第17讲 硫及其氧化物(Word教案)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义(广东专版)
2026-09-15
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教辅
摘要:
该高中化学讲义聚焦硫及其氧化物高考核心考点,涵盖硫单质的性质(存在、物理性质、化学性质)及硫的氧化物(SO₂、SO₃性质、制备、检验,酸雨防治),按“性质-应用-实验-真题”逻辑架构知识体系,通过必备知识梳理、微思考深化理解、分层练习巩固、高考真题演练四环节,帮助学生系统构建硫元素化合物知识网络。
讲义突出科学思维与科学探究,如通过归纳三类漂白剂差异、设计SO₂和CO₂检验流程培养证据推理能力,利用“W”形玻璃管微型实验探究SO₂性质落实实践要求。设置基础巩固、能力提升、综合应用分层练习,配合即时反馈,助力学生高效突破难点,为教师精准把控复习节奏提供实用教学资源。
内容正文:
第17讲 硫及其氧化物
[课程标准] 1.掌握硫单质的主要化学性质及应用。2.掌握硫的氧化物的主要化学性质及应用。
考点一 硫单质的性质
1.自然界中的硫
游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中,化合态主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
2.物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
硫黄
黄色晶体
难溶于水
微溶于酒精
易溶于CS2
3.化学性质
(1)硫的原子结构
硫的价层电子排布式为3s23p4,据此可预测其主要化合价为-2、0、+4、+6。
(2)氧化性:(0价→-2价)
(3)还原性:(0价→+4价)
S+O2SO2
(4)与碱发生歧化反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
【微思考】 (1)硫为何易溶于CS2?在实验室中,如何除去残留在试管内壁上的硫?
提示:硫单质、CS2均属于非极性分子,根据“相似相溶”原理,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中;残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。
(2)单质硫在足量的氧气中燃烧时,产物为 。
提示:SO2
(3)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,应如何处理?
提示:可撒上硫粉进行处理。
1.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄(即硫黄)能化金银钢铁,奇物”,所得产物不可能是( )
A.Au2S B.Ag2S
C.CuS D.FeS
答案:C
解析:S单质的氧化性比较弱,只能将变价金属氧化为低价态的物质,所以S分别与Au、Ag、Fe反应时依次生成Au2S、Ag2S、FeS,选项A、B、D正确;S氧化Cu应该生成低价的Cu2S,C项错误。
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2.实验:把0.5 g硫粉与1.0 g铁粉均匀混合,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。下列分析不正确的是( )
A.铁与硫的反应为放热反应
B.铁与硫反应生成硫化亚铁
C.黑色固体中可能含有铁的氧化物
D.实验过程发生的反应中,硫均作氧化剂
答案:D
解析:玻璃棒移开后,红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束,可以看出该反应是放热反应,A正确;S的氧化性较弱,发生反应Fe+SFeS,B正确;实验最终得到了黑色固体,可能含有铁的氧化物,C正确;实验过程能中闻到刺激性气味,推测是SO2,此时硫在反应中作为还原剂,D错误。
3.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( )
A.2Al+3SAl2S3
B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
答案:A
解析:该反应中S的化合价由0价变为-2价,只表现氧化性,A正确;该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,S表现还原性和氧化性,B错误;该反应中S的化合价由-2价变为0价,S只表现还原性,C错误;该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,S表现氧化性和还原性,D错误。
考点二 硫的氧化物
1.二氧化硫
(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。
【微思考1】 SO2易溶于水的原因是什么?
