高中化学一轮复习讲义解析版硫及其化合物的性质和应用Word文档格式.docx
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②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2,其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
◆核心知识
1.硫单质的性质及应用
(1)硫元素的存在形态
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;
不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;
有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2
O2
①与金属反应
表现性
②与非金属反应
③与强氧化剂反应(如浓硫酸):
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O,表现性。
【答案】
(3)①氧化性②还原性氧化性③还原性。
【易混易错辨析】判断正误,正确的打“√”,错误的打“×
”
(1)硫与汞反应生成硫化亚汞,体现了硫的弱氧化性( )
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫( )
(3)硫黄易溶于CS2,所以可用CS2溶解试管内壁的硫( )
(4)硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同( )
(5)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3( )
(6)SO2是酸性氧化物,溶于水能得到稳定的亚硫酸( )
(7)除去SO2中的少量HCl的实验方法如图( )
(8)因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性KMnO4溶液、含有酚酞的NaOH溶液褪色( )
(9)S、SO2、SiO2三种物质均能与NaOH溶液反应,各自又能与某些酸反应( )
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
(5)×
(6)×
(7)√ (8)×
(9)√
2.SO2性质基础填空(将SO2分别通入下列四种溶液中)
请回答下列问题:
(1)试管a中的实验现象:
KMnO4溶液________,证明SO2具有________性;
(2)试管b中的实验现象:
品红溶液________,证明SO2具有________性;
(3)试管c中能产生白色沉淀,该沉淀是________;
(4)试管d中能产生白色沉淀,该沉淀是________。
【答案】
(1)褪色 还原
(2)褪色 漂白 (3)BaSO4(4)BaSO3
3.硫酸的工业制法
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图:
根据上图回答下列问题:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A:
(如);
B:
;
C:
D:
。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,请填写下表:
生产阶段
设备
主要反应
造气
接触氧化
SO3吸收
(1)A:
含硫矿石(如FeS2);
炉渣;
二氧化硫、氧气、氮气;
尾气(SO2、O2、N2)。
(2)
沸腾炉
S+O2
SO2或4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
接触室
2SO2+O2
2SO3
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
4.浓H2SO4的特性
实验
实验现象
硫酸的特性
①少量胆矾加入浓硫酸中
②用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
③将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
【答案】①蓝色固体变白吸水性;
②沾有浓H2SO4的滤纸变黑脱水性;
③铜片逐渐溶解,产生无色有刺激性气味的气体强氧化性和酸性
5.硫及其化合物的转化关系
(1)理清知识主线
―→
O2―→
O3(H2
O4)
(2)形成网络构建
(3)重要反应方程式(用方程式回答下列问题)
①热的烧碱溶液可以除硫,其原因是(用离子方程式表示)。
②将SO2气体通入到FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,其原因是(用离子方程式表示)。
.。
③S2-和SO
可以大量共存,但加入H2SO4后,则不能大量共存,其原因是(用离子方程式表示)。
④书写下列反应的化学方程式
ⅰ将SO2通入H2S溶液中。
ⅱCu和浓H2SO4混合加热。
ⅲC和浓H2SO4混合加热。
ⅳ实验室利用Na2SO3和浓H2SO4制SO2。
【答案】①3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O。
②SO2+2Fe3++2H2O===SO
+2Fe2++4H+。
③2S2-+SO
+6H+===3S↓+3H2O。
④ⅰ2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
ⅱCu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
ⅲC+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
ⅳNa2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑。
