内容正文:
优化探究
大单元二 元素及其化合物
专题5 非金属元素及其化合物
第16讲 硫及其氧化物
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[导航·复习目标] 1.了解硫的存在、性质和用途。2.认识硫的氧化物的性质、应用以及对生态环境的影响。3.了解硫酸型酸雨的形成及防治方法。
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考点一 硫单质
考点二 硫的氧化物
练真题 明考向
3
考点一 硫单质
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1.硫元素的存在形态
(1)游离态:硫单质俗称___________,主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态:主要以___________和___________的形式存在。常见物质的化学式如下表。
梳理 必备知识
黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
_________ ___________ _______________ __________________
硫黄
硫化物
硫酸盐
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
5
2.硫单质的性质
(1)物理性质
色、态 溶解性
黄色晶体 ___________溶于水,__________溶于酒精,___________溶于CS2
难
微
易
6
(2)化学性质
Fe+SFeS
2Cu+SCu2S
低
H2+SH2S
S+O2SO2
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(1)硫有S2、S4、S6等同素异形体,S6转化为S4、S2属于化学变化。
( )
(2)硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3。( )
(3)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。
( )
(4)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。( )
√
×
√
√
8
1.(2026·江苏苏州阶段检测)下列说法正确的是( )
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫元素的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
提升 关键能力
解析:硫易溶于二硫化碳,A错误;硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫元素的化合价降低,表现氧化性,B错误;硫与铜粉反应生成Cu2S,C错误;硫单质中硫元素的化合价为0价,在反应中既可以作氧化剂,化合价降低,也可以作还原剂,化合价升高,D正确。
D
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2.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
A
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解析:A项,该反应中S元素的化合价由0价变为-2价,所以S元素只表现氧化性;B项,该反应中S元素的化合价由0价、+6价变为+4价,所以S元素表现还原性和氧化性;C项,该反应中S元素的化合价由-2价变为0价,所以S元素只表现还原性;D项,该反应中S元素的化合价由0价变为-2价、+4价,所以S元素表现氧化性和还原性。
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3.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物,如Na2S(aq)+(x-1)S
====Na2Sx(x一般为2~6);多硫化物在酸性溶液中不稳定,易歧化:
As2S3+2Na2S2(aq)====As2S5+2Na2S。下列说法错误的是( )
A.As2S3 (其中As显+3价)是多硫化物
B.As2S5是氧化产物
C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2
D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊
A
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解析:由题干信息知,多硫离子中S元素化合价为-价>-2价,而As2S3中S元素为-2价,是正常硫化物,A错误; As2S3发生氧化反应生成氧化产物As2S5,B正确;Na2S2中阴、阳离子分别为、Na+,个数比为1∶2,C正确;久置Na2S溶液被空气中氧气氧化后生成单质硫,S与Na2S溶液进一步反应生成多硫化物,多硫化物在酸性条件下易歧化,可能生成单质硫,溶液变浑浊,D正确。
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考点二 硫的氧化物
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1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
SO2是无色、___________气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于
水,通常状况下,1体积的水可以溶解约__________体积的二氧化硫。
梳理 必备知识
有刺激性
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(2)化学性质
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按要求完成下列化学方程式:
SO2+H2O⥫⥬H2SO3
2NaOH+SO2
====Na2SO3+H2O
2SO2+O2
2SO3
Cl2+SO2+2H2O====
2HCl+H2SO4
品红
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(3)实验室制法
药品 反应原理
①固体Na2SO3、较浓H2SO4 Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+SO2↑+H2O
②铜、浓H2SO4 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
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2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为___________态,标准状况下为___________态。
液
固
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(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:
SO3+H2O====H2SO4
CaO+SO3====CaSO4
SO3+Ca(OH)2====CaSO4+H2O
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3.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
石油和煤
含硫矿石
5.6
脱硫
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(2)硫酸型酸雨的形成途径
途径1:2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O====H2SO4。
途径2:SO2+H2O⥫⥬H2SO3,2H2SO3+O2====2H2SO4。
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4.三类漂白剂的比较
类型 原理 举例 特点
氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 次氯酸及盐、过氧化物、O3等 不可逆、持久
加合型 与有色物质内部“生色团” “化合”成无色物质 SO2 可逆、不持久
吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理变化
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(1)标准状况下,2.24 L SO3中含有硫原子数为0.1NA。( )
(2)将SO2通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色。( )
(3)SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆。( )
(4)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,
漂白效果更好。( )
(5)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同。
( )
×
×
×
×
×
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一、二氧化硫的性质
1.(2026·江苏苏州模拟)取少量SO2水溶液,进行水溶液性质探究。下列
实验方案不能达到实验目的的是( )
提升 关键能力
选项 探究性质 实验方案
A 氧化性 滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液,再滴加5 mL 3%的H2O2溶液,振荡,观察实验现象
B 还原性 滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察溶液颜色的变化
C 酸性 滴加紫色石蕊试液,观察溶液颜色变化
D 漂白性 滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
A
