2026届高三化学一轮复习 第9讲 硫及其化合物 专题讲义
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摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦硫及其化合物核心考点,涵盖硫的性质、SO₂与亚硫酸、硫酸与硫酸盐等知识,以“性质-转化-应用”逻辑构建知识网络,通过知识点拨梳理规律、例题精讲突破难点、实战演练强化应用,形成系统复习链条。
讲义突出科学思维与探究能力培养,如对比SO₂与Cl₂漂白性差异培养证据推理能力,设计铜与浓硫酸反应实验分析提升科学探究素养。分层设置例题与真题演练,助力学生快速构建知识体系,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
(
硫及其化合物
专题
) (
第9讲
)
(
知识网络
)
(
知识点拨
)
一、硫的性质与用途
硫
元素周期表
中位置
第三周期,VIA族
原子结构
最外层有6个电子,较易得电子,主要显氧化性;在和活泼非金属(如O2,Cl2等)或强氧化剂反应时(如浓硫酸)显还原性。
元素存在
自然界中既有游离态(火山口硫单质)又有化合态(黄铁矿,黄铜矿等)
物理性质
俗称硫磺、淡黄色晶体、难溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2,
质脆,熔沸点较低。
常见化合价
S元素有多种化合价,中学阶段经常接触的是-2、0、+4、+6
化学性质
与大多数金属的反应
;;;
(实验室处理洒落的汞单质);
与非金属的反应
(S体现氧化性);
与强氧化性酸反应
与强碱的反应
(歧化,清洗试管上附着的硫单质)
辨析
1. 硫单质具有多种同素异形体。
2. 硫单质可以作为氧化剂与金属反应,但体现弱氧化性,与变价金属反应时,多生成较低价态的金属离子,例如与Fe反应生成的是FeS而不是Fe2S3。
3. S在氧气或空气中点燃生成SO2,而不会生成SO3,因而对于S与O2发生反应的热化学方程式中其稳定氧化物为SO2。
用途
制硫酸、橡胶、黑火药、医药、农药、火柴。
二、二氧化硫与亚硫酸
1. 二氧化硫
SO2
物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。
化学性质
与氧气反应
与水的反应
与碱性氧化物的反应
与碱溶液反应
,
与弱酸盐(酸性比H2SO3弱)的反应
(除去CO2中的SO2气体)
强还原性
()可以被强氧化剂如:、、、、、、氧化生成,如:
弱氧化性
漂白性
具有漂白作用,可以使品红溶液褪色,但不稳定,加热后又会恢复原来的颜色。
用途
漂白、杀菌、消毒
制备
实验室:
工业:;
辨析
1. 二氧化硫是典型的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
2. SO2中S的化合价是+4价,因而既有氧化性也有还原性,但SO2主要体现较强的还原性。
3. SO2具有强还原性,但可用浓硫酸进行干燥,原因是SO2和浓硫酸中的硫元素分别为+4和+6价,没有中间价态,因而不发生反应。
4. 亚硫酸是一种中强酸,不稳定,很容易分解生成SO2和H2O。因而亚硫酸盐溶液中滴入非氧化性强酸,会有大量气泡生成,生成的气体有刺激性气味;能使品红溶液褪色,加热后又恢复红色;同时能使澄清石灰水变浑浊。
5. 亚硫酸与亚硫酸盐同SO2一样,具有较强的还原性,可以被强氧化剂如H2O2、Cl2、Fe3+、KMnO4、HNO3等氧化生成SO42-。亚硫酸盐久置空气中也可以被氧化生成硫酸盐。
6. BaSO3和CaSO3均为不溶物,因此SO2也可以使澄清石灰水变浑浊。若要区分SO2与CO2气体,则可以使用品红溶液、酸性KMnO4溶液或是溴水来进行鉴别。
2. 不同物质漂白作用的比较
类型
氧化型
化合型
吸附型
代表
物质
HClO、Na2O2、H2O2、O3等
SO2
活性炭等
机理
强氧化性,能够将有机色素氧化成为无色的物质
可以与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,当遇热或长时间放置后再次分解生成有色物质
物理漂白。可以吸附有色物质,从而起到漂白的作用。
特性
不可逆性、永久性
可逆性、暂时性
物理性
辨析
1. 氯气的漂白实际上是HClO的漂白性,干燥的氯气不具有漂白性。
2. 可以使酸碱指示剂褪色,例如氯气通入滴有石蕊试剂的水中,溶液先变为红色,后红色迅速褪去。
3. 被氯气熏蒸的湿润的KI淀粉试纸会先变蓝,然后蓝色逐渐褪去,其原因主要是:
4. 只能漂白有机色素,而对Fe3+、Cu2+等无机离子没有漂白的作用。
1. SO2使品红溶液褪色,放置一段时间或加热,溶液就会恢复原来的颜色。
2. 不会使酸碱指示剂褪色,例如SO2只能使石蕊试液变红而不能使其褪色。
3. SO2会使溴水、KMnO4溶液褪色,是利用SO2的还原性,而不是漂白性。如:
4.若向品红溶液中,同时通入等物质的量的SO2和Cl2,品红溶液不褪色:
活性炭是一种多孔的强吸附性物质,可以选择暴晒或者高温的方式回复其活性。
三、硫酸与硫酸盐
1. 浓硫酸:
