浙江省高考化學一輪復習導航 第3單元第10講 含硫化合物的性質和應用課件 新課標

一、二氧化硫的性質一、二氧化硫的性質 1SO2的物理性質 SO2為無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化(沸點是-10 )，易溶于水，常溫常壓下，1體積水中能溶解40體積的SO2。 2SO2的化學性質 (1)SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 和水反應： SO2+H2O H2SO3 (亞硫酸能使紫色石蕊試液變紅) 可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫可逆反應。 和堿(NaOH)反應： SO2(少)+2NaOH=Na2SO3+H2O； SO2(過)+NaOH=NaHSO3； SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O； SO2+Ca(OH)2+H2O=Ca(HSO3)2 (2)還原性 SO2能使鹵水褪色： SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I) SO2能被催化氧化成SO3：2SO2+O2 2SO3 (3)氧化性 SO2能被H2S還原：SO2+2H2S=3S+2H2O催化劑加熱 (4)漂白性 SO2跟某些有色物質(如品紅等)化合生成無色物質，但此無色物質不穩(wěn)定，見光、遇熱或長久放置又容易分解，又會恢復到原來的顏色。 SO2不能漂白酸堿指示劑，如SO2只能使紫色石蕊試液變紅，不能使它褪色。 二、硫酸的性質二、硫酸的性質 1稀H2SO4具有酸的通性 稀硫酸是強電解質，具有酸的通性： H2SO4=2H+2-4SO 2濃硫酸的特性 (1)吸水性：通?？捎米鞲稍飫?。 (2)脫水性：將H、O按照 2 1 的比例從物質中奪取出來。 (3)強氧化性 和金屬反應 加熱時，濃H2SO4可以與除金、鉑之外的所有金屬反應，生成高價金屬硫酸鹽，本身一般被還原成SO2。 銅與濃硫酸加熱反應： Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2+2H2O 和非金屬反應 碳和濃硫酸加熱反應： C+2H2SO4(濃)=CO2+2SO2+2H2O3濃硫酸和稀硫酸的組成與性質的比較 三、硫的性質三、硫的性質 1物理性質：淡黃色粉末，不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳；熔沸點較低。 2化學性質 (1)做氧化劑： H2+S=H2S、Fe+S=FeS、2Cu+S=Cu2S (2)做還原劑： S+2H2SO4(濃)=2SO2+2H2O ( 3 ) 既 做 氧 化 劑 ， 又 做 還 原 劑3S+6KOH=2K2S+3K2SO3+3H2O(此反應用于除去試管中殘留的硫) (4)特性：Hg、Ag在常溫下雖跟O2不反應，但卻易跟S反應 Hg+S=HgS(此反應用于除去不慎灑落的汞) 四、硫和含硫化合物的相互轉化四、硫和含硫化合物的相互轉化 1常見的不同價態(tài)的硫的化合物 -2價：H2S、Na2S、FeS +4價：SO2、H2SO3、Na2SO3 +6價： SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO4 2含有相同價態(tài)的硫元素的物質通過非氧化還原反應實現(xiàn)轉化，而含有不同價態(tài)的硫元素的物質則通過氧化還原反應實現(xiàn)轉化。 五、酸雨五、酸雨 1正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，pH約為5.6。 2空氣中硫的氧化物和氮的氧化物隨雨水降下就成為酸雨，酸雨的pH5.6。 