11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.1.2硫酸的制备和性质 硫和含硫化合物的相互转化
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.1.2硫酸的制备和性质 硫和含硫化合物的相互转化 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-12 19:18:56 | ||
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文档简介
(共72张PPT)
1.含硫矿石原料在进入沸腾炉之前为什么要粉碎？
提示：固体与气体反应，往往固体物质反应不完全，粉碎并用鼓风机将其吹起来的目的是为了增大矿石与空气的接触面积，使矿石尽可能地反应完全，节约原料。
2.在吸收塔中的反应实质是水和SO3反应，但在加入吸收剂时却为什么不是加水而用98.3%的浓硫酸来吸收SO3？
提示：由于SO3+H2O====H2SO4是一个放出大量热的化学反应，直接用水吸收，由于放热太多，而水的沸点又较低，很容易受热变成蒸气，与SO3形成酸雾，不利于SO3的吸收，而浓硫酸的沸点比较高，里面水分较少，反应不很快，放热不很多，不会形成酸雾，所以用98.3%的浓硫酸吸收。
3.常温下，浓硫酸遇到Fe、Al会发生化学反应吗？体现了浓硫酸的什么性质？
提示：常温下，浓硫酸遇到Fe、Al会钝化；钝化是在两种金属的表面形成了一层致密的氧化物薄膜，是化学反应，这体现了浓硫酸的强氧化性。
4.思考并比较，浓硫酸的吸水性和脱水性的区别？
提示：吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等)，而脱水性是指浓硫酸可将含氧有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱出来，H和O原来不是以水分子的形式存在的。
例1 已知锌跟浓硫酸反应生成SO2，跟稀硫酸反应生成H2。一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时收集到标准状况下的气体A 33.6 L。将反应后的溶液稀释到1 L，测得溶液中的H+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。
(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：____________。
(2)反应过程中消耗的硫酸的物质的量为___________。
(3)气体A的成分是_______，各成分的体积比是_______。
(4)反应过程中消耗的锌的物质的量是_______________。
【规范解答】由题意可得，气体的物质的量是：
反应过程中消耗的硫酸的物质的量为：
根据题意，锌跟硫酸反应的化学方程式是：
Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
若生成的气体全部是二氧化硫，则消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)=2×n(SO2)=2×1.5=3.0≠1.8 mol。
所以此假设不成立，即该气体只能是二氧化硫和氢气的混合气体。设该混合气体中SO2和H2的物质的量分别是x和y。根据题意就可得出如下两个方程：x+y=1.5 mol 2x+y=1.8 mol 联立解之得x=0.3 mol y=1.2 mol
则得：
由两方程式可得，反应中消耗锌的物质的量就等于反应中生成气体的量，即参加反应的锌为1.5 mol。
答案：(1) Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)1.8 mol (3) SO2和H2 V(SO2)∶V(H2)=1∶4
(4)1.5 mol
【互动探究】如将100 mL浓硫酸改为足量的浓硫酸，与锌反应后，收集到标准状况下的气体33.6 L，则反应过程中消耗的硫酸的物质的量和锌的质量各是多少？
提示：由上面所给的锌与浓硫酸反应的方程式可以得出，生成1 mol气体，消耗1 mol锌，同时消耗2 mol浓硫酸，则可得出锌与足量的浓硫酸反应时，当生成标准状况下的气体33.6 L，即1.5 mol时，那么反应中用掉锌为1.5 mol，质量为1.5 mol×65 g/mol=97.5 g，消耗硫酸的物质的量则为其2倍，即为3 mol。
硫酸与金属反应的一般规律
(1)浓硫酸与金属反应的一般规律：
①常温下，Fe、Al等金属与浓硫酸作用，发生钝化。
②加热时，除Au、Pt外，绝大多数金属都能与浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。
金属在与浓硫酸反应时，一般将硫酸还原为SO2，金属则被氧化成相应的硫酸盐。如
Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
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(2)稀硫酸在与金属反应时，只与排在金属活动性顺序表中氢前面的金属反应，生成硫酸盐(若为变价金属，则生成低价金属的硫酸盐)和氢气。
Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑
Cu、Hg、Ag等位于H后面的金属与稀硫酸不反应。
1.结合硫的性质，讨论如何除掉试管内壁上的硫？
提示：方法一：由于S易溶于CS2，可用CS2溶解除去内壁上的硫。
方法二：由于硫可以与热的强碱溶液反应，所以也可以向内壁有硫的试管中加入浓NaOH溶液后加热将硫除掉，其反应为：
3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。
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2.请根据氯气和硫的性质分析：为什么S和Fe反应时生成FeS，而Cl2与Fe反应时生成的是FeCl3？
提示：S和Fe反应时生成FeS，而Cl2与Fe反应时生成的是FeCl3，因为Cl2的氧化性大于S，即Cl的非金属性大于S。
3.结合氧化还原的知识，从硫元素的价态角度分析，H2S、S、SO2、H2SO3、H2SO4等物质的性质。
提示：H2S中S显-2价，是硫的最低价，只能升高，只有还原性。S、SO2、H2SO3中S分别显0价、+4价、+4价，既可以升高，也可以降低，因此既有氧化性又有还原性。H2SO4中S显+6价，只能降低，所以只有氧化性。
例2 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的相对分子质量之比为4∶5，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)写出一个由D生成B的化学方程式：________________
_______________________________。
(3)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：
______________________________________________。
(4)将5 mL 0.1 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液混合，写出其离子反应方程式：
_______________________________________________。
【规范解答】根据A和B、C、D、E的框图转化关系可知，A有多种化合价，其与空气反应的产物B为气体，A是一种非金属固体单质，又由于B和C的相对分子质量之比为4∶5，可推知A为单质S，B为SO2，C为SO3，D为硫酸，E为H2SO3。
答案：(1)S+H2 H2S
(2)2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O(其他合理答案也可)
(3)H2SO3+2H2S====3S↓+3H2O
(4)H2SO3+2OH-====SO32-+2H2O
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【变式训练】能实现下列物质间直接转化的元素是
( )
A.硫 B.硅 C.铝 D.铁
【解析】选A。上面所给的四种单质中，氧化物能与水反应的只有硫。
浓硫酸、稀硫酸的性质比较
硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一，一般把质量分数大于92%的硫酸称为浓硫酸，浓硫酸具有一些独特的性质。
探究：
1.稀硫酸是一种强酸，具有酸的通性，请举例说明：
提示：(1)能使紫色石蕊试剂变红色；
(2)和活泼金属反应放氢气：
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑；
(3)和碱性氧化物反应生成盐和水：
CuO+H2SO4====CuSO4+H2O；
(4)与碱反应生成盐和水：
2NaOH+H2SO4====Na2SO4+2H2O；
(5)和盐发生复分解反应：
BaCl2+H2SO4====2HCl+BaSO4↓。
2.已知：①实验室用浓硫酸与氯化钠反应制取氯化氢气体②浓硫酸用来干燥H2、SO2、Cl2等气体 ③铁制容器可盛放浓硫酸 ④浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后又变黑。请分析上述用途或反应中浓硫酸表现了什么性质？
提示：①表现了浓硫酸的难挥发性；
②表现了浓硫酸的吸水性；
③表现了浓硫酸的强氧化性；
④表现了浓硫酸的酸性和脱水性。
1.(2011·济南高一检测)环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A.温室效应——二氧化碳
B.酸雨——二氧化碳
C.臭氧层破坏——氟氯烃
D.光化学烟雾——二氧化氮
【解析】选B。由题意可知，引起温室效应的主要原因就是向空气中排放了大量的CO2，而酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，是向空气中排放的大量SO2和氮氧化物造成的；臭氧层的破坏是由于氟氯烃和氮氧化物的大量排放造成的；光化学烟雾主要是NO2引起的。
