内容正文:
5.1 硫及其化合物
题型01 单质硫的结构性质
题型02 二氧化硫的性质和用途
题型03 三氧化硫的应用
题型04 硫酸的性质
题型05 硫酸离子的检验
题型06 硫的转化
题型01 单质硫的结构和性质
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在,。
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
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
注: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
H2 O2
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg、H2反应的化学方程式依次为
①Fe+SFeS(黑色难溶于水的物质,可溶于盐酸、稀硫酸)
②2Cu+SCu2S(黑色难溶于水的物质,不溶于盐酸、稀硫酸)
③S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)
④H2+SH2S(臭鸡蛋气味的气体)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(3)既体现S的氧化性又体现S的还原性:S与NaOH溶液反应的化学方程式为:
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的S。
【典例1】(25-26高三上·天津南开·期中)实验:把0.5 g硫粉与1.0 g铁粉混合均匀,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束,冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析正确的是
A.由“用灼热的玻璃棒触及混合粉末”,推断实验过程中需要加热发生了吸热反应
B.由“实验过程中能闻到刺激性气味”,推断S与反应生成了
C.将“黑色固体”溶于盐酸时产生臭鸡蛋气味气体,推断Fe与S发生了反应
D.将“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色,推断Fe与S反应生成了价铁的化合物
【答案】C
【详解】A.用灼热的玻璃棒引发反应后,不需要持续加热,红热持续蔓延说明反应放热,A错误;
B.刺激性气味应为S与O2反应生成SO2,而非SO3,B错误;
C.黑色固体溶于盐酸产生臭鸡蛋气味气体为H2S气体,该黑色固体为FeS,说明Fe与S反应生成FeS,C正确;
D.该“黑色固体”中含有FeS和过量的Fe,二者与盐酸反应均可生成FeCl2使溶液呈浅绿色,因此不能仅根据溶液呈浅绿色就推断是Fe与S反应生成了+2价铁的化合物,D错误;
故选C。
【变式1-1】(24-25高一下·天津·期中)下列有关硫单质性质的叙述正确的是
A.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于酒精的晶体
B.硫在加热条件下将Fe还原成FeS,将Cu还原成
C.硫在空气中的燃烧产物是,在纯氧中的燃烧产物是
D.硫与金属钠或氢气反应均被还原
【答案】D
【详解】A.硫单质常温下为黄色晶体,但微溶于酒精而非易溶,A错误;
B.硫与Fe或Cu反应时,硫作为氧化剂被还原,而金属被氧化,B中“还原”描述错误,B错误;
C.硫在空气或纯氧中燃烧均生成SO2,C错误;
D.硫与Na生成Na2S,与H2生成H2S,硫均被还原(0→-2),D正确;
故选D。
【变式1-2】(25-26高一上·天津滨海新·期中)从硫元素的化合价态上判断,下列物质中的硫元素只能表现还原性的是:
A.SO2 B.S C.Na2S D.
【答案】C
【详解】A.SO2中硫为+4价,处于中间价态,既可被氧化也可被还原,A不符合题意;
B.S单质中硫为0价,处于中间价态,既可被氧化也可被还原,B不符合题意;
C.Na2S中硫为-2价,是最低价态,只能被氧化,故只能表现还原性,C符合题意;
D.H2SO4中硫为+6价,是最高价态,只能被还原,表现氧化性,D不符合题意;
故答案选C。
【变式1-3】(24-25高一下·天津·期中)下列有关单质硫的说法中,不正确的是
A.在富含氧气的地表附近的含硫化合物中,硫常常为+4价或+6价
B.单质硫与足量氧气反应时可通过一步反应生成
C.残留在试管内壁上的硫可用溶解除去
D.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
【答案】B
【详解】A.在氧气充足的地表附近,硫易被氧化为+4价(如亚硫酸盐)或+6价(如硫酸盐),A正确;
B.硫在氧气中燃烧只能直接生成,如要生成需进一步催化氧化才行,不能一步完成,B错误;
C.硫易溶于(非极性溶剂),可用其清洗试管内壁的硫,C正确;
D.硫与汞常温下就能反应生成HgS,如实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理减少汞蒸气危害,D正确;
故答案为:B。
题型02 二氧化硫的性质和用途
二氧化硫(SO2)
(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)实验探究二氧化硫的性质
实验5-1
二氧化硫溶于水(必修第二册,P3)
实验装置
实验原理
SO2+H2O H2SO3
实验用品
二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽
实验步骤
如图5-2所示,把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度(保留该溶液供实验5-2使用)
实验现象
试管内液面上升
实验结论
SO2易溶于水
实验说明
1体积水可溶解40体积SO2
(3)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性:
a.与水反应:SO2+H2OH2SO3(可逆反应);H2SO3是中强酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红色。
b.与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,应用:用NaOH溶液吸收SO2尾气;
与澄清石灰水反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,与CO2性质相似。
c.与碱性氧化物(CaO)反应反应:CaO+SO2===CaSO3。
d.与盐(NaHCO3)溶液反应:NaHCO3+SO2===NaHSO3+CO2;Na2SO3溶液中通入SO2气体:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。
【名师解读】可逆反应是指在相同条件下既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,用“”连接。可逆反应具有三性:双向性、同时性、共存性(反应物不能完全转化为生成物,反应物和生成物共存)。
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性:
a.与O2反应:2SO2+O22SO3(可逆反应);
b.与氯水反应:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4(还可使溴水、碘水褪色)
c.能使酸性高锰钾溶液褪色:5SO2+2H2O+2MnO4-===2Mn2++5SO42-+4H+(离子方程式)
d.与三价铁盐(Fe3+)反应:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO42-+4H+