(1)物理性质:无色黏稠状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%,
其密度为1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。
(2)化学性质:
①难挥发性:可利用该性质制备挥发性酸:
②强氧化性:冷的浓硫酸与铁、铝有钝化现象。热浓硫酸可将大部分金属、非金属单质及还原性化合物氧化,产物不生成H2,而生成的还原产物是SO2。
③脱水性:能将有机物里的H、O原子按2:1的比例脱去水的性质。
④吸水性:能吸收物质中的水分,利用此性质可用浓H2SO4做干燥剂,干燥一些不与浓H2SO4反应的气体。注意碱性气体与还原性气体(除SO2)不能用浓硫酸干燥。
⑤强酸性。
(3)工业制备:
2. 硫酸根的检验
(1)操作方法:
(2)先酸化的作用:排除Ag+、CO32-、SO32-等离子的干扰。
(3)不用Ba(NO3)2检验的原因:酸性情况下,NO3-会氧化SO32-生成SO42-,造成干扰。
(
例题精讲
)
【例1】 SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L-1。下列措施中能够减少SO2排放量的是( )
①用天然气代替煤炭做民用燃料
②提高热能利用率
③硫酸厂采用更好的催化剂使SO2氧化成SO3
④使用CS2萃取煤炭中的硫
⑤燃煤中加入石灰后再使用
A.①② B.③④ C.①③ D.①⑤
【答案】 D
【例2】 化学与工农业生产、环境保护、日常生活等方面有广泛联系,下列叙述正确的是( )
A.纯净水几乎不含任何杂质,喝纯净水比喝矿泉水对人体更有营养
B.光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是二氧化硅
C.雨水样品一段时间后,pH由4.7变为4.3,是因为雨水中溶解了较多的CO2
D.二氧化碳的大量排放是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因
【答案】B
【例3】 下列说法正确的是( )
A.SO2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
B.SO2和Cl2都有漂白作用,将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时,可增强漂白作用
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生还原反应
D.SO2使品红溶液褪色后,将褪色后的溶液加热,溶液重新变为红色
【答案】D
【例4】 在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若先通入下列的另一种气体,再通入SO2;或者向通入SO2气体的BaCl2溶液中加入下列物质,可以看到沉淀的有 (填序号)。
①Cl2 ②NH3 ③HCl ④NO2 ⑤CO2 ⑥H2S ⑦HNO3 ⑧NaOH ⑨FeCl3溶液 ⑩NaClO溶液
【答案】①②④⑥⑦⑧⑨⑩
【例5】 向红色溶液X中通入气体Y,溶液逐渐褪色,下列对X、Y的推断正确的是( )
A.若X为品红溶液,则Y一定为Cl2或SO2
B.若X为含酚酞的氢氧化钠溶液,则Y可能是O3
C.若X为含KSCN的氯化铁溶液,则Y一定为HI
D.若X为含硫酸氢钠的紫色石蕊溶液,则Y可能为SO2
【答案】B
【例6】 在氢硫酸溶液中加入(或通入)少量下列物质,能使溶液pH减小的是( )
①O2 ②Cl2 ③SO2 ④CuCl2溶液
A. ①② B.②③④ C.②④ D. ②
【答案】C
【例7】 二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。下列说法中错误的是( )
A.S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl
B.S2Cl2含有极性键和非极性键
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点S2Cl2>S2Br2
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】C
【例8】 硒(Se)是人体必需的一种微量元素,其单质可用于制光敏电阻、复印机的硒鼓等等。工业上提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸钠处理含硒的工业废料,得到亚硒酸(H2SeO3)和少量硒酸(H2SeO4),富集后再将它们与盐酸共热,将H2SeO4转化为H2SeO3,主要反应为2HCl+H2SeO4===H2SeO3+H2O+Cl2↑,然后向溶液中通入SO2将硒元素还原为单质硒沉淀。据此正确的判断为( )
A.H2SeO4的氧化性比Cl2弱
B.SeO2的氧化性比SO2弱
C.H2SeO4的氧化性比H2SeO3强
D.浓H2SeO4的氧化性比HNO3强
【答案】C
【例9】 钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及钋的化合物最不可能具有的性质是( )
