内容正文:
第3节 硫及其化合物
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一、硫单质
1.物理性质:黄色晶体,质脆,难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(相似相溶)。
2.化学性质
知识清单
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注意
硫有多种同素异形体,如正交硫、单斜硫都是由S8分子构成的物质。游离态的硫主要
存在于火山口附近或地壳的岩层中。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
二、二氧化硫
1.物理性质:无色、有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水;通常情况下,1体积水
可溶解约40体积SO2。
2.化学性质——酸性氧化物的通性、氧化性、强还原性、漂白性
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(1)酸性氧化物的性质
①与H2O反应:SO2+H2O H2SO3(二元弱酸)。
②与碱反应:SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,SO2+Ca(OH)2 CaSO3↓+H2O。
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③与碱性氧化物反应:SO2+CaO CaSO3。
(2)氧化性:SO2+2H2S 3S↓+2H2O。
(3)还原性:2SO2+O2 2SO3,
SO2+2H2O+Br2 H2SO4+2HBr,
5SO2+2KMnO4+2H2O 2MnSO4+K2SO4+2H2SO4。
(4)漂白性:可与有色物质结合为无色物质,如可使品红溶液褪色。
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归纳总结
①SO2、CO2同时存在时的检验流程,先检验SO2,然后除去SO2,检验SO2是否除尽,最后检
验CO2。
②用SO2漂白后的有色物质,在一定条件下会恢复至原来的颜色(因为SO2可以与某些有
色物质反应生成不稳定的无色物质,在加热条件下这些无色物质容易分解而使有色物
质恢复原来的颜色)。
③SO2不能漂白酸碱指示剂。
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3.用途
(1)作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等);
(2)杀菌消毒;
(3)作食品添加剂(用在葡萄酒、干果等中可以去色、除菌、抗氧化)。
4.实验室制备二氧化硫
(1)反应原理:用Na2SO3粉末和70%的硫酸反应制取SO2。
(2)除杂:用浓硫酸吸收水蒸气。
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注意
制备SO2时,若硫酸溶液太稀,则生成的SO2会溶于水,不易收集;若太浓,则H+浓度较小,反
应速率慢。
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知识拓展
含二氧化硫烟气的脱硫
1.石灰石—石膏法
该工艺原理是,将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔,与烟气充分接触混
合并氧化,最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换
热器加热升温后,由烟囱排入大气。其化学方程式如下:
CaCO3+SO2 CaSO3+CO2
2CaSO3+O2 2CaSO4
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2.氨脱硫法
氨脱硫法是一个酸碱中和反应和氧化还原反应相结合的过程,在脱硫塔内气、液、固
多组分混合。其化学方程式如下:
2NH3+H2O+SO2 (NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2 2(NH4)2SO4
三、三氧化硫
1.物理性质:熔点和沸点较低,常温常压下为液体,标准状况下为固体(与NA相关的计算
中,若在标准状况下,同时给出SO3的体积,不能用22.4 L/mol进行计算)。
2.化学性质——酸性氧化物的通性
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(1)与水反应:SO3+H2O H2SO4(放出大量的热)。
(2)与碱反应生成盐和水,如SO3+2NaOH Na2SO4+H2O。
(3)与碱性氧化物反应生成相应的盐,如SO3+Na2O Na2SO4。
四、硫化氢
1.物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,能溶于水。
2.化学性质
(1)弱酸性——二元弱酸
(2)还原性:H2S+Cl2 S↓+2HCl。
(3)与某些金属离子反应:Cu2++H2S CuS↓+2H+。
注意
①书写离子方程式时,H2S不能拆成离子形式;②H2S常作为沉淀剂,除去废水中的重金
属离子;③不能根据反应H2S+CuSO4 CuS↓+H2SO4判断H2S的酸性大于H2SO4。
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五、硫酸
1.物理性质:无色油状液体,密度比水大,沸点高,难挥发。
2.化学性质
稀硫酸:具有酸的通性。
浓硫酸:三大特性——吸水性、脱水性、强氧化性。
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(1)强氧化性
①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(生成硫酸铜,同时体现了浓硫酸的酸性)。
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O。
③常温下,浓硫酸可使Fe、Al表面形成一层致密的氧化膜,使其钝化。
④在加热条件下,除Au、Pt外,金属活动性顺序中的金属都可与浓硫酸反应。
(2)脱水性:将某些有机物中的H、O原子以2∶1的个数比脱去,为化学变化。如蔗糖与
浓硫酸反应的过程中,蔗糖变黑,体积膨胀,产生大量的有刺激性气味的酸雾,C12H22O11
12C+11H2O、C+2H2SO4 2SO2↑+CO2↑+2H2O。
(3)吸水性:吸收自由水和结晶水(如可吸收胆矾晶体中的水,使其变为白色的硫酸铜固
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体),作干燥剂,注意不能干燥碱性气体。
