专题14 硫及其重要化合物 课件-2027届高三化学一轮复习

第四章　非金属及其化合物 第14讲　硫及其重要化合物 新人教版 高中化学 2027届 一轮复习 高考题型与复习目标 高考题型 以选择题和非选择题呈现，侧重从具体物质、实验分析、流程转化考查硫元素重要化合物的性质、能从物质类别和元素价态变化的视角认识不同价态硫元素转化路径；通过二氧化硫对环境影响的考查，树立绿色化学观念和可持续发展意识。 从命题思路上看 1、选择题：结合离子反应，阿伏加德罗常数，化学实验现象和分析，化学与生活、社会、生产，考查重要硫的单质和化合物的重要性质和用途 2、非选择题：结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质，难度适中或稍难。 1、理解S、SO2的氧化性和还原性。 2、理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。 3、理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。 4、了解硫及其化合物的应用。 5、从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。 复习目标 考点1 硫单质 1、硫元素的存在 游离态 附近或地壳的 ； 硫有多种同素异形体，如正交硫和单斜硫等，室温下稳定存在形式主要是正交硫 化合态 主要以 和 的形式存在 火山口 岩层中 硫化物 硫酸盐 S2 S4 S6 S8 简写为：S ②固态硫化物和硫酸盐： 芒硝 :Na2SO4.10H2O ①气态化合物 ：H2S、SO2、SO3 硫铁矿: FeS2 黄铜矿: CuFeS2 石膏 :CaSO4.2H2O 常见化合态硫: ③硫也是一种生命元素，组成某些蛋白质。因此化石燃料中经常含有硫元素。 单斜硫、斜方硫 考点1 硫单质 2. 硫单质的物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 淡黄色晶体 不溶于水 微溶与酒精 易溶于CS2 硫单质、CS2均属于非极性分子，而H2O属于极性分子，根据“相似相溶”规律，非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。 硫单质属于 晶体，熔点 。 分子 低 3. 硫元素的位-构-性 基态电子排布式：1s22s22p63s23p4 三周ⅥA族 得到2e-稳定 S -2 0 ＋4 ＋6 化学性质的预测：弱氧化性、还原性 硫元素化合价 考点1 硫单质 4. 硫单质的化学性质 1)与金属反应 2Na + S = Na2S 2Cu + S == Cu2S(黑色) Fe + S == FeS(黑色) (加热或研磨爆炸) Hg + S = HgS (常温下反应, 除去洒落在地上的Hg珠) 2Ag + S = Ag2S (常温下反应, 银器久置变黑) 特殊地： 【注意】S能与大多数金属反应，但遇变价金属只能将金属氧化为低价态。 【注意】呈黑色或红色。红色HgS俗称丹砂、朱砂、辰砂。 考点1 硫单质 4. 硫单质的化学性质 H2： ，表现 性 O2： ，表现 性 还原 氧化 2)S与非金属反应 S＋O2 === SO2 点燃 纯氧中：明亮的蓝紫色火焰； 空气中：淡蓝色火焰；并有刺激性气味的气体产生 S+H2 === H2S △ 只能生成SO2，不能得到SO3 2SO2＋O2 2SO3 【思考】下列化合物能用相应元素的单质直接化合而成的是　　 　　(填序号)。 ①CuS　②FeS　③Al2S3　④Fe2S3　⑤Cu2S　⑥FeCl2　⑦H2S ②③⑤⑦ 3)与氧化性酸反应 试写出S分别与浓硫酸、浓硝酸的反应方程式 S＋2H2SO4(浓)=== 3SO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓) === H2SO4＋6NO2↑＋ 2H2O 生成有刺激性性气味的气体，放热 考点1 硫单质 4. 硫单质的化学性质 4)可与强碱溶液反应： 3S + 6NaOH == 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O 【可用热的NaOH溶液洗去附着在试管上的S】 (歧化反应) 5. 硫的用途 制H2SO4、硫化橡胶、医药、农药、火柴、黑火药等 ①工业制H2SO4 ①S + O2 === SO2 点燃 ③SO3 + H2O = H2SO4 ②黑火药 “一硫二硝三木炭” 3C + S + 2KNO3= K2S+3CO2+N2 ②2SO2 + O2 2SO3 考点2 硫化氢和金属硫化物的溶解性 1、H2S物理性质：无色有臭鸡蛋气味的有毒气体；密度比空气大。 微溶于水(1：2.6)，水溶液叫氢硫酸，显弱酸性 2、H2S化学性质 1)可燃性 氧气充足：2H2S + 3O2=== 2SO2 + 2H2O 点燃 氧气不足：2H2S + O2=== 2S + 2H2O 点燃 2)还原性：较强（硫元素呈现最低价——–2价） 常温下，H2S与SO2、Cl2不能共存 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O H2S + Cl2 = S + 2HCl 3)不稳定性： H2S == H2 + S △ [加热到300℃可分解] (与O2、Cl2、浓硫酸、硝酸、 KMnO4溶液等反应) (Br2、Fe3+、I2均可以氧化H2S) 与卤素单质的水溶液反应 H2S+X2 = S↓＋2HX 2KMnO4+5H2S+3H2SO4=5S↓+K2SO4+2MnSO4＋8H2O 淡蓝色火焰 考点2 硫化氢和金属硫化物的溶解性 2、H2S化学性质 4) 二元弱酸 H2S(少量) + 2NaOH = Na2S + 2H2O H2S(足量) + NaOH = NaHS + H2O ①与碱反应 ②与活泼金属反应(氧化性)③与某些盐反应（复分解反应） 与CuSO4溶液反应:H2S+CuSO4 = CuS(黑色)↓＋H2SO4 与Pb(Ac)2溶液反应:H2S+Pb(Ac)2 = PbS(黑色)↓＋2HAc 检验H2S气体：上述溶液或湿润的Pb(Ac)2试纸 不溶于水，不溶于酸 2H2S + O2 = 2S↓+ 2H2O (久置氢硫酸易变质) H2S是一种极好的金属沉淀剂，可以使Cu2+、Hg2+、Ag+等金属阳离子形成硫化物沉淀 乙炔（H2S）：通CuSO4溶液除去 PbS不溶于水，不溶于酸 考点2 硫化氢和金属硫化物的溶解性 3、实验室制H2S 【原理】强酸制弱酸： FeS＋H2SO4=H2S↑+FeSO4 【发生装置】固+液，不加热，___________装置 简易发生 【干燥装置】无水_______________，不能用____________________ CaCl2或P2O5 浓硫酸（强氧化性） 【收集装置】向_______排空气法 上 【尾气处理装置】______________ NaOH溶液 【思考】能否用浓硫酸、硝酸制取硫化氢？