A.钋是能导电的固体 B.钋的氧化物的水化物有两种
C.钋与氢气不能直接化合 D.钋的氢化物很稳定
【答案】D
【例10】 标准状况下,某同学向100 mLH2S饱和溶液中通入SO2,所得溶液pH变化如图所示, 下列分析中,正确的是( )
A.亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸
B.ab段反应是:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
C.原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L
D.b点对应的溶液导电性最强
【答案】B
【例11】 以水为溶剂进行中和滴定的原理是:H3O++OH-→2H2O。已知液态SO2和纯水的导电性相近,因为液态SO2也会发生自离解:SO2(l)+SO2(l)SO32-+SO2+。若以液态SO2为溶剂,用SOCl2滴定Cs2SO3,则以下叙述错误的是( )
A.该滴定反应可以表示为:SO32- + SO2+ → 2SO2
B.在一定温度下,液态SO2中c(SO32-)与c(SO2+)的乘积是一个常数
C.自离解的存在,说明SO2是离子化合物
D.可通过导电能力变化来判断是否到达滴定终点
【答案】C
【例12】 已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:( )
(1)CuSO4 +Na2CO3主要:Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓ + CO2↑
次要:Cu2++CO32-= CuCO3↓(几乎不发生反应。下同)
(2)CuSO4 +Na2S 主要:Cu2++S2-=CuS↓
次要:Cu2++S2-+2H2O = Cu(OH)2↓ + H2S↑
则下列几种物质的溶解度大小的比较中,正确的是
A.CuS <Cu(OH)2<CuCO3 B.CuS >Cu(OH)2>CuCO3
C.Cu(OH)2>CuCO3>CuS D.Cu(OH)2<CuCO3<CuS
【答案】A
【例13】 硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成( )
A.S2- B.S C.SO32- D.SO42-
【答案】D
【例14】 将一定量的锌放入100mL 18.4mol/L浓硫酸中加热,充分反应后锌完全溶解,同时生成气体X 22.4L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至0.8 L,测得溶液pH=1,则下列判断错误的是
A.气体X为SO2和H2的混合物 B.气体X中SO2与H2的体积相等
C.反应中共转移2mol电子 D.反应中共消耗Zn65g
【答案】B
【例15】 ( 北京)用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制的量
B.②中选用品红溶液验证的生成
C.③中选用溶液吸收多余的
D.为确认生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【例16】 ( 福建)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应先用
(选填序号)。a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
然后加入足量溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有,预计实验现象应是 。
(7)若要测定限定体积气体Y中的含量(标准状况下约有28ml ),除可用测量体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由 。
【答案】(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)
(2)①d ②66.7%(或其他合理答案)
(3)检验是否除尽
(4)
(5)c
(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量,可用分析天平称量D或E的差量
【例17】
( 北京)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的。
(1)用化学方程式表示形成硫酸型酸雨的反应: 。
(2)在钠碱循环法中,溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收制得,
该反应的离子方程式是 。
(3)吸收液吸收的过程中,pH随变化关系如下表:
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
①由上表判断,溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.
b.
c.