(1)用硫酸清洗锅炉中的水垢( )
(2)铜片溶于热的浓硫酸,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性( )
(3)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO
( )
(4)50mL18.4mol·
L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2物质的量为0.46mol( )
(5)利用绿矾和Cl2,既可以净水,又可以消毒( )
(6)无水CuSO4粉末可以检验实验中生成的少量水分( )
(7)进入接触室的气体需要净化,其目的是为了防止催化剂中毒( )
(8)在吸收塔中,用水吸收SO3( )
(9)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO( )
(10)常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸( )
(11)利用绿矾和Cl2,既可以净水,又可以消毒( )
【答案】
(1)×
(2)√ (3)×
(4)×
(5)√ (6)√ (7)√ (8)×
(9)×
(10)√ (11)√
◆变式再现
1.将等物质的量的SO2和Cl2混合后的气体溶解于适量的蒸馏水中,再滴入含有品红和Ba(NO3)2的混合溶液,则发生的实验现象是( )
①红色溶液很快褪色 ②红色溶液不褪色 ③有白色沉淀生成 ④溶液仍然透明
A.仅①和④B.仅①和③
C.仅②和③D.仅②和④
【答案】 C
【解析】等物质的量的SO2和Cl2混合后滴入品红和Ba(NO3)2的混合溶液,发生SO2+Cl2+2H2O===SO
+2Cl-+4H+、SO
+Ba2+===BaSO4↓,观察到品红溶液不褪色并且生成白色沉淀,故选C。
2.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下:
下列有关说法错误的是( )
A.光照能引发酸雨的形成
B.所涉及的变化均为氧化还原反应
C.污染空气能加快酸雨的形成
D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染
【答案】 B
【解析】 由图可知,酸雨形成的两个途径中都使用了光照的条件,A正确;
三氧化硫与水反应生成硫酸,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,B错误;
优化能源结构能减少化石燃料的使用,能有效减少二氧化硫的排放量,故能有效遏制酸雨污染,D正确。
3.某化学小组同学用如图所示装置模拟工业制取SO3的过程,下列相关说法错误的是( )
A.装置c后应增加尾气处理装置
B.装置a只有干燥气体的作用
C.实验室制取SO2或O2可使用同样的气体发生装置
D.V2O5是催化剂并且也会参与反应
【解析】 SO2不可能完全反应,因此要对尾气进行处理,选项A正确;
装置a的作用有干燥,使气体充分混合,通过观察气泡快慢调节气体流速的作用,选项B错误;
实验时制取SO2(Na2SO3固体与浓硫酸)或O2(MnO2与H2O2)都可使用固液混合不加热制气体的发生装置,选项C正确。
4.一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24L(标准状况下),则下列情况不可能的是( )
A.加入Cu的质量为6.4g
B.加入的浓H2SO4中含溶质0.2mol
C.加入Cu的质量大于6.4g
D.加入浓H2SO4中含溶质多于0.2mol
【解析】由Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O知,生成2.24L(标况下)SO2需要消耗6.4gCu、0.2molH2SO4,但随反应的进行,浓H2SO4会变为稀H2SO4,故硫酸量应大于0.2mol,D项正确、B项错误;
铜可能恰好反应完全也可能有剩余,A、C项正确。
5.(SO2与CO2混合气体中成分的检验)如图是检验某无色气体A是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__________________________。
(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__________________________________________。
【答案】
(1)品红溶液 检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水 检验CO2
(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色,或不褪成无色)
【解析】一定要理解题意是检验气体成分,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。
6.硫代硫酸钠(Na2S2O3)又名大苏打、海波,为白色结晶粉末,易溶于水,不溶于醇,可用作分析试剂等,工业上可用反应:
2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2制得Na2S2O3。
某化学兴趣小组用如图所示装置制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·
5H2O),请回答有关问题。
(1)仪器B、D的作用是__________________________________________。
A中反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(2)当Na2S和Na2CO3完全消耗后,反应结束;
过滤C中混合物,滤液经过蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
