.SO3的物理性质
标准状况下,SO3是一种 体,熔点、沸点较 。
2.SO3的化学性质
SO3是 氧化物,是 的酸酐,具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
酸性氧化物的通性
与H2O:
与碱性氧化物CaO:
与碱Ca(OH)2:
3.SO3的工业制法、用途
工业上可将SO2催化氧化制得SO3,然后将SO3溶于水制取硫酸。涉及的主要反应为2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4(实际工业生产中是用98.3%的浓硫酸吸收SO3)。
①SO2通入BaCl2、CaCl2溶液中无明显现象,但将SO3加入BaCl2溶液中会产生白色沉淀,发生反应的化学方程式是 、 。
②因SO3的熔、沸点低,需熟记其在室温下为 、标准状况下为 ,不要类比SO2,错误地认为在标准状况下SO3也是气体。
4.硫的氧化物的污染与治理
来源:含硫 的燃烧及含硫 的冶炼等。
危害:危害人体健康,形成 (pH小于 )。
治理:燃煤脱 ,改进燃烧技术。
硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,2SO2+O22SO3、 。
途径2:SO2+H2OH2SO3、 。
教材习题01(P10)
下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是
A.Na2S
B.S
C.Na2SO3
D.浓H2SO4
解题方法
【答案】
教材习题02(P10)
下列关于SO2的叙述正确的是
A.SO2是无色、无臭、有毒的气体
B.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色
C.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
D.SO2不能用作食品添加剂
解题方法
【答案】
考点一 硫的存在、性质及用途
1.药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄……能化金、银、铜、铁,奇物。”硫与某些金属单质化合所得的产物可能是
A.Na2S B.AgS C.AlS D.CuS
2.硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是
A.硫是组成某些蛋白质的生命元素
B.地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
C.化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气污染的主要来源
D.海水中的硫元素主要以形式存在
3.下列说法不正确的是
A.硫是一种黄色的难溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳的固体
B.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中
C.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
D.为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰
4.下列有关硫的说法正确的是
A.S具有氧化性,故铁粉和硫粉共热可生成Fe2S3
B.S与金属或非金属反应时均作氧化剂
C.黑火药中的KNO3、C、S可用水、CS2作溶剂用过滤等操作进行分离
D.S在充足的O2中燃烧的化学方程式为2S+3O22SO3
5.实验室中用NaOH溶液溶解S单质的反应是,该反应中氧化剂与还原剂的个数比是
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.1:3
考点二 二氧化硫的性质及用途
6.下列关于二氧化硫性质的说法正确的是
A.氯水中通入一定量二氧化硫气体可增强氯水的漂白性
B.含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入二氧化硫气体,溶液变无色,说明二氧化硫具有漂白性
C.二氧化硫既可被氧化也可被还原
D.紫色石蕊试液中通入二氧化硫,溶液先变红后褪色
7.某实验小组在培养皿中设计了如下微型实验:向亚硫酸钠固体上滴加几滴70%的浓硫酸,立即用表面皿盖住培养皿。下列说法正确的是
A.b处溶液紫色褪去,证明具有漂白性
B.c处出现黄色浑浊,表明具有氧化性
C.d处发生反应:
D.e处紫色石蕊溶液由紫色变为红色,后又逐渐褪色
8.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是
A.闻Q气体(有刺激性)通入酸性KMnO4溶液(褪色) 则Q一定是SO2
B.闻Q气体(有刺激性)通入澄清石灰水(变浑浊),则Q一定是SO2
C.将Q气体通入品红溶液(褪色)加热后变红色 则Q一定是SO2
D.将Q气体通入紫色石蕊试液(先变红后褪色)加热后变红色 则Q一定不是SO2
9.双碱法脱除烟气中的过程如图所示。下列说法中正确的是
A.总反应为
B.过程Ⅰ中,是还原剂
C.过程Ⅱ中,表现氧化性
D.脱除的过程中,没有可循环利用的物质
10.类比、推测是化学学习中的重要学习方法,下列推测正确的是
A.NaHSO4和NaHCO3均为酸式盐,所以NaHSO4和NaHCO3的电离方程式分别为和
B.Na2O和Na2O2均为钠的氧化物,所以二者都是碱性氧化物
C.CO2能使澄清石灰水变浑浊,也能使CaCl2溶液变浑浊
D.CO2和SO2均为酸性氧化物,所以CO2和SO2均能与水反应,分别生成H2CO3和H2SO3
考点三 二氧化硫与二氧化碳的性质对比
11.检验气体中是否混有气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液
B.先通过足量酸性溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过溶液,再通过澄清石灰水
12.下列物质不能鉴别SO2 和CO2 的是
A.硫化氢溶液 B.品红溶液 C.酸性高锰酸钾 D.澄清石灰水
13.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
14.某化学兴趣小组为了探究常温下非金属氧化物形成的某未知气体的成分,将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为
猜想2:该气体为
猜想3:___________
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列___________试剂(填编号)。
A.溶液 B.酸性溶液
C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是 。
(3)D中澄清石灰水的作用是 。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色
②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分: 。
15.某同学为了验证硫铁矿(主要成分为,含少量杂质碳)在空气中焙烧时,气体产物是含少量的,设计如图装置进行实验:
已知:①能使品红溶液褪色;
②能与酸性高锰酸钾溶液反应。
回答下列问题:
(1)配平焙烧硫铁矿的化学方程式: 。
(2)装置A中的试剂是 溶液。
(3)装置D的作用是 。
(4)E装置的实验现象是 ;确定有气体的实验现象是 。
(5)取F中反应后的溶液于洁净的试管中,加入少量氯化钡溶液,产生白色沉淀的离子方程式为 。
(6)G中盛放足量酸性溶液的目的是 。
考点四 三氧化硫的性质
16.将和两种气体的混合物通入溶液中,其结果是
A.只生成沉淀
B.只生成沉淀
C.生成和两种沉淀
D.无沉淀生成
17.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
B.SO3属于酸性氧化物
C.硫在过量的氧气中燃烧可以生成SO3
D.溶于水能导电,故属于电解质
18.下列关于SO2和SO3的有关说法错误的是
A.食品工业用SO2作抗氧化剂,是利用其还原性
B.SO2和SO3都有氧化性,都可以被H2S还原
C.硫在空气中燃烧主要生成SO3,同时有少量SO2
D.SO2和SO3都是酸性氧化物,都能与水反应
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.了解硫元素在自然界中的存在形态及硫单质的物理性质。
2.根据硫的原子结构预测其化学性质,形成结构决定性质的化学核心观念。
3.根据物质类别和元素价态,结合实验探究,认识二氧化硫的性质;在此基础上,理解不同价态含硫物质之间的转化,发展证据推理与模型认知化学学科核心素养。
【学习重难点】
1.硫单质的性质及用途。
2.二氧化硫的性质及用途。
3.二氧化硫和二氧化碳的性质对比。
1.下列说法正确的是
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
2.下列关于二氧化硫的叙述正确的是
A.常温下就可以氧化成三氧化硫 B.可以使品红溶液褪色
C.是无色无味有毒的气体 D.有毒,不能用于食品添加剂
3.下列变化过程,不能一步实现的是
A. B.
C. D.
4.洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是( )
A.用CS2洗涤 B.通入H2加热
C.加热试管使硫熔化 D.用酒精洗涤
5.下列有关硫的性质的叙述正确的是
A.淡黄色晶体,不溶于水,易溶于酒精
B.质脆易粉碎,易溶于二硫化碳,加热易熔化
C.既有氧化性又有还原性,硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在氧气中燃烧的产物是SO3
6.下列关于单质硫的叙述:①通常状况下为黄色晶体;②不溶于水、易溶于酒精和;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病;⑥硫有许多同素异形体,如正交硫和斜方硫。其中正确的是
A.①②③⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥
7.将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y,有沉淀生成,X、Y不可能是
A.CO2、SO2 B.NH3、CO2 C.SO2、H2O2 D.SO2、Cl2
8.下列关于SO2性质的说法正确的是( )
A.二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长,可在葡萄酒中微量添加
B.氯气和二氧化硫都有漂白性,若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色布条,可以观察到有色布条先褪色,后复原
C.将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,该白色沉淀是BaSO3
D.向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生,说明SO2水溶液具有还原性
9.SO2能使下列溶液褪色,其中体现SO2具有还原性的是
①溴水 ②酸性高锰酸钾溶液 ③品红溶液 ④滴有酚酞的NaOH溶液
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
10.下列说法正确的是
A.向溶液中通入气体,溶液仍澄清,滴入过氧化氢溶液后有白色沉淀产生
B.可以用澄清石灰水来鉴别与
C.向紫色石蕊溶液中通入气体,溶液先变红后褪色
D.使溴水褪色,体现了的漂白性
11.下列有关硫单质性质的叙述正确的是
A.硫在空气中的燃烧产物是,在纯氧中的燃烧产物也是
B.自然界中在富氧环境中的含硫化合物,硫通常显价
C.硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是,氧气过量时燃烧的产物是
D.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于水的晶体
12.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
13.已知Na2SO3 固体与硫酸可发生反应:Na2SO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,下图是实验室制取SO2 并验证SO2的某些性质的装置图。回答正确的是( )
A.①中的实验现象为紫色石蕊试液褪色此实验证明SO2 具有漂白性
B.③中溶液变浑浊是因为SO2和H2S 发生了氧化还原反应,氧化产物和还原产物质量比为1∶1
C.④和②中溶液均褪色,但褪色的原理不同
D.实验室中可以用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液
14.如图是实验室制备SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答:
(1)写出仪器A的名称 ,写出此实验中制备SO2化学方程式 。
(2)C中的现象是 ,此实验证明SO2是 气体。
(3)D中的反应现象证明SO2有 性;F中的现象是 ,G中SO2与碘水反应的方程式: 。
(4)H中的试剂是氢氧化钠溶液,用于吸收多余的二氧化硫气体,防止污染空气;反应的离子方程式为 。
15.硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,某实验小组设计了如图装置制备并探究二氧化硫的性质。回答下列问题:
(1)导管b的作用是 。
(2)上述实验中,能证明具有漂白性的现象是 。
(3)装置D中反应的离子方程式为 。
(4)上述实验装置存在的缺陷是 。
(5)实验中观察到E中产生了白色沉淀,某学习小组为探究与溶液的反应进行如下实验:
实验
现象
向盛有溶液的试管中,缓慢通入气体
试管内有白色沉淀产生,接近试管口处略有红棕色气体
①白色沉淀是 (填化学式)。
②甲同学认为白色沉淀产生的原因是与发生了反应,则溶液中反应的离子方程式为 。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,进行实验验证:向盛有溶液 (填X的化学式)的试管中,缓慢通入气体,试管内产生白色沉淀,说明其推测正确,则溶液中反应的离子方程式为 。
④在氧化的过程中,为探究和哪种微粒起主要作用,小组用pH传感器分别测定上述两组实验溶液pH随时间(t)变化的曲线如下图:
综上所述,在氧化的过程中,起主要作用的微粒是 (填化学式),理由是 。
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第01讲 硫及其氧化物
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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
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知识点1:硫的存在、性质及用途
1.硫元素的存在形态
硫是一种重要的非金属元素,广泛存在于自然界中,在自然界中既有游离态存在又有化合态存在。
游离态
在火山口附近或地壳的岩层中
化合态