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①在阳极放电的电极反应式是 。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。
【答案】
(1)、
(2)
(3)①酸 存在:和,的电离程度强于水解程度 ②ab
(4)①
②在阴极得电子生成,溶液中降低,促使电离生成,且进入阴极室,吸收液得以再生
(
实战演练
)
【演练1】
( 北京)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.与ZnS反应的离子方程式是
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
【答案】D
【演练2】 ( 上海)研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨形成,反应过程如下:( )(多选)
①SO2+NO2→SO3+NO ②SO3+H2O→H2SO4 ③2NO+O2→2NO2
NO2在上述过程中的作用,与H2SO4在下列变化中的作用相似的是
A.潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
B.硫化氢通入浓H2SO4中
C.浓H2SO4滴入萤石中,加热
D.加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解
【答案】BD
【演练3】 过氧化氢(H2O2)常被称为“绿色氧化剂”,它和水都是极弱的电解质,但它比水易电离。
(1)水电离生成H3O+和OH-叫做水的自偶电离,同水一样,过氧化氢也有极弱的自偶电离,其自偶电离的电离方程式为_________________________________。
(2)由于H2O2显弱酸性,在一定条件下它能同强碱作用生成正盐或酸式盐,请写出H2O2与Ba(OH)2反应生成正盐的化学方程式:________________________。
(3)将双氧水加入经酸化的高锰酸钾溶液时,溶液的紫红色消褪了,此时双氧水表现出________性。若用HO2的双氧水与KMnO4(H+)反应,18O将存在________生成物里。
(4)长期使用劣质香粉,脸部可能因生成PbS而出现黑色斑点,已知PbS与下列各物质均能反应,欲除去黑色斑点,不宜选择________(填字母序号)。
A.H2O2溶液 B.KMnO4溶液 C.HNO3溶液
(5)将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中,红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是弱酸,消耗了OH-而使红色褪去;乙同学则认为因H2O2具有氧化性,将酚酞氧化破坏其分子结构,红色消失,试设计一个实验,检验甲、乙两位同学谁的观点正确? _____ 。
【答案】(1)H2O2+H2O2H3O2++HO2-
(2)H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O
(3)还原 O2 (4)BC
(5)向红色消失后的溶液中滴加过量NaOH溶液,若再现红色,则甲同学的观点正确;若不为红色,乙同学的观点正确
【演练4】 ( 海南)下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4︰5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式 。
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式 。
(3)写出一个由D生成B的化学方程式 。
(4)将5 mL0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。
①写出反应的离子方程式 ;
②反应后溶液的pH 7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是 ;
③加热反应后的溶液,其pH (填“增大”、“不变”或“减小”),理由是 。
【答案】(1)H2+SH2S
(2)H2SO3+2H2S3S+3H2O
(3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)①H2SO3 +2OH-SO32-+ 2H2O
②大于 Na2SO3溶液中SO32-发生水解使溶液显碱性
③增大 升高温度促进Na2SO3溶液的水解
1
(
2
)
(
109
)
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(
硫及其化合物
专题
) (
第9讲
)
(
知识网络
)
(
知识点拨
)
1、 硫的性质与用途
硫
元素周期表
中位置
原子结构
最外层有6个电子,较易得电子,主要显氧化性;在和活泼非金属(如O2,Cl2等)或强氧化剂反应时(如浓硫酸)显还原性。
元素存在
自然界中既有游离态(火山口硫单质)又有化合态(黄铁矿,黄铜矿等)
物理性质
俗称硫磺、淡黄色晶体、难溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2,
质脆,熔沸点较低。
常见化合价
S元素有多种化合价,中学阶段经常接触的是-2、0、+4、+6
化学性质
与大多数金属的反应
;;;
(实验室处理洒落的汞单质);
与非金属的反应
(S体现氧化性);
与强氧化性酸反应