下列操作不规范或错误的是________(填字母)。
a.漏斗末端未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗内壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(3)洗涤晶体的液体最好选用________(填字母)。
a.蒸馏水b.乙醇
c.稀硫酸d.饱和亚硫酸钠溶液
(4)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有
_______________________________________________________(任写一条)。
(5)该法制得的晶体中常混有少量Na2SO3和Na2SO4杂质,其中含有Na2SO4的原因是__________________________________________________________________。
利用硫代硫酸钠与I2反应的性质可定量测定硫代硫酸钠样品的纯度。
现取Wg硫代硫酸钠晶体样品配制成VmL的溶液,加入指示剂,用含I2为amol·
L-1的碘水进行滴定,耗用碘水bmL。
(已知:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)
①滴定过程中指示剂应选用________溶液。
②样品中硫代硫
酸钠晶体(Na2S2O3·
5H2O)的纯度是________________。
【答案】
(1)作安全瓶,防止液体倒吸
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)ade (3)b
(4)调节浓H2SO4的浓度(或调节浓硫酸的滴加速度)
(5)装置内空气中的O2氧化Na2S2O3或Na2SO3
①淀粉 ②
×
100%
(1)A中发生反应生成SO2。
仪器B和D都是防倒吸装置,作安全瓶。
(3)硫代硫酸钠晶体不溶于乙醇,用乙醇洗涤晶体,可减少晶体的溶解,且易于干燥。
(4)反应温度、酸的浓度、滴加酸的速度等都会影响化学反应速率。
(5)实验过程中,装置内空气中的氧气会将Na2S2O3或Na2SO3氧化为Na2SO4。
n(Na2S2O3)=2n(I2)=2ab×
10-3mol,样品中硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·
5H2O)的纯度为
100%=
100%。
◆深度理解
1.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。
下列说法错误的是( )
A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B.装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应
C.整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2===2CaSO4+2CO2
D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
【解析】 装置内发生的反应有SO2与CaO的化合反应,CaCO3的分解反应以及CaSO3被氧气氧化为CaSO4的氧化还原反应,没有置换反应的发生。
2.含硫煤的燃烧会造成大气污染,为了防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程图如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe和S
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
【解析】 分析图中工艺流程可知,SO2被Fe2(SO4)3溶液氧化生成H2SO4,Fe2(SO4)3则被还原生成FeSO4;
FeSO4、H2SO4在O2作用下又重新生成Fe2(SO4)3,参与下一次SO2的吸收处理。
A项,由上述分析可知,该工艺流程中得到的化工产品为H2SO4,正确;
B项,该工艺流程中将SO2转化为H2SO4,从而除去煤燃烧时产生的SO2,正确;
C项,由图可知,该过程中化合价发生改变的元素除去Fe和S外,还有O2中的O,错误;
D项,由上述分析可知,Fe2(SO4)3吸收SO2过程中发生反应Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4,正确。
3.已知固体Na2SO3受热分解生成两种正盐,实验流程和结果如下:
已知:
气体Y是一种纯净物,在标准状况下密度为1.518g·
L-1。
(1)气体Y的电子式为________。
(2)实验流程中,Na2SO3受热分解的化学方程式为__________________________。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加适量蒸馏水溶解,再加入稀盐酸,立即有淡黄色沉淀产生。
则产生淡黄色沉淀的离子方程式为______________________(不考虑空气的影响)。
(4)Na2SO3长期露置在空气中,会被氧化成Na2SO4,检验Na2SO3是否变质的实验操作是________________________。
【答案】
(1)
(2)4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4
(3)2S2-+SO
+6H+===3S↓+3H2O (4)取少量亚硫酸钠样品于试管中,加入适量蒸馏水溶解,向溶液中加入足量盐酸后,再滴入几滴氯化钡溶液,若生成白色沉淀说明有Na2SO3被氧化为Na2SO4
(1)气体Y是一种纯净物,标准状况下密度为1.518g·
L-1,则Y的摩尔质量为1.518g·
L-1×
22.4L·
mol-1≈34g·
mol-1,根据元素守恒,推出Y为H2S,电子式为