用浓盐酸制取硫化氢好不好？ 不能。浓硫酸 和 硝酸 具有 强氧化性，能 氧化 H2S。 不好。浓盐酸 有 挥发性，使硫化氢中 混有 氯化氢，要加除杂。 块状固体；如何验证溶液中S2-的存在？加 CuSO4 ，观察 CuS↓(黑) 考点2 硫化氢和金属硫化物的溶解性 4、硫化物的溶解性 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag K2S CaS Na2S 易溶于水 MgS Al2S3 与水反应， 发生双水解 ZnS FeS 白色 黑色 难溶于水， 可溶与强酸 FeS + 2HCl= FeCl2+ H2S↑ 黑色,难溶于水又难溶于酸 PbS CuS Cu2S HgS Ag2S CuSO4 ＋H2S =CuS↓＋H2SO4 ZnS与酸的反应以给出的信息为准 考点3 硫的氧化物 1.二氧化硫和三氧化硫的结构   硫原子杂化方式 分子空间结构 分子极性 SO2 ____ _____ _____ SO3 ____ _____________ _______ sp2 V形 极性 sp2 平面正三角形 非极性 2.二氧化硫和三氧化硫的物理性质 SO2是          色、有         气味的        毒气体，          (是或不是)大气污染物之一；密度比空气的大，      溶于水，通常状况下，1体积水溶解约         体积SO2 SO3熔点16.8℃，沸点44.8℃，在常温下为        态，在标准状况下为        态。 无 刺激性 有 是 易 40 液 固 在标准状况下为无色、针状晶体，在常温下为液态，能溶于水且能与水反应。 易液化-氯气、氨气 考点3 硫的氧化物 【思考】SO2与CO2分子的立体结构分别是 和为 ; 相同条件下二者在水中的溶解度较大的是 (写分子式)，理由是？ 角形 直线形 SO2 SO2是极性分子，CO2是非极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在水中的溶解度较大 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 1）三氧化硫的化学性质 SO3+H2O === H2SO4 SO3是 性氧化物。 写出下列反应的化学方程式 （1） SO3能与水反应 【例】SO3与水反应的化学方程式为 。 （2）SO3能与碱性氧化物反应。 【例】SO3与CaO反应的化学方程式为 。 （3）SO3能与碱反应。 【例】SO3与NaOH反应的化学方程式为 。 酸 SO3+CaO=CaSO4 2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O 工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质 SO2 硫元素化合价 -2 0 ＋4 ＋6 SO2属于 性氧化物 物质类别角度： 酸 SO2具有酸性氧化物的通性 化合价角度： SO2有氧化性，也有还原性 特殊性 SO2有漂白性 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质 ①酸性氧化物的通性 与H2O反应： 与NaOH(足量)反应： 2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O SO2 + H2O H2SO3 紫色石蕊试液滴入SO2的水溶液中： 溶液变红色 H2SO3是一种弱酸，但酸性：H2SO3 >醋酸>碳酸 SO2通入Ca(OH)2溶液? 少量SO2: SO2 + Ca2+ +2OH- ==CaSO3↓+ H2O 过量SO2: SO2 + OH- =HSO3- 不可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 CaSO3＋SO2＋H2O=Ca(HSO3)2 先浑浊后澄清 类比二氧化碳 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质 ①酸性氧化物的通性 与碱性氧化物反应 SO2+ CaO CaSO3 (用于煤的脱硫) 2CaSO3 ＋ O2 == 2CaSO4 2SO2 + Na2CO3 +H2O= 2NaHSO3 + CO2 应用：用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2气体 SO2 + NaHCO3 = NaHSO3 + CO2 注意: SO2与氧化性盐 [如Ca(ClO)2、Ba(NO3)2]发生氧化还原反应 (CO32-、HCO3-、SiO32-盐等) 与某些盐的反应 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质——【思考与讨论】 1. SO2气体通入BaCl2（或CaCl2）溶液能否产生白色沉淀？为什么？ 不能。 2. 向BaCl2（或CaCl2）和氯水的溶液中通入SO2气体，能否产生沉淀？若能产生沉淀，写出化学方程式。 SO2与 BaCl2 / CaCl2不反应 SO2 + Cl2 + 2H2O ===== H2SO4 + 2HCl H2SO4 + BaCl2 ===== BaSO4↓+ 2HCl 3. 向BaCl2（或CaCl2）和氨水的溶液中通入SO2气体，能否产生沉淀？若能产生沉淀，写出化学方程式。 (NH4)2SO3 + BaCl2 ===== BaSO3↓+ 2NH4Cl SO2 +2NH3•H2O ===== (NH4)2SO3+ H2O 4.亚硫酸在空气中放置一段时间后，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，写出发生反应的化学方程式。 