硫元素专题复习硫及其化合物专题复习.docx
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硫元素专题复习硫及其化合物专题复习
硫及其化合物复习
一、硫及其重要化合物的主要性质及用途:
1.硫:
(1)物理性质:
硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:
如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
(2)化学性质:
硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。
与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)
2Na+S===Na2S(剧烈反应并发生爆炸)
2Al+3SAl2S3(制取Al2S3的唯一途径)
Fe+SFeS(黑色)
2Cu+SCu2S(黑色)
与非金属反应
S+O2SO2
S+H2H2S(说明硫化氢不稳定)
与化合物的反应
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)2SO2↑+2H2O
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫)
(3)用途:
大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药。
2.硫的氢化物:
①硫化氢的制取:
Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑(不能用浓H2SO4或硝酸,因为H2S具有强还原性)
——H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。
②硫化氢的化学性质
A.可燃性:
当
≥2/1时,2H2S+O22S+2H2O(H2S过量)
当
≤2/3时,2H2S+3O2
2SO2+2H2O(O2过量)
当
时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SO2
B.强还原性:
常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等,甚至SO2均可将H2S氧化。
C.不稳定性:
300℃以上易受热分解
③H2S的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。
3.硫的氧化物:
(1)二氧化硫:
①SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。
②SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。
③SO2有强还原性常见氧化剂(见上)均可与SO2发生氧化一还原反应
如:
SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl
④SO2也有一定的氧化性2H2S+SO2==3S↓+2H2O
⑤SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)
⑥实验室制法:
Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO3+H2O+SO2↑
或Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+2H2O+SO2↑
(2)三氧化硫:
是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。
(3)比较SO2与CO2、SO3
SO2
CO2
SO3
主要物性
无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:
40)
无色、无气味气体能溶于水(1:
1)
无色固体.熔点(16.8℃)
与水反应
SO2+H2OH2SO3中强酸
CO2+H2OH2CO3弱酸
SO3+H2O==H2SO4(强酸)
与碱反应
Ca(OH)2CaSO3↓Ca(HSO3)2
清液白清液
Ca(OH)2CaCO3↓
Ca(HCO3)2
清液白↓清液
SO3+Ca(OH)2==CaSO4(微溶)
紫色石蕊
变红
变红
变红
品红
褪色
不褪色
不褪色
鉴定存在
能使品红褪色
又能使清石灰变浑浊
不能使品红褪色
但能使清石灰水变浑浊
氧化性
SO2+2H2S=2S↓+2H2O
CO2+2Mg=2MgO+C
CO2+C=2CO
还原性
有
无
与Na2O2作用
Na2O2+SO2==Na2SO4
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2Na2O2+2SO3
==2NaSO4+O2↑
(4)酸雨的形成和防治:
酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。
酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中又以硫酸为主。
从污染源排放出来的SO2、NOx(NO、NO2)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成H2SO4,而NO被空气中氧气氧化为NO2,NO2直接溶于水形成HNO3,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。
硫酸型酸雨的形成过程为:
气相反应:
2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4;液相反应:
SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。
总反应:
硝酸型酸雨的形成过程为:
2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。
引起硫酸型酸雨的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。
引起硝酸型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。
酸雨危害:
①直接引起人的呼吸系统疾病;②使土壤酸化,损坏森林;③腐蚀建筑结构、工业装备,电信电缆等。
酸雨防治与各种脱硫技术:
要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。
因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。
目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。
在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO2,这种方法称为“钙基固硫”,其反应方程式为:
SO2+CaO=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO2,其反应方程式为:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。
在冶金工业的烟道废气中,常混有大量的SO2和CO,它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矾土)的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:
SO2+2CO==S+CO2
4.硫酸:
①稀H2SO4具有酸的一般通性,而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性:
②SO42—的鉴定(干扰离子可能有:
CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+、PO43-等):
待测液
澄清液
白色沉淀(说明待测液中含有SO42-离子)
③硫酸的用途:
制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。
浓H2SO4和稀H2SO4的比较
浓H2SO4
稀H2SO4
1
主要以H2SO4分子形式存在
以形式存在
2
强氧化性(S)与Cu、C加热反应
弱氧化性(H+)与Cu、C不反应
3
有吸水性,脱水性
无
4
使Al、Fe钝化(常温)
使Al、Fe溶解
5
与金属反应,还原为SO2
与H前金属反应还原为
二、硫酸的工业制法──接触法:
1.生产过程:
三阶段
SO2制取和净化
SO2转化为SO3
SO3吸收和H2SO4的生成
三方程
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g);
△H=-3412kJ/mol
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);
△H=-196.6kJ/mol
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3kJ/mol
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
有
关
原
理
矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面,加快反应速率
逆流原理(热交换器)目的:
冷热气体流向相反,冷的SO2、O2、N2被预热,而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.
逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下,气体由下往上,流向相反,充分接触,吸收更完全)
设备中排出的气体
炉气:
SO2.N2.O2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤).H2O气(干燥)……
净化气:
SO2.N2.O2
SO2、O2、N2、SO3
尾气:
SO2及N2、O2
不能直接排入大气中
说明
矿尘.杂质:
易使催化剂“中毒”
H2O气:
腐蚀设备、影响生产
反应条件——
理论需要:
低温、高压、催化剂;实际应用:
400℃~500℃、常压、催化剂
实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收
2.尾气处理:
氨水(NH4)2SO3(NH4)2SO4+SO2↑
NH4HSO3
三、氧族元素:
1.氧族元素比较:
原子半径O<S<Se<Te
单质氧化性O2>S>Se>Te
单质颜色无色淡黄色灰色银白色
单质状态气体固体固体固体
氢化物稳定性H2O>H2S>H2Se>H2Te
最高价含氧酸酸性H2SO4>H2SeSO4>H2TeO4
2.O2和O3比较:
O2
O3
颜色
无色
气态—淡蓝色
气味
无
刺激性特殊臭味
水溶性
臭氧密度比氧气的大
密度
臭氧比氧气易溶于水
氧化性
强
(不易氧化Ag、Hg等)
极强(O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2)
(易氧化Ag、Hg等不活泼金属)
漂白性
无
有(极强氧化性—作消毒剂和脱色剂)
稳定性
>
3O22O32O3===3O2常温:
缓慢
加热:
迅速
相互关系
臭氧和氧气是氧的同素异形体
3.比较H2O和H2O2
H2O
H2O2
电子式
化学键
极性键
极性键和非极性键
分子极性
有
有
稳定性
稳定
2H2O2H2↑+O2↑
不稳定
2H2O22H2O+O2↑
氧化性
较弱(遇强还原剂反应)
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
较强(遇还原剂反应)
SO2+H2O2===H2SO4
还原性
较弱
(遇极强氧化剂反应)
2F2+2H2O===4HF+O2
较强
(遇较强氧化剂反应)
2MnO4—+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
作用
饮用、溶剂等
氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等
2.臭氧
(1)臭氧不稳定,常温下能缓慢分解生成;保护环境,防止臭氧层被破坏。
氧气在条件下转化成臭氧。
(2)氧化性极,可氧化Ag、Hg;有漂白、杀菌的作用,是一种很好的和剂。
3.H2O的化学性质:
(1)水参与的氧化还原反应:
①水做氧化剂:
②水做还原剂:
③水既做氧化剂又做还原剂:
④水既不做氧化剂又不做还原剂:
(2)水参与的化合反应
①与酸性氧化物反应生成对应的酸:
②与碱性氧化物反应生成对应的碱:
③与有机物反应:
(3)水解反应,能水解的物质
4.H2O2:
无色粘稠液体。
(1)H2O2的电子式,含有键的分子。
(2)H2O2的化学性质(H2O2的水溶液俗称双氧水)
①弱酸性
②不稳定性:
加热、见光、加催化剂(MnO2)等发生分解 。
③强氧化性:
无论酸性、碱性条件下,双氧水都是强氧化剂,能漂白、杀菌。
④弱还原性:
H2O2中氧为-1价,也可以表现出弱还原性,如与酸性KMnO4溶液反应。
(3)保存:
阴凉、避光、棕色瓶保存。
(4)漂白性:
可使有色物质褪色。
(5)用途:
作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、作了生产过氧化物原料。
写下列离子反应方程式:
①与酸性KMnO4反应:
②酸化的H2O2与SO2:
③酸化的H2O2与Fe2+:
例题分析:
1.(2010·泰安模拟)下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4酸性溶液
④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③B.②③④
C.除①以外D.全部
答案:
C
2.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.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
答案:
B
3.浓硫酸和2mol/L的稀硫酸,在实验室中敞口放置.它们的质量和放置天数的关系如图所示,分析a、b曲线变化的原因是()
A.a升华、b冷凝
B.a挥发、b吸水[来源:
学,科,网Z,X,X,K]
C.a蒸发、b潮解
D.a冷凝、b吸水[来源:
Z+xx+k.Com]
