内容正文:
第14讲 硫及其重要化合物
考点一 硫及其氧化物
三个高考关键点
关键点1单质硫
1.(高考题组编)下列说法正确的是 。[命题点❶]
A.(2025·江苏卷)黑火药爆炸:3S+2KNO3+C ══ K2CO3+N2↑+3SO2↑
B.(2024·海南卷)用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的Hg的危害:Hg(l)+S(s) ══ HgS(s)
B
解析 黑火药爆炸时,KNO3、C和S反应生成K2S、N2和CO2,该反应的化学方程式为2KNO3+3C+S K2S+N2↑+3CO2↑,A项错误。
2.(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( )[命题点❶]
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2 ⑦H2S
A.②⑤⑦
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,不能用相应元素的单质直接化合而成的是①CuS、④Fe2S3、⑥FeCl2。
关键点2二氧化硫和三氧化硫
3.(高考题组编)下列说法不正确的是 。
A.(2025·重庆卷)SO2和Cl2均可使品红溶液永久褪色
B.(2025·广东卷)SO3的VSEPR模型为平面三角形,因此SO3具有氧化性
C.(2024·浙江6月选考卷)SO2具有氧化性,故SO2可用作漂白剂
D.(2024·海南卷)将SO2通入溴水至过量,溶液的橙色褪去,说明SO2有漂白性
[命题点❷❸]
ABCD
解析 SO2的漂白是化合漂白,具有暂时性,A项错误。SO3具有氧化性,与其VSEPR模型无关,B项错误。SO2用作漂白剂,与其氧化性无关,C项错误。将SO2通入溴水至过量,溶液的橙色褪去,发生反应:SO2+Br2+2H2O ══ H2SO4+2HBr,体现SO2的还原性,D项错误。
4.(高考题组编)下列说法正确的是 。[命题点❷]
A.(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
B.(2023·重庆卷)SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同
C.(2023·全国乙卷)验证SO2酸性(装置如下图)
D.(2022·浙江1月选考卷)SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
E.(2022·江苏卷)向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,品红溶液褪色,加热试管,溶液又恢复红色,则SO2具有漂白性
E
解析 SO2可用于丝织品漂白是利用了其漂白性,与氧化性无关,A项错误。SO2与H2O反应生成H2SO3,发生非氧化还原反应;SO2与H2S反应生成S和H2O,发生氧化还原反应,B项错误。SO2使品红溶液褪色,体现其漂白性,不能验证SO2的酸性,C项错误。由于H2SO3的酸性比HCl弱,SO2通入BaCl2溶液中不反应,不能生成BaSO3沉淀,D项错误。
关键点3硫氧化物的污染与防治
5.(高考题组编)下列说法正确的是 。[命题点❹]
A.(2025·广东卷)向燃煤中加入生石灰以脱硫减排:CaSO4+C CaCO3+S
B.(2023·北京卷)废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
C.(2021·河北卷)NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
D.(2021·河北卷)工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
BD
解析 向燃煤中加入生石灰以脱硫减排,CaO与SO2、O2反应生成CaSO4,A项错误。SO2是无色、有刺激性气味的气体,C项错误。
回归基础·考教衔接
1.单质硫[❶]
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的化学性质
2.二氧化硫[❷]
(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
密度大 1体积水溶解约40体积SO2(通常状况)
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性
②强还原性
③弱氧化性
与H2S反应:2H2S+SO2 ══ 3S+2H2O。
④漂白性 与有色物质生成不稳定的无色物质
漂白性使品红溶液褪色,加热后又恢复原色
3.三氧化硫[❸]
(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:
4.硫氧化物的污染与治理[❹]
命题角度
二氧化硫的实验室制取及性质
[例1]实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
C