2.“飘尘”是可燃物燃烧时产生的粒状飘浮物，其颗粒很小(一般直径在100 nm以下)，不易沉降，它与空气中的SO2、O2接触时，会使部分SO2转化为SO3，从而提高空气酸度，这时飘尘所起的主要作用是( )
A.氧化剂 B.还原剂
C.分散剂 D.催化剂
【解析】选D。这个反应是一个需要催化剂的反应，而且要在催化剂的表面发生反应，所以飘尘所起的主要作用是催化剂。
3.储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，这体现了浓硫酸的( )
A.脱水性和吸水性 B.吸水性和酸性
C.强氧化性和吸水性 D.不挥发性和酸性
【解析】选B。因为浓硫酸会使铁、铝钝化，现发生了反应，说明由浓硫酸变成了稀硫酸，体现了浓硫酸的吸水性，也体现了其酸性。
4.某亚硫酸钠因长期存放已部分变质，某同学设计如下实验来确定其纯度：
第一步：称取样品A g。
第二步：将样品溶解，用到的仪器主要有_________。
第三步：在溶液中加入过量的用盐酸酸化的BaCl2溶液。
(1)BaCl2溶液要用足量盐酸酸化的原因是______________
___________________________________；
(2)检验BaCl2是否已过量的方法是___________________。
第四步：过滤和洗涤沉淀___________________________。
(1)洗涤沉淀的原因是______________________________；
(2)洗涤沉淀的方法是______________________________；
(3)判断沉淀是否洗净的方法是_____________________。
第五步：烘干沉淀并计算。称量烘干后的沉淀为B g，则亚硫酸钠的纯度计算式为__________________________。
【解析】将称量好的样品放在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌。测定样品的纯度，可以测定其中被氧化生成的Na2SO4的质量，将Na2SO4完全转化为BaSO4沉淀，为了防止生成BaSO3，BaCl2溶液先用足量盐酸酸化。为了使SO42-全部沉淀，要加入过量的BaCl2溶液。检验BaCl2过量的方法是：取上层清液少许，滴加稀硫酸，
若生成白色沉淀，则证明BaCl2溶液已过量。为了使结果准确，过滤后要洗涤沉淀，除去附在沉淀上的Na+、Ba2+、Cl-、H+，洗涤时在过滤漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水到没过沉淀，自然滤出后，重复2～3次。判断沉淀洗净的方法是取洗涤液加AgNO3溶液，不生成沉淀，说明已洗干净。亚硫酸钠的纯度计算式为
答案：第二步：烧杯、玻璃棒 第三步：(1)排除BaSO3对BaSO4沉淀的干扰 (2)取上层清液少许，滴入稀硫酸，若生成白色沉淀，证明加的BaCl2已经过量 第四步：(1)除去附在沉淀上的Na+、Ba2+、Cl-、H+ (2)在过滤漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水至没过沉淀，自然滤出后，重复2～3次 (3)取洗涤液少量，加入AgNO3溶液，不生成沉淀，说明已洗干净 第五步：
5.(2011·厦门高一检测)某溶液中可能有SO42-、CO32-、Cl-中的一种或几种。
(1)取少量溶液，滴入过量盐酸，有大量气体放出，则原溶液中含有的离子是______。
(2)当气体放完后，再滴入少量氯化钡溶液，有白色沉淀，则原溶液中一定含有的离子是______。
(3)通过上述实验还无法确定的离子是______。
【解析】由题意可知，在三种离子中，只有CO32-遇H+生成气体，所以加入过量的盐酸后，有大量气体放出，则原溶液中一定含有的离子是CO32-，当气体放完后，若再加入氯化钡溶液，此时CO32-已被全部反应完，能与Ba2+反应生成白色沉淀的离子只有SO42-，而整个过程中，始终没有能说明Cl-存在的现象。
答案：(1)CO32- (2)SO42- (3)Cl-
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)
1.硫的氧化性弱于氯的主要事实是( )
A.常温下硫为固体，氯气为黄绿色气体
B.与Fe反应，硫还原为负二价，而氯还原为负一价
C.铁与硫反应生成FeS，铁与氯气反应生成FeCl3
D.硫不溶于水，而氯气能溶于水
【解析】选C。元素氧化性强弱受其结构的影响，和单质的状态、水溶性、得失电子数无多大关系。具体表现是看它们和其他物质反应时得失电子的难易程度。
2.将预先称量的20 g蔗糖放入100 mL烧杯中，加几滴水搅拌均匀，再加入15 mL浓硫酸，用玻璃棒迅速搅拌，观察到蔗糖由白变黑，体积膨胀，呈疏松海绵状，有刺激性气味气体生成，放出大量的热，在此过程中浓硫酸没表现出的化学性质是( )
A．吸水性 B．脱水性 C．酸性 D．氧化性
【解析】选C。整个过程如下：①浓硫酸溶于水放热(吸水
性)；②放出的热加速蔗糖的脱水碳化(脱水性)：
C12H22O11 12C+11H2O；③生成的炭被浓硫酸氧化(氧