与强碱的反应
(歧化,清洗试管上附着的硫单质)
辨析
1. 硫单质具有多种同素异形体。
2. 硫单质可以作为氧化剂与金属反应,但体现弱氧化性,与变价金属反应时,多生成较低价态的金属离子,例如与Fe反应生成的是FeS而不是Fe2S3。
3. S在氧气或空气中点燃生成SO2,而不会生成SO3,因而对于S与O2发生反应的热化学方程式中其稳定氧化物为SO2。
用途
制硫酸、橡胶、黑火药、医药、农药、火柴。
2、 二氧化硫与亚硫酸
1. 二氧化硫
SO2
物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。
化学性质
与氧气反应
与水的反应
与碱性氧化物的反应
与碱溶液反应
,
与弱酸盐(酸性比H2SO3弱)的反应
(除去CO2中的SO2气体)
强还原性
()可以被强氧化剂如:、、、、、、氧化生成,如:
弱氧化性
漂白性
具有漂白作用,可以使品红溶液褪色,但不稳定,加热后又会恢复原来的颜色。
用途
漂白、杀菌、消毒
制备
实验室:
工业:;
辨析
1. 二氧化硫是典型的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
2. SO2中S的化合价是+4价,因而既有氧化性也有还原性,但SO2主要体现较强的还原性。
3. SO2具有强还原性,但可用浓硫酸进行干燥,原因是SO2和浓硫酸中的硫元素分别为+4和+6价,没有中间价态,因而不发生反应。
4. 亚硫酸是一种中强酸,不稳定,很容易分解生成SO2和H2O。因而亚硫酸盐溶液中滴入非氧化性强酸,会有大量气泡生成,生成的气体有刺激性气味;能使品红溶液褪色,加热后又恢复红色;同时能使澄清石灰水变浑浊。
5. 亚硫酸与亚硫酸盐同SO2一样,具有较强的还原性,可以被强氧化剂如H2O2、Cl2、Fe3+、KMnO4、HNO3等氧化生成SO42-。亚硫酸盐久置空气中也可以被氧化生成硫酸盐。
6. BaSO3和CaSO3均为不溶物,因此SO2也可以使澄清石灰水变浑浊。若要区分SO2与CO2气体,则可以使用品红溶液、酸性KMnO4溶液或是溴水来进行鉴别。
2. 不同物质漂白作用的比较
类型
氧化型
化合型
吸附型
代表
物质
HClO、Na2O2、H2O2、O3等
SO2
活性炭等
机理
强氧化性,能够将有机色素氧化成为无色的物质
可以与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,当遇热或长时间放置后再次分解生成有色物质
物理漂白。可以吸附有色物质,从而起到漂白的作用。
特性
不可逆性、永久性
可逆性、暂时性
物理性
辨析
1. 氯气的漂白实际上是HClO的漂白性,干燥的氯气不具有漂白性。
2. 可以使酸碱指示剂褪色,例如氯气通入滴有石蕊试剂的水中,溶液先变为红色,后红色迅速褪去。
3. 被氯气熏蒸的湿润的KI淀粉试纸会先变蓝,然后蓝色逐渐褪去,其原因主要是:
4. 只能漂白有机色素,而对Fe3+、Cu2+等无机离子没有漂白的作用。
1. SO2使品红溶液褪色,放置一段时间或加热,溶液就会恢复原来的颜色。
2. 不会使酸碱指示剂褪色,例如SO2只能使石蕊试液变红而不能使其褪色。
3. SO2会使溴水、KMnO4溶液褪色,是利用SO2的还原性,而不是漂白性。如:
4.若向品红溶液中,同时通入等物质的量的SO2和Cl2,品红溶液不褪色:
活性炭是一种多孔的强吸附性物质,可以选择暴晒或者高温的方式回复其活性。
3、 硫酸与硫酸盐
1. 浓硫酸:
(1)物理性质:无色黏稠状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%,
其密度为1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。
(2)化学性质:
①难挥发性:可利用该性质制备挥发性酸:
②强氧化性:冷的浓硫酸与铁、铝有钝化现象。热浓硫酸可将大部分金属、非金属单质及还原性化合物氧化,产物不生成H2,而生成的还原产物是SO2。
③脱水性:能将有机物里的H、O原子按2:1的比例脱去水的性质。
④吸水性:能吸收物质中的水分,利用此性质可用浓H2SO4做干燥剂,干燥一些不与浓H2SO4反应的气体。注意碱性气体与还原性气体(除SO2)不能用浓硫酸干燥。
⑤强酸性。
(3)工业制备:
2. 硫酸根的检验
(1)操作方法:
(2)先酸化的作用:排除Ag+、CO32-、SO32-等离子的干扰。
(3)不用Ba(NO3)2检验的原因:酸性情况下,NO3-会氧化SO32-生成SO42-,造成干扰。
(
例题精讲
)
【例1】SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L-1。下列措施中能够减少SO2排放量的是( )
①用天然气代替煤炭做民用燃料
②提高热能利用率
③硫酸厂采用更好的催化剂使SO2氧化成SO3
④使用CS2萃取煤炭中的硫
⑤燃煤中加入石灰后再使用
A.①② B.③④ C.①③ D.①⑤
【例2】化学与工农业生产、环境保护、日常生活等方面有广泛联系,下列叙述正确的是( )
A.纯净水几乎不含任何杂质,喝纯净水比喝矿泉水对人体更有营养
B.光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是二氧化硅
C.雨水样品一段时间后,pH由4.7变为4.3,是因为雨水中溶解了较多的CO2
D.二氧化碳的大量排放是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因
【例3】下列说法正确的是( )