解析 60%的硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3 ══ Na2SO4+2SO2↑+2H2O,利用装置甲可以制取SO2气体,A项正确。气体通入液体时“长进短出”且有防倒吸装置,利用装置乙可以制取SO2水溶液,B项正确。SO2在饱和NaHSO3溶液中溶解度很小,利用装置丙不能吸收尾气中的SO2,C项错误。SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D项正确。
[例2](2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是( )
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══2NaHSO3+CO2
A
解析 过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,生成的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O ══ 3S↓+4NaHSO3,A项错误。
能力要语
1.SO2使溶液褪色的原理及表现性质
漂白性 SO2使品红溶液褪色
还原性 SO2使酸性KMnO4溶液褪色
SO2使卤水(氯水、溴水)褪色
SO2使FeCl3溶液由棕黄色变为浅绿色
酸性氧化物 SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
2.三类漂白剂的漂白原理及比较
[注意]SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色,SO2不能漂白指示剂。
方法要语
检验SO2和CO2同时存在的方法
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
考点二 硫酸和硫酸盐
四个高考关键点
关键点1浓硫酸的特性
1.(高考题组编)下列说法正确的是 。[命题点❶❷]
A.(2025·陕晋青宁卷)浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂
B.(2025·广东卷)向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑,则浓硫酸具有脱水性
C.(2024·北京卷)稀释浓硫酸(如图所示)
D.(2023·广东卷)将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭,则浓硫酸具有氧化性和脱水性
E.(2023·重庆卷)浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同
解析 浓硫酸与Cu反应生成SO2,与C反应生成CO2和SO2,故生成的酸性气体不同,E项错误。
答案 ABCD
2.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )[命题点❷]
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
B
解析 铜和浓硫酸反应生成CuSO4,体现浓硫酸的酸性,生成SO2,体现浓硫酸的强氧化性,A项错误。a处的紫色石蕊变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,B项正确。b处品红褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现还原性,C项错误。实验过程中试管底部出现白色固体,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,D项错误。
关键点2工业制备硫酸
3.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )[命题点❸]
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
B
解析 反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式为3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2,A项正确。反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如反应Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率,B项错误。将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C项正确。硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D项正确。
关键点3 S的检验和粗盐的提纯
4.(2025·浙江1月选考卷)提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K+和S)得到NaCl纯品的方案如图,所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液。
下列说法不正确的是( )
[命题点❹]
A.用过量的BaCl2溶液除去S
B.Ca2+、Mg2+、S通过生成沉淀后过滤除去