①硫化物:黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2
②硫酸盐:芒硝Na2SO4·10H2O、生石膏CaSO4·2H2O、明矾KAl(SO4)2·12H2O
③有机物:蛋白质、化石燃料等
2.硫元素的原子结构和性质
硫元素位置
原子结构示意图
非金属性
主要化合价
第三周期、第ⅥA族
比氯、氧弱
-2、+4、+6
3.硫单质的物理性质
硫磺(或硫黄)
俗称
颜色
状态
质地
溶解性
硫黄
黄色
晶体
质脆,易研成粉末
难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)
①硫黄是中学阶段学习的唯一呈黄色的固态非金属单质(推断题突破口)
②常用CS2将硫单质与其他物质分离,也可用CS2洗去试管内壁上的硫单质。
4.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①氧化性
与铁:Fe+SFeS(黑色难溶于水的物质,可溶于盐酸、稀硫酸)
与铜:2Cu+SCu2S(黑色难溶于水的物质,不溶于盐酸、稀硫酸)
与汞:S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)
与氢气:H2+SH2S(臭鸡蛋气味的气体)
②还原性
与O2:S+O2SO2(在空气中燃烧火焰为淡蓝色,在氧气中燃烧火焰为蓝紫色)
与强氧化剂反应(如浓硫酸):S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③歧化反应
S与热的碱液反应,既体现S的氧化性又体现S的还原性:
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
①硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,都只能生成SO2,不能生成 SO3。
②Hg与S在常温下即可反应生成HgS,因此汞洒落在地面上可撒些硫粉覆盖,防止汞蒸气中毒。
③硫单质的氧化性较弱,表现在与变价金属反应时,一般只能生成低价态金属硫化物(如 FeS、Cu2S)。
④试管内壁附着的硫可用热的NaOH溶液洗涤,也可用CS2洗涤(S易溶于CS2)
5.硫单质的用途
用于制造硫酸、化肥、农药、硫化橡胶、烟花爆竹等。
知识点2:二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,是大气污染物之一;易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2。
2.SO2性质的实验探究
探究性质
实验操作
实验装置及实验现象
SO2的水溶性
把盖有胶塞、盛有 SO2气体的试管倒立在水中,在水面下打开胶塞
试管内液面上升
SO2水溶液的酸碱性
待液面高度不再变化时,在水下用胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱性
pH 试纸变红
SO2的漂白性
在试管内保留体积的溶液,滴入1~2滴品红溶液,振荡,观察颜色变化;加热试管,再观察
溶液先变红,振荡后褪色;再加热后,溶液又变红色
由以上实验可得出结论:
①SO2易溶于水,其水溶液显酸性。
②SO2具有漂白性,可以漂白品红溶液,但由于漂白后生成的无色物质不稳定,加热后褪色的品红溶液又会恢复原来的颜色。
3.常见漂白剂及漂白原理
漂白类型
漂白原理
特点
举例
氧化型(化学变化)
利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色
不可逆,褪色后不能恢复原来的颜色(永久)
HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等
结合型(化学变化)
与有色物质结合生成不稳定的无色物质
可逆,在一定条件下又能恢复原来的颜色(暂时)
SO2等
吸附型(物理变化)
具有较大的比表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色
部分吸附剂可重复使用(暂时)
活性炭等
①具有强氧化性的物质不一定都具有漂白性(或能作漂白剂),如浓硫酸、稀硝酸等。
②漂白是使有机色素褪色,无机物褪色不能称为漂白,如SO2与酸性KMnO4溶液反应而使溶液变成无色就不能称为漂白。
③某些漂白剂可用于消毒,如新制氯水、漂白粉、H2O2等,消毒的原理是利用其强氧化性。但消毒剂不一定具有强氧化性,如酒精等。
4.SO2的化学性质
①酸性氧化物的通性
与水反应:SO2+H2OH2SO3(可逆反应,H2SO3是二元弱酸,不稳定,酸性比碳酸强)
与碱溶液反应:SO2(少量)+2NaOH===Na2SO3+H2O
SO2(过量)+ NaOH===NaHSO3
(SO2有毒,实验室常用NaOH溶液吸收SO2,防止污染空气可用于处理尾气)
与碱性氧化物(CaO)反应:CaO+SO2===CaSO3(可用于燃煤“固硫”)
与某些盐反应:NaHCO3+SO2===NaHSO3+CO2(可利用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的少量SO2)
Na2SO3溶液中通入SO2气体:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
②氧化性
与H2S溶液反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O
Na2S溶液中通入过量SO2气体:5SO2(过量)+2Na2S+2H2O===4NaHSO3+3S↓
③还原性
与O2反应:2SO2+O22SO3(可逆反应)
与卤素单质的反应:X2+SO2+2H2O===2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I,可使氯水、溴水、碘水褪色)
能使酸性高锰钾溶液褪色:5SO2+2H2O+2MnO4-===2Mn2++5SO42-+4H+(离子方程式)
与三价铁盐(Fe3+)反应:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO42-+4H+
与过氧化氢反应:SO2+2H2O2===H2SO4
④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,这些无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。
①虽然SO2具有漂白性,但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性,如SO2使新制氯水、酸性高锰酸钾溶液、I2与淀粉的混合溶液等褪色是由于SO2的还原性;含酚酞的NaOH溶液褪色是由于SO2的酸性氧化物的通性。
②SO2不能漂白酸碱指示剂,因此将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,但不会褪色。
③将物质的量之比为1:1的Cl2和SO2的混合气体通入品红溶液中,溶液不褪色,强强混合,漂白效果并非变得更强,原因是:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
5.二氧化碳和二氧化硫的性质比较
物质
SO2
CO2
物理性质
气味
有刺激性气味
无味
毒性
有毒
无毒
水溶性
易溶(体积比为1:40)
可溶(体积比为1:1)
化学性质
与水反应
SO2+H2OH2SO3
CO2+H2OH2CO3
与碱反应
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
与碱性氧化物反应
SO2+CaO===CaSO3
CO2+CaO===CaCO3
弱氧化性
SO2+2H2S===3S+2H2O
CO2+C2CO
还原性
能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等氧化
无还原性
漂白性
有,不稳定
无
对环境影响
形成酸雨
引起温室效应
6.SO2、CO2的鉴别与检验方法
(1)SO2、CO2的鉴别方法
鉴别方法
SO2
CO2
物理方法
根据气味