化性)：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O，但整个
过程中浓硫酸没表现出酸性。
浓H2SO4
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3.接触法生产H2SO4的过程中，对“三废”处理正确的是
( )
①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来制水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸气、供热或发电
A.只有①② B.只有①③④
C.只有①②③ D.全部
【解析】选D。由题意可知，对于接触法制硫酸的工业中，废气、废水等里面都含有有毒物质，所以在排出之前都要处理，其方法就是①②，而在生产过程中，有很多热量被浪费，可以进行处理，废渣中有大量的铁，所以可以用来炼铁，而其中的硅酸盐可用来制水泥。
4.在检验SO42-的过程中，下列操作中正确的是( )
A.先加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在
B.先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在
C.先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在
D.先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在
【解析】选C。A和B中若有SO32-也会出现这种现象；而D中若有Ag+也会产生这种现象。
【举一反三】在检验SO42-时要注意什么问题？
提示：因为BaSO4既不溶于水，又不溶于酸，所以可用可溶性的钡盐溶液和盐酸或稀硝酸来检验SO42-的存在：Ba2++SO42-====BaSO4↓，但实际操作时，要注意排除CO32-、SO32-、PO43-、Ag+等离子的干扰，故不能用稀硝酸。
5.下列方法用来鉴别浓硫酸和稀硫酸不正确的是( )
A.分别取10 mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸
C.把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸
D.将Al片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸
【解析】选D。由浓、稀硫酸的区别可以得出，不正确的应该是D项。
【规律方法】检验浓、稀硫酸的方法
根据浓、稀硫酸的物理性质和化学性质上的差异可归纳有如下检验方法：
(1)取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸试样，如能放出大量的热，则为浓硫酸，否则为稀硫酸。
(2)取相同体积的两种酸，用天平称重，质量大的为浓硫酸，质量小的为稀硫酸。
(3)观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸。
(4)将Al片或Fe片分别投入溶液，快速放出气体的是稀硫酸，放出气体慢的甚至是不放出气体的是浓硫酸。
(5)用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑者为浓硫酸，无变化者为稀硫酸。
(6)把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸。
(7)取少量试样，分别加入铜片，微热，放出气体的是浓硫酸，否则为稀硫酸。
6.已知0.1 mol某单质与足量的硫在一定条件下充分反应后，质量增加了1.6 g，则该单质可能是( )
A.钙 B.铜 C.铁 D.铝
【解析】选B。由S＋Ca CaS ，S+2Cu Cu2S，S+Fe FeS，3S+2Al Al2S3可知，0.1 mol物质与S反应，生成物的质量增加1.6 g，说明增加了0.05 mol的S，则得1 mol S与2 mol这种物质反应，符合题意的只有铜。
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二、非选择题(本题包括2小题，共26分)
7.(14分)下面是某同学在学习硫元素时的学习方案，请你加以完善。
(1)硫在自然界中主要以_____、______和硫酸盐的形式存在，在火山喷口附近或地壳的岩层里，常常存在着_______。
(2)设计如下实验探究硫和含硫化合物的相互转化：
(Ⅰ)完成下列各个反应的化学方程式
①A中在加热时发生的反应__________________________。
②C中的反应______________________________________。
(Ⅱ)记录观察到的实验现象
①B中品红试液由红色变为_____，加热后又_____，(结论：可以根据该现象用品红试液来证明SO2的存在与否)。
②D中没有观察到什么现象，在实验结束后往D中滴加H2O2后则可以看到______。
③E中溶液由紫红色变为无色，反应的离子方程式是：
2MnO4-+5SO2+2H2O====2Mn2++5SO42-+4H+