C.4种试剂的使用顺序为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸、NaOH溶液
D.调pH后的滤液蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl纯品
C
解析 除去S用BaCl2溶液,过量的BaCl2可以使S完全沉淀,多余Ba2+可以用Na2CO3除去,A项正确。Ca2+、Mg2+、S分别用Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液除去,生成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀,过滤除去,B项正确。四种试剂使用时Na2CO3要在BaCl2之后,盐酸放在过滤沉淀后再加入,防止生成的沉淀再溶解,C项错误。过滤后再加入盐酸调节滤液的pH,最后蒸发至大量固体析出,趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl纯品,K+留在母液中,D项正确。
关键点4四种重要的硫酸盐
5.(原创+教材改编)硫酸盐在自然界和生活中应用广泛。下列有关硫酸钙、硫酸钡、硫酸铜的性质与用途的描述中,正确的是( )[命题点❺]
A.熟石膏(2CaSO4·H2O)与水混合后生成生石膏,可用于医疗固定,此过程仅发生物理变化
B.重晶石(BaSO4)难溶于水和酸,可用作“钡餐”,因其易被X射线透过
C.无水硫酸铜(CuSO4)遇水变蓝,可检验酒精中的水分,胆矾(CuSO4·5H2O)可配制波尔多液
D.生石膏(CaSO4·2H2O)加热脱水生成熟石膏,工业上用于调节水泥硬化速率
C
解析 熟石膏→生石膏是化学变化(重新形成CaSO4·2H2O晶体结构),非物理变化,A项错误。BaSO4用作“钡餐”是因其不易被X射线透过,B项错误。无水CuSO4遇水变蓝→检验水分,胆矾配制波尔多液,C项正确。生石膏加热生成的是熟石膏(2CaSO4·H2O),但工业调节水泥硬化速率的是生石膏本身,D项错误。
回归基础·考教衔接
1.硫酸的物理性质[❶]
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓硫酸与水能以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)稀释浓硫酸的方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性[❷]
3.硫酸的工业制法[❸]
(1)制备流程
(2)主要反应
①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,S+O2 SO2;②2SO2+O2 2SO3。
4.粗盐的提纯(化学除杂)[❹]
(1)除杂原理
粗盐中含Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,除去S、Mg2+、Ca2+等杂质离子,加入试剂及发生反应如下表:
杂质 加入试剂 反应的离子方程式
Na2SO4 BaCl2溶液 Ba2++S══BaSO4↓
MgCl2 NaOH溶液 Mg2++2OH-══Mg(OH)2↓
CaCl2 Na2CO3溶液 Ca2++C══CaCO3↓
(2)实验流程
[注意]①必须先加入BaCl2溶液,后加入Na2CO3溶液,用于除去Ca2+及过量的Ba2+。
②三种除杂试剂都加入后,进行过滤,再向滤液中加入稀盐酸至中性。
5.四种硫酸盐及用途[❺]
硫酸盐 化学式 用途
生石膏 CaSO4·2H2O 调解水泥硬化速率
熟石膏 2CaSO4·H2O 制作模型、石膏绷带
钡餐(重晶石) BaSO4 “钡餐”
胆矾(蓝矾) CuSO4·5H2O 制农药波尔多液
命题角度 1
基于浓硫酸与金属反应的实验探究
[例1](2025·四川成都七中模拟)某同学按如图所示实验装置探究铜与浓硫酸的反应,记录实验现象如下表。
试管 实验现象
① 白雾、白色固体产生
② 大量白色沉淀
③ 少量白色沉淀
④ 品红溶液褪色
下列说法不正确的是( )
A.①中玻璃管有平衡气压的作用
B.②③中的白色沉淀成分相同
C.为了确定①中白色固体是否为硫酸铜,可将试管内的物质缓慢注入水中,振荡观察
D.实验时若先往装置内通入足量N2,再加热试管①,实验现象不变
D
解析 浓硫酸与铜反应生成硫酸铜和二氧化硫,二氧化硫不能与氯化钡反应,②③中有白色沉淀硫酸钡生成,则证明二氧化硫反应生成了三氧化硫,④中品红溶液褪色,证明有二氧化硫。①中玻璃管与大气连通,能够平衡气压,A项正确。②③中白色沉淀均为硫酸钡,成分相同,B项正确。硫酸铜溶液为蓝色,将试管内的物质缓慢注入水中,并不断振荡,若白色固体溶解,溶液变蓝,则证明白色固体为硫酸铜,C项正确。二氧化硫不能与氯化钡反应,若实验时先通氮气排出空气,无三氧化硫生成,则②③中均无沉淀生成,D项错误。
命题角度 2
基于浓硫酸与木炭反应的实验探究
[例2](2025·广东湛江一模)某小组检验浓硫酸与木炭粉反应的产物时,对于实验现象的描述和分析均正确的是( )
A.装置Ⅰ中的红色溶液褪色,体现了SO2的漂白性
B.装置Ⅱ中的固体由白色变为蓝色,证明反应有水生成
C.装置Ⅲ中可观察到紫色溶液褪为无色,验证SO2的还原性
D.装置Ⅳ中的澄清溶液出现白色浑浊,白色沉淀的主要成分为CaSO3