有刺激性气味
无气味
根据溶解性鉴别:同温同压下,将两种气体充满相同的试管,分别倒置于水槽中
进水多
进水少
化学方法
通入品红溶液中
品红溶液褪色
无明显现象
通入溴水(或酸性高锰酸钾溶液)中
溶液褪色
无明显现象
通入H2S(或Na2S)溶液中
出现淡黄色浑浊
无明显现象
通入硝酸酸化的Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液中
产生白色沉淀
无明显现象
(2)SO2和CO2共存时二者的检验方法
CO2的存在不影响SO2的检验,但SO2的存在会干扰CO2的检验(因SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,过量时又变澄清),所以应先检验并除去SO2,再检验CO2。具体流程如下:
①第二处的品红溶液可以省略,用足量酸性KMnO4溶液或新制氯水除尽SO2的现象是溶液颜色变浅(未完全褪色)。
7.SO2的用途
①工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等。
②可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂,如葡萄酒中添加适量SO2可以起到杀菌、抗氧化的作用。
知识点3:三氧化硫
1.SO3的物理性质
标准状况下,SO3是一种无色固体,熔点、沸点较低。
2.SO3的化学性质
SO3是酸性氧化物,是硫酸的酸酐,具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
酸性氧化物的通性
与H2O:SO3+H2O===H2SO4
与碱性氧化物CaO:SO3+CaO===CaSO4
与碱Ca(OH)2:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
3.SO3的工业制法、用途
工业上可将SO2催化氧化制得SO3,然后将SO3溶于水制取硫酸。涉及的主要反应为2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4(实际工业生产中是用98.3%的浓硫酸吸收SO3)。
①SO2通入BaCl2、CaCl2溶液中无明显现象,但将SO3加入BaCl2溶液中会产生白色沉淀,发生反应的化学方程式是SO3+H2O===H2SO4、H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl。
②因SO3的熔、沸点低,需熟记其在室温下为液体、标准状况下为固体,不要类比SO2,错误地认为在标准状况下SO3也是气体。
4.硫的氧化物的污染与治理
来源:含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等。
危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
教材习题01(P10)
下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是
A.Na2S
B.S
C.Na2SO3
D.浓H2SO4
解题方法
A.Na2S中硫元素处于最低价,该物质只有还原性,不能表现氧化性,选项A符合;
B.单质S中,硫元素的化合价处于中间价,既有氧化性又有还原性,选项B不符合;
C.Na2SO3中,硫元素的化合价处于中间价,既有氧化性又有还原性,选项C不符合;
D.浓H2SO4中硫元素处于最高价,该物质中的硫元素只能表现氧化性,选项D不符合。
【答案】A
教材习题02(P10)
下列关于SO2的叙述正确的是
A.SO2是无色、无臭、有毒的气体
B.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色
C.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
D.SO2不能用作食品添加剂
解题方法
A.SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,A项错误;
B.SO2具有还原性,能使紫色的KMnO4溶液褪色,发生的反应为5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,B项正确;
C.SO2属于酸性氧化物,SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3,C项错误;
D.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,SO2能用作食品添加剂,为保证消费者健康,我国在食品添加剂使用标准中规定了二氧化硫在食品中的使用范围和最大使用量,D项错误;
【答案】B
考点一 硫的存在、性质及用途
1.药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄……能化金、银、铜、铁,奇物。”硫与某些金属单质化合所得的产物可能是
A.Na2S B.AgS C.AlS D.CuS
【答案】A
【解析】硫与金属反应生成硫化物时,S单质的氧化性弱,只能将金属氧化为低价态,同时需符合电荷守恒及金属常见化合价;
A.钠与硫在一定条件下反应生成Na2S,A正确;
B.AgS:银常见+1价,硫-2价,正确化学式应为Ag2S[(+1)×2 + (-2) = 0],B错误;
C.AlS:铝+3价,硫-2价,应为Al2S3[(+3)×2 + (-2)×3 = 0],C错误;
D.CuS:铜与硫反应时通常生成Cu2S(铜+1价),D错误;
故选A。
2.硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是
A.硫是组成某些蛋白质的生命元素
B.地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
C.化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气污染的主要来源
D.海水中的硫元素主要以形式存在
【答案】D
【解析】A.有些蛋白质中含有S元素,如胰岛素,A正确;
B.地壳中常见含有硫元素的物质有:①硫酸盐:重晶石、芒硝;②硫化物:硫铁矿、黄铜矿、闪锌矿ZnS等,B正确;
C.化石燃料中硫元素燃烧后生成,含硫矿物冶炼会产生大量,C正确;
D.由粗盐中含有杂质,知海水中硫元素主要以硫酸根形式存在,D错误;
故答案选D。
3.下列说法不正确的是
A.硫是一种黄色的难溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳的固体
B.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中
C.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
D.为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰
【答案】C
【解析】A.硫单质为黄色固体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A正确;
B.火山口附近和地壳岩层中存在游离态硫,符合自然存在形式,B正确;
C.硫在空气或纯氧中燃烧产物均为二氧化硫(SO2),而非三氧化硫(SO3),C错误;
D.向含硫燃料加生石灰可固硫(先生成CaSO3进一步氧化为CaSO4),减少SO2排放,D正确;
故答案选C。
4.下列有关硫的说法正确的是
A.S具有氧化性,故铁粉和硫粉共热可生成Fe2S3
B.S与金属或非金属反应时均作氧化剂
C.黑火药中的KNO3、C、S可用水、CS2作溶剂用过滤等操作进行分离
D.S在充足的O2中燃烧的化学方程式为2S+3O22SO3
【答案】C
【解析】A.硫的氧化性较弱,因此硫与铁粉共热生成FeS,A错误;
B.硫与非金属反应时可能作还原剂,如与O2反应生成SO2,B错误;
C.KNO3只溶于水,S不溶于水但溶于CS2,C不溶于水和CS2,因此通过两次溶解和过滤可分离黑火药中的KNO3、C、S,C正确;
