山东省2015届高三高考化学一轮复习讲义：硫及其化合物

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1、 硫及其化合物 山东省安丘市实验中学一、认识硫及其化合物之间的转化【知识整合】1.与硫相关的知识可将其相互之间的转化关系归纳如下:2.重要转化反应方程式小结(1)氧化还原反应 2 0 + 4 + 6 硫元素被氧化的反应方程式为:2H2S+O2(不足)2S+2H2O;2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O;S+O2SO2;2SO2+O22SO3;硫元素被还原的反应方程式为:S+H2H2S;2H2SO4(浓)+C2SO2+CO2+2H2O硫元素既被氧化又被还原的反应方程式为:2H2S+SO23S+2H2O。(2)非氧化还原反应含-2 价 S 元素化合物之间转化的反应方程式:H2S+NaOH(不

2、足)NaHS+H2O;H2S+2NaOH(足量)Na2S+2H2O;Na2S+FeCl2FeS+2NaCl;FeS+2HClH2S+FeCl2。含+4 价 S 元素化合物之间转化的反应方程式:SO2+NaOH(不足)NaHSO3;SO2+2NaOH(足量)Na2SO3+H2O;Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2O。含+6 价 S 元素化合物之间转化的反应方程式:SO3+H2OH2SO4;H2SO4+Cu(OH)2CuSO4+2H2O。【规律方法】关于硫元素的价态变化规律1.是硫元素的最低价态,只有还原性; 、处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;是硫元素的最高 2 0 +

3、 4 + 6 价态,只有氧化性。2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态。如:H2O2O3 2 0 + 4 + 6 2H2SO4(浓)+C2SO2+CO2+2H2O3.有时硫的化合价会发生跳位转化。如、 遇到强氧化剂时,、;又如条件 2 0 0 + 6 2 + 6 发生改变时:?浓24(冷) 浓24(热) 2?4.硫元素相邻价态的微粒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。【典例 1】 如图表示某固态单质 A 及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物 B 在常温常压下为气体,B 和 C 的

4、相对分子质量之比为 45,化合物 D 是重要的工业原料。(1)写出 A 在加热条件下与 H2反应的化学方程式 。(2)写出 E 与 A 的氢化物反应生成 A 的化学方程式 。 (3)写出一个由 D 生成 B 的化学方程式 。 (4)将 5 mL 0.10 molL-1的 E 溶液与 10 mL 0.10 molL-1的 NaOH 溶液混合。 写出反应的离子方程式 ; 反应后溶液的 pH 7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 ; 加热反应后的溶液,其 pH (填“增大”“不变”或“减小”),理由是 。 解析:固态单质 A 能与空气中的氧气反应生成气体物质 B,则 A 可能为 C 或 S 等

5、,假定为 S,则 B 为 SO2,C 为 SO3,它们的相对分子质量为 6480=45,恰好与题意相符(同时也证明 A 不是 C),则 D 为 H2SO4,它是一种重要的工业原料,与题意也相符,进一步证明 A 为 S,E 为 H2SO3。答案:(1)H2+SH2S(2)H2SO3+2H2S3S+3H2O(3)C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O或 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O 等(4)H2SO3+2OH-S+2H2O2 3大于 Na2SO3溶液中 S发生水解使溶液显碱性2 3增大 水解是吸热反应,升高温度促进 Na2SO3的水解二、二氧化硫【知识整合】 1.

6、物理性质 二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,有毒,沸点为-10 ,易液化,易溶于水,密度比空气大(用向上排空气法 收集)。 2.化学性质(1)具有酸性氧化物的通性(亚硫酸酐)。与碱反应:2NaOH+SO2Na2SO3+H2O(碱过量)NaOH+SO2NaHSO3(碱不足)与水反应:SO2+H2OH2SO3与碱性氧化物反应:SO2+Na2ONa2SO3(2)二氧化硫中硫元素的化合价为+4,处于中间价态,在反应中既可作氧化剂,也可作还原剂。氧化性:SO2+2H2S3S+2H2O还原性:2SO2+O22SO35SO2+2KMnO4+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+Cl2+2H2

7、O2HCl+H2SO4(3)SO2和 Cl2漂白性比较SO2和 Cl2虽都有漂白性,但漂白原理不同,漂白能力不同。氯气的漂白原理是由于氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复到原来的颜色。而 SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。如:3.二氧化硫的污染及防治(1)SO2的危害 二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一。能对植物、建筑物的结构材料造成损害;威胁动物和人类的生 命安全。 (2)大气中 SO2的来源 化石燃料的燃烧及硫酸工业都能产生大量的 SO2。 (3)酸雨的形成硫的氧化物(和

8、氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸)随雨水降下,就形成酸雨(pH5.6,正常雨水因溶解 CO2,其 pH 约为 5.6)。发生的反应方程式为:2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4(4)防治消除污染源,开发新能源代替化石燃料的燃烧。 利用化学手段对含硫燃料预先进行脱硫处理,降低 SO2的排放。 对受到酸雨破坏的农田及水源,用石灰水来缓解。4.SO2与一些物质反应的实验现象化学式或名 称实验现象反应原理或化学方程式溴水使橙色溶液变无色Br2+2H2O+SO22HBr+H2SO4酸性高锰 酸钾溶液使紫红色溶液变无色2KMnO4+5