提示:SO2是极性分子;SO2可以与水反应生成亚硫酸。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性:
②弱氧化性(S:+4价→0价):SO2+2H2S3S+2H2O
③强还原性(S:+4价→+6价):
④漂白性:品红溶液褪色恢复红色
【微思考2】 SO2化学性质的多重性探究,将SO2气体分别通入下列四种溶液中。
回答下列问题:
(1)试管a中的实验现象:酸性KMnO4溶液 ,证明SO2具有 性。
(2)试管b中的实验现象:品红溶液 ,证明SO2具有 性。
(3)试管c中能产生白色沉淀,该沉淀是 。
(4)试管d中能产生白色沉淀,该沉淀是 。
提示:(1)褪色 还原 (2)褪色 漂白 (3)BaSO4
(4)BaSO3
因SO2造成的褪色现象分类归纳
SO2
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O;
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②铜与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
【微思考3】
①紫色石蕊溶液 色,证明SO2水溶液的 性;
②品红溶液 色,证明SO2水溶液的 性;
③H2S溶液 ,证明SO2水溶液的 性;
④氯水 色,证明SO2水溶液的 性;
⑤酸性KMnO4溶液 色,证明SO2水溶液的 性。
提示:①变红 酸 ②褪 漂白 ③变浑浊 氧化 ④褪 还原 ⑤褪 还原
2.三氧化硫
(1)物理性质:熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质:三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
3.酸雨及其防治
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程
SO2SO3H2SO4;
SO2H2SO3H2SO4。
【微思考4】 某次采集酸雨样品,每隔一段时间测定一次pH,得到数据如下:
时间
开始
8小时
16小时
24小时
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
时间
32小时
40小时
48小时
pH
4.2
4.0
4.0
①放置时,雨水样品pH变化的主要原因: 。
②pH变化的离子方程式: 。
提示:①雨水样品里弱酸H2SO3和SO2不断被空气中的氧气氧化生成强酸H2SO4,所以随时间延长,H+浓度增大,pH下降至全部氧化后,溶液中形成的H2SO4不会氧化和挥发,pH不再发生变化
②2SO2+2H2O+O24H++2S或2H2SO3+O24H++2S
SO2检验的思维模型
1.如图是检验某无色气体A(SO2和CO2的混合气体)的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是 ,作用是 。
(2)C中加入的试剂是 ,作用是 。
(3)D中加入的试剂是 ,作用是 。
(4)实验时,C中应观察到的现象是 。
答案:(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
注意:有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅但不褪成无色。
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SO2的制备及性质实验
2.(2025·广东深圳一模)按下图装置,将浓H2SO4加入Na2S2O3溶液中,Na2S2O3溶液产生气泡和黄色沉淀。下列预期现象及相应推理均不正确的是( )
A.溴水润湿的滤纸褪色,说明SO2有还原性
B.湿润蓝色石蕊试纸变红,说明SO2水溶液显酸性
C.烧瓶壁发热,说明反应S2(aq)+2H+(aq)S(s)+H2O(l)+SO2(g)是放热反应
D.H2S溶液产生黄色沉淀,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
答案:C
解析:二氧化硫具有还原性,能够使溴水褪色,Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,A正确;二氧化硫为酸性氧化物,能够与水反应生成亚硫酸:SO2+H2O⥫⥬H2SO3,湿润的蓝色石蕊试纸变红说明SO2水溶液显酸性,B正确;浓硫酸稀释也会产生大量的热,所以烧瓶壁发热,不能说明反应S2(aq)+2H+(aq)S(s)+H2O(l)+SO2(g)是放热反应,C不正确;H2S溶液产生黄色沉淀是因为SO2与H2S生成S单质:2H2S+SO23S↓+2H2O,H2S是还原剂,SO2是氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,D正确。
3.实验小组用“W”形玻璃管等微型装置(下图)进行实验以验证SO2的性质,①~④处的试剂分别为Na2SO3固体、品红溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH-酚酞溶液。下列说法正确的是( )
A.①处出现气泡,体现了H2SO4的氧化性
B.②处溶液褪色,用酒精灯加热后红色不复原
C.③处、④处溶液褪色,且褪色原理相同
D.①处试剂换为Na2S2O3溶液也可以达到实验目的
答案:D
解析:①处70%硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2是复分解反应,体现硫酸的强酸性,没有体现氧化性,A错误;②处SO2使品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,SO2与有色物质反应生成的无色物质不稳定,加热品红溶液会恢复红色,B错误;酸性高锰酸钾溶液褪色体现SO2的还原性,NaOH-酚酞溶液褪色体现SO2是酸性氧化物的性质,褪色原理不同,C错误;Na2S2O3溶液在酸性条件下能发生自身歧化反应,生成二氧化硫、硫单质和水,也可以达到实验目的,D正确。
几种物质的漂白性比较
4.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、紫色石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
答案:B
解析:SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;二氧化硫、氯气、臭氧等气体都能使品红溶液褪色,所以能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2,故B正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质,所以其漂白原理不相同,故C错误;SO2可以与滴有酚酞的NaOH溶液发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。
5.已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生化合反应生成无色物质。
(1)为了探究比较SO2和Cl2的漂白原理,甲同学做了如下对比实验:
a.将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现品红试纸均不褪色;
b.将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均褪色;
c.加热b中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气味的气体,后者无明显现象;