3硫酸型酸雨的形成途徑： 反應方程式分別為2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O=H2SO4、SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4催化劑加熱考點一 二氧化硫的性質與應用 例例1 SO2通入下列溶液中，溶液褪色或變淺，說明SO2具有漂白作用的組合是() KMnO4(H+，aq)溴水碘水氯水 Fe3+(aq) A B C全部 D都不是D 【 解 析 】SO2 能 使 酸 性 高 錳 酸 鉀 溶 液 褪 色，是由于酸性 高 錳 酸 鉀 溶 液 將 SO2 氧 化 為 H2SO4，自 身 被 還 原 成 無 色 的 M n2+：2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。SO2能使鹵水褪色，是由于X2(不包括F2)將SO2氧化為H2S O4， 本 身 被 還 原 為 無 色 X-：SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX。SO2能使棕色的Fe3+(aq)變淺，是由Fe3+氧化SO2為H2SO4，本身被還原為淺綠色Fe2+：SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2+4H+ 。SO2漂白作用是SO2與有色物質的化合反應，不是氧化還原反應；且被SO2漂白的物質受熱后能恢復為原來的顏色。故以上均不是SO2的漂白作用。2-4SO 【方法技巧點撥】本題易錯在對SO2因氧化還原反應而使溴水、酸性高錳酸鉀褪色與SO2的漂白性相混淆。SO2發(fā)生氧化還原反應造成的溶液褪色不能說成是漂白作用。SO2使品紅溶液褪色發(fā)生的是非氧化還原反應，表現(xiàn)SO2的漂白性?？键c二 SO2、CO2性質比較 例例2 在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氫雜質。設計一種一步只除去一種雜質，最后得到干燥純凈二氧化碳的實驗方案。試回答： (1)氣體經過各試劑(自選)的順序為_。 (2)寫出有關的離子方程式_。 濃硫酸飽和NaHSO3溶液飽和NaHCO3溶液濃硫酸(或無水氯化鈣等酸性或中性干燥劑) H+ =SO2+H2OSO2+2 = +2CO2+H2O -3HSO-3HCO2-3SO 【解析】首先確定除各種雜質應采用的試劑。除去SO3可選用濃硫酸使它溶解，這樣可以不影響CO2、SO2和HCl。除去SO2的試劑在CO2為主氣體時，不能用NaOH，可用KMnO4酸性溶液，但HCl也溶于KMnO4酸性溶液中，甚至HCl會被氧化生成Cl2(帶入新的雜質)。若選用NaHCO3，雖能除SO2，但同時也除去了HCl，所以也不能選用。但若在除SO3之后除去HCl，可選用NaHSO3飽和溶液，可不影響CO2、SO2。然后再用飽和NaHCO3除SO2即可。氣體用溶液洗氣后必然混有水蒸氣，可用干燥劑除之。 【方法技巧點撥】檢驗和鑒別SO2的方法有多種，例如，SO2通入品紅溶液中品紅褪色；SO2通入溴水中溴水褪色；SO2通入石灰水中也能生成白色沉淀。檢驗和鑒別CO2一般是跟石灰水生成白色沉淀。因此，必須先檢驗或鑒別SO2，后檢驗或鑒別CO2。方法如圖裝置所示： 若A瓶品紅溶液褪色，證明混合氣體含有SO2。B瓶除去剩余的SO2。C瓶品紅溶液不褪色，說明SO2已除凈。若D瓶生成了白色沉淀，證明原混合氣體中含有CO2。 例例3 某實驗小組的同學為探究過氧化鈉與二氧化硫的反應。用如圖所示的裝置進行實驗。通入足量SO2氣體，將帶余燼的木條放到D管口處，木條復燃?？键c三 有關SO2的實驗設計與探究 請回答下列問題： (1)裝置中B的作用是_,D的作用是_。 (2)根據(jù)實驗現(xiàn)象預測，C管中反應的化學方程式是_。 干燥SO2氣體，防止水蒸氣進入C管與Na2O2反應 防止空氣中的水蒸氣和CO2進入C管與Na2O2反應生成氧氣，同時吸收過量SO2氣體，便于氧氣的檢驗和防止污染空氣 2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2 (3)請設計一種實驗方案證明你的預測是正確的：_。 (4)你若懷疑C管中有部分硫酸鈉生成，請你設計一 種 實 驗 方 案 證 明 是 否 有 硫 酸 鈉 生 成_。