④SO2的特性——漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物,是一个可逆过程,受热恢复原色。
实验5-2
二氧化硫性质的实验探究(必修第二册,P3)
实验装置
实验原理
二氧化硫与有机色素反应生成不稳定的无色物质,受热分解又生成有色物质
实验用品
二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液;试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH 试纸。
实验步骤
用试管取2L在实验5—1中得到的溶液,向其中滴入1-2滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化
实验现象
滴加品红溶液后,溶液先变红,振荡后褪色,再加热后溶液颜色恢复红色,同时有刺激性气味
的气体生成。
实验结论
SO2具有漂白性,但生成的化合物不稳定。
实验说明
亚硫酸、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐也有此性质
【名师总结】所学的漂白剂及其漂白原理
漂白剂
漂白原理
活性炭
物理吸附
HClO、O3、H2O2
强氧化作用
SO2
结合生成不稳定的无色物质,加热又复色
(4)SO2的用途
①漂白纸浆、毛、丝等。
②用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
【典例2】(24-25高一下·天津河北·期中)下列说法正确的是
A.SO2有毒,不能用作食品添加剂
B.燃煤中加入生石灰可以减少SO2的排放
C.2molN2可与6molH2完全反应生成4molNH3
D.氨水中只含有和H2O两种分子
【答案】B
【详解】A.二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂,能用作食品添加剂,A错误;
B.生石灰与燃煤中的SO2反应生成CaSO3,进一步氧化为CaSO4,减少SO2排放,B正确;
C.合成氨的反应为可逆反应,不能完全转化,C错误;
D.氨水中含有NH3、NH3·H2O、H2O三种分子,D错误;
故选B。
【变式2-1】(24-25高一下·天津·期中)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
【详解】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。
【变式2-2】(24-25高一下·天津河北·期末)下列关于SO2的说法中,不正确的是
A.SO2只有氧化性 B.SO2可用于杀菌消毒
C.SO2是一种无色气体 D.SO2尾气可用氨水吸收
【答案】A
【详解】A.中硫元素为+4价,既有氧化性又有还原性,因此“只有氧化性”错误,A错误;
B.具有杀菌消毒能力,常用于食品防腐等,B正确;
C.是无色、有刺激性气味的气体,C正确;
D.与氨水反应生成亚硫酸铵,可用氨水吸收尾气,D正确;
故选A。
【变式2-3】(24-25高二下·天津·期中)下列根据实验操作及现象书写的离子方程式正确的是
实验
操作及现象
①
向碘水中通入,棕黄色褪去
②
向溶液中加入过量氨水,得到无色溶液
③
向溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为黄色
④
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加饱和溴水,产生白色沉淀,溶液变为无色
A.实验①:
B.实验②:
C.实验③:
D.实验④:
【答案】A
【详解】A.实验①中,碘水()与发生氧化还原反应,离子方程式正确,,与现象(棕黄色褪去)一致,A正确;
B.实验②中,AgNO3溶液加入过量氨水,首先生成AgOH沉淀(),但过量氨水会继续与AgOH反应生成银氨配合物[Ag(NH3)2]+,离子方程式为,沉淀溶解,最终无色溶液为银氨溶液,B选项仅写出第一步沉淀生成,未体现过量氨水的后续反应,B错误;
C.实验③中,电荷和得失电子都不守恒,正确离子方程式应为,C错误;
D.实验④中,苯酚与饱和溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,现象正确,但方程式不正确,正确的离子方程式应为 ,D错误;
故选A。
题型03 三氧化硫的应用
三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体,为酸性氧化物,能与水反应:SO3+H2O===H2SO4,放出大量的热,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐,同时具有强氧化性。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)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。
【典例3】(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)下列反应中,只做氧化剂的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.该反应中Na元素化合价升高,Na是还原剂,H元素化合价降低,只做氧化剂,A符合题意;
B.该反应无元素化合价发生变化,没有发生氧化还原反应,不是氧化剂,B不符合题意;
C.氢元素和氧元素化合价均发生变化,水既是氧化剂也是还原剂,C不符合题意;
D.该反应F元素化合价降低,F2是氧化剂,O元素化合价升高,水做还原剂,D不符合题意;
故选A。
【变式3-1】(24-25高一下·天津·期中)下列有关三氧化硫的性质描述不正确的是
A.标况下,1molSO3体积约为22.4升 B.它是酸酐,具有酸酐的性质
C.它有强氧化性 D.它与水反应,放出大量热
【答案】A
【详解】A.标况下,SO3为固体,故1molSO3不是22.4升,A错误;
B.SO3是硫酸的酸酐,能与水反应生成硫酸,具有酸酐的性质,B正确;
C.SO3中S元素化合价为+6,处于最高价态,容易得到电子,故SO3具有强氧化性,C正确;
D.SO3与水反应生成硫酸时会放出大量热,D正确;
故答案选A。
【变式3-2】处理制备硫酸产生的“三废”时,下列说法错误的是
A.可以用氨水吸收尾气 B.可以用石灰乳处理废液并生产石膏
C.可以循环利用尾气中的SO2 D.可以用98.3%的浓硫酸吸收尾气中的SO2
【答案】D
【详解】A.氨水溶液显碱性,能吸收尾气中的SO2、SO3,A正确;
B.氢氧化钙吸收SO2、SO3分别转化为CaSO3、CaSO4,CaSO3在氧气条件下氧化可以得到CaSO4,用于生产石膏,B正确;
C.SO2可以循环利用,从而充分利用资源,提高原料利用率,C正确;
D.可以用98.3%的浓硫酸吸收尾气中的SO3,而非SO2,D错误;
故选D。
【变式3-3】高温下,FeSO4发生反应:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入BaCl2溶液中,得到的沉淀物质是( )
A.BaSO3和BaSO4 B.BaS
C.BaSO3 D.BaSO4
【答案】D
【详解】SO2和SO3都可溶于水,且与水反应,溶于水与水反应生成,而不与溶液反应;气体通入溶液中,先与水反应生成,再与溶液反应生成沉淀,答案选D。
题型04 硫酸的性质
一.硫酸的物理性质
1.纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高(沸点约338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸),难挥发;密度比水大,98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