D.S在充足的O2中燃烧生成SO2,无法生成SO3,D错误;
答案选C。
5.实验室中用NaOH溶液溶解S单质的反应是,该反应中氧化剂与还原剂的个数比是
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.1:3
【答案】B
【解析】反应中,S元素化合价既升高又降低,硫既是氧化剂也是还原剂,根据反应可知,若3 mol S参加反应,被还原生成2 mol Na2S,被氧化生成1 mol Na2SO3,则做氧化剂的S为2 mol,做还原剂的S为1 mol,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,由于都是S单质,则氧化剂与还原剂的质量比也是2:1,故选B。
考点二 二氧化硫的性质及用途
6.下列关于二氧化硫性质的说法正确的是
A.氯水中通入一定量二氧化硫气体可增强氯水的漂白性
B.含有酚酞的氢氧化钠溶液中通入二氧化硫气体,溶液变无色,说明二氧化硫具有漂白性
C.二氧化硫既可被氧化也可被还原
D.紫色石蕊试液中通入二氧化硫,溶液先变红后褪色
【答案】C
【解析】A、二氧化硫具有还原性,氯水中通入二氧化硫气体时,发生反应SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,减弱了氯水的漂白性,故A错误;B、将二氧化硫通入到氢氧化钠酚酞试液中,溶液褪色,氢氧化钠具有碱性,能和酸反应生成盐和水,无色酚酞在中性或酸性溶液中呈现无色,表现为酸性氧化物的性质,与二氧化硫具有漂白性无关,故B错误;C、二氧化硫中硫是+4价,是中间价态,所以既有氧化性又有还原性,如SO2+2H2O+Cl2═H2SO4+2HCl中,S元素的化合价由+4升高到+6,二氧化硫被氧化具有还原性,SO2+2H2S═2H2O+3S↓中,二氧化硫中的S元素的化合价由+4降低为0,二氧化硫被还原具有氧化性,故C正确;D、二氧化硫溶于水,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,因此可使紫色石蕊试液变红色,但不能使之褪色,故D错误;故选C。
7.某实验小组在培养皿中设计了如下微型实验:向亚硫酸钠固体上滴加几滴70%的浓硫酸,立即用表面皿盖住培养皿。下列说法正确的是
A.b处溶液紫色褪去,证明具有漂白性
B.c处出现黄色浑浊,表明具有氧化性
C.d处发生反应:
D.e处紫色石蕊溶液由紫色变为红色,后又逐渐褪色
【答案】B
【分析】向亚硫酸钠固体上滴加几滴70%的浓硫酸,亚硫酸钠与浓硫酸反应生成SO2。
【解析】A.b处酸性高锰酸钾溶液褪色,发生反应5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+,证明SO2具有还原性,A项错误;B.c处溶液中产生黄色浑蚶,说明有硫单质生成,SO2中的硫元素的化合价由+4价变为0价,化合价降低,SO2作氧化剂、表现氧化性,B项正确;C.d处SO2与BaCl2溶液不反应,C项错误;D.e处紫色石蕊溶液遇SO2只变红,不褪色,D项错误;答案选B。
8.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是
A.闻Q气体(有刺激性)通入酸性KMnO4溶液(褪色) 则Q一定是SO2
B.闻Q气体(有刺激性)通入澄清石灰水(变浑浊),则Q一定是SO2
C.将Q气体通入品红溶液(褪色)加热后变红色 则Q一定是SO2
D.将Q气体通入紫色石蕊试液(先变红后褪色)加热后变红色 则Q一定不是SO2
【答案】A
【解析】A.能使酸性KMnO4溶液褪色且有刺激性气味的气体还有H2S等,A错误;B.能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2,但前者无气味,B正确;C.使品红溶液褪色,加热后品红溶液又变为红色的只有SO2,C正确;D.二氧化硫和水生成亚硫酸能使石蕊试液变红色,但是SO2不能漂白石蕊试液,D正确;故选A。
9.双碱法脱除烟气中的过程如图所示。下列说法中正确的是
A.总反应为
B.过程Ⅰ中,是还原剂
C.过程Ⅱ中,表现氧化性
D.脱除的过程中,没有可循环利用的物质
【答案】A
【解析】A.根据反应历程图,总反应为二氧化硫和氢氧化钙、氧气反应生成硫酸钙,化学方程式为,故A正确;
B.过程Ⅰ中,二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,元素化合价不变,没有发生氧化还原反应,故B错误;
C.过程Ⅱ中,中S元素化合价升高,作还原剂,表现还原性,故C错误;
D.脱除的过程中,NaOH可循环利用,故D错误;
选A。
10.类比、推测是化学学习中的重要学习方法,下列推测正确的是
A.NaHSO4和NaHCO3均为酸式盐,所以NaHSO4和NaHCO3的电离方程式分别为和
B.Na2O和Na2O2均为钠的氧化物,所以二者都是碱性氧化物
C.CO2能使澄清石灰水变浑浊,也能使CaCl2溶液变浑浊
D.CO2和SO2均为酸性氧化物,所以CO2和SO2均能与水反应,分别生成H2CO3和H2SO3
【答案】D
【解析】A.NaHSO4为强酸的酸式盐,NaHCO3为弱酸的酸式盐,NaHCO3的电离方程式为,A错误;
B.Na2O与酸反应生成盐和水,Na2O2与酸反应除了生成盐和水,还生成氧气,故Na2O为碱性氧化物,Na2O2不属于碱性氧化物, B错误;
C.CO2能与澄清石灰水[Ca(OH)2]反应生成CaCO3沉淀,但不能与CaCl2反应,违反“强酸制弱酸”原则,C错误;
D.CO2和SO2均为酸性氧化物,且CO2和SO2能与水反应分别生成H2CO3和H2SO3,D正确;
故答案选D。
考点三 二氧化硫与二氧化碳的性质对比
11.检验气体中是否混有气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液
B.先通过足量酸性溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过溶液,再通过澄清石灰水
【答案】B
【解析】A.品红溶液用于检测SO2的存在,无法判断是否含有CO2,A不符合题意;
B.足量酸性KMnO4溶液可完全吸收SO2,剩余气体若使澄清石灰水变浑浊,则证明含CO2,B正确;
C.SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,无法区分,C错误;
D.NaOH溶液会同时吸收SO2和CO2,导致无法检测CO2,D错误;
故选B。
12.下列物质不能鉴别SO2 和CO2 的是
A.硫化氢溶液 B.品红溶液 C.酸性高锰酸钾 D.澄清石灰水
【答案】D
【解析】A.硫化氢溶液与SO2反应生成硫沉淀,而与CO2不反应,可以鉴别,A不符合题意;
B.品红溶液遇SO2褪色,而CO2无此现象,可以鉴别,B不符合题意;
C.酸性高锰酸钾被SO2还原而褪色,CO2无反应,可以鉴别,C不符合题意;
D.SO2和CO2均能使澄清石灰水先变浑浊后澄清,现象相同,无法鉴别,D符合题意;
故选D。
13.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
【解析】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。
14.某化学兴趣小组为了探究常温下非金属氧化物形成的某未知气体的成分,将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为
猜想2:该气体为
猜想3:___________
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列___________试剂(填编号)。
A.溶液 B.酸性溶液
C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是 。
(3)D中澄清石灰水的作用是 。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色
②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分: 。
