内容正文:
第18讲 硫及其氧化物
课标
指引 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其氧化物的主要性质。
2.认识硫及其氧化物在生产生活中的应用和对生态环境的影响。
三年
高考
命题
分析 1.命题特点
基础性:核心性质必考(硫的弱氧化性,SO2的漂白性、氧化性和还原性),基础实验(实验室制取SO2的原理、除杂、尾气处理)。
应用性:环保热点(酸雨防治、SO2尾气处理),实际情境(食品漂白剂残留检测,SO2的碘量法测定)。
2.命题趋势:命题趋向“性质—工艺—环保”三位一体,需兼顾基础反应与创新情境,强化定量计算与实验设计能力。
考点一 单质硫的性质及应用
必备知识•梳理
1.自然界中硫元素的存在
常见含硫矿物如下表:
物质 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
成分(或主要成分)的化学式 CuFeS2 CaSO4·2H2O
硫元素的化合价 S为-1价 S为-2价 S为+6价 S为+6价
硫化物
硫酸盐
FeS2
Na2SO4·10H2O
2.硫单质
(1)俗称和物理性质
俗称 颜色、状态 溶解性
_______色晶体 ________于水 微溶于酒精 _______于CS2
硫黄
黄
难溶
易溶
(2)化学性质
Fe+S FeS
2Cu+S Cu2S
H2+S H2S
S+O2 SO2
关键能力•提升
命题角度 单质硫的性质及转化
1.(2025·河北沧州示范高中联考)下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2 ⑦H2S
A.②⑤⑥ B.①④⑥ C.③④⑦ D.④⑥⑦
B
解析:硫的氧化性不是很强,与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,因此金属Fe、Cu在加热条件下分别与硫单质反应时,只能生成FeS、Cu2S,而不是Fe2S3、CuS;硫和氢气可以在加热的条件下直接生成硫化氢,氯气具有强氧化性,可将Fe直接氧化为FeCl3。综上所述,B项符合题意。
2.下列有关单质硫的说法中,不正确的是( )
A.硫在自然界的存在形式既有化合态,也有游离态
B.单质硫燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时可通过一步反应生成SO3
C.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
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
C
解析:硫元素在自然界中以化合物和单质形式存在,在自然界中既有游离态,又有化合态,A正确;单质硫燃烧时,不管氧气的用量如何,都只能生成SO2,B不正确;硫易溶于CS2,所以可用CS2洗涤试管内壁的硫,也可用热的NaOH溶液洗涤,因为S与NaOH反应可生成Na2S、Na2SO3等,C正确;汞在常温下能与硫反应,生成不挥发的HgS,从而避免汞蒸气的挥发,D正确。
3.(2026·天津南开区检测)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O2反应生成了SO3
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+2价铁的化合物
C
解析: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;刺激性气味气体应为S与O2反应生成的SO2,而不是SO3,B错误;黑色固体溶于盐酸产生臭鸡蛋气味气体为H2S气体,则黑色固体为FeS,说明Fe与S反应生成FeS,C正确;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。
考点二 二氧化硫和三氧化硫
必备知识•梳理
1.二氧化硫
(1)物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性
无色 气体 有刺激
性气味 比空气的密度_______ 1体积水溶解约________体积SO2(通常状况)
大
40
(2)化学性质(核心考点)
SO2是一种有毒气体,是大气主要污染物之一。
①酸性氧化物的通性。
NaOH+SO2══NaHSO3
2NaOH+SO2══Na2SO3+H2O
NaHCO3+SO2══NaHSO3+CO2
红色
②强还原性。
③弱氧化性:SO2与H2S溶液反应的化学方程式为____________________。
④漂白性:将SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热,溶液又变成__________。
一般针对有机色质而言,如品红溶液
2SO2+O2 2SO3
5SO2+2Mn+2H2O══5S+
2Mn2++4H+
SO2+Br2+2H2O══4H++2Br-+S
2Fe3++SO2+2H2O══2Fe2++S+4H+
SO2+2H2S══3S↓+2H2O
红色
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与浓硫酸反应,化学方程式为_____________________。
②铜与浓硫酸混合加热,化学方程式为_____________________。
Na2SO3+H2SO4(浓) ══Na2SO4+SO2↑+H2O
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
教材链接
(必修第二册·P4·资料卡片·食品中的二氧化硫)
(AI原创预测题)二氧化硫(SO2)在食品工业中应用广泛。在葡萄酒酿制过程中添加适量SO2,可抑制细菌繁殖、防止成分氧化,保持果香。但过量残留会危害健康,我国规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L-1。下列说法正确的是( )
A.SO2的杀菌过程发生的都是非氧化还原反应
B.SO2作为抗氧化剂,是因为它能氧化葡萄酒中易被氧化的成分
C.SO2的添加可保护葡萄酒的果香味,体现其漂白性
D.若某1 L葡萄酒含0.002 mol SO2,则符合国家标准
D
解析:SO2的杀菌过程会发生氧化还原反应,A错误;SO2作为抗氧化剂是因为其具有还原性,B错误;保持果香源于SO2的抗氧化性(阻止氧化变质),漂白性指褪色(如使品红溶液褪色),C错误;某1 L葡萄酒含0.002 mol SO2,其质量为0.002 mol×64 g·mol-1=0.128 g,则SO2的含量符合国家标准,D正确。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。
(2)化学性质
SO3具有酸性氧化物的化学通性,主要反应如下(写出化学方程式):
常出现在NA问题中
SO3+H2O══H2SO4
CaO+SO3(g) ══CaSO4
SO3+Ca(OH)2══CaSO4+H2O
3.硫的氧化物的污染及治理
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
来源 石油和煤的燃烧及____________的冶炼等
危害 危害人体健康,形成__________(pH小于5.6)
治理 燃煤__________、改进燃烧技术、废气中二氧化硫的回收处理等
(2)硫酸型酸雨的形成过程
含硫矿石
酸雨
脱硫
辨析明理
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2025·重庆卷)Cl2和SO2均可使品红溶液永久褪色。( )
(2)(2025·广东卷)SO3的VSEPR模型为平面三角形,因此SO3具有氧化性。