2.溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量热。
3.稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。
二.硫酸的化学性质
1.稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,硫酸在水里很容易电离出氢离子,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,具有酸的通性,能使石蕊溶液变红,还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。
①指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
②与金属(如Fe、Al)反应:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ;2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
③与碱(如NaOH、Ba(OH)2)反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
④与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应:CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O;MgO+2H+===Mg2++H2O;
⑤与某些盐(如BaCl2、Na2SO3)反应:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl;SO+2H+===H2O+SO2↑;
2.浓H2SO4的特性
1)吸水性与脱水性的区别
(1)浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。
(2)浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去,如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状黑色固体C,C被浓硫酸氧化放出有刺激性气味的气体,C12H22O1112C+11H2O,C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2↑, 体现了浓硫酸具有脱水性、强氧化性。
(3)二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。
(4)利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
注意:在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
2)强氧化性:在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在,体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中,存在+6价硫,很容易得电子被还原,所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧化:
(1)Fe、Al的钝化
常温下,当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
(2)与不活泼金属和非金属的反应
A.实验探究——浓硫酸与铜反应
实验5-3
浓硫酸与铜的反应(必修第二册,P5)
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。
实验步骤
在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里,观察溶液的颜色。
实验现象
①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象;
②加热后,试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;试管中的品红溶液逐渐变为无色,试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
③试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈蓝色;
实验结论
①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论:浓硫酸具有酸性、强氧化性。
实验说明
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成高价态金属的硫酸盐,本身一般被还原为 SO2。
②常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化。
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为 SO2。
④可抽动的铜丝可控制反应的发生或停止。
⑤试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是吸收多余的SO2,以防污染环境。
B.浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的规律:
由于浓硫酸具有强氧化性,故存在与稀硫酸不同的化学性质,能够与不活泼金属或非金属发生反应,反应过程中有如下规律:
①反应要加热,否则不反应;
②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
③浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。如:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑
2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O
④随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
C.浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O
2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O
【特别提醒】①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
②由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
三.硫酸的用途
(1)重要的化工原料,可用于制化肥、农药、炸药、染料,用于精炼石油等,硫酸的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。
(2)金属加工前的酸洗,消除金属表面的氧化物。
(3)制取各种挥发性酸、硫酸盐、作干燥剂等,是实验室里常用的试剂。
【典例4】(24-25高一下·天津西青·期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸说法错误的是
A.常温下,可用铁制容器储存浓硫酸、浓硝酸
B.常温下铜可分别溶于足量的浓硝酸、浓硫酸中
C.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
D.不可用 pH试纸测定浓硫酸和浓硝酸的pH
【答案】B
【详解】A.浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性,常温下使铁钝化,在Fe的表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应继续,因此常温下,可用铁制容器储存浓硫酸、浓硝酸,A正确;