【答案】(1)B
(2)验证混合气体中是否含有
(3)验证混合气体中是否含有
(4)和的混合气体
【分析】因为SO2的存在对CO2的验证有干扰,所以要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,故A中品红溶液的作用是验证混合气体中是否含有,B用于除去SO2,C中品红溶液不褪色,说明二氧化硫已经除尽,D中澄清石灰水的作用是验证混合气体中是否含有。
【解析】(1)B用于除去SO2,SO2具有还原性,B中应该装酸性溶液,将SO2氧化为硫酸根离子而除去。A. 溶液不与SO2反应,故A不选;B. 酸性溶液能将SO2氧化为硫酸根离子而除去,故B选;C. 盐酸不与SO2反应,故C不选;D. 澄清石灰水能与CO2和SO2反应,故D不选;故答案为:B;
(2)A中品红溶液的作用是验证混合气体中是否含有。故答案为:验证混合气体中是否含有;
(3)D中澄清石灰水的作用是验证混合气体中是否含有。故答案为:验证混合气体中是否含有;
(4)通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:①A中品红溶液褪色,说明含有二氧化硫;②C中品红溶液不褪色,说明二氧化硫已经除尽;③D中澄清石灰水变浑浊,说明含有二氧化碳,由上述现象该小组同学确认该气体的成分:和的混合气体。故答案为:和的混合气体。
15.某同学为了验证硫铁矿(主要成分为,含少量杂质碳)在空气中焙烧时,气体产物是含少量的,设计如图装置进行实验:
已知:①能使品红溶液褪色;
②能与酸性高锰酸钾溶液反应。
回答下列问题:
(1)配平焙烧硫铁矿的化学方程式: 。
(2)装置A中的试剂是 溶液。
(3)装置D的作用是 。
(4)E装置的实验现象是 ;确定有气体的实验现象是 。
(5)取F中反应后的溶液于洁净的试管中,加入少量氯化钡溶液,产生白色沉淀的离子方程式为 。
(6)G中盛放足量酸性溶液的目的是 。
【答案】(1)4、11、2、8
(2)氢氧化钠
(3)安全瓶、防倒吸
(4)品红溶液褪色 G中溶液颜色无明显变化,H中澄清石灰水变浑浊
(5)
(6)吸收过量的二氧化硫并证明二氧化硫完全除去,排除二氧化硫对二氧化碳检验的干扰
【分析】由实验装置图可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收空气中的二氧化碳,防止对生成的二氧化碳检验造成干扰,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥空气,装置C中硫铁矿在空气中焙烧生成二氧化硫和二氧化碳,装置D做安全瓶起防倒吸的作用,装置E中盛有的品红溶液用于验证二氧化硫的生成,装置F中盛有的氯化铁溶液用于吸收二氧化硫,装置G中盛有的足量酸性高锰酸钾溶液用于吸收过量的二氧化硫并证明二氧化硫完全除去,排除二氧化硫对二氧化碳检验的干扰,装置H中盛有的澄清石灰水用于验证二氧化碳的生成
【解析】(1)中Fe的化合价从+2升高到+3,S的化合价从-1升高到+4,S的个数是2,化合价总共升高,中O的化合价从0降低到-2,化合价总共降低4,根据最小公倍数,可知反应的化学方程式为;
(2)由分析可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收空气中的二氧化碳,防止对生成的二氧化碳检验造成干扰;
(3)由分析可知,装置D做安全瓶起防倒吸的作用;
(4)由分析可知,装置E中盛有的品红溶液用于验证二氧化硫的生成,实验现象是品红溶液褪色;装置H中盛有的澄清石灰水用于验证二氧化碳的生成,实验现象是G中溶液颜色无明显变化,H中澄清石灰水变浑浊;
(5)由分析可知,装置F中盛有的氯化铁溶液用于吸收二氧化硫,生成亚铁离子和硫酸根离子,取F中反应后的溶液于洁净的试管中,加入少量氯化钡溶液,产生白色沉淀的离子方程式为:;
(6)由分析可知,装置G中盛有的足量酸性高锰酸钾溶液用于吸收过量的二氧化硫并证明二氧化硫完全除去,排除二氧化硫对二氧化碳检验的干扰。
考点四 三氧化硫的性质
16.将和两种气体的混合物通入溶液中,其结果是
A.只生成沉淀 B.只生成沉淀
C.生成和两种沉淀 D.无沉淀生成
【答案】A
【解析】SO3溶于水生成H2SO4,与BaCl2反应生成BaSO4沉淀H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl;SO2溶于水生成H2SO3,但H2SO3的酸性弱于HCl,无法与BaCl2反应生成BaSO3沉淀;因此,只生成BaSO4沉淀;
故答案选A。
17.下列有关三氧化硫的说法中正确的是
A.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应 B.SO3属于酸性氧化物
C.硫在过量的氧气中燃烧可以生成SO3 D.溶于水能导电,故属于电解质
【答案】B
【解析】A.SO3可与碱性氧化物反应,如SO3与CaO反应生成CaSO4,故A错误;
B.SO3能与碱反应生成硫酸盐和水,SO3属于酸性氧化物,故B正确;
C.硫燃烧无论氧气是否过量均生成SO2,故C错误;
D.SO3溶于水导电是因SO3与水反应生成H2SO4,硫酸是电解质,SO3本身不能电离,SO3属于非电解质,故D错误;
选B。
18.下列关于SO2和SO3的有关说法错误的是
A.食品工业用SO2作抗氧化剂,是利用其还原性
B.SO2和SO3都有氧化性,都可以被H2S还原
C.硫在空气中燃烧主要生成SO3,同时有少量SO2
D.SO2和SO3都是酸性氧化物,都能与水反应
【答案】C
【解析】A.SO2具有还原性,能够与氧化剂反应,故在食品工业用SO2作抗氧化剂,是利用其还原性,A正确;
B.SO2中S为+4价和SO3中S为+6价,均为较高价态,都有氧化性,都可以被H2S还原,B正确;
C.硫在空气中燃烧主要生成SO2,同时没有少量SO3,SO2转化为SO3过程中需要加入催化剂,C错误;
D.SO2和SO3都是酸性氧化物,都能与水反应,反应方程式分别为:SO2+H2OH2SO3,SO3+H2O=H2SO4,D正确;
故答案为:C。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.了解硫元素在自然界中的存在形态及硫单质的物理性质。
2.根据硫的原子结构预测其化学性质,形成结构决定性质的化学核心观念。
3.根据物质类别和元素价态,结合实验探究,认识二氧化硫的性质;在此基础上,理解不同价态含硫物质之间的转化,发展证据推理与模型认知化学学科核心素养。
【学习重难点】
1.硫单质的性质及用途。
2.二氧化硫的性质及用途。
3.二氧化硫和二氧化碳的性质对比。
1.下列说法正确的是
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
【答案】D
【解析】A.硫质脆,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;
B.硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫的化合价降低,表现氧化性,B错误;
C.硫与铁粉和铜粉反应分别生成FeS和Cu2S,C错误;
D.硫单质中S为0价,在反应中既可以作氧化剂,化合价降低到价,也可以作还原剂,化合价升高到、价,D正确;
答案选D。
2.下列关于二氧化硫的叙述正确的是
A.常温下就可以氧化成三氧化硫 B.可以使品红溶液褪色
C.是无色无味有毒的气体 D.有毒,不能用于食品添加剂
【答案】B
【解析】A.SO2与O2的反应为,常温下不反应,A错误;
B.SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色,B正确;
C.SO2是无色、有刺激性气味的气体,C错误;
D.SO2有毒,但适量使用可以用作食品添加剂,D错误。
因此,本题选B。
3.下列变化过程,不能一步实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.S在加热下与Cu反应生成,可以一步实现,故A不符合题意;
B.Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,能一步实现,故B不符合题意;