3.硫酸的用途
(1)用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等;
(2)用于金属矿石的处理、金属材料表面处理等。
4.接触法制硫酸
反应原理:
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Ⅰ.4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2/S+O2 SO2
Ⅱ.2SO2+O2 2SO3
Ⅲ.用98.3%的浓硫酸吸收SO3:SO3+H2O H2SO4
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注意
用98.3%的浓硫酸吸收SO3后再稀释成不同浓度的工业产品。不用水吸收SO3是因为
SO3溶于水反应放出大量的热,形成酸雾,吸收效率降低。
六、硫酸根离子的检验
(1)原理:Ba2++S BaSO4↓。
(2)方法:待测液 有无白色沉淀(确定有无S )。
(3)加盐酸目的:防止C 、S 、Ag+等的干扰。
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七、几种硫酸盐
(1)硫酸钙:在自然界中常以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在,加热至150 ℃时,变成熟石膏
(2CaSO4·H2O)。熟石膏与水混合成糊状物后会很快凝固,重新变为石膏。石膏可用来
制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上,石膏还可用来调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡:在自然界中以重晶石的形式存在,BaSO4不溶于水和酸,不容易被X射线透过,
可在医疗上作“钡餐”。
(3)硫酸铜:硫酸铜是白色粉末,结合水后会变成蓝色晶体(CuSO4·5H2O),常用来检验酒精
中是否含少量水。CuSO4·5H2O和石灰乳混合可制成常用的农药——波尔多液。
(4)硫酸亚铁:硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,化学式为FeSO4·7H2O。医疗上用于生产
防治缺铁性贫血的药剂;工业上是生产系列净水剂和颜料氧化铁红(主要成分为Fe2O3)
的原料。
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1.在自然界中不同价态硫元素之间的转化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.火山口存在少量游离态的硫
B.火山喷发后有可能导致硫酸型酸雨的发生
C.黄铁矿转化为石膏的反应可能为4FeS2+
16H2O+15O2+8CaCO3 8CaSO4·2H2O+
2Fe2O3+8CO2
D.酸雨放置过程中pH变大
D
即练即清
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解析 单质硫存在于火山口附近,A正确。火山喷发时部分硫元素转化成SO2,当有氧
气、水蒸气、阳光等存在时,SO2会被氧化成SO3,SO3与水反应生成H2SO4,另外SO2与水
反应生成H2SO3,H2SO3被氧化为H2SO4,都可形成硫酸型酸雨,B正确。由题图中转化过
程可知黄铁矿转化为石膏的反应可能为4FeS2+16H2O+15O2+8CaCO3 8CaSO4·2H2O
+2Fe2O3+8CO2,C正确。放置过程中酸雨中的H2SO3会转化为H2SO4,故酸性增强,pH变
小,D错误。
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2.硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。常见的含硫矿物有硫
黄矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。工业上利用黄铁矿与空气在高温下反应
得到Fe2O3、SO2,SO2与O2在400~500 ℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,生成的SO3用98.
3%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。下列说法不
正确的是 ( )
A.S是黄色晶体,难溶于水,易溶于CS2,可用于配制黑火药
B.黄铁矿与空气在高温条件下的反应:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
C.SO3具有氧化性,可用于制取硫酸
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2++5S +4H+
C
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解析 S是黄色晶体,难溶于水,易溶于CS2;黑火药的主要成分为硫、木炭、硝酸钾,A正
确。黄铁矿与空气在高温条件下反应生成Fe2O3、SO2,化学方程式为4FeS2+11O2 2
Fe2O3+8SO2,B正确。SO3为酸性氧化物,与H2O反应生成H2SO4,与其具有氧化性无关,C
错误。酸性KMnO4溶液能将SO2氧化为S ,结合得失电子守恒、电荷守恒(用H+配电
荷守恒)和原子守恒可得离子方程式为2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2++5S +4H+,D正
确。
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3.(2025河南开封三模,11)实验室利用下图所示装置制取SO2并探究其性质。下列说法
错误的是 ( )
A.可观察到a处紫色石蕊溶液先变红后褪色
B.b处酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性
C.c处产生黄色沉淀,说明SO2具有氧化性
D.若用浓硝酸代替70%硫酸,则无法制得SO2气体
A
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解析 SO2溶于水,与水反应生成H2SO3,溶液呈酸性,可使紫色石蕊溶液变红,但SO2不能
漂白指示剂,则紫色石蕊溶液只变红不褪色,A错误;SO2具有还原性,能将KMnO4还原,使
酸性KMnO4溶液褪色,B正确;SO2与Na2S反应生成单质S(黄色沉淀),体现了SO2的氧化
性,C正确;浓硝酸具有强氧化性,能将Na2SO3氧化为Na2SO4,不能生成SO2,D正确。
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