B.浓硫酸与铜需加热才反应,常温下不反应,故铜在常温下仅溶于浓硝酸,B错误;
C.浓硝酸的见光分解特性要求避光保存,因此浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,C正确;
D.浓硫酸具有脱水性,能使pH试纸碳化,浓硝酸具有强氧化性,会使pH试纸褪色,因此不可用pH试纸测定浓硫酸和浓硝酸的pH,D正确;
故选B。
【变式4-1】(24-25高一下·天津滨海新·期中)下列叙述正确的是
A.蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
B.HNO3具有强氧化性,常用浓硝酸除去青铜制品表面的铜锈
C.将少量SO2通入BaCl2溶液能生成白色沉淀
D.将浓硝酸和浓硫酸分别露置在空气中,溶质的物质的量浓度都降低
【答案】D
【详解】A.蔗糖发黑是浓硫酸的脱水性将有机物碳化,而非吸水性,A错误;
B.浓硝酸虽能溶解铜锈,但会与青铜中的铜反应,导致腐蚀,不常用,B错误;
C.SO2与BaCl2不反应,酸性条件下无法生成沉淀,C错误;
D.浓硝酸挥发使溶质减少,浓硫酸吸水使溶剂增加,两者浓度均降低,D正确;
故选D。
【变式4-2】(24-25高一下·天津·期中)下列有关硫酸的说法正确的是
A.稀硫酸能使蔗糖脱水碳化 B.浓硫酸与炽热的木炭反应生成
C.浓硫酸可用来干燥 D.常温下,浓硫酸与铝、铁都不反应
【答案】B
【详解】A.稀硫酸脱水性较弱,使蔗糖脱水碳化是浓硫酸的特性,A错误;
B.浓硫酸与炽热木炭反应生成(同时生成二氧化硫和水),B正确;
C.浓硫酸为酸性干燥剂,会与反应,不能干燥,C错误;
D.常温下浓硫酸与铝、铁发生钝化反应(表面形成氧化膜),并非“不反应”,D错误;
故选B。
【变式4-3】(24-25高一下·天津·月考)常温下,下列溶液可用铁制容器盛装的是
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.浓盐酸
【答案】A
【详解】A.浓硫酸在常温下能使铁钝化,形成致密氧化膜阻止反应,A正确;
B.稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,腐蚀铁容器,B错误;
C.稀硝酸与铁反应生成硝酸盐、水和一氧化氮,腐蚀铁容器,C错误;
D.浓盐酸酸性强且无强氧化性,常温下与铁剧烈反应生成氯化亚铁和氢气,D错误;
故答案选A。
题型05 硫酸离子的检验
硫酸根离子的检验
1.实验探究:SO的检验
实验操作
实验现象
先生成白色沉淀,加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀,加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀,加入稀盐酸后沉淀溶解,且有气泡产生
离子方程式
Ba2++SO=BaSO4↓
Ba2++SO=BaSO4↓
Ba2++CO===BaCO3↓;
BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑
实验结论
SO与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀
CO与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3可溶于稀盐酸
2.检验SO的正确操作及解释
(1)原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
(2)试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
(3)操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
(4)排除干扰
①Ag+干扰:用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。
②CO、SO、PO43-干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO时,必须先用稀盐酸酸化。
【特别提醒】不能用稀硝酸酸化,因在酸性条件下,SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为SO,从而干扰检验结果。
③整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
3.SO检验的应用——粗盐提纯
(1)物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”
① 三个必须
a.除杂试剂必须稍过量。
b.过量试剂必须除尽。
c.除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。
② 四个原则
(2)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
氯化钡溶液
Ba2++SO===BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++CO===CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(3)试剂加入的顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后;加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为
①BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
②NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
③BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。
【典例5】(24-25高一下·天津·期中)有一瓶溶液,可能已部分被氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是
A.溶液已部分被氧化
B.加入溶液后生成的沉淀中一定含有
C.加硝酸后仍存在的沉淀一定为
D.此实验能确定溶液是否部分被氧化
【答案】C
【详解】A.实验中最终沉淀为BaSO4,可能是原溶液中的被硝酸氧化所致,无法确定是否部分被氧化,A错误;
B.若原溶液未被氧化,加入Ba(NO2)2会生成BaSO3沉淀而非BaSO4,B错误;
C.硝酸的强氧化性会将氧化为,最终沉淀必为BaSO4,C正确;
D.无论是否部分被氧化,实验现象均相同,无法确定是否被氧化,D错误;
故选C。
【变式5-1】(24-25高三上·天津河西·期中)仅用下表提供的试剂和用品,能实现相应实验目的的是
选项
实验目的
实验试剂
实验用品
A
比较镁和铝的金属性强弱
溶液、溶液、氨水
试管、胶头滴管
B
制备乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液
试管、橡胶塞、导管、乳胶管、铁架台、碎瓷片、酒精灯、火柴
C
检验硫酸根离子
稀盐酸、溶液
试管、胶头滴管
D
制备胶体
饱和溶液、蒸馏水
烧杯、胶头滴管、陶土网、三脚架
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溶液、溶液分别与氨水反应都生成沉淀,不能根据反应现象判断镁和铝的金属性强弱,故不选A;
B.乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解,制备乙酸乙酯,不能用氢氧化钠溶液收集乙酸乙酯,应该用饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯,故不选B;