A.SO2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
B.SO2和Cl2都有漂白作用,将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时,可增强漂白作用
C.活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生还原反应
D.SO2使品红溶液褪色后,将褪色后的溶液加热,溶液重新变为红色
【例4】在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若先通入下列的另一种气体,再通入SO2;或者向通入SO2气体的BaCl2溶液中加入下列物质,可以看到沉淀的有 (填序号)。
①Cl2 ②NH3 ③HCl ④NO2 ⑤CO2 ⑥H2S ⑦HNO3 ⑧NaOH ⑨FeCl3溶液 ⑩NaClO溶液
【例5】向红色溶液X中通入气体Y,溶液逐渐褪色,下列对X、Y的推断正确的是( )
A.若X为品红溶液,则Y一定为Cl2或SO2
B.若X为含酚酞的氢氧化钠溶液,则Y可能是O3
C.若X为含KSCN的氯化铁溶液,则Y一定为HI
D.若X为含硫酸氢钠的紫色石蕊溶液,则Y可能为SO2
【例6】在氢硫酸溶液中加入(或通入)少量下列物质,能使溶液pH减小的是( )
①O2 ②Cl2 ③SO2 ④CuCl2溶液
A. ①② B.②③④ C.②④ D. ②
【例7】二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。下列说法中错误的是( )
A.S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl
B.S2Cl2含有极性键和非极性键
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点S2Cl2>S2Br2
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【例8】硒(Se)是人体必需的一种微量元素,其单质可用于制光敏电阻、复印机的硒鼓等等。工业上提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸钠处理含硒的工业废料,得到亚硒酸(H2SeO3)和少量硒酸(H2SeO4),富集后再将它们与盐酸共热,将H2SeO4转化为H2SeO3,主要反应为2HCl+H2SeO4===H2SeO3+H2O+Cl2↑,然后向溶液中通入SO2将硒元素还原为单质硒沉淀。据此正确的判断为( )
A.H2SeO4的氧化性比Cl2弱
B.SeO2的氧化性比SO2弱
C.H2SeO4的氧化性比H2SeO3强
D.浓H2SeO4的氧化性比HNO3强
【例9】钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及钋的化合物最不可能具有的性质是( )
A.钋是能导电的固体 B.钋的氧化物的水化物有两种
C.钋与氢气不能直接化合 D.钋的氢化物很稳定
【例10】标准状况下,某同学向100 mLH2S饱和溶液中通入SO2,所得溶液pH变化如图所示, 下列分析中,正确的是( )
A.亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸
B.ab段反应是:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
C.原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L
D.b点对应的溶液导电性最强
【例11】以水为溶剂进行中和滴定的原理是:H3O++OH-→2H2O。已知液态SO2和纯水的导电性相近,因为液态SO2也会发生自离解:SO2(l)+SO2(l)SO32-+SO2+。若以液态SO2为溶剂,用SOCl2滴定Cs2SO3,则以下叙述错误的是( )
A.该滴定反应可以表示为:SO32- + SO2+ → 2SO2
B.在一定温度下,液态SO2中c(SO32-)与c(SO2+)的乘积是一个常数
C.自离解的存在,说明SO2是离子化合物
D.可通过导电能力变化来判断是否到达滴定终点
【例12】已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:( )
(1)CuSO4 +Na2CO3主要:Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓ + CO2↑
次要:Cu2++CO32-= CuCO3↓(几乎不发生反应。下同)
(2)CuSO4 +Na2S 主要:Cu2++S2-=CuS↓
次要:Cu2++S2-+2H2O = Cu(OH)2↓ + H2S↑
则下列几种物质的溶解度大小的比较中,正确的是
A.CuS <Cu(OH)2<CuCO3 B.CuS >Cu(OH)2>CuCO3
C.Cu(OH)2>CuCO3>CuS D.Cu(OH)2<CuCO3<CuS
【例13】硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成( )
A.S2- B.S C.SO32- D.SO42-
【例14】将一定量的锌放入100mL 18.4mol/L浓硫酸中加热,充分反应后锌完全溶解,同时生成气体X 22.4L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至0.8 L,测得溶液pH=1,则下列判断错误的是