取少量C管中反應后的白色固體放入試管中，加入稀硫酸，再塞上帶導管的橡皮塞，將導管插入盛有品紅溶液的試管中，如產生氣體，且品紅溶液褪色，證明預測正確，反之，預測不正確 取少量C管中反應后的白色固體放入試管，加水溶解，加入足量稀鹽酸，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，證明含有Na2SO4，無沉淀生成，證明不含Na2SO4。 (5)若實驗前稱量得過氧化鈉的質量為m1 g，充分反應后稱得C管中固體的質量為m2 g，若固體全是 N a2S O3時 ， 則 m2與 m1的 數(shù) 量 關 系 是_；若固體全是Na2SO4時，則m2與m1的數(shù)量關系是_；若固體中既有Na2SO3，又有Na2SO4時，則m2與m1的數(shù)量關系是_。221114271m =(m =m )78m39或1211211261422171m m m (m m m )78781339或221112621m =(m =m )78m13或 【解析】由上述反應裝置可知A中產生的SO2氣體中含有水蒸氣，為了防止水蒸氣與過氧化鈉反應而影響實驗，所以必須將水蒸氣除掉，又因空氣中含有CO2和水蒸氣，所以D裝置的作用防止空氣進入C中，同時吸收過量的SO2；根據(jù)題干中的實驗現(xiàn)象不難推出C管中進行的反應。由于SO2足量，所以Na2O2將完全反應，故可根據(jù)Na2SO3和SO2的性質設計實驗來證明預測的正確性。 【方法技巧點撥】本題考查SO2與過氧化鈉的反應、SO2的漂白性、硫酸鹽的檢驗、實驗設計等。SO2是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，由于SO2中的硫元素處于元素的中間價態(tài)，所以它既可以表現(xiàn)氧化性又可以表現(xiàn)還原性。 考點四 硫酸性質的考查 例4 5 mL物質的量濃度為18 mol/L的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應。下列說法正確的是() A有0.09 mol的硫酸被還原 B有0.045 mol的硫酸被還原 C充分反應后體系無硫酸剩余 D消耗的銅的質量一定小于2.88 gD 【解析】濃硫酸與銅可發(fā)生氧化還原反應，而稀硫酸與銅不發(fā)生反應。濃硫酸與銅反應時，隨著反應進行，硫酸逐漸消耗，其濃度也逐漸下降，當硫酸由濃變稀時反應就會停止。因此，參加反應的硫酸實際量要比理論計算值小。據(jù)題n(H2SO4)=0.005 L18 molL- 1=0.09 mol，參加反應的硫酸n(H2SO4)0.09 mol，被還原的硫酸小于0.045 mol，參加反應的銅小于2.88 g。 【方法技巧點撥】解答本題的主要失誤在于沒有理解隨著反應進行，濃硫酸逐漸變稀，稀硫酸不和銅反應。類似問題還有，MnO2與濃鹽酸在加熱條件下產生氯氣，而稀鹽酸不與MnO2反應。濃硝酸與銅反應時，被還原成NO2，而稀硝酸與銅反應時被還原成NO，因而當濃硝酸與定量的銅充分反應時，其還原產物是NO2與NO的混合物。因此，一切因不同濃度產生不同產物(或不發(fā)生反應)都會遇到上述問題，計算時要考慮反應的實際情況。 考點五 有關硫酸的探究性實驗設計 例例5 某研究性學習小組為研究Cu與濃H2SO4的反應，設計如下實驗探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出) 實驗選用細銅絲、98.3% H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等藥品。以下是該學習小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄 根據(jù)上述材料回答下列問題 (1)D、E兩容器中CCl4的作用是_。 (2)加熱過程中，觀察到A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，隨著反應的進行，試管下有白色沉淀生成，你認為該沉淀物是_，分析可能的原因_。防止倒吸 CuSO4 濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，濃硫酸的吸水作用 (3)對A容器中的濃H2SO4和銅片進行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C容器中品紅溶液褪色，但始終未見D試管中澄清 石 灰 水 出 現(xiàn) 渾 濁 或 沉 淀 。 