2H2SO3+O2=2H2SO4 BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质 可被O2、O3、X2(卤素单质)、KMnO4(H+)、HNO3、Fe3+、Na2O2 、 H2O2、Ca(ClO)2 等多种氧化剂氧化。 SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr (SO2使溴水褪色) 5SO2 + 2KMnO4+ 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 (SO2使KMnO4(H+)溶液褪色) 通常用于吸收SO2 还原性：SO2>I ->Fe2+ >Br->Cl- ②SO2的强还原性 Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4（其溶液不再有漂白性） 【思考】写出过量SO2通入 Ca(ClO)2 发生的化学方程式 2SO2(过量) + Ca(ClO)2 + 2H2O= CaSO4 + H2SO4 + 2HCl 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质 ③SO2的氧化性： 注意：常温下，H2S、SO2不能共存 2H2S + SO2= 3S↓ + 2H2O 体现SO2氧化性的唯一反应 淡黄色沉淀 ④SO2的漂白性： 漂白原理: SO2跟有色物质化合生成一种无色的不稳定化合物。 应用：SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。 受热分解为原来的物质（恢复原色） SO2＋有色物质→无色物质； 无色物质→有色物质＋SO2 Δ 漂白：去除纤维材料或制品上的残留有机色素，达到一定白度的加工处理过程 用于食品添加剂，可以起到漂白、杀菌、抗氧化的作用 考点3 硫的氧化物 【资料卡片】 +SO2+H2O 【思考】为什么SO2不能漂白紫色石蕊？ 因为紫色石蕊分子中没有醌式结构 【探究实验】真正使品红褪色的粒子是什么？ SO2？H2SO3？HSO3-？SO32-？ 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 2）二氧化硫的化学性质——【思考与讨论】 【思考】SO2能否被浓H2SO4氧化？为什么？ 不能。SO2与浓H2SO4中的硫元素价态相邻，没有中间价态，不能发生氧化还原反应 【思考】能否用酸碱指示剂或pH试纸测定SO2水溶液的酸碱性？ 能。 SO2不能漂白酸碱指示剂或pH试纸。 【思考】SO2、漂白粉、活性炭、H2O2都能使红墨水褪色，其褪色原理是否相同？简述其褪色原理。 不同。SO2与有色物质生成不稳定的无色物质，使红墨水褪色；漂白粉、H2O2通过强氧化性使红墨水褪色；活性炭通过吸附作用使红墨水褪色。 考点3 硫的氧化物 3.二氧化硫和三氧化硫的化学性质 3）二氧化硫的实验室制法 固＋液 气体 Na2SO3 + H2SO4(70%)= Na2SO4 + H2O +SO2↑ Na2SO3粉末和70%的浓硫酸 反应原理：强酸制弱酸 1. 原料： 2. 原理： 6. 尾气处理： 3. 发生装置： 5. 收集装置： 4. 除杂装置： 用NaOH溶液吸收(注意防倒吸) 用浓H2SO4或P2O5固体 向上排空气法 注 意：少量SO2也可以用Cu与浓H2SO4制备 Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O Na2S2O3+H2SO4 =Na2SO4+SO2↑+S+H2O 硫酸太稀，SO2易溶于水，难放出；硫酸太浓，以H2SO4分子形式存在，难以提供H+ 能否用稀硫酸？ 考点3 硫的氧化物 4.二氧化硫和二氧化碳的鉴别 原理 现象及结论 闻气味 有刺激性气味的是SO2 利用SO2的漂白性 用品红溶液，SO2能使品红溶液褪色，加热颜色复原。 不能使品红褪色的是CO2 利用SO2的氧化性 用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2 利用SO2 的还原性 用高锰酸钾溶液，褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。 用溴水，橙色褪去的是SO2，无明显变化的是CO2 用硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显变化的是CO2 用FeCl3溶液，使棕黄色变浅的为SO2，反之为CO2 注意　 ①二氧化碳、二氧化硫都是酸性气体，都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；所以不能用湿润的蓝色石蕊试纸鉴别； ②SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。 考点3 硫的氧化物 5.二氧化硫和二氧化碳的除杂和检验 饱和NaHCO3溶液或溴水、酸性KMnO4溶液 1）怎样除去CO2中的SO2? 2）怎样检验某混合气体中含有CO2和SO2? 品红溶液 Br2水或KMnO4(H+) 品红溶液 澄清石灰水 检验SO2的存在 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2存在 SO2 + 2NaHCO3=Na2SO3 +2CO2+ H2O 或SO2 + NaHCO3=NaHSO3 + CO2 品红溶液褪色 颜色变浅 品红不褪色 石灰水变浑浊 水蒸气、二氧化硫、二氧化碳同时存在时先检验水（无水硫酸铜粉末）再二氧化硫、二氧化碳 考点3 硫的氧化物 5.二氧化硫和二氧化碳的除杂和检验 2）怎样检验某混合气体中含有CO2和SO2? 除去SO2并检验SO2是否除尽 检验SO2的存在 检验CO2的存在 品红溶液褪色 颜色变浅但不褪色 石灰水变浑浊 3）怎样检验C2H4中混有CO2和SO2杂质? 品红溶液 Br2水 品红溶液 澄清石灰水 不可用KMnO4(H+)溶液 5C2H4 +12KMnO4+ 18H2SO4 = 6K2SO4 + 12MnSO4 + 10CO2 + 28H2O 考点3 硫的氧化物 6.硫的氧化物（SO2、SO3）的污染及治理 (1)硫的氧化物来源、危害及治理 ①来源:__________的燃烧及__________的冶炼等。  ②危害:危害人体健康,形成__________(pH小于__________)。  ③治理:燃煤__________、改进燃烧技术、废气中__________的回收处理等。  石油和煤 含硫矿物 酸雨 5.6 脱硫 二氧化硫 (2)硫酸型酸雨的形成过程 途径1：空气中飘尘的___________， 使2SO2＋O2 ⇌ 2SO3、 SO3＋H2O = H2SO4 途径2：SO2＋H2O ⇌ H2SO3、 2H2SO3＋O2 = 2H2SO4 催化作用 考点3 硫的氧化物 ★处理SO2尾气的四类常见方法 (1)钙基固硫法：用生石灰和含硫的煤混合后燃烧 反应原理：CaO＋SO2CaSO3, 2CaSO3＋O22CaSO4， 总反应方程式： 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 (2)氨水脱硫法：采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2 反应原理：2NH3＋SO2＋H2O=(NH4)2SO3 2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化) (3)钠碱脱硫法：用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2 反应原理：2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2， Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3。 (4)双碱脱硫法：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： S的燃烧：S＋O2 SO2 2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O 2Na2SO3＋O2=2Na2SO4 Na2SO4＋Ca(OH)2=CaSO4↓＋2NaOH 考点3 硫的氧化物 如何除去下列气体的杂质气体?(括号内为杂质) ④ CO2 (SO2): 通入饱和食盐水 通入饱和NaHSO3溶液 通入饱和NaHCO3溶液 通入KMnO4溶液或饱和的NaHCO3溶液 ① Cl2(HCl): ② SO2(HCl): ③ CO2(HCl): 关于气体除杂： ⑤SO2 (SO3): 通入饱和的NaHSO3溶液 重难点突破 随堂检测 1. 在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列物质，则可以看到沉淀的是 。 ①Cl2　 ②NH3　 ③NO2　④H2S ⑤HCl ⑥CO2 ⑦HNO3 ⑧NaOH ⑨FeCl3 ⑩NaClO 1)具有强氧化性的物质： ①Cl2　 ③NO2　⑦HNO3 ⑨FeCl3 ⑩NaClO SO2 H2SO3 [O] H2SO4 BaCl2 BaSO4↓ 2)具有碱性的物质： ②NH3 ⑧NaOH SO32- BaCl2 BaSO3↓ [碱] 3) 2H2S+SO2 = 3S↓+2H2O ①②③④⑦⑧⑨⑩ SO2 H2SO3 Ba(NO3)2 或Ba(OH)2 随堂检测 2、不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是 A．反应①：S2-+H+=HS- B．反应②：Al3++4HS-+4H2O=[Al(OH)4]-+4H2S⬆ C．反应③：S2O32-+2H+=S⬇+SO2⬆+H2O D．反应④：SO2+2MnO4-+4H+=SO42-+2Mn2++2H2O 3、下列实验中能证明某气体为SO2的是 (　 ) ①使澄清石灰水变浑浊　②使湿润的蓝色石蕊试纸变红　③使品红溶液褪色　 ④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中,能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生 A.都能证明 B.都不能证明 C.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明 D C 随堂检测 4、已知2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是 (　 ) A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2 B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变红后褪色 C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀 D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境 A 随堂检测 （1）Na2S2的电子式： Na2S2与盐酸反应的化学方程式： （2）S2Cl2的电子式： S2Cl2水解的化学方程式： 4FeS2+11O2 =====2Fe2O3+8SO2 高温 工业： S+O2==SO2 点燃 知识拓展——酸雨 信息：SO2是形成酸雨（pH<5.6）的主要气体。 思考：自然界中SO2的来源？硫酸型酸雨的形成过程？如何治理？ SO2的来源：石油、煤的燃烧及含硫矿物的冶炼 用流程表示硫酸型酸雨的形成过程： 酸雨治理：燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中的回收处理等 再思考：近年来为防治酸雨，工业上常采用“钙基固硫法”即生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰和氧气共同反应生成硫酸钙,从而使硫酸转移到煤渣中。请写出“钙基固硫法”涉及的化学方程式。 CaO + SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 总反应方程式：2CaO + 2SO2 + O2 = 2CaSO4 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 1、硫酸是非常重要的无机化工原料，下面是硫酸的工业制备过程。 思考： (1)沸腾炉、接触室中涉及到的反应方程式为？ (2)为什么吸收塔中用98.3%的硫酸吸收SO3？是否可以换成水？ (3)获得的浓硫酸如何稀释得到稀硫酸？浓硫酸有什么特殊的性质？ 