解析 装置Ⅰ中,品红溶液吸收二氧化硫气体后,被二氧化硫漂白,溶液的红色褪去,体现了SO2的漂白性,A项正确。无水硫酸铜由白色变为蓝色,可证明有水存在,但可能是挥发的水分,不能证明反应一定有水生成,B项错误。足量酸性高锰酸钾溶液是为了吸收SO2,因此不能褪为无色,若装置Ⅲ中的紫色溶液褪为无色,则不能说明二氧化硫被除尽,后续无法验证反应生成了CO2,C项错误。澄清溶液出现白色浑浊是因为生成了CaCO3,D项错误。
答案 A
能力要语
(1)浓硫酸与金属反应时,“量变”引起“质变”。
①较活泼金属(如Zn)反应开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
②不活泼金属(如Cu)反应开始产生SO2(加热),硫酸浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。
(2)浓硫酸的吸水性本质:物理性质。利用其极强的极性,直接吸收游离态的水(即混合物中已经存在的水分子)。
作用对象:气体、液体或固体中混有的水蒸气或液态水。
(3)浓硫酸的脱水性本质:化学性质。浓硫酸按水(个数比H∶O=2∶1)的组成,将有机物中的氢元素和氧元素“强行抽取”出来,生成水。
作用对象:大多数有机物,如糖、纤维素等。
能力要语
(1)浓硫酸具有强氧化性,其本质是+6价S得电子被还原,大多生成SO2。浓硫酸与金属、非金属反应时,体现强氧化性。
(2)稀硫酸具有氧化性,其本质是H+得电子被还原生成H2。
(3)浓硫酸与铜、木炭的反应都是典型的氧化还原反应。硫酸作为氧化剂,本身被还原生成SO2;铜或碳作为还原剂,被氧化生成Cu2+或CO2。
(4)浓硫酸与木炭反应实验中,装置顺序至关重要。先检验SO2,再除去SO2,最后检验CO2,以避免SO2对CO2检验的干扰。
命题点 1
基于SO2制备的综合实验探究
素养 提升练
课中 高考定向·原创融通
1.(仿真预测题)二氧化硫在食品工业中可用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。某研究小组利用如图所示装置制备并检验SO2的部分性质。下列说法正确的是( )
C
A.装置甲中常用0.01 mol·L-1的稀硫酸
B.装置乙中溶液颜色变化:先变红后褪色
C.装置丙中发生的最终总反应为5SO2+2S2-+2H2O ══ 3S↓+4
D.装置丁中酸性KMnO4溶液褪色的原理与SO2用于食品漂白剂的原理相同
解析 二氧化硫易溶于水,若装置甲中用0.01 mol·L-1的稀硫酸,则生成的二氧化硫难以逸出,A项错误。二氧化硫不能漂白紫色石蕊溶液,所以装置乙中溶液颜色变化是只变红不褪色,B项错误。装置丙中,SO2先与Na2S反应生成Na2SO3和H2S,SO2与H2S反应生成S,过量的SO2再与Na2SO3反应生成NaHSO3,发生的最终总反应为5SO2+2S2-+2H2O ══ 3S↓+4HS,C项正确。装置丁中酸性KMnO4溶液褪色的原理是SO2表现还原性,而SO2用于食品漂白剂的原理是二氧化硫表现漂白性,二者原理不同,D项错误。
命题点 2
实验探究浓硫酸与铜的反应
2.(跨模块融通)探究铜与浓硫酸的反应,并验证气体产物的性质,实验装置如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.②中品红溶液褪色,证明铜与浓硫酸反应生成了SO2
B.④中石蕊溶液变红,说明SO2的水溶液显酸性
C.确认有CuSO4生成的操作为待试管①冷却后,将其中的物质慢慢倒入盛有水的试管中,并不断振荡,观察溶液的颜色
D.随着反应进行,硫酸的浓度逐渐降低,可能有氢气生成
D
解析 装置①中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和水;SO2具有漂白性,则装置②中品红溶液褪色;SO2不溶于饱和NaHSO3溶液,则装置③可以除去SO2中混有的杂质;SO2是酸性氧化物,则装置④中石蕊溶液变红;SO2是有毒气体,最后用浸有NaOH溶液的棉团进行尾气处理。SO2具有漂白性,则②中品红溶液褪色,证明铜与浓硫酸反应生成SO2,A项正确。SO2是酸性氧化物,则④中石蕊溶液变红,说明SO2的水溶液显酸性,B项正确。试管①冷却后,将其中的物质慢慢倒入盛有水的试管中并不断振荡,观察溶液的颜色,若变蓝则证明有CuSO4生成,C项正确。金属活动性顺序中铜为氢后金属,不能与稀硫酸反应生成氢气,因此随着反应进行,硫酸的浓度逐渐降低,反应停止,D项错误。
命题点 3
实验探究浓硫酸与木炭的反应
3.(仿真预测题)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计了如图所示的实验。下列说法不正确的是( )
A.装置A中无水硫酸铜用于检验生成的水
B.装置B中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性
C.装置C中酸性高锰酸钾溶液褪为无色(或颜色变浅),体现SO2的还原性
D.装置D中澄清石灰水变浑浊,说明产物中含有CO2
D
解析 SO2、CO2均能与Ca(OH)2反应产生沉淀,使石灰水变浑浊,只有当装置C中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅(不能褪为无色),装置D中澄清石灰水变浑浊,才能说明产物中含有CO2,D项错误。
$