反应中SO2是______剂(填“氧化”或“还原”)。
(Ⅲ)G的作用是吸收尾气，写出反应的离子方程式：
__________________________________________________。
(Ⅳ)该同学想利用F溶液来研究硫酸型酸雨在放置一段时间后，其pH变小的理由。请简要的阐明你的理由
__________________________________________________。
【解析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，SO2是一种酸性氧化物(能够和水、碱、碱性氧化物、某些酸性比亚硫酸弱的弱酸盐反应)，它既有氧化性(能够将H2S氧化成S沉淀)，又有还原性(能够被溴水、酸性高锰酸钾溶液、双氧水、氧气等强氧化性物质氧化成SO3、H2SO4等含+6价硫元素的物质)，还有漂白性(能够使品红溶液褪色，生成的无色物质不稳定，加热后又变红)。
答案:(1)硫单质 硫化物 游离态的硫
(2)(Ⅰ)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
②Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4
(Ⅱ)①无色 变为红色 ②白色浑浊现象 ③还原
(Ⅲ)SO2+2OH－==== SO32-+H2O
(Ⅳ)在一段时间后，亚硫酸会逐渐被空气中的氧气氧化成硫酸，酸性增强，pH降低
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8.(12分)浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+C CO2↑+2H2O+2SO2↑，从图中给出的仪器组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓硫酸、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
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写出仪器中应加试剂的名称及其作用。
【解析】成套装置包括反应装置、检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫酸和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会混入水，装置B放入无水硫酸铜，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，放入品红溶液检验，若品红溶液褪色，则说明有SO2气体产生，再用酸性KMnO4溶液除去SO2，最后再用澄清石灰水来检验CO2的存在。因SO2也可以使澄清石灰水变浑浊，故要先除去SO2。
答案：浓硫酸和木炭 反应装置
无水硫酸铜 检验是否有水生成
品红溶液 检验SO2
酸性KMnO4溶液 除去SO2
澄清石灰水 检验CO2的存在
1.含硫矿石原料在进入沸腾炉之前为什么要粉碎？
提示：固体与气体反应，往往固体物质反应不完全，粉碎并用鼓风机将其吹起来的目的是为了增大矿石与空气的接触面积，使矿石尽可能地反应完全，节约原料。
2.在吸收塔中的反应实质是水和SO3反应，但在加入吸收剂时却为什么不是加水而用98.3%的浓硫酸来吸收SO3？
提示：由于SO3+H2O====H2SO4是一个放出大量热的化学反应，直接用水吸收，由于放热太多，而水的沸点又较低，很容易受热变成蒸气，与SO3形成酸雾，不利于SO3的吸收，而浓硫酸的沸点比较高，里面水分较少，反应不很快，放热不很多，不会形成酸雾，所以用98.3%的浓硫酸吸收。
3.常温下，浓硫酸遇到Fe、Al会发生化学反应吗？体现了浓硫酸的什么性质？
提示：常温下，浓硫酸遇到Fe、Al会钝化；钝化是在两种金属的表面形成了一层致密的氧化物薄膜，是化学反应，这体现了浓硫酸的强氧化性。
4.思考并比较，浓硫酸的吸水性和脱水性的区别？
提示：吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等)，而脱水性是指浓硫酸可将含氧有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱出来，H和O原来不是以水分子的形式存在的。
例1 已知锌跟浓硫酸反应生成SO2，跟稀硫酸反应生成H2。一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时收集到标准状况下的气体A 33.6 L。将反应后的溶液稀释到1 L，测得溶液中的H+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。
(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：____________。
(2)反应过程中消耗的硫酸的物质的量为___________。
(3)气体A的成分是_______，各成分的体积比是_______。
(4)反应过程中消耗的锌的物质的量是_______________。