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 关键词：酸入水、搅拌 物理特性与化学特性？ 将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌 发烟硫酸的化学式为H2SO4 · xSO3 炉气的成分: SO2、O2、N2、水蒸气、砷(As)、硒(Se)等的化合物和矿尘等；因反应物在催化剂表面接触时发生氧化反应，所以称之为接触法制硫酸 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 2、硫酸工业生产中反应条件的控制 △H=-196.6KJ/mol 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 催化剂 △ 注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应 讨论：该反应是在什么条件下进行更有利于SO2的转化？ 理论上：低温、高压、催化剂、增大c(O2)减小c(SO3) 有利于SO2转化 虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温度较低时: ①催化剂活性不高; ②反应速率低。 应选择温度：400~5000C 注意: 生产中反应温度的选择还要考虑该温度下催化剂的活性。 根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利，但加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。 应选择压强：常压(1atm ) 注意：工业生产中, 压强的选择, 往往还要考虑成本和能量消耗等问题 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 3. 硫酸的物理性质 H2SO4是无色粘稠液体，高沸点(338℃)，难挥发，能与水以任意比互溶， 常用浓硫酸：98％，1.84g/cm3，18.4mol/L 判断：1.蘸有浓硫酸的玻璃棒接近浓氨水瓶口有白烟产生 2.可用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3 × √ (1) 用浓硫酸制取的气体 NaCl + H2SO4 (浓）= NaCl + MnO2 + H2SO4(浓）= NaNO3 + H2SO4(浓）= 浓H2SO4 C2H5OH Na2SO3 + H2SO4(70%) = (2) 用稀硫酸制取的气体 Zn + H2SO4 = FeS + H2SO4= HCl↑ Cl2↑ HNO3↑ C2H4↑ SO2↑ H2↑ H2S↑ CaF2 + H2SO4 (浓）= HF↑ 高沸点酸制低沸点酸 强酸制弱酸 强酸制弱酸 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 4. 稀硫酸的化学性质 硫酸是二元强酸，稀硫酸具有酸的通性。 (1)能使紫色石蕊溶液变红 (2)能与活泼金属(如Zn、Fe等)反应产生H2 (3)能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水， 如①与Ba(OH)2反应：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42-= BaSO4↓＋2H2O ②与MgO反应：MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O (4)能与弱酸的盐反应， 如与Na2SO3反应： SO32-＋2H＋= H2O＋SO2↑ (5)能与一些盐反应， 如与BaCl2反应： SO42-＋Ba2＋= BaSO4↓ 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 浓硫酸和稀硫酸的区别： 浓H2SO4：主要以H2SO4分子存在, : 稀H2SO4：以H+、SO42- 形式存在，: +6 其中S处于最高价具有强氧化性 H+具有酸性和弱氧化性，SO42-很稳定 高沸点，难挥发：分子间氢键 【思考】浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法 1．称重法 2．粘度法 3．沸点法 4．稀释法 5．铁铝法 7．胆矾法 8．纤维素法 9．蔗糖法 10．露置法 6．铜碳法 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 【思考】为什么浓硫酸有强氧化性，而稀硫酸中的硫酸根离子没有强氧化性？ 硫酸是不对称分子，其H的体积很小，具有强烈的极化作用而使羟基O的电子云变形并钻入其中，中和羟基O的部分负电荷，使羟基O与中心原子+6价S的结合力减弱，从而破坏了硫酸分子的稳定性，使得+6价S易接受外来的电子而被还原。 硫酸根离子（SO4²⁻）呈正四面体结构，S原子被四个O原子均匀包围，形成稳定的共价键网络。这种对称结构使S原子难以直接与还原剂接触，且S-O键键能较大，不易断裂。此外，硫酸根离子在水溶液中高度水合，进一步稳定了其结构，使其难以失去电子被还原，因此氧化性很弱。 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 只体现强氧化性 氧化金属单质时，浓硫酸均一半酸性，一半氧化性 4. 浓硫酸的特性 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 吸水性、脱水性、强氧化性 吸收现成的水: 水蒸气、结晶水合物中的结晶水 不能干燥碱性和还原性气体 C12H22O11 浓硫酸 12C + 11H2O 2H2SO4(浓)+ C = CO2↑ + 2SO2↑+ 2H2O 钝化 氧化到最高价含氧酸 H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl 与活泼金属(如Zn)反应：开始时产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2；与不活泼金属(如Cu)反应：开始时产生SO2(加热)，浓度变小后，不再与Cu反应 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 4. 