d.将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中,发现前者只变红,不褪色;后者先变红,后褪色。
请根据甲同学的实验事实,简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同之处与不同之处。
①相同之处:SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的分别是其与水反应后的产物
和 。
②不同之处:H2SO3只能与某些有机色质发生 反应,生成不稳定的无色物质,产物受热分解再放出SO2是非氧化还原反应。HClO能与很多有机色质发生 反应,生成物较稳定。
(2)乙同学为了探究对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小,将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应,至完全褪色时,发现消耗三种漂白剂的物质的量相同,但褪色时间O3最短,H2O2次之,Cl2最长。
①消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质 相等。
②O3漂白速度较H2O2快的主要原因是 。
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是 。
答案:(1)①H2SO3 HClO ②化合 氧化还原
(2)①得电子数 ②氧化性:O3>H2O2 Cl2和水反应生成的HClO浓度较小
三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
化合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
吸附色素
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酸雨及其防治
6.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.酸雨的pH小于5.6
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是形成酸雨的来源
D.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林和草原
答案:B
解析:酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水,A正确;酸雨形成的过程中NOx→HNO3、SO2→H2SO4的转化均涉及氧化还原反应,B不正确;酸雨分硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,汽车尾气及含硫物的燃烧都是形成酸雨的来源,C正确;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。
7.在工业上SO2尾气的处理方法一般有四种。
(1)钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧:S+O2SO2;
②SO2转化为CaSO3: ;
③CaSO3转化为CaSO4: 。
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,使雾化的氨水与烟气直接接触吸收SO2,用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3: ;
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4: 。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3: ;
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3: ;
③Na2SO3转化为NaHSO3: 。
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环利用,用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2: ;
②Na2SO3被O2氧化: ;
③Na2SO4和Ca(OH)2反应: 。
答案:(1)②SO2+CaOCaSO3
③2CaSO3+O22CaSO4
(2)①2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O
②2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4
(3)①2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
②Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2
③Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3
(4)①2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
②2Na2SO3+O22Na2SO4
③Na2SO4+Ca(OH)2CaSO4↓+2NaOH
1.正误判断
(1)(2025·重庆卷)Cl2和SO2均可使品红溶液永久褪色( )
(2)(2025·黑、吉、辽、蒙卷)用乙醇萃取CS2中的S( )
(3)(2025·北京卷)制备并检验SO2( )
(4)(2024·贵州卷)向BaCl2溶液中先通入适量SO2,无明显现象,再加入稀HNO3,有白色沉淀生成,则稀HNO3有氧化性( )
(5)(2024·浙江6月选考)SO2具有氧化性,所以SO2可用作漂白剂( )
(6)(天津卷)可用澄清石灰水检验SO2气体( )
(7)(2024·山东卷)石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
(6)× (7)√
2.(2023·广东卷)按图装置进行实验。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( )
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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
答案:C
解析:Ⅰ中试管内发生反应:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠溶液反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。Ⅰ中试管内发生反应:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,故A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性,故B错误;Ⅰ试管内发生反应:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ试管内发生反应:2S2-+SO2+2H2O3S↓+4OH-,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,故D错误。
3.(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
答案:B
解析:铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
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