C.向待测液中先滴加足量稀盐酸,无现象,再滴加溶液,若有沉淀生成,则待测液中含有硫酸根离子,故选C;
D.向沸水中滴加饱和溶液制备胶体,实验用品缺少酒精灯,故不选D;
选C。
【变式5-2】(24-25高一下·天津武清·月考)下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入少量:
B.溶液与过量溶液反应:
C.过量铁粉与稀硝酸反应产生无色气体:
D.用溶液吸收少量:
【答案】D
【详解】A.向溶液中通入少量,可将氧化为,会生成沉淀,离子方程式为,A错误;
B.由于氢氧化钠过量,还可以继续和铵根离子反应,离子方程式为:2NH+Fe2+ + 4OH- = Fe(OH)2↓+2NH3·H2O,B错误;
C.过量铁粉与稀硝酸反应,最终生成亚铁离子,离子方程式为:,C错误;
D.Na2SO3溶液吸收少量Cl2,先发生氧化还原反应反应生成硫酸根和氢离子,然后氢离子与亚硫酸根结合生成亚硫酸氢根,离子方程式为,D正确;
故选D。
【变式5-3】(2025·天津红桥·二模)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向溶液中加入少量稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸未变蓝色
溶液不含
B
向某溶液中先滴加稀盐酸,无现象,再滴加溶液有白色沉淀生成
溶液含
C
某钠盐溶于盐酸,产生了无色无味的气体
该钠盐一定含有
D
常温下,将光亮的片放入浓硫酸中,表面迅速变暗之后无明显变化
Al与浓硫酸不反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.加入少量稀NaOH溶液,可能生成NH3▪H2O,但因为浓度低等原因,没有产生氨气,也没有检测到氨气,由实验操作和现象可知,溶液中可能会含,A错误;
B.加入稀盐酸除去干扰离子,硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀,根据实验现象知,溶液中含有,B正确;
C.某钠盐溶于盐酸,产生了无色无味的气体,至少含有或一种,C错误;
D.常温下Al和浓硫酸发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,该现象为钝化现象,不是不反应,D错误;
故选B。
题型06 硫的转化
硫及其化合物的相互转化及应用
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.构建硫及其化合物转化网络
3.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
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
注意:(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)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【典例6】(2022·天津南开·一模)下列物质可用于处理泄漏的有毒物质Na2S的是
①Fe2(SO4)3②铁粉③NaCl④KI⑤双氧水
A.①⑤ B.②④ C.③④ D.③⑤
【答案】A
【详解】由反应方程式2Fe3++S2-=2Fe2++S↓或者2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓,S2-+H2O2=S+2OH-可知,Fe2(SO4)3和H2O2可以用于处理泄漏的有毒物质Na2S,Fe粉、NaCl和KI均不能以Na2S反应,不能处理,故答案为:A。
【变式6-1】(25-26高三上·天津南开·期中)能满足下列物质间直接转化关系,但推理错误的是
纯净物M化合物Ⅰ化合物ⅡX
A.若M是C,化合物I一定是CO B.若M是,化合物Ⅰ一定是
C.若X是硫酸,纯净物M可以是 D.若X是硝酸,纯净物M可以是
【答案】B
【详解】A.若M是C,化合物Ⅰ一定是CO,碳在氧气不足时生成CO,CO可以燃烧生成CO2,二氧化碳和水生成碳酸;若直接生成CO2则无法继续反应,因此Ⅰ必须为CO,A正确;
B.若M是H2S,硫化氢不完全燃烧可以生成硫单质而非SO2,S可继续氧化为SO2,二氧化硫和水生成亚硫酸,因此Ⅰ不一定是SO2,B错误;
C.若X是硫酸,M可以是FeS2,FeS2燃烧生成SO2,SO2氧化为SO3,三氧化硫与水反应生成硫酸,C正确;
D.若X是硝酸,M可以是NH3,NH3催化氧化生成NO,NO氧化为NO2,二氧化氮与水反应生成硝酸,D正确;
故选B。
【变式6-2】(24-25高三上·天津·阶段练习)已知某物质X能发生如图转化:
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是
A.若X为,则A为硝酸
B.若X为S,则A为硫酸
C.若X为非金属单质或非金属氢化物,则A不一定能与金属铜反应生成Y
D.反应①和②一定为氧化还原反应,反应③一定为非氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.若X为,Y为NO,Z为NO2,则A为硝酸,A正确;
B.若X为S,Y为SO2,Z为SO3,则A为硫酸,B正确;
C.若X为N2或NH3,则Y为NO、Z为NO2、A为HNO3,稀硝酸能与Cu反应生成NO,浓硝酸与Cu反应生成二氧化氮,若X为S或H2S,Y可为SO2,这样Y为SO3,A为H2SO4,浓硫酸能与Cu反应生成SO2,但稀硫酸不能与Cu反应,C正确;
D.物质与单质氧气的反应一定属于氧化还原反应,即反应①和②一定为氧化还原反应,若X为S或H2S,反应③可以为三氧化硫与水生成硫酸,属于非氧化还原反应;若X为N2或NH3,反应③为二氧化氮与水生成硝酸与NO,若X为Na时,Y为Na2O、Z为Na2O2,反应③是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气,属于氧化还原反应,D错误;
故选D。
【变式6-3】(2021·天津·一模)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的和Hg的协同脱除,部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是
A.产生清洁燃料 B.脱除率不是100%
C.只被氧化 D.催化剂表面发生了极性共价键的断裂
【答案】C
【详解】A.由机理图可知,H2S被吸附在催化剂活泼炭表面形成H原子,H原子与H原子成键生成清洁燃料H2,故A正确;
B.由机理图可知,H2S分解产生的H2和S会再次生成部分H2S,故H2S脱除率小于100%,故B错误;
C.由机理图可知,H2S在催化过程中形成了SO2、单质S、CS2和H2,S元素化合价升高被氧化,H元素化合价降低被还原,则H2S既被氧化又被还原,故C错误;
D.H2S被吸附在催化剂活泼炭表面形成H原子和S原子,断裂的H-S键是极性共价键,故D正确;
故答案为C。
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5.1 硫及其化合物
题型01 单质硫的结构性质
题型02 二氧化硫的性质和用途
题型03 三氧化硫的应用
题型04 硫酸的性质
题型05 硫酸离子的检验
题型06 硫的转化
题型01 单质硫的结构性质
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以 的形式存在,。
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
3.硫单质的物理性质
硫单质俗称 ,是一种 色固体; 溶于水, 溶于酒精, 溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