浓硫酸的特性 思考：在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出下图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是 ①②③④ 趣味实验——黑面包实验（浓硫酸与蔗糖反应），实验过程蔗糖先变黑，后产生大量刺激性气味的气体。 吸水释放大量热，温度升高；蓝色变白色固体；溶剂减少，晶体析出；吸水压强减小，右侧试管液面下降，导管内形成水柱 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 4. 浓硫酸的特性 思考：从实验现象中体现了浓硫酸的哪些性质？涉及到的反应为？ C12H22O11 12C+11H2O 浓H2SO4 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O △ == 强氧化性 脱水性 再思考：将浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸有什么现象？ 先变红后变黑 浓硫酸强氧化性实验 反应剧烈，产生大量气体，反应完溶液呈淡蓝色，冷却后溶液呈无色，静置，有灰白色物质沉于试管底部。 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 4. 浓硫酸的特性 考点1：从环保的角度分析该装置优点？ 优点：反应随时可控，污染物有效吸收 考点2：SO2的漂白特点与氯水的区别 区别：非氧化性漂白、不稳定、热恢复 考点3：反应现象及分析 现象：未见溶液明显变蓝、有微量黑色固体 解析：浓硫酸有吸水性，使生成的硫酸铜未处于大量的水溶液中；微量黑色固体可能是CuO，可以设计实验证明 考点4：废液处理—酸入水原则 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 认识几种硫酸盐的俗名： 1. 石膏(生石膏)：CaSO4•2H2O 2. 熟石膏：2CaSO4•H2O 制模型 3. 皓矾：ZnSO4•7H2O 4. 明矾：KAl(SO4)2•12H2O 净化水 5. 绿矾（皂矾/青矾）：FeSO4•7H2O 6. 胆矾、蓝矾：CuSO4•5H2O 7. 重晶石：BaSO4 常作钡餐 可调节水泥凝结时间 8. 芒/朴/皮硝：Na2SO4•10H2O 5. SO42-的检验 排除Ag+等干扰离子 顺序不可颠倒；熟石膏与水混合成糊状物后会很快凝固，重新变成石膏。利用这种性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带 考点4 浓硫酸的性质及硫酸根的检验 1)试剂: 稀H2SO4和品红溶液 2)原理: SO32-＋2H＋= H2O＋SO2↑ SO2气体能使品红溶液褪色 注意:干扰性离子 HSO3- 6. SO32-的检验 加入BaCl2溶液生成白色沉淀 方法一： 方法二： SO32-+Ba2+=BaSO3↓ BaSO3 +2H+=SO2↑+ Ba2++H2O 加入盐酸，沉淀溶解并产生有刺激性气味的气体。 ①向溶液中加入盐酸,将产生的无色气体通入品红溶液中，红色褪去 ②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体 考点5 含硫物质的转化 SO2 化合价 单质 氧化物 正盐 含氧酸 －2 +4 SO3 氢化物 0 H2S S H2SO3 H2SO4 Na2SO3 Na2SO4 O2 H2S H2 H2O O2 NaOH +6 H2O 还原性 氧化性 ② ① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑧ ⑨ ⑩ NaOH 硫元素的价类二维图 酸式盐 NaHSO3 NaHSO4 NaOH/Na2O/Na2CO3 SO2 H2O2/氯水 NaClO/Na2O2 ⑦ 物质类别 考点5 含硫物质的转化 (1)＋4价硫的化合物之间的转化 1. 相同价态的含硫物质间的转化：通过酸、碱反应实现 (2) -2价硫的化合物之间的转化 考点5 含硫物质的转化 S S S S -2 0 +4 +6 低价态 高价态 加氧化剂 还原剂 H2S FeS S SO2、H2SO3 H2SO4 如： SO2 SO42-/SO3 Fe3+、NO3-(H+)、MnO4-、H2O2、O2、X2 例：X2+SO2+2H2O=H2SO4＋2HX (1)根据硫的化合价与性质的关系 2. 不同价态的含硫物质间的转化——通过氧化还原反应实现 考点5 含硫物质的转化 ①当硫元素的化合价升高或降低时, 一般升高或降低到其 的价态 如: 含硫物质的连续氧化 (2) 不同价态含硫物质的转化规律 相邻 足量O2 H2S S SO2 H2SO4 SO3 O2 O2 O2 H2O 台阶式升降 考点5 含硫物质的转化 ②当硫元素的高价态物质与低价态物质间反应时，一般生成中间价态物质，即发生归中反应，化合价只靠近不交叉。 如：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O， H2S＋H2SO4(浓)=S↓＋SO2↑＋2H2O (2) 不同价态含硫物质的转化规律 遵循“高价＋低价→中间价” 不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是 ╳ ④相邻价态的含硫物质间不发生氧化还原反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应。 ③中间价态含硫物质发生氧化还原反应时化合价有升又有降，即发生歧化反应。 如：3S＋6NaOH(浓)==2Na2S＋Na2SO3＋3H2O 0 -2 ＋4 随堂检测 1.下列有关硫酸的实验或用途中用了硫酸的哪些性质？ (1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体： __________________。 (2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3： __________。 (3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸： ___________________。 (4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸： _____________。 (5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2： _________________________。 (6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO：HCOOH CO＋H2O： _____。 (7)浓硫酸与蔗糖的制取“黑面包”实验： __________________________。 浓硫酸的吸水性 高沸点酸 浓硫酸的强氧化性 硫酸的强酸性 浓硫酸的酸性、强氧化性 脱水性 浓硫酸的脱水性、强氧化性 ①吸水性、②脱水性、③强氧化性、④强酸性、⑤高沸点 随堂检测 2、下列有机反应中都要使用硫酸。其中哪些使用的是浓硫酸？哪些使用的是稀硫酸？ (1)苯的硝化(2)乙醇的消去(3)乙醇与乙酸的酯化(4)乙酸乙酯的水解 (5)糖类物质的水解(6)蛋白质的水解(7)油脂的水解 (1)(2)(3)使用的是浓硫酸，其余均为稀硫酸。 （1）催化剂、吸水性 （2）催化剂、脱水性 （3）催化剂、吸水性 （4）（5）（6）（7）催化剂 3、X为下列各选项物质，X不能满足如图转化关系的是(　　) A．H2S　 　B．N2 C．S D．NH3 B 随堂检测 【思考】中学阶段常见的符合 转化关系 IA IVA VA VIA FeS2 考点6 含硫化合物的性质与应用 • 氧（yǎng） • 硫（liú） • 硒（xī） • 碲（dì） • 钋（pō） Ⅵ A 相似性：最外层都是6个电子 都易得2e-, 表现较强非金属性 核电荷数递增 递变性：电子层数递增 原子半径增大 得 e- 能力逐渐减弱, 非金属性逐渐减弱 元素的非金属性：O > S > Se > Te 单质的氧化性：O2 > S > Se > Te 1. 氧族元素结构特点 考点6 含硫化合物的性质与应用 1.硫代硫酸钠(Na2S2O3) 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水。 制备 ①硫化碱法，将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1 配成溶液，通入SO2，发生的反应为：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。 ②亚硫酸钠法，即使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应，其反应的化学方程式为Na2SO3＋SNa2S2O3。 化学性质 与酸反应 强碱弱酸盐 水解显碱性；与强酸反应 分子结构四面体 考点6 含硫化合物的性质与应用 1.硫代硫酸钠(Na2S2O3) 化学性质 中等强度还原剂 2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl 5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O 用于直接碘量法和间接碘量法测定物质浓度或含量 （用作纺织工业上的脱氯剂） 连四硫酸钠(Na2S4O6) 考点6 含硫化合物的性质与应用 2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5) ①与酸反应放出二氧化硫，如：Na2S2O5＋2HCl = 2NaCl＋2SO2↑＋H2O ②强还原性，如：Na2S2O5＋2I2＋3H2O = 2NaHSO4＋4HI 白色或微黄色结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置于空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解，有强还原性。 (1)制备：由NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成， 2NaHSO3Na2S2O5＋H2O。 考点6 含硫化合物的性质与应用 3．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)、过二硫酸钠(Na2S2O8) (1)连二亚硫酸钠中S为＋3价，其中的结构为 ， 是强还原剂，能将I2、Cu2+、Ag＋还原，能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。 (2)过二硫酸钠中S为＋6价，其中的结构为 ＋2I－ ＋16H＋。 过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。 具有强氧化性 含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由 -1价变为 -2价，硫原子化合价不变。 考点7 臭氧与双氧水 一、臭氧的性质和用途 1. 物理性质: 色气体、特殊 味，比O2易溶与水，极性分子，中心原子 杂化 淡蓝 2. O3的产生: 3O2====2O3 放电 O3 与 O2互为 。 同素异形体 臭 sp2 2)强氧化性 1)不稳定性 2O3 = 3O2 ①O3能氧化Ag、Hg等不活泼金属 ③漂白剂：O3能使有色物质褪色(其褪色原理与HClO类似) ②能使湿润的淀粉KI试纸变蓝色 (高温、紫外线等条件) 3. 化学性质: (氧化性强于O2) 2Ag + 3O3 = Ag2O2 + 2O2 O3 + 2KI + H2O ＝I2 + 2KOH + O2 如将O3通入石蕊试液中，溶液变为无色。 既不是氧化产物也不是还原产物 用途：①可用作脱色剂、消毒剂； ②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线 考点7 臭氧与双氧水 二、 H2O2的性质 H-O-O-H共价化合物 1. 物理性质: 2. 