第十四讲 硫及其化合物 课件-2027届高三化学一轮复习

第二章 物质及其变化 第14讲——知识点 硫及其化合物 新人教版 高中化学 2027届 一轮复习 一、硫单质 硫化物 硫酸盐 常见含硫矿物如下表: 物质 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 化学式 FeS2   二硫化亚铁 CuFeS2 二硫化亚铁铜 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O  元素化合价 S为-1价 S为-2价, Fe为+2价 S为+6价 S为+6价 考点一 硫单质的性质及应用 1. 硫的存在形态 2 【思考1】硫在周期表中的位置、基态原子电子排布式、原子结构示意图 化学性质的预测：弱氧化性、还原性 基态电子排布式：1s22s22p63s23p4 第三周期ⅥA族 得到2e-稳定 基态电子排布的轨道表示式： 考点一 硫单质的性质及应用 一、硫单质 俗称 颜色、状态 溶解性   ________色固体  ________于水 微溶于酒精 ________于CS2 硫黄 淡黄 难溶 易溶 2. 硫单质 2.1. 物理性质 【思考1】 硫单质难溶于水，易溶于CS2，其原因是什么？ 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。 考点一 硫单质的性质及应用 熔沸点低（113℃, 445 ℃)密度比水大（2.06 g/cm3 ) 4 一、硫单质 【思考3】硫有S2、S4、S6、S8等多种单质，它们的关系是什么？ 加热时，S8转化为S6、S4、S2属于什么变化？ S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质，它们互为同素异形体，S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。 【思考2】若试管内壁附着有单质硫时，如何洗涤除去?（从物理性质的角度） 物理方法：可用二硫化碳作为洗涤剂清洗附着在试管壁上的硫 考点一 硫单质的性质及应用 5 S元素的价类二维视角 考点一 硫单质的性质及应用 2.2. 化学性质 物质分类 单质 氧化物 氢化物 盐 H2S S2-/HS- H2SO3 化合价 -2价 SO2 +4价 S 酸 0价 +6价 SO32- H2S SO42- H2SO4 SO3 S2O32- 一、硫单质 Fe+S FeS 2Cu+S Cu2S Hg＋S HgS +2 +2 +1 （1）与金属反应——氧化性 硫具有弱氧化性，与变价金属反应生成低价态金属硫化物 2Na+S Na2S 研磨 2Al+3S Al2S3 Al2S3唯一制法 考点一 硫单质的性质及应用 2.2. 化学性质 洒落的水银用硫粉覆盖后处理，防水银蒸气中毒 金属硫化物溶解性： 硫化碱金属溶于水，其余金属硫化物难溶于水 Na2S FeS K2S Cu2S ——溶于水 ——溶于水 ——难溶于水 ——难溶于水 硫化碱金属溶于水，其余金属硫化物难溶于水 2Ag + S = Ag2S (常温下反应, 银器久置变黑) 7 一、硫单质 （2）与非金属反应 H2+S H2S 还原性：可被氧化为+4价，也可被氧化为+6价 臭鸡蛋气味气体，有毒，常温约1：2.6溶于水 与过量的氧气反应也得不到SO3 +4 +6 氧化性： 考点一 硫单质的性质及应用 2.2. 化学性质 SO2：刺激性气味的气体、有毒、常温约1：40溶于水 8 一、硫单质 （3）与氧化性酸反应——还原性 （4）与碱反应——歧化反应 S + 2H2SO4(浓) 3SO2↑ + 2H2O S + 6HNO3(浓) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O 3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O 考点一 硫单质的性质及应用 2.2. 化学性质 S在加热条件下会和碱性溶液反应，从而可用热碱溶液洗去。 3. S的用途 制H2SO4、硫化橡胶、医药、农药、火柴、黑火药等 ①工业制H2SO4 ②黑火药 3C + S+2KNO3= K2S+3CO2+N2 “一硫二硝三木炭” 9 二、H2S 1. 物理性质 ① 无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体 ② 密度大于空气 ③ 能溶于水（1:2.6），水溶液称氢硫酸(二元弱酸） 考点二 硫化氢的性质及应用 2. 化学性质 2H2S + O2 (少） 2S + 2H2O 点燃 S + O2 SO2 点燃 2H2S + 3O2 (足） 2SO2 + 2H2O 点燃 ① 与非金属单质反应 理解：可看作逐步氧化（-2 → 0 → +4） （1）还原性 a. 与O2反应 10 二、H2S -2 0 +4 +6 b. 与Cl2反应 H₂S + Cl2 (少） = S↓ + 2HCl H₂S + 4Cl2 (足） + 4H₂O = H₂SO₄ + 8HCl S + 3Cl₂ + 4H₂O = H₂SO₄ + 6HCl 理解：可看作逐步氧化（-2 → 0 → +6） 考点二 硫化氢的性质及应用 ② 与氧化性酸反应 H2S + HClO = S↓ + HCl + H2O H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑ + 2H2O ③ 其他 2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O 常温下，H2S与SO2、Cl2不能共存 H2S == H2 + S △ [加热到300℃可分解] 11 二、H2S H₂S (少）+ 2NaOH = Na₂S + 2H₂ H₂S (足）+ NaOH = NaHS + H₂O 正盐 酸式盐 （2）酸性 （H2S为二元弱酸） ① 与碱反应 考点二 硫化氢的性质及应用 ②强还原性 (与O2、Cl2、浓硫酸、硝酸、 KMnO4溶液等反应) ③作沉淀剂 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 H2S+CuSO4=CuS↓(黑色）+H2SO4 H2S+Pb2+=PbS↓(黑色）+2H+ 乙炔（H2S）：通CuSO4溶液除去 检验H2S气体：上述溶液或湿润的Pb(Ac)2试纸 12 二、H2S 3. 