。
(2)由以上分析可知,气体Y为H2S,以及生成气体Y的条件,推出固体X中含有S2-,即固体X中含有Na2S,溶液中加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,该白色沉淀为BaSO4,则固体X中含有Na2SO4,Na2SO3受热分解生成Na2S和Na2SO4,反应的化学方程式为4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4。
(3)固体X试样和Na2SO3混合,加水溶解后与稀盐酸反应,有淡黄色沉淀产生,即有S单质生成,反应的离子方程式为2S2-+SO
4.实验室中的Y形管是一种特殊的仪器,通常与其他仪器组合可以进行某些实验探究。
利用下图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。
(1)广口瓶中间那根玻璃管的作用是:
___________________________________。
(2)实验前需要将BaCl2溶液煮沸,其目的是:
____________________________。
(3)甲中发生反应的化学方程式为:
(4)乙中分别加入一种常用氧化物和一种无色液体,常温下将两者混合可产生一种碱性气体。
该反应的化学方程式为:
__________________________________________。
(5)实验时,先使甲中产生的足量气体通入BaCl2溶液中,始终无沉淀生成。
由此得出的结论是_______________________________________________。
(6)向上述(5)实验所得溶液中通入乙产生的气体,产生白色沉淀,请写出发生反应的离子方程式:
____________________________________________。
(7)请指出该实验的一个不足之处:
____________________________________。
【答案】
(1)平衡压强,使甲、乙中的气体可顺利进入BaCl2溶液中
(2)排除溶解的O2,防止将SO2在溶液中氧化为SO
而对实验产生干扰
(3)Na2SO3+H2SO4(浓)===SO2↑+Na2SO4+H2O
(4)CaO+NH3·
H2O===Ca(OH)2+NH3↑(或NH3·
H2O
NH3↑+H2O)
(5)在酸性条件下不能生成BaSO3沉淀
(6)SO2+2NH3+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2NH
(7)可能对环境产生污染(或没尾气处理装置)、通NH3时有可能倒吸
(2)为了防止BaCl2溶液中溶解的O2与SO2反应产生的SO
干扰实验的判断,实验前需要将BaCl2溶液煮沸。
(3)甲中Na2SO3与浓H2SO4反应生成Na2SO4、H2O和SO2,反应的化学方程式为:
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(4)乙中分别加入一种常用氧化物和一种无色液体,常温下将两者混合可产生一种碱性气体,该碱性气体为NH3,获得NH3的常用氧化物为CaO、无色液体为氨水,两者反应的化学方程式为:
CaO+NH3·
H2O===Ca(OH)2+NH3↑。
(5)实验时,将甲中产生的足量SO2通入BaCl2溶液中,始终无沉淀生成,由此说明:
酸性条件下SO2不能与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。
(6)向上述(5)实验所得溶液中通入NH3,产生白色沉淀,反应的化学方程式为SO2+2NH3+H2O+BaCl2===BaSO3↓+2NH4Cl,反应的离子方程式为SO2+2NH3+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2NH
(7)SO2、NH3都能污染大气,该装置的不足之处是没有尾气吸收装置;
NH3极易溶于水,该装置的不足之处是装置中d导管插入BaCl2溶液中,通NH3时可能产生倒吸。
5. 二氯化砜(SO2Cl2)是一种无色液体,主要用于有机物和无机物的氯化等。
其熔点为-54.1℃,沸点为69.2℃;
常温下比较稳定,受热易分解,遇水剧烈反应生成硫酸和盐酸。
(1)制备。
实验室可利用SO2和Cl2按下列装置制取少量SO2Cl2(丙中放有樟脑液,起催化作用)。
已知SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH<
①可以用浓盐酸和酸性高锰酸钾制取氯气,该反应的化学方程式为__________________________________________________________________,溶液A为_____________________________________________________。
②上图实框中仪器己的名称为_________________________________;
反应装置图的虚框中未画出的仪器是________(填“己”或“庚”)。
③如果将丙装置放入冰水中,会更有利于二氯化砜的生成,其原因是
__________________________________________________________。
④下列有关说法错误的是________(填字母)。
a.乙、戊装置相同,在实验中的作用也完全相同
b.甲、丁装置为洗气装置,可用于气体的除杂和干燥
c.组装仪器后首先要进行的操作是检查装置的气密性
d.为提高反应物的利用率,可控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等
(2)提纯。
将收集到的产物进行减压蒸馏,减压蒸馏的目的是
_________________________________
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