答案:
B
4.(2010·石家庄模拟)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由黄色变为浅绿色,但立即又变为黄色,此时若滴入BaCl2溶液,则会产生白色沉淀.在上述一系列变化过程中,最终被还原的是( )
A.SO2B.NO
C.Fe3+D.Fe
2+
答案:
B
5.如图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量的浓硫酸(以不接触纸条为准).则下列有关说法正确的是( )
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.沾有KMnO4溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
C.品红试纸褪色,证明了SO2的漂白性
D.沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
答案:
C
6.(2009·福建三校联考)将SO2和X气体分别通入BaCl2溶液中,未见沉淀生成,若同时通入,有沉淀生成,则X气体不可能是( )[来源:
学*科*网]
A.CO2B.NH3
C.Cl2D.H2S
答案:
A
7.下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
实验
记
录[来源:
学+科+网Z+X+X+K]
A[来源:
学科网]
无色[来源:
学科网]
无色[来源:
Z。
xx。
k.Com]
无现象
无色溶液[来源:
学&科&网]
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色溶液
白色沉淀
D
无色
无色
无色溶液
无色溶液
答案:
B
8.(2009·南通九校联考)A~D是含同一元素的四种物质,相
互之间有如图的转化关系,其中A是单质,D是最高价氧化物的水化物.那么A可能是( )
A.SB.Cl2
C.Fe
D.Si
答案:
A
9.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化处理的措施正确的是( )
A.定性检验SO
,将BaCl2溶液用HNO3酸化
B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力,用盐酸将高锰酸钾溶液酸化
C.检验溶液中是否含有Fe2+时,用硝酸酸化
D.检验溶液中是否含有SO
时,在无其他阳离子干扰的条件下,先用盐酸酸化,所得溶液再加BaCl2溶液
答案:
D
10.(2009·扬州中学高三月考)将一定量的锌与100mL18.5mol/L浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A33.6L(标准状况).将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液的pH=1,则下列叙述中错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.反应中共消耗Zn97.5g
C.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共转移3mol电子
答案:
C
11.(河南省内乡一高2010届高三第一次月考)二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。
常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。
下列说法中错误的是()
A.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl
B.S2Cl2为含有极性键和非极性键的极性分子
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点S2Cl2>S2Br2
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】C
12.(河南省内乡一高2010届高三第一次月考)下列对SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.通常条件下都是无色气体,都易溶于水
B.都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸
C.都可使品红溶液褪色
D.都能与碱溶液反应有关
【答案】D
13.(贵州省银河中学2010届高三3月月考)恒温25℃时,将两铂电极插入一定量硫酸钠饱和溶液中进行电解。
通电一段时间后,阳极析出了amol气体,同时有ωgNa2SO4·10H2O晶体析出。
剩余溶液中溶质的质量分数为()
A.
×100%B.
×100%C.
D.