【规范解答】由题意可得，气体的物质的量是：
反应过程中消耗的硫酸的物质的量为：
根据题意，锌跟硫酸反应的化学方程式是：
Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
若生成的气体全部是二氧化硫，则消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)=2×n(SO2)=2×1.5=3.0≠1.8 mol。
所以此假设不成立，即该气体只能是二氧化硫和氢气的混合气体。设该混合气体中SO2和H2的物质的量分别是x和y。根据题意就可得出如下两个方程：x+y=1.5 mol 2x+y=1.8 mol 联立解之得x=0.3 mol y=1.2 mol
则得：
由两方程式可得，反应中消耗锌的物质的量就等于反应中生成气体的量，即参加反应的锌为1.5 mol。
答案：(1) Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)1.8 mol (3) SO2和H2 V(SO2)∶V(H2)=1∶4
(4)1.5 mol
【互动探究】如将100 mL浓硫酸改为足量的浓硫酸，与锌反应后，收集到标准状况下的气体33.6 L，则反应过程中消耗的硫酸的物质的量和锌的质量各是多少？
提示：由上面所给的锌与浓硫酸反应的方程式可以得出，生成1 mol气体，消耗1 mol锌，同时消耗2 mol浓硫酸，则可得出锌与足量的浓硫酸反应时，当生成标准状况下的气体33.6 L，即1.5 mol时，那么反应中用掉锌为1.5 mol，质量为1.5 mol×65 g/mol=97.5 g，消耗硫酸的物质的量则为其2倍，即为3 mol。
硫酸与金属反应的一般规律
(1)浓硫酸与金属反应的一般规律：
①常温下，Fe、Al等金属与浓硫酸作用，发生钝化。
②加热时，除Au、Pt外，绝大多数金属都能与浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。
金属在与浓硫酸反应时，一般将硫酸还原为SO2，金属则被氧化成相应的硫酸盐。如
Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
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(2)稀硫酸在与金属反应时，只与排在金属活动性顺序表中氢前面的金属反应，生成硫酸盐(若为变价金属，则生成低价金属的硫酸盐)和氢气。
Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑
Cu、Hg、Ag等位于H后面的金属与稀硫酸不反应。
1.结合硫的性质，讨论如何除掉试管内壁上的硫？
提示：方法一：由于S易溶于CS2，可用CS2溶解除去内壁上的硫。
方法二：由于硫可以与热的强碱溶液反应，所以也可以向内壁有硫的试管中加入浓NaOH溶液后加热将硫除掉，其反应为：
3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。
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2.请根据氯气和硫的性质分析：为什么S和Fe反应时生成FeS，而Cl2与Fe反应时生成的是FeCl3？
提示：S和Fe反应时生成FeS，而Cl2与Fe反应时生成的是FeCl3，因为Cl2的氧化性大于S，即Cl的非金属性大于S。
3.结合氧化还原的知识，从硫元素的价态角度分析，H2S、S、SO2、H2SO3、H2SO4等物质的性质。
提示：H2S中S显-2价，是硫的最低价，只能升高，只有还原性。S、SO2、H2SO3中S分别显0价、+4价、+4价，既可以升高，也可以降低，因此既有氧化性又有还原性。H2SO4中S显+6价，只能降低，所以只有氧化性。
例2 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的相对分子质量之比为4∶5，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)写出一个由D生成B的化学方程式：________________
_______________________________。
(3)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：
______________________________________________。
(4)将5 mL 0.1 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液混合，写出其离子反应方程式：
_______________________________________________。
【规范解答】根据A和B、C、D、E的框图转化关系可知，A有多种化合价，其与空气反应的产物B为气体，A是一种非金属固体单质，又由于B和C的相对分子质量之比为4∶5，可推知A为单质S，B为SO2，C为SO3，D为硫酸，E为H2SO3。
答案：(1)S+H2 H2S