注: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 。
4.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2 O2
(1)S的氧化性
S与Fe、Cu、Hg、H2反应的化学方程式依次为
①Fe+SFeS( 色难溶于水的物质, 溶于盐酸、稀硫酸)
②2Cu+SCu2S( 色难溶于水的物质, 溶于盐酸、稀硫酸)
③S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的 )
④H2+SH2S( 气味的气体)。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,在空气中燃烧火焰为 色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为: 。
(3)既体现S的氧化性又体现S的还原性:S与NaOH溶液反应的化学方程式为:
该反应中硫既是 剂,又是 剂,此反应可用于除去试管内黏附的 。
【典例1】(25-26高三上·天津南开·期中)实验:把0.5 g硫粉与1.0 g铁粉混合均匀,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束,冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析正确的是
A.由“用灼热的玻璃棒触及混合粉末”,推断实验过程中需要加热发生了吸热反应
B.由“实验过程中能闻到刺激性气味”,推断S与反应生成了
C.将“黑色固体”溶于盐酸时产生臭鸡蛋气味气体,推断Fe与S发生了反应
D.将“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色,推断Fe与S反应生成了价铁的化合物
【变式1-1】(24-25高一下·天津·期中)下列有关硫单质性质的叙述正确的是
A.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于酒精的晶体
B.硫在加热条件下将Fe还原成FeS,将Cu还原成
C.硫在空气中的燃烧产物是,在纯氧中的燃烧产物是
D.硫与金属钠或氢气反应均被还原
【变式1-2】(25-26高一上·天津滨海新·期中)从硫元素的化合价态上判断,下列物质中的硫元素只能表现还原性的是:
A.SO2 B.S C.Na2S D.
【变式1-3】(24-25高一下·天津·期中)下列有关单质硫的说法中,不正确的是
A.在富含氧气的地表附近的含硫化合物中,硫常常为+4价或+6价
B.单质硫与足量氧气反应时可通过一步反应生成
C.残留在试管内壁上的硫可用溶解除去
D.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
题型02 二氧化硫的性质和用途
二氧化硫(SO2)
(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)实验探究二氧化硫的性质
实验5-1
二氧化硫溶于水(必修第二册,P3)
实验装置
实验原理
SO2+H2O H2SO3
实验用品
二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽
实验步骤
如图5-2所示,把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度(保留该溶液供实验5-2使用)
实验现象
试管内液面
实验结论
SO2 溶于水
实验说明
1体积水可溶解 体积SO2
(3)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性:
a.与水反应: ( 反应);H2SO3是 酸,水溶液能使紫色石蕊试液变 色。
b.与NaOH(足量)反应: ,应用:用NaOH溶液吸收 尾气;
与澄清石灰水反应: ,与 性质相似。
c.与碱性氧化物(CaO)反应反应: 。
d.与盐(NaHCO3)溶液反应: ;Na2SO3溶液中通入SO2气体 。
【名师解读】可逆反应是指在 条件下既能向 方向进行,同时又能向 方向进行的反应,用“”连接。可逆反应具有三性: 性、 性、 性(反应物 完全转化为生成物,反应物和生成物共存)。
②氧化性(如与H2S溶液反应):
③还原性:
a.与O2反应: ( 反应);
b.与氯水反应: (还可使溴水、碘水 色)
c.能使酸性高锰钾溶液褪色: (离子方程式)
d.与三价铁盐(Fe3+)反应:
④SO2的特性——漂白性:可使 溶液等有机色质褪色,生成 的化合物,是一个可逆过程,受热恢复 。
实验5-2
二氧化硫性质的实验探究(必修第二册,P3)
实验装置
实验原理
二氧化硫与 反应生成 的无色物质, 分解又生成 物质
实验用品
二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液;试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH 试纸。
实验步骤
用试管取2L在实验5—1中得到的溶液,向其中滴入1-2滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化
实验现象
滴加品红溶液后,溶液先变 ,振荡后 ,再加热后溶液颜色恢复 色,同时有 的气体生成。
实验结论
SO2具有漂白性,但生成的化合物不稳定。
实验说明
、 、 也有此性质
【名师总结】所学的漂白剂及其漂白原理
漂白剂
漂白原理
活性炭
物理吸附
HClO、O3、H2O2
强氧化作用
SO2
结合生成不稳定的无色物质,加热又复色
(4)SO2的用途
①漂白 、毛、丝等。
②用于杀菌消毒,还是一种 添加剂。
【典例2】(24-25高一下·天津河北·期中)下列说法正确的是
A.SO2有毒,不能用作食品添加剂
B.燃煤中加入生石灰可以减少SO2的排放
C.2molN2可与6molH2完全反应生成4molNH3
D.氨水中只含有和H2O两种分子
【变式2-1】(24-25高一下·天津·期中)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
【变式2-2】(24-25高一下·天津河北·期末)下列关于SO2的说法中,不正确的是
A.SO2只有氧化性 B.SO2可用于杀菌消毒
C.SO2是一种无色气体 D.SO2尾气可用氨水吸收
【变式2-3】(24-25高二下·天津·期中)下列根据实验操作及现象书写的离子方程式正确的是
实验
操作及现象
①
向碘水中通入,棕黄色褪去
②
向溶液中加入过量氨水,得到无色溶液
③
向溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为黄色
④
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加饱和溴水,产生白色沉淀,溶液变为无色
A.实验①:
B.实验②:
C.实验③:
D.实验④:
题型03 三氧化硫的应用
三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为 色、 晶体,为 氧化物,能与水反应: ,放出大量的热,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成 ,同时具有 性。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源: 的燃烧及 的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成 (pH小于 )。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)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、 。