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解析:A.滴加几滴盐酸酸化的氯化钡溶液,再滴加过氧化氢溶液,振荡,有白色沉淀生成,说明有硫酸根离子生成,体现二氧化硫(或亚硫酸)的还原性,故A错误,符合题意;B.滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,振荡,高锰酸钾溶液褪色,说明高锰酸根离子被还原,体现二氧化硫(或亚硫酸)的还原性,故B正确,不符合题意;C.滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明二氧化硫水溶液呈酸性,故C正确,不符合题意;D.滴加几滴品红溶液,振荡,品红褪色,加热试管,品红恢复红色,说明二氧化硫(或亚硫酸)有漂白性,但生成的无色物质不稳定,故D正确,不符合题意。
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2.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液_____,证明SO2具有______性。
褪色
还原
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(2)试管②中的实验现象:品红溶液______,证明SO2具有______性。
(3)试管③中能否观察到沉淀_____(填“能”或“否”)。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是_________(填化学式,下同)。
褪色
漂白
否
BaSO4
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(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是_______,用离子方程式表示产
生沉淀的过程:________________________________________________
_________。
BaSO3
SO2+2OH-====S+H2O,Ba2++S====
BaSO3↓
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二、二氧化硫的检验
3.如下是检验某无色气体A中是否含有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__________。
品红溶液
检验SO2
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(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_______________________________
__________。
酸性KMnO4溶液
除去SO2并检验SO2
是否除尽
澄清石灰水
检验CO2
酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不
褪成无色
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解析:检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
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检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
[注意] 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽的装置合并为一个装置,试剂选用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性 KMnO4 溶液颜色变浅。
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
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练真题 明考向
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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。( )
×
×
√
√
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( )
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
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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,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,因此,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S +2H2O====3S↓+4NaHSO3,A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↓+H2S+2HCl,C 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正确。
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3.(2022·江苏卷)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
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解析:60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3==== Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液;SO2不与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性。
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4.(2023·浙江6月选考)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
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请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ
脱除,写出反应方程式_____________________________________。
2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2
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解析:含硫矿物经煅烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气、碳酸钙反应生成硫酸钙和二氧化碳,二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫,三氧化硫和等
物质的量的甲醇发生已知反应生成A:
。
(1)氧气具有氧化性,能将四价硫氧化为六价硫,二氧化硫、空气中氧气和碳酸钙高温反应生成硫酸钙和二氧化碳,反应方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。
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(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是______(填字母)。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价
B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯
D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收
BCD
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解析:硫的电负性大于碳、氢等,故燃煤中的有机硫主要呈负价,A错误;根据分析可知,化合物A分子中与硫直接相连的基团中有—OH,
故能电离出氢离子,具有酸性,B正确;化合物A含有
基团,类似酯基—COOR结构,为硫酸和醇生成的酯,是一种无机酸酯,C正确;工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收用于生产发烟硫酸,D正确;
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②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是_________________________________。
硫酸分子能形成更多的分子间氢键
解析:一定压强下,化合物A分子中只有1个—OH能形成氢键,而硫酸分子中有2个—OH形成氢键,故导致化合物A的沸点低于硫酸。
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(3)设计实验验证化合物A中含有S元素_____________________________
_________________________________________________________________________________________________________;
写出实验过程中涉及的反应方程式_______________________________
______________________________________________________。
取化合物A加入足量氢氧化钠溶液,加热,充分反应后加入过量盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明化合物A中含有S元素
+2NaOH
CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl
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解析:由分析可知,A为
,A碱性水解可以生成硫酸
钠、甲醇,硫酸根离子能和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故实验设计为取化合物A加入足量氢氧化钠溶液,加热,充分反应后加入过量盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明化
合物A中含有S元素;涉及的反应方程式为
+2NaOH
CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl。
47
$