( )
(3)(2025·广东卷)向燃煤中加入生石灰以脱硫减排:CaSO4+ CaCO3+S。( )
(4)(2024·浙江6月选考卷)SO2具有氧化性,故SO2可用作漂白剂。( )
(5)(2023·重庆卷)SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同。( )
(6)(2023·全国甲卷)SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分。( )
(7)(2022·浙江1月选考卷)SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀。( )
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关键能力•提升
命题角度1 二氧化硫的性质及转化
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,其中总反应化学方程式错误的是( )
选项 溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S══3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O══
2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O══
2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3
(含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O══
CO2+2NaHSO3
A
解析:过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,此外还生成NaHSO3,因此总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O══3S↓+4NaHSO3,A项错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4、HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O══2FeCl2+H2SO4+2HCl,B项正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O══2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C项正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此溶液由红色变无色,总反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O══CO2+2NaHSO3,D项正确。
命题角度2 二氧化硫的检验与鉴别
2.(2025·湖南雅礼中学模考)用如图装置检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物CO2和SO2。
下列说法不正确的是( )
A.①中现象说明产物中有SO2
B.②中利用了KMnO4的氧化性
C.将②③对调也能够达到实验目的
D.浓硫酸与木炭的反应:2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O
C
解析:浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫与水,品红检验二氧化硫,酸性高锰酸钾溶液除去SO2,澄清石灰水检验CO2,据此回答。
SO2能使品红褪色,则①中现象说明产物中有SO2,A正确;②中利用了KMnO4的氧化性,能够氧化SO2,B正确;将②③对调不能够达到实验目的,因为SO2与CO2都能使澄清石灰水变浑浊,C错误;浓硫酸与木炭的反应方程式为2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O,D正确。
能力提升
题组1 前沿模拟演练
1.(2025·湖南师大附中第三次模考)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( )
A.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
B.装置Ⅱ中品红溶液褪色,证明SO2具有氧化性
C.装置Ⅲ中产生白色沉淀,其主要成分为CaCO3和CaSO3
D.装置Ⅳ中无明显现象
D
解析:木炭与浓硫酸反应需要加热,仅将装置Ⅰ中的蔗糖换成木炭,不能出现相同的现象,A错误;蔗糖与浓硫酸反应生成CO2和SO2,SO2具有漂白性,使品红溶液褪色,B错误;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,Ca(ClO)2具有氧化性,通入CO2和SO2后反应生成CaCO3和CaSO4沉淀,C错误;CO2和SO2均不能与BaCl2溶液反应,故装置Ⅳ无明显现象,D正确。
2.(2025·八省联考四川卷)一种测定葡萄酒中SO2含量的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。下列说法错误的是( )
A.缓慢通入N2的目的是尽可能使SO2进入H2O2溶液
B.冷凝管的作用是避免水蒸气进入H2O2溶液影响测定结果
C.用NaOH标准溶液滴定反应后的H2O2溶液可获得SO2的含量
D.若实验过程中品红溶液褪色,则说明实验失败
B
解析:水蒸气进入H2O2溶液,对实验测定结果无影响,冷凝管的作用是防止葡萄酒中SO2挥发时带出H2SO4进入H2O2溶液,导致滴定SO2含量时影响测定结果,B错误;SO2被H2O2溶液氧化生成H2SO4,再用NaOH标准溶液滴定生成的H2SO4,可获得SO2的含量,C正确;若实验过程中品红溶液褪色,说明SO2未被H2O2溶液完全吸收,实验失败,D正确。
题组2 高考真题集训
3.(2024·江苏卷改编)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3,再滴加2滴紫色石蕊溶液,观察现象。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,再滴加2滴酚酞溶液,溶液变成红色。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法不正确的是( )
A.实验1中溶液变成红色,其原因是SO2与H2O反应生成H2SO3
B.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
C.实验3中反应的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O══5S+2Mn2++4H+
D.实验1说明SO2是酸性氧化物,实验3体现了SO2的还原性
B
解析:实验1中溶液变成红色,其原因是SO2与H2O反应生成H2SO3,溶液呈酸性,A正确;实验2所得溶液经蒸干、灼烧可制得Na2SO4固体,不会得到NaHSO3固体,B错误;实验3中,将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,发生氧化还原反应:5SO2+2Mn+2H2O══5S+2Mn2++4H+,C正确;实验1说明SO2是酸性氧化物,实验3体现了SO2的还原性,D正确。
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