9、SO2+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4碘+淀粉使蓝色溶液变无色SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI石蕊试液使紫色溶液变红色SO2+H2OH2SO3品红溶液使红色溶液变无色SO2有漂白性氯水使浅黄绿色溶液变无色SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HClFe(SCN)3使红色溶液变无色SO2将 Fe3+还原成 Fe2+Fe3+使黄色溶液变浅绿色2FeCl3+SO2+2H2OFeCl2+FeSO4+4HCl澄清 石灰水使无色溶液出现白色浑浊,再通入 SO2 又变澄清SO2+Ca(OH)2CaSO3(白色)+H2OSO2+CaSO3+H2OCa(HSO3)2硝酸钡 溶液使无色溶液

10、出现白色浑浊,再通 SO2不 溶解酸性条件下 N将 SO2氧化为 S而生成 BaSO4 32 4沉淀【典例 2】下列说法正确的是( ) A.可以用澄清石灰水鉴别 SO2和 CO2 B.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成 SO3 C.SO2能使溴水、酸性 KMnO4溶液褪色 D.少量 SO2通过浓的 CaCl2溶液能生成白色沉淀 解析:SO2、CO2与 Ca(OH)2反应都产生白色沉淀,现象相同,不能用澄清石灰水鉴别 SO2和 CO2;硫粉在过量的纯 氧或空气中燃烧都生成 SO2;SO2具有还原性,能将溴水、酸性 KMnO4溶液还原而使其褪色;SO2与 CaCl2溶液不 反应。 答案:C。 三、硫酸

11、【知识整合】1.硫酸的物理性质 (1)物理性质 纯硫酸是一种无色黏稠油状液体,沸点高,难挥发。 通常所说的浓硫酸是指质量分数为 98%的硫酸,其密度为 1.84 gmL-1,物质的量浓度为 18.4 molL-1,浓硫酸 溶于水时放出大量的热。 (2)稀释浓硫酸的方法 将浓硫酸沿玻璃棒或器壁慢慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。 规律:两种液体混合时,要把密度大的加到密度小的液体中,如浓硫酸、浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸 沿玻璃棒或器壁慢慢地注入浓硝酸中。 2.浓硫酸的特性 (1)强氧化性常温下,Fe、Al 遇浓硫酸会发生钝化现象。但热的浓硫酸能氧化大多数金属(除金、铂外)、非金属单质及一些

12、还原性化合物。例如:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2OC+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O2HI+H2SO4(浓)I2+SO2+2H2O在这些氧化还原反应中,浓硫酸的还原产物一般为 SO2。(2)吸水性 浓硫酸能吸附物质中存在的水分,利用此性质可用浓硫酸作干燥剂,干燥一些不与浓硫酸反应的气体。如可 用浓硫酸干燥 O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。如图所示为浓硫酸干燥氯气的实验装置。浓硫酸不能干燥碱性气体和具有较强还原性的气体(如 NH3、H2S 等)。(3)脱水性指浓硫酸将有机物里的氢、氧原子按 21 的个数比脱去。如:CH

13、3CH2OHCH2CH2+H2O。C12H22O1112C+11H2O。3.S的检验2 4值得注意的是,检验 S时会受到许多离子的干扰。2 4(1)Ag+干扰:先用盐酸酸化能防止 Ag+干扰,因为 Ag+Cl-AgCl。(2)C、S、P干扰:因为 BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与 BaSO4白色沉淀所不同的是这2 32 33 4些沉淀能溶于强酸中,因此检验 S时,必须用盐酸酸化(不能用 HNO3酸化)。2 4所用钡盐不能用 Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,S、HS、SO2等会被溶液中的 N氧化为 S,2 3 3 32 4从而得出错误的结论。因此,检验 S的准确

14、方法为:先向待测液中加入过量的稀盐酸,若无沉淀生成,继续加入 BaCl2溶液,有白色2 4沉淀生成,可证明待测液中含有 S。2 44.S的检验2 3向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中红色褪去;若加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。S+2H+SO2+H2O2 3或 S+Ba2+BaSO32 3BaSO3+2H+Ba2+SO2+H2O【规律方法】浓 H2SO4与稀 H2SO4的鉴别 根据浓、稀硫酸物理性质和化学性质上的差异,可归纳出如下的检验方法: (1)观察状态。浓硫酸为无色黏稠油状液体,而稀硫酸为均一透明液体。 (2)利用密度。用手掂掂试剂瓶的分量,质量大的为浓硫酸。 (3)取少量蒸馏水,向其中加入少量硫酸溶液,如能放出大量的热,则为浓硫酸,反之则为稀硫酸。 (4)取少量液体,分别加入铁片,产生气泡的为稀硫酸,不产生气泡的为浓硫酸。 (5)用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,使纸炭化变黑的溶液为浓硫酸,不能使其炭化变黑的为稀硫酸。 (6)取少量试样,加入胆矾,蓝色晶体变白的为浓硫酸,晶体溶解的为稀硫酸。 【典例 3】 硫酸具有以下 AF 的性质:A.酸性 B.高沸点难挥发 C.吸水性 D.脱水性 E.强氧化性 F. 溶于水放出大量热 (1)浓硫酸与铜共热发生反应的化学方程式为