实验室制备 FeS + H₂SO₄（稀）= FeSO₄ + H₂S↑ 【思考】 块状固体 启普发生器 （使用条件：固液常温、气体难溶） ① 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。 向上排空气法 无水 CaCl2 或 P2O5 通入碱液 ③ 如何验证溶液中S2-的存在？ ② 如何干燥 H2S？怎样收集 H2S？尾气处理？ 加 CuSO4 ，观察 CuS↓(黑) 考点二 硫化氢的性质及应用 13 色、味、态 密度 溶解性 ___色、 气味的___________ 比空气的____ 溶于水，通常状况下，1体积的水溶解约 体积的SO2 无 有刺激性 有毒气体 大 易 40 1. SO2物理性质 2. 化学性质 同CO2 考点三 SO2的性质及应用 14 三、SO2 （1）酸性氧化物的通性 ① 与水反应——生成对应的含氧酸（SiO₂等少数不溶于水的除外） SO2+H2O H2SO3 ② 与碱反应——生成盐和水（足量碱生成正盐，过量酸性氧化物可能生成酸式盐） SO2 (少）＋ 2NaOH===Na2SO3＋H2O SO2 (足） + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2NH3·H2O = (NH4)2SO3 + H2O SO2 + NH3·H2O = NH4HSO3 正盐 酸式盐 正盐 酸式盐 酸式盐：多元酸的部分氢离子（H+）被金属阳离子（或NH4+）取代生成的盐， 其化学式中含可电离的H+（如HSO3-、HCO3-） 考点三 SO2的性质及应用 15 三、SO2 ③ 与碱性氧化物反应——生成盐 SO2 + CaO = CaSO3 ④ 与弱酸盐反应——强酸制弱酸，生成弱酸（或其分解产物）和强酸盐 SO2+2NaHCO3=Na2SO3+2CO2+H2O 酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO3－＞HCO3－ 将CO2（SO2）通入NaHCO3溶液中除SO2 CO₂溶于水会生成H₂CO₃，进而电离：H₂CO₃⇌H⁺ + HCO₃⁻；而NaHCO₃溶液中含大量HCO₃⁻，会使上述电离平衡左移，阻碍H₂CO₃生成，最终减少CO₂的溶解。 燃煤污染的治理，钙基固硫/燃煤固硫 生石灰 考点三 SO2的性质及应用 注意: SO2与氧化性盐 [如Ca(ClO)2、Ba(NO3)2]发生氧化还原反应 16 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): ⑤SO2 (SO3): 通入饱和的NaHSO3溶液 考点三 SO2的性质及应用 三、SO2 （2）强还原性 2SO2+O2 2SO3 催化剂：V2O5 SO₂ + H2O2 = H₂SO₄ 3SO2 + 2NO3- + 2H2O = 3SO4²-+ 2NO↑ + 4H⁺ 2MnO42-＋5SO2＋2H2O＝5SO42-+4H++2Mn2+ 可用于检验或除去SO2 与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀： 2CuX2＋SO2＋2H2O=2CuX↓＋H2SO4＋2HX (X=Cl Br I) 考点三 SO2的性质及应用 与卤素单质的水溶液反应： X2＋SO2＋2H2O=2HX＋H2SO4 (X=Cl、Br、I) 与铁盐溶液反应:2Fe3+＋SO2＋2H2O=2Fe2+＋2H+＋SO42- 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。 18 三、SO2 （4）漂白性 SO2的漂白性具有选择性。 （3）弱氧化性 2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O 淡黄色沉淀 SO2+H2O H2SO3 H₂SO₃ SO₂↑ + H₂O SO₂与品红分子结合生成不稳定的无色加合物，使品红失去颜色；加热时，该无色加合物易分解，释放出SO₂，品红分子恢复原有结构，溶液重新变红。 考点三 SO2的性质及应用 19 【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-？ 考点三 SO2的性质及应用 三、SO2 类型 原理 举例 特点 备注 氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等 化学变化 不可逆、持久 无选择性 加合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 化学变化 可逆、不持久 有选择性 吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭、胶体 物理变化 吸附色素 考点三 SO2的性质及应用 21 三、SO2 SO2 造成的褪色现象分类 ①酸性氧化物：使滴有酚酞的NaOH 溶液褪色 ②漂白性：使品红溶液褪色 ③还原性：使氯水、溴水、碘水、酸性高锰酸钾溶液褪色 SO2 考点三 SO2的性质及应用 22 三、SO2 3. 