你 的 猜 想 是 ：_。 設計實驗驗證你的猜想。 (4)實驗結束后，為了減少環(huán)境污染，將各容器的SO2可采取的操作是_。由于SO2溶解度較大，澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，生成了Ca(HSO3)2溶液的緣故。取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成。(或者加熱、加鹽酸檢驗SO2氣體等方法) 打開A容器上的止水夾，用注射器向里通入空氣，最后再在B中加入NaOH溶液蓋上塞子，振蕩即可。 【解析】(1)SO2通入堿溶液中易發(fā)生倒吸，但SO2在CCl4中溶解度小，所以CCl4的作用是防止倒吸。 (2)根據(jù)銅與濃硫酸反應的產物可推知，可能為無水硫酸銅。這是由于濃硫酸濃度較大，含水量少，再加上濃硫酸的吸水作用，硫酸銅無法帶晶體水析出，只能生成無水硫酸銅。 (3)要從SO2易溶于水，產生氣體速度和澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，易生成Ca(HSO3)2角度來考慮。 (4)注意觀察A容器的結構特點，通入空氣將A容器中的SO2排到石灰水或NaOH溶液中。還要注意，排空氣法不能完全趕走B瓶中的SO2，要另外加入NaOH溶液除去 【方法技巧點撥】探究型實驗題的一般解題思路為：先通過對比找出實驗的不同之處(操作、現(xiàn)象等)，再揭示實驗現(xiàn)象不同的本質，然后從本質上設計相應的實驗來驗證。還有一些題目將基本的理論、原理置于實驗探究活動之中，只要熟練掌握基礎知識，理解其原理，此類題目就會迎刃而解。 1. 下列描述現(xiàn)象、化學方程式和反應類型都正確的是() D 【解析】氫氣在氯氣中燃燒產生蒼白色火焰，A項錯誤；硝酸氧化亞硫酸鋇生成硫酸鋇，B項錯誤；C項的反應為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，C項錯誤；D項中，碘水的顏色變淺，淡黃色沉淀是單質硫，D項正確。 2.(2011上海上海)濃硫酸有許多重要的性質，在與含有水分的蔗糖作用過程中不能顯示的性質是() A酸性 B脫水性 C強氧化性 D吸水性 【解析】本題考查濃硫酸的性質，難度較小。含有水分的蔗糖，加入濃硫酸，可以吸水。蔗糖可以發(fā)生脫水作用，生成C，還可以繼續(xù)被濃H2SO4氧化。過程中不表現(xiàn)酸性作用。故選A項。A 3.(2011南充市第二次高考適應性考試南充市第二次高考適應性考試) A、B、C、D、E五種中學常見物質均含有同一種元素，且A為單質，有如圖所示的轉化關系。則下列分析中不正確的是()B A若A、B、C、D、E中同一種元素的價態(tài)均不相同，則A為非金屬單質 B若A為金屬鈉，則由1 mol D完全反應生成C時，一定有1 mol電子轉移 C若A為非金屬硫，則的反應類型既可能為氧化還原反應，也可能為非氧化還原反應 D若A為金屬鐵，則化合物C和D均可以由化合反應制得 【解析】A選項，5種物質中的化合價均不相同，且A為單質，說明A元素只有5種價態(tài)，符合此條件的常見元素只有N元素，A選項正確；B選項，若A為Na，D可能是NaCl、Na2O、Na2O2等，C可能是NaOH等，若D是Na2O，C是NaOH，則反應不發(fā)生電子轉移，B錯；若A為S，C為+4價硫形成的化合物，如SO2，E可以是硫酸、亞硫酸鹽等，濃硫酸生成與金屬或非金屬反應生成SO2是氧化還原反應，亞硫酸鹽生成SO2則為非氧化還原反應，C對；若A鐵，C、D分別為Fe3+或Fe2+形成的化合物，如FeCl2、FeCl3等，它們均可以由化合反應制得，如：2Fe+3Cl2=2FeCl3,2FeCl3+Fe=3FeCl2，D對。 4.