C.Fe和水蒸气在加热条件下反应生成Fe3O4和H2,能一步实现,故C不符合题意;
D.硫燃烧生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,不能一步实现,故D符合题意。
答案选D。
4.洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是( )
A.用CS2洗涤 B.通入H2加热
C.加热试管使硫熔化 D.用酒精洗涤
【答案】A
【解析】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A。
5.下列有关硫的性质的叙述正确的是
A.淡黄色晶体,不溶于水,易溶于酒精
B.质脆易粉碎,易溶于二硫化碳,加热易熔化
C.既有氧化性又有还原性,硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在氧气中燃烧的产物是SO3
【答案】B
【解析】A.硫是不溶于水,微溶于酒精的淡黄色晶体,故A错误;
B.硫是易溶于二硫化碳,质脆易粉碎,加热易熔化的淡黄色晶体,故B正确;
C.硫的氧化性较弱,与铜共热反应时生成硫化亚铜,故C错误;
D.硫不论在空气中燃烧还是在氧气中燃烧,燃烧产物均是二氧化硫,故D错误;
故选B。
6.下列关于单质硫的叙述:①通常状况下为黄色晶体;②不溶于水、易溶于酒精和;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病;⑥硫有许多同素异形体,如正交硫和斜方硫。其中正确的是
A.①②③⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥
【答案】D
【解析】①在常温下,单质硫是一种黄色晶体,故正确;
②单质硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于,故错误;
③S元素的非金属性比元素弱,则单质硫的氧化性比氯气弱,故正确;
④单质硫中S元素的化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原,故错误;
⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病,故正确;
⑥硫有多种同素异形体,如正交硫、单斜硫等,故正确;
由上述分析可知①③⑤⑥正确,故选D。
7.将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y,有沉淀生成,X、Y不可能是
A.CO2、SO2 B.NH3、CO2 C.SO2、H2O2 D.SO2、Cl2
【答案】A
【解析】A.由于HCl的酸性强于H2SO3和H2CO3,故CO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入SO2,仍然没有沉淀生成,A符合题意;
B.NH3能溶于BaCl2溶液中,形成碱性溶液,没有沉淀生成,通入CO2后先后发生反应:2NH3∙H2O+CO2=(NH4)2CO3+H2O,(NH4)2CO3+ BaCl2=BaCO3↓+2NH4Cl,B不合题意;
C.由于HCl的酸性强于H2SO3,SO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后滴加H2O2,发生反应:H2O2+SO2=H2SO4,BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl,产生沉淀,C不合题意;
D.由于HCl的酸性强于H2SO3,SO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Cl2,发生反应:2H2O+Cl2+SO2=H2SO4+2HCl,BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl,产生沉淀,D不合题意;
故答案为:A。
8.下列关于SO2性质的说法正确的是( )
A.二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长,可在葡萄酒中微量添加
B.氯气和二氧化硫都有漂白性,若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色布条,可以观察到有色布条先褪色,后复原
C.将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,该白色沉淀是BaSO3
D.向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生,说明SO2水溶液具有还原性
【答案】A
【解析】A. 二氧化硫具有还原性,可抑制酒类中细菌生长,因此可在葡萄酒中微量添加,A正确;
B. 氯气和二氧化硫都有漂白性,若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色布条,二者会发生反应:Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,产生的两种物质都没有漂白性,因此可以观察到有色布条不褪色,B错误;
C. 将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,会发生反应:2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,因此会看到溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,该白色沉淀是BaSO4,C错误;
D. 向SO2水溶液中通入H2S气体,发生反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,有淡黄色沉淀S单质产生,说明SO2水溶液具有氧化性,D错误;
故合理选项是A。
9.SO2能使下列溶液褪色,其中体现SO2具有还原性的是
①溴水 ②酸性高锰酸钾溶液 ③品红溶液 ④滴有酚酞的NaOH溶液
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
【答案】A
【解析】①SO2能使溴水褪色,是由于发生反应:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,体现了SO2具有还原性,①符合题意;
②SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将SO2氧化为硫酸,其本身被还原为无色MnSO4,体现了SO2具有还原性,②符合题意;
③SO2能使品红溶液褪色,是由于SO2能够与品红结合生成无色物质,这体现了SO2具有漂白性,③不符合题意;
④SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是由于在溶液中发生了反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,导致溶液的碱性减弱,因而酚酞试液红色褪去,这体现了SO2具有酸性氧化物的性质,④不符合题意;
则能够体现SO2具有还原性的是①②,故合理选项是A。
10.下列说法正确的是
A.向溶液中通入气体,溶液仍澄清,滴入过氧化氢溶液后有白色沉淀产生
B.可以用澄清石灰水来鉴别与
C.向紫色石蕊溶液中通入气体,溶液先变红后褪色
D.使溴水褪色,体现了的漂白性
【答案】A
【解析】A.的酸性强于,因此向溶液中通入,溶液仍澄清,具有还原性,具有氧化性,滴入过氧化氢溶液后,发生反应,,溶液中有白色沉淀产生,故A正确;
B.和都能使澄清石灰水变浑浊,因此用澄清石灰水无法鉴别和,故B错误;
C.向紫色石蕊溶液中通入,与反应生成,会使溶液变红,但不会褪色,故C错误;
D.使溴水褪色,发生反应,体现了的还原性,故D错误;
故本题选A。
11.下列有关硫单质性质的叙述正确的是
A.硫在空气中的燃烧产物是,在纯氧中的燃烧产物也是
B.自然界中在富氧环境中的含硫化合物,硫通常显价