化学性质: 无色粘稠液体，其水溶液称为双氧水 1)极弱的酸性： MnO2 2H2O2 === 2H2O+O2↑ 2)不稳定性: 3)强氧化性：(与Fe2+\ SO32-\ SO2\ I- \ Br- \ S2- 等反应)： 应用：杀菌、消毒、漂白剂 H2O2+2KI+ H2SO4 =I2+H2O+K2SO4 还原产物为H2O ，不会引入新杂质 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+5O2↑+8H2O+K2SO4 4)弱还原性：(如与酸性KMnO4溶液反应)： Ka = 2.4 × 10-12 (Cu2+、Fe3+等也能催化该反应) 拓展——常见的含硫化合物 五类硫的含氧酸 正 焦 过 代 连 正酸 系列 焦酸系列 过硫酸 硫代 硫酸 连酸系列 硫酸、亚硫酸、次硫酸 由两分子酸失去一分子水形成的化合物 分子中含有一个过氧键基本单元的化合物 分子中的一个氧原子被其硫原子取代后形成的化合物 含几个硫原子通过单键相结合的基本单元 拓展——常见的含硫化合物 Na2S2O3 Na2S2O4 Na2S2O5 Na2S2O8 名称 硫代硫酸钠 连二亚硫酸钠 焦亚硫酸钠 过二硫酸钠 多硫含氧 酸根结构 硫元素的化合价 化学性质 +2 还原性和氧化性 配位性 水解、与强酸反应 +3 +4 还原性 还原性 +6 强氧化性 随堂检测 A. 导管a的作用是有利于硫酸滴入 B. 装置A中的反应体现硫酸的酸性 C. 装置B、D作用完全相同 D. 装置C中先有淡黄色浑浊产生， 后又变澄清，说明过程中有硫单质生成 1. 实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理： 2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是 C 装置B作用：①通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率； ②SO2与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用。 装置D作用：作安全瓶，防倒吸 随堂检测 2. 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： (1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：_______________________。 2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O (2) 利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为： ①pH＝4.1时，Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。 NaHSO3 ②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是___________________。 得到NaHSO3过饱和溶液 随堂检测 3. 连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，可以用作染色工艺的还原剂，纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水，难溶于乙醇，在碱性介质中较稳定，在空气中易被氧化。回答下列问题： (1)Na2S2O4在潮湿空气中被氧化，生成的两种常见酸式盐是_____________________ (填化学式)。 NaHSO3、NaHSO4 Na2S2O4中S显＋3价，在潮湿空气中被氧化，S部分转化为＋4价，部分转化为＋6价，则生成的两种常见酸式盐为NaHSO3和NaHSO4。 (2)目前，我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠，其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中，然后通入SO2发生反应，有CO2气体放出，总反应的离子方程式是___________________________________。 HCOO-＋OH-＋2SO2 = S2O42-＋CO2＋H2O 随堂检测 (3)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示： ①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液，其目的是________。 增大锌的表面积，加快化学反应速率 ②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为____________________。 Zn＋2SO2=ZnS2O4 ③在步骤Ⅲ中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤，优点是________________，“后续处理”最终要加入少量的Na2CO3固体，其原因是_____________________________________________。 减少Na2S2O4的溶解损失 Na2CO3为碱性物质，保险粉在碱性介质中较稳定 Na2S2O4易溶于水，难溶于乙醇，在碱性介质中较稳定，在空气中易被氧化。 随堂检测 4. 将双氧水滴入含酚酞的NaOH(aq)中，红色褪去。 甲认为：H2O2是二元弱酸，消耗了OH-，红色褪去； 乙认为：H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色褪去。 请设计实验证明：甲、乙谁解释正确？ 取褪色后的溶液，滴加少量NaOH(aq)： 出现红色，则甲正确； 无明显现象，则乙正确 5. Cu与稀H2SO4不反应，若在稀H2SO4中滴加双氧水后，则可使Cu顺利溶解，请推测其中发生的反应方程式： 。 Cu + H2SO4 + H2O2 = CuSO4 + 2H2O 6. 已知干燥的CO2不与Na2O2反应，但潮湿的CO2可以与Na2O2反应，试写出潮湿的CO2与Na2O2发生反应的过程 ; (2) . Na2O2 + CO2+ H2O = Na2CO3+ H2O2 2H2O2 = 2H2O+O2↑ (较强酸制较弱酸原理) Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 C＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up15(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。 S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O $