【答案】D
14.(山西省太原五中2010届高三4月月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,这时候若滴入BaCl2溶液,会产生白色沉淀,在上述一系列变化过程中,最终被还原的是
A.SO2B.Cl-C.Fe3+D.NO3-
【答案】D
15.SO2是常见的大气污染物之一,下列措施中能够减少SO2排放量的是( )
①用天然气代替煤炭作民用燃料 ②使用水煤气或干馏煤气作燃料 ③硫酸厂使用V2O5作催化剂,加快SO2的转化速率 ④将块状煤粉碎,提高其燃烧效率 ⑤在煤中加入生石灰后燃用 ⑥循环处理吸收塔放出的尾气
A.①②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②⑤⑥D.②③④⑥
【答案】C
16.(2010·皖南模拟)下列说法正确的是( )
A.SO2能使酸性KMnO4溶液迅速褪色
B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
【答案】A
17.(2009·北京高考)下列叙述正确的是( )
A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再加入过量NaHSO4溶液,沉淀消失
D.纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量CuSO4固体,速率不改变
【答案】C
18.有一瓶Na2SO3溶液,由于它可能部分被氧化,某同学进行如下实验:
取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀.对此实验下列叙述正确的是()
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B.加入Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加硝酸后的不溶沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】D
19.在下图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,观察到的现象不正确的是( )
A.苹果块会干瘪B.胆矾晶体表面有“白斑”
C.小试管内有晶体析出D.pH试纸变红
【答案】D
20.(2010·南京模拟)检验某未知溶液中是否含有SO
的下列操作中最合理的是( )
A.加入硝酸酸化的Ba(NO3)2
B.先加HNO3酸化,再加Ba(NO3)2溶液
C.先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液
D.加入盐酸酸化了的BaCl2溶液
【答案】C
21.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO
、H2SO3、NH
)分别进行如下实验:
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸.
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是( )
A.Br-B.SO
C.H2SO3D.NH
【答案】B
22.(2008·江苏高考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果.下列表达不正确的是( )
A.密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物:
B.Fe在Cl2中的燃烧产物:
C.AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式:
D.氨水与SO2反应后溶液中的铵盐:
【答案】B
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
23.(14分)(2010·娄底联考)某同学用如图所示装置探究SO2的性
质及其有关实验.
(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,写出该反应的化学方程式_____________________________
_________________________________
____________________________________________________________
____________.
(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是________,继续通入过量SO2气体,现象是________________.
②SO2通入紫色KMnO4溶液,现象是________,其反应的离子方程式为_______________________________________________________________
______.
③过量SO2慢慢地通入澄清石灰水中,现象___________________________________
________________________.
④若C为双氧水,则通入SO2后,请大胆判断所得溶液是________(填溶质的化学式),若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体,产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混有__________.
答案:
(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)①变红 不褪色或不明显
②颜色逐渐变淡或紫色消失
5SO2+2MnO
+2H2O===5SO
+2Mn2++4H+
③先变浑浊,后又变澄清
④H2SO4 碳酸盐或碳酸氢盐
24.(9分)工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾.为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品.请按要求回答
下列问题:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式__________________________、__________________________.
(2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中,按一定比例加入氨水或碳酸氢铵,此
时溶液的温度会自行降低,并析出晶体.①导致溶液温度降低的原因可能是__________________;②析出的晶体可用于造纸工业,也可用于照相用显影液的生产.已知该结晶水合物的相对分子质量为134,则其化学式为______________.
(3)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是__________.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞试液
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液
D.氨水、酚酞试液
答案:
(1)2H2SO3+O2===2H2SO4
2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4
2NH4HSO3+O2===2NH4HSO4(任填两个)
(2)①反应吸热 ②(NH4)2SO3·H2O (3)BC
13.(12分)(2010·成都模拟)A、B是两种有刺激性气味的气体.试根据下列实验现象填空:
(1)推断A→F各是什么物质(写化学式)
A__________、B__________、C___________、D__________、E__________
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