实验室制法 ① 固体Na2SO3与较浓H2SO4（70%）反应: Na2SO3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2↑＋H2O ② 铜与浓H2SO4混合加热： 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+ Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 考点三 SO2的性质及应用 23 三、SO2 4. 应用 （1）漂白纸浆、毛、丝、草帽等 （2）用于食品添加剂，可以起到漂白、杀菌、抗氧化的作用 葡萄酒酿造过程添加适量SO2可以起到杀菌、抗氧化、防腐作用。 考点三 SO2的性质及应用 24 三、SO2 5. 重难点 （1）如何鉴别无色气体SO2和CO2？ ① 物理方法：闻气味，CO₂无气味，SO₂有强烈刺激性气味 ② 化学方法： SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊。 SO2和CO2的最大区别在于SO2具有漂白性、还原性和氧化性。 (1)用品红溶液鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 (2)用酸性KMnO4溶液鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 (3)用溴水(或氯水)鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 Cl2＋SO2＋2H2O=== H2SO4＋2HCl (4)用H2S溶液鉴别：出现淡黄色浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。 2H2S＋SO2=== 3S↓＋2H2O 考点三 SO2的性质及应用 25 三、SO2 （3）检验SO2 和CO2同时存在 流程设计 检验SO2→除去SO2→检验SO2是否除尽→检验CO2 试剂及装置 实验现象 混合气体中含有SO2 装置A中的品红溶液褪色。 混合气体中含有CO2 装置C中的品红溶液不褪色，装置D中的澄清石灰水变浑浊。 可合并为一个装置，溶液选用较浓的KMnO4，现象为酸性KMnO4颜色变浅，但不褪成无色 考点三 SO2的性质及应用 26 三、SO2 （4）检验CH2=CH2 和SO2同时存在 NaOH 溶液 酸性 KMnO4 溶液 不可用KMnO4、溴水等强氧化性物质，否则二者均被氧化 考点三 SO2的性质及应用 27 四、SO3 1. 物理性质 SO3+H2O═H2SO4 CaO+SO3(g)═CaSO4 SO3+Ca(OH)2═CaSO4+H2O 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): 熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为液态，在标准状况下为固态。 考点四 SO3的性质及应用 （2）稳定性：2SO3 O2+2SO2 反应放热。工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3 28 五、SO3 3.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 考点四 SO3的性质及应用 29 三、SO2 考点三 SO2的性质及应用 四种常见的SO2尾气处理方法 方法一：钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 CaO＋SO2=== ==CaSO3 2CaSO3＋O2=====2CaSO4 方法二：氨水脱硫法 该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，其反应的化学方程式为 2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3后氧化) 方法三：钠碱脱硫法 钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应化学方程式为 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O==2NaHSO3。 30 三、SO2 考点三 SO2的性质及应用 方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为 ①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O, 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。 31 学习评价 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1、SO2可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒。（　　） 2、SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分。（　　） 3、SO2使紫色石蕊溶液变红，说明SO2是酸性氧化物。（　　） 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、将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中，前者只变红不褪色，后者先变红后褪色。（　　） 6、过量SO2通入NaClO溶液中：SO2＋ClO－＋H2O===HClO＋HSO3-（　　） 7、标准状况下，2.24 L SO3中含有硫原子数为0.1NA。（　　） 8、SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现了SO2的漂白性。（　　） 9、SO2、漂白粉、Na2O2都能使鲜花褪色，其原理相同。（　　） 学习评价 学习评价 学习评价 $