(2)2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O(其他合理答案也可)
(3)H2SO3+2H2S====3S↓+3H2O
(4)H2SO3+2OH-====SO32-+2H2O
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【变式训练】能实现下列物质间直接转化的元素是
( )
A.硫 B.硅 C.铝 D.铁
【解析】选A。上面所给的四种单质中，氧化物能与水反应的只有硫。
浓硫酸、稀硫酸的性质比较
硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一，一般把质量分数大于92%的硫酸称为浓硫酸，浓硫酸具有一些独特的性质。
探究：
1.稀硫酸是一种强酸，具有酸的通性，请举例说明：
提示：(1)能使紫色石蕊试剂变红色；
(2)和活泼金属反应放氢气：
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑；
(3)和碱性氧化物反应生成盐和水：
CuO+H2SO4====CuSO4+H2O；
(4)与碱反应生成盐和水：
2NaOH+H2SO4====Na2SO4+2H2O；
(5)和盐发生复分解反应：
BaCl2+H2SO4====2HCl+BaSO4↓。
2.已知：①实验室用浓硫酸与氯化钠反应制取氯化氢气体②浓硫酸用来干燥H2、SO2、Cl2等气体 ③铁制容器可盛放浓硫酸 ④浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后又变黑。请分析上述用途或反应中浓硫酸表现了什么性质？
提示：①表现了浓硫酸的难挥发性；
②表现了浓硫酸的吸水性；
③表现了浓硫酸的强氧化性；
④表现了浓硫酸的酸性和脱水性。
1.(2011·济南高一检测)环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A.温室效应——二氧化碳
B.酸雨——二氧化碳
C.臭氧层破坏——氟氯烃
D.光化学烟雾——二氧化氮
【解析】选B。由题意可知，引起温室效应的主要原因就是向空气中排放了大量的CO2，而酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，是向空气中排放的大量SO2和氮氧化物造成的；臭氧层的破坏是由于氟氯烃和氮氧化物的大量排放造成的；光化学烟雾主要是NO2引起的。
2.“飘尘”是可燃物燃烧时产生的粒状飘浮物，其颗粒很小(一般直径在100 nm以下)，不易沉降，它与空气中的SO2、O2接触时，会使部分SO2转化为SO3，从而提高空气酸度，这时飘尘所起的主要作用是( )
A.氧化剂 B.还原剂
C.分散剂 D.催化剂
【解析】选D。这个反应是一个需要催化剂的反应，而且要在催化剂的表面发生反应，所以飘尘所起的主要作用是催化剂。
3.储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，这体现了浓硫酸的( )
A.脱水性和吸水性 B.吸水性和酸性
C.强氧化性和吸水性 D.不挥发性和酸性
【解析】选B。因为浓硫酸会使铁、铝钝化，现发生了反应，说明由浓硫酸变成了稀硫酸，体现了浓硫酸的吸水性，也体现了其酸性。
4.某亚硫酸钠因长期存放已部分变质，某同学设计如下实验来确定其纯度：
第一步：称取样品A g。
第二步：将样品溶解，用到的仪器主要有_________。
第三步：在溶液中加入过量的用盐酸酸化的BaCl2溶液。
(1)BaCl2溶液要用足量盐酸酸化的原因是______________
___________________________________；
(2)检验BaCl2是否已过量的方法是___________________。
第四步：过滤和洗涤沉淀___________________________。
(1)洗涤沉淀的原因是______________________________；
(2)洗涤沉淀的方法是______________________________；
(3)判断沉淀是否洗净的方法是_____________________。
第五步：烘干沉淀并计算。称量烘干后的沉淀为B g，则亚硫酸钠的纯度计算式为__________________________。
【解析】将称量好的样品放在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌。测定样品的纯度，可以测定其中被氧化生成的Na2SO4的质量，将Na2SO4完全转化为BaSO4沉淀，为了防止生成BaSO3，BaCl2溶液先用足量盐酸酸化。为了使SO42-全部沉淀，要加入过量的BaCl2溶液。检验BaCl2过量的方法是：取上层清液少许，滴加稀硫酸，
若生成白色沉淀，则证明BaCl2溶液已过量。为了使结果准确，过滤后要洗涤沉淀，除去附在沉淀上的Na+、Ba2+、Cl-、H+，洗涤时在过滤漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水到没过沉淀，自然滤出后，重复2～3次。判断沉淀洗净的方法是取洗涤液加AgNO3溶液，不生成沉淀，说明已洗干净。亚硫酸钠的纯度计算式为