C.硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是,氧气过量时燃烧的产物是
D.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于水的晶体
【答案】A
【解析】A.硫在空气中的燃烧产物是,在纯氧中的燃烧产物也是,故A正确;
B.+4价硫有还原性,且还原性较强,在富氧环境中容易被氧化成+6价,故在自然界中主要以+6价存在,故B错误;
C.硫在过量氧气中燃烧只生成二氧化硫,故C错误;
D.常温常压下硫单质是一种黄色难溶于水的晶体,故D错误;
故选A。
12.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
【解析】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。
13.已知Na2SO3 固体与硫酸可发生反应:Na2SO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,下图是实验室制取SO2 并验证SO2的某些性质的装置图。回答正确的是( )
A.①中的实验现象为紫色石蕊试液褪色此实验证明SO2 具有漂白性
B.③中溶液变浑浊是因为SO2和H2S 发生了氧化还原反应,氧化产物和还原产物质量比为1∶1
C.④和②中溶液均褪色,但褪色的原理不同
D.实验室中可以用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液
【答案】C
【解析】A.①中的实验现象为紫色石蕊试液变红但是不褪色,选项A错误;
B.②中溶液变浑浊是因为SO2与H2S反应生产单质硫,氧化产物和还原产物质量比为2 : 1,选项B错误;
C.④和②中溶液均褪色,品红褪色是因为漂白性,高锰酸钾褪色是因为还原性,选项C正确;
D.澄清石灰水浓度比较小不能代替氢氧化钠溶液,选项D错误。
答案选C。
14.如图是实验室制备SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答:
(1)写出仪器A的名称 ,写出此实验中制备SO2化学方程式 。
(2)C中的现象是 ,此实验证明SO2是 气体。
(3)D中的反应现象证明SO2有 性;F中的现象是 ,G中SO2与碘水反应的方程式: 。
(4)H中的试剂是氢氧化钠溶液,用于吸收多余的二氧化硫气体,防止污染空气;反应的离子方程式为 。
【答案】 分液漏斗 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 石蕊变红 酸性 漂白 酸性KMnO4溶液褪色 SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI SO2+2OH-=SO32-+H2O
【分析】实验室制备SO2并验证SO2某些性质,B中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫;C中二氧化硫与水反应生成亚硫酸遇石蕊试液变红;D中品红溶液褪色;E中二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成硫单质;F中酸性高锰酸钾溶液能够氧化二氧化硫导致紫色褪去;G中二氧化硫与碘水发生氧化还原反应生成硫酸和HI酸;H为尾气处理装置,二氧化硫与氢氧化钠反应可防止空气污染。据此分析解答。
【解析】(1)装有浓硫酸的仪器A为分液漏斗,装置B中生成SO2 化学方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
答案为:分液漏斗;Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑。
(2)C中SO2与水反应生成亚硫酸,紫色石蕊试液变红,说明SO2是酸性气体;
答案为:石蕊变红;酸性。
(3)D中品红溶液褪色,说明SO2有漂白性,因为SO2有还原性,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,导致高锰酸钾溶液的紫色褪去,G中SO2与碘水发生氧化还原反应生成硫酸和HI酸,化学方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI;
答案为:漂白;酸性KMnO4溶液褪色;SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI 。
(4) SO2气体有毒性,为防SO2污染空气,尾气中的SO2用氢氧化钠溶液吸收,反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O;
答案为:SO2+2OH-=SO32-+H2O。
【点睛】掌握二氧化硫的酸性氧化物性质、漂白性、氧化性和还原性是解答本题的关键,二氧化硫使品红褪色是漂白性,使酸性高锰酸钾溶液褪色是还原性。
15.硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,某实验小组设计了如图装置制备并探究二氧化硫的性质。回答下列问题:
(1)导管b的作用是 。
(2)上述实验中,能证明具有漂白性的现象是 。
(3)装置D中反应的离子方程式为 。
(4)上述实验装置存在的缺陷是 。
(5)实验中观察到E中产生了白色沉淀,某学习小组为探究与溶液的反应进行如下实验:
实验
现象
向盛有溶液的试管中,缓慢通入气体
试管内有白色沉淀产生,接近试管口处略有红棕色气体
①白色沉淀是 (填化学式)。
②甲同学认为白色沉淀产生的原因是与发生了反应,则溶液中反应的离子方程式为 。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,进行实验验证:向盛有溶液 (填X的化学式)的试管中,缓慢通入气体,试管内产生白色沉淀,说明其推测正确,则溶液中反应的离子方程式为 。
④在氧化的过程中,为探究和哪种微粒起主要作用,小组用pH传感器分别测定上述两组实验溶液pH随时间(t)变化的曲线如下图:
综上所述,在氧化的过程中,起主要作用的微粒是 (填化学式),理由是 。
【答案】(1)平衡气压使液体顺利流下
(2)C中的品红溶液褪色
(3)
(4)未进行尾气处理
(5) (或其他合理答案) (或其他合理答案) 图中cd的pH变化趋势和幅度接近(或其他合理答案)
【分析】A中反应生成二氧化硫,二氧化硫具有一定还原性、氧化性,B中反应生成硫单质黄色沉淀,C中使得品红溶液褪色,D中二氧化硫被酸性高锰酸钾氧化,使得溶液褪色,E中硝酸根离子使得二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀;
【解析】(1)导管b的作用是:平衡气压使液体顺利流下;
(2)C中品红溶液褪色,证明具有漂白性;
(3)D中二氧化硫被酸性高锰酸钾氧化,反应生成锰离子和硫酸根离子,锰化合价由+7变为+2、硫化合价由+4变为+6,结合电子守恒,反应为;
(4)二氧化硫有毒,实验装置存在的缺陷是缺少尾气处理装置;
(5)①二氧化硫和硝酸钡发生氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀;故白色沉淀为BaSO4;
②与发生了氧化还原反应生成硫酸根离子和NO,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,结合质量守恒,总反应为。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,则需要设计实验排除溶液中硝酸根离子的干扰,故实验设计可以为:向盛有2 mLBaCl2溶液的试管中,缓慢通入二氧化硫气体,试管内产生白色沉淀,说明溶液中溶解的氧化了,反应中硫化合价由+4变为+6、氧气中氧化合价由0变为-2,二氧化硫被氧化为硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式:。
④分别向氯化钡溶液、硝酸钡溶液,通入,pH的变化趋势幅度接近,因此在氧化的过程中,起主要作用的微粒是O2。
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