【典例3】(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)下列反应中,只做氧化剂的是
A. B.
C. D.
【变式3-1】(24-25高一下·天津·期中)下列有关三氧化硫的性质描述不正确的是
A.标况下,1molSO3体积约为22.4升 B.它是酸酐,具有酸酐的性质
C.它有强氧化性 D.它与水反应,放出大量热
【变式3-2】处理制备硫酸产生的“三废”时,下列说法错误的是
A.可以用氨水吸收尾气 B.可以用石灰乳处理废液并生产石膏
C.可以循环利用尾气中的SO2 D.可以用98.3%的浓硫酸吸收尾气中的SO2
【变式3-3】高温下,FeSO4发生反应:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入BaCl2溶液中,得到的沉淀物质是( )
A.BaSO3和BaSO4 B.BaS
C.BaSO3 D.BaSO4
题型04 硫酸的性质
一.硫酸的物理性质
1.纯硫酸是一种 色油状液体,沸点高(沸点约338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸), 挥发;密度比水 ,98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
2.溶解性:浓硫酸与水以 互溶,溶解时可放出 。
3.稀释方法:将 沿器壁慢慢注入 中并不断 。
二.硫酸的化学性质
1.稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,硫酸在水里很容易电离出 ,在水溶液中的电离方程式为 ,具有 的通性,能使石蕊溶液 ,还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。
①指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
②与金属(如Fe、Al)反应: ;
③与碱(如NaOH、Ba(OH)2)反应: ; ;
④与碱性氧化物(如CuO、MgO)反应: ; ;
⑤与某些盐(如BaCl2、Na2SO3)反应: ; ;
2.浓H2SO4的特性
1)吸水性与脱水性的区别
(1)浓硫酸吸水是把物质本身中含有的 吸收。
(2)浓硫酸脱水是把 的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比 的形式脱去,如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变 ,体积 ,变成 的海绵状 固体C,C被浓硫酸氧化放出 气味的气体, ,
, 体现了浓硫酸具有 性、 性。
(3)二者的本质区别是物质中有没有 。
(4)利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作 ,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如 )和强还原性气体(如 )。
注意:在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的 性。
2)强氧化性:在浓硫酸中主要是以 的形式存在,体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中,存在+6价硫,很容易得电子被还原,所以具有很强的 性。浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧化:
(1)Fe、Al的钝化
常温下,当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的 而出现“ ”现象。
(2)与不活泼金属和非金属的反应
A.实验探究——浓硫酸与铜反应
实验5-3
浓硫酸与铜的反应(必修第二册,P5)
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、棉花。
实验步骤
在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水的另一支试管里,观察溶液的颜色。
实验现象
①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象;
②加热后,试管中铜丝表面变 ,有气泡逸出;试管中的品红溶液逐渐变为 色,试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为 色;
③试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈 色;
实验结论
①加热前铜与浓硫酸 反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成 。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成 。总结论:浓硫酸具有 性、 性。
实验说明
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成 金属的硫酸盐,本身一般被还原为 。
②常温下,浓硫酸能使 钝化。
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成 的氧化物或含氧酸,本身被还原为 。
④可抽动的铜丝可控制反应的 。
⑤试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是吸收多余的 ,以防 。
B.浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的规律:
由于浓硫酸具有强氧化性,故存在与稀硫酸不同的化学性质,能够与不活泼金属或非金属发生反应,反应过程中有如下规律:
①反应要 ,否则不反应;
②还原产物一般是 。一般金属被氧化为 的硫酸盐,非金属被氧化为 氧化物或含氧酸。
③浓硫酸与金属反应时,既表现 性又表现 性,而与非金属反应时,只表现 性。如:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑
2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O
④随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为 ,反应就停止。
C.浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O
2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O
【特别提醒】①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
②由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
三.硫酸的用途
(1)重要的化工原料,可用于制 、 、炸药、染料,用于精炼石油等,硫酸的产量是衡量一个国家 发展水平的标志。
(2)金属加工前的酸洗,消除金属表面的 。
(3)制取各种 、硫酸盐、作 等,是实验室里常用的试剂。
【典例4】(24-25高一下·天津西青·期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸说法错误的是
A.常温下,可用铁制容器储存浓硫酸、浓硝酸
B.常温下铜可分别溶于足量的浓硝酸、浓硫酸中
C.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
D.不可用 pH试纸测定浓硫酸和浓硝酸的pH