(2010上海上海)下列實驗過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是() ANO2通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中 CNH3通入AlCl3溶液中 DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中B 【解析】NO2和水反應生成的硝酸將Fe2+(淺綠色)氧化為Fe3+(棕黃色)，排除A。CO2若和CaCl2反應：CO2+H2O+CaCl2=CaCO3+2HCl，因生成的CaCO3溶于鹽酸，所以該反應不能發(fā)生，實驗無明顯變化，符合題意，選B。NH3和AlCl3生成Al(OH)3沉淀，排除C。Ba(NO3)2酸化后，NO的氧化能力很強，能把SO2氧化為H2SO4，繼而與Ba2+生成BaSO4沉淀，排除D。 5.(2010北京北京)用如圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是()D A上下移動中銅絲可控制SO2的量 B中選用品紅溶液驗證SO2的生成C中選用NaOH溶液吸收多余的SO2D為確認CuSO4生成，向中加水，觀察顏色 【解析】試管中銅絲上下移動，可達到隨制隨停，A項正確。SO2可使品紅褪色，B項正確。多余SO2用NaOH溶液吸收，C項正確。D項，往中加水相當于往濃硫酸中加水，危險，應把冷卻后倒入水中 6.(2011重慶重慶)不能鑒別AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四種溶液(不考慮它們間的相互反應)的試劑是() A鹽酸、硫酸 B鹽酸、氫氧化鈉溶液 C氨水、硫酸 D氨水、氫氧化鈉溶液D 【解析】取四種溶液少許，滴入鹽酸生成白色沉淀的是AgNO3，有氣體生成的是K2SO3；另取其他兩種溶液少許，滴入硫酸生成白色沉淀的是BaCl2，無現(xiàn)象的是Mg(NO3)2，故A能鑒別；滴加鹽酸后，另取其他兩種溶液少許，滴加氫氧化鈉溶液生成白色沉淀的是Mg(NO3)2，無現(xiàn)象的是BaCl2，故B也能鑒別；取四種溶液少許，滴入氨水，先沉淀后沉淀消失的是AgNO3，有白色沉淀生成的是Mg(NO3)2，取其他兩種溶液少許，滴加硫酸后有白色沉淀生成的是BaCl2，有氣體生成的是K2SO3，故C可以鑒別；滴加氨水后，取其他兩種溶液少許，滴加氫氧化鈉溶液時BaCl2和K2SO3都無現(xiàn)象，故D不能鑒別。 7.(2010全國全國)某化學興趣小組為探究SO2的性質，按下圖所示裝置進行實驗。 請回答下列問題： ( 1 ) 裝 置 A 中 盛 放 亞 硫 酸 鈉 的 儀 器 名 稱 是_，其中發(fā)生反應的化學方程式為_； (2)實驗過程中，裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是_、_，這些現(xiàn)象分別說明SO2具有的性質是_和_；裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為_；蒸餾燒瓶 Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2+H2O 溶液由紫紅色變?yōu)闊o色 無色溶液中出現(xiàn)黃色渾濁 還原性 氧化性 5SO2+2 +2H2O=2Mn2+5 +4H+ -4MnO2-4SO (3)裝置D的目的是探究SO2與品紅作用的可逆性，請寫出實驗操作及現(xiàn)象_； (4)尾氣可采用_溶液吸收。 品紅溶液褪色后，關閉分液漏斗的旋塞，點燃酒精燈加熱，溶液恢復為紅色 NaOH 【解析】本題涉及到SO2與酸性KMnO4的反應、SO2與Na2S的反應。 (1)常見燒瓶有：圓底燒瓶、平底燒瓶和蒸餾燒瓶，圖示中有支管口為蒸餾燒瓶。因為SO2易溶于水，所以一般用濃硫酸與Na2SO3反應。 (2)SO2因有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，離子反應中，注意酸性溶液，利用H2O和H+配平。SO2不能氧化Na2S中的-2價硫，能將H2S中-2價的硫氧化生成單質S沉淀，具體反應過程為： (3)SO2與品紅溶液的可逆性指：SO2使品紅溶液褪色，加熱后又恢復紅色，注意實驗操作中褪色后關閉分液漏斗活塞。 (4)SO2酸性氣體，一般用堿性溶液吸收，也可用酸性高錳酸鉀等強氧化性溶液吸收。