A.气体X为SO2和H2的混合物 B.气体X中SO2与H2的体积相等
C.反应中共转移2mol电子 D.反应中共消耗Zn65g
【例15】(北京)用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制的量
B.②中选用品红溶液验证的生成
C.③中选用溶液吸收多余的
D.为确认生成,向①中加水,观察颜色
【例16】(福建)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应先用
(选填序号)。a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
然后加入足量溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有,预计实验现象应是 。
(7)若要测定限定体积气体Y中的含量(标准状况下约有28ml ),除可用测量体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由 。
【例17】( 北京)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的。
(1)用化学方程式表示形成硫酸型酸雨的反应: 。
(2)在钠碱循环法中,溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收制得,
该反应的离子方程式是 。
(3)吸收液吸收的过程中,pH随变化关系如下表:
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
①由上表判断,溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.
b.
c.
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①在阳极放电的电极反应式是 。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: 。
(
实战演练
)
【演练1】
(10北京)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.与ZnS反应的离子方程式是
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
【演练2】 ( 上海)研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨形成,反应过程如下:( )(多选)
①SO2+NO2→SO3+NO ②SO3+H2O→H2SO4 ③2NO+O2→2NO2
NO2在上述过程中的作用,与H2SO4在下列变化中的作用相似的是
A.潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
B.硫化氢通入浓H2SO4中
C.浓H2SO4滴入萤石中,加热
D.加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解
【演练3】 过氧化氢(H2O2)常被称为“绿色氧化剂”,它和水都是极弱的电解质,但它比水易电离。
(1)水电离生成H3O+和OH-叫做水的自偶电离,同水一样,过氧化氢也有极弱的自偶电离,其自偶电离的电离方程式为_________________________________。
(2)由于H2O2显弱酸性,在一定条件下它能同强碱作用生成正盐或酸式盐,请写出H2O2与Ba(OH)2反应生成正盐的化学方程式:________________________。
(3)将双氧水加入经酸化的高锰酸钾溶液时,溶液的紫红色消褪了,此时双氧水表现出________性。若用HO2的双氧水与KMnO4(H+)反应,18O将存在________生成物里。
(4)长期使用劣质香粉,脸部可能因生成PbS而出现黑色斑点,已知PbS与下列各物质均能反应,欲除去黑色斑点,不宜选择________(填字母序号)。
A.H2O2溶液 B.KMnO4溶液 C.HNO3溶液
(5)将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中,红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是弱酸,消耗了OH-而使红色褪去;乙同学则认为因H2O2具有氧化性,将酚酞氧化破坏其分子结构,红色消失,试设计一个实验,检验甲、乙两位同学谁的观点正确? _____ 。
【演练4】 ( 海南)下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4︰5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式 。
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式 。
(3)写出一个由D生成B的化学方程式 。
(4)将5 mL0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。
①写出反应的离子方程式 ;
②反应后溶液的pH 7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是 ;
③加热反应后的溶液,其pH (填“增大”、“不变”或“减小”),理由是 。
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