【变式4-1】(24-25高一下·天津滨海新·期中)下列叙述正确的是
A.蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
B.HNO3具有强氧化性,常用浓硝酸除去青铜制品表面的铜锈
C.将少量SO2通入BaCl2溶液能生成白色沉淀
D.将浓硝酸和浓硫酸分别露置在空气中,溶质的物质的量浓度都降低
【变式4-2】(24-25高一下·天津·期中)下列有关硫酸的说法正确的是
A.稀硫酸能使蔗糖脱水碳化 B.浓硫酸与炽热的木炭反应生成
C.浓硫酸可用来干燥 D.常温下,浓硫酸与铝、铁都不反应
【变式4-3】(24-25高一下·天津·月考)常温下,下列溶液可用铁制容器盛装的是
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.浓盐酸
题型05 硫酸离子的检验
硫酸根离子的检验
1.实验探究:SO的检验
实验操作
实验现象
先生成 沉淀,加入稀盐酸后沉淀
先生成 沉淀,加入稀盐酸后沉淀
先生成 沉淀,加入稀盐酸后沉淀 ,且有 产生
离子方程式
实验结论
SO与Ba2+反应生成 溶于稀盐酸的 BaSO4沉淀
CO与Ba2+反应生成的 沉淀BaCO3 溶于稀盐酸
2.检验SO的正确操作及解释
(1)原理:利用Ba2++SO===BaSO4↓(白色),BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。
(2)试剂:可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。
(3)操作方法:待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)
(4)排除干扰
①Ag+干扰:用盐酸酸化可排除 的干扰。
②CO、SO、PO43-干扰:BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是 沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO时,必须先用 酸化。
【特别提醒】不能用稀硝酸酸化,因在酸性条件下,SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为SO,从而干扰检验结果。
③整个过程中可能发生反应的离子方程式: 、 、 、
。
3.SO检验的应用——粗盐提纯
(1)物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”
① 三个必须
a.除杂试剂必须稍 。
b. 试剂必须除尽。
c.除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。
② 四个原则
(2)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
CaCl2
MgCl2
(3)试剂加入的顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在 溶液之后;加入盐酸在 之后。通常顺序可以为
①BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
②NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
③BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。
【典例5】(24-25高一下·天津·期中)有一瓶溶液,可能已部分被氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是
A.溶液已部分被氧化
B.加入溶液后生成的沉淀中一定含有
C.加硝酸后仍存在的沉淀一定为
D.此实验能确定溶液是否部分被氧化
【变式5-1】(24-25高三上·天津河西·期中)仅用下表提供的试剂和用品,能实现相应实验目的的是
选项
实验目的
实验试剂
实验用品
A
比较镁和铝的金属性强弱
溶液、溶液、氨水
试管、胶头滴管
B
制备乙酸乙酯
乙醇、乙酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液
试管、橡胶塞、导管、乳胶管、铁架台、碎瓷片、酒精灯、火柴
C
检验硫酸根离子
稀盐酸、溶液
试管、胶头滴管
D
制备胶体
饱和溶液、蒸馏水
烧杯、胶头滴管、陶土网、三脚架
A.A B.B C.C D.D
【变式5-2】(24-25高一下·天津武清·月考)下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入少量:
B.溶液与过量溶液反应:
C.过量铁粉与稀硝酸反应产生无色气体:
D.用溶液吸收少量:
【变式5-3】(2025·天津红桥·二模)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向溶液中加入少量稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸未变蓝色
溶液不含
B
向某溶液中先滴加稀盐酸,无现象,再滴加溶液有白色沉淀生成
溶液含
C
某钠盐溶于盐酸,产生了无色无味的气体
该钠盐一定含有
D
常温下,将光亮的片放入浓硫酸中,表面迅速变暗之后无明显变化
Al与浓硫酸不反应
A.A B.B C.C D.D
题型06 硫的转化
硫及其化合物的相互转化及应用
1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.构建硫及其化合物转化网络
3.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过 反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过 反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其 的价态,即台阶式升降,可用下图表示
注意:(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)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
【典例6】(2022·天津南开·一模)下列物质可用于处理泄漏的有毒物质Na2S的是
①Fe2(SO4)3②铁粉③NaCl④KI⑤双氧水
A.①⑤ B.②④ C.③④ D.③⑤
【变式6-1】(25-26高三上·天津南开·期中)能满足下列物质间直接转化关系,但推理错误的是
纯净物M化合物Ⅰ化合物ⅡX
A.若M是C,化合物I一定是CO B.若M是,化合物Ⅰ一定是
C.若X是硫酸,纯净物M可以是 D.若X是硝酸,纯净物M可以是
【变式6-2】(24-25高三上·天津·阶段练习)已知某物质X能发生如图转化:
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是
A.若X为,则A为硝酸
B.若X为S,则A为硫酸
C.若X为非金属单质或非金属氢化物,则A不一定能与金属铜反应生成Y
D.反应①和②一定为氧化还原反应,反应③一定为非氧化还原反应
【变式6-3】(2021·天津·一模)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的和Hg的协同脱除,部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是
A.产生清洁燃料 B.脱除率不是100%
C.只被氧化 D.催化剂表面发生了极性共价键的断裂
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