答案：第二步：烧杯、玻璃棒 第三步：(1)排除BaSO3对BaSO4沉淀的干扰 (2)取上层清液少许，滴入稀硫酸，若生成白色沉淀，证明加的BaCl2已经过量 第四步：(1)除去附在沉淀上的Na+、Ba2+、Cl-、H+ (2)在过滤漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水至没过沉淀，自然滤出后，重复2～3次 (3)取洗涤液少量，加入AgNO3溶液，不生成沉淀，说明已洗干净 第五步：
5.(2011·厦门高一检测)某溶液中可能有SO42-、CO32-、Cl-中的一种或几种。
(1)取少量溶液，滴入过量盐酸，有大量气体放出，则原溶液中含有的离子是______。
(2)当气体放完后，再滴入少量氯化钡溶液，有白色沉淀，则原溶液中一定含有的离子是______。
(3)通过上述实验还无法确定的离子是______。
【解析】由题意可知，在三种离子中，只有CO32-遇H+生成气体，所以加入过量的盐酸后，有大量气体放出，则原溶液中一定含有的离子是CO32-，当气体放完后，若再加入氯化钡溶液，此时CO32-已被全部反应完，能与Ba2+反应生成白色沉淀的离子只有SO42-，而整个过程中，始终没有能说明Cl-存在的现象。
答案：(1)CO32- (2)SO42- (3)Cl-
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)
1.硫的氧化性弱于氯的主要事实是( )
A.常温下硫为固体，氯气为黄绿色气体
B.与Fe反应，硫还原为负二价，而氯还原为负一价
C.铁与硫反应生成FeS，铁与氯气反应生成FeCl3
D.硫不溶于水，而氯气能溶于水
【解析】选C。元素氧化性强弱受其结构的影响，和单质的状态、水溶性、得失电子数无多大关系。具体表现是看它们和其他物质反应时得失电子的难易程度。
2.将预先称量的20 g蔗糖放入100 mL烧杯中，加几滴水搅拌均匀，再加入15 mL浓硫酸，用玻璃棒迅速搅拌，观察到蔗糖由白变黑，体积膨胀，呈疏松海绵状，有刺激性气味气体生成，放出大量的热，在此过程中浓硫酸没表现出的化学性质是( )
A．吸水性 B．脱水性 C．酸性 D．氧化性
【解析】选C。整个过程如下：①浓硫酸溶于水放热(吸水
性)；②放出的热加速蔗糖的脱水碳化(脱水性)：
C12H22O11 12C+11H2O；③生成的炭被浓硫酸氧化(氧
化性)：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O，但整个
过程中浓硫酸没表现出酸性。
浓H2SO4
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△
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3.接触法生产H2SO4的过程中，对“三废”处理正确的是
( )
①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来制水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸气、供热或发电
A.只有①② B.只有①③④
C.只有①②③ D.全部
【解析】选D。由题意可知，对于接触法制硫酸的工业中，废气、废水等里面都含有有毒物质，所以在排出之前都要处理，其方法就是①②，而在生产过程中，有很多热量被浪费，可以进行处理，废渣中有大量的铁，所以可以用来炼铁，而其中的硅酸盐可用来制水泥。
4.在检验SO42-的过程中，下列操作中正确的是( )
A.先加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在
B.先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在
C.先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在
D.先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在
【解析】选C。A和B中若有SO32-也会出现这种现象；而D中若有Ag+也会产生这种现象。
【举一反三】在检验SO42-时要注意什么问题？
提示：因为BaSO4既不溶于水，又不溶于酸，所以可用可溶性的钡盐溶液和盐酸或稀硝酸来检验SO42-的存在：Ba2++SO42-====BaSO4↓，但实际操作时，要注意排除CO32-、SO32-、PO43-、Ag+等离子的干扰，故不能用稀硝酸。
5.下列方法用来鉴别浓硫酸和稀硫酸不正确的是( )
A.分别取10 mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸
C.把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸
D.将Al片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸
【解析】选D。由浓、稀硫酸的区别可以得出，不正确的应该是D项。
【规律方法】检验浓、稀硫酸的方法
根据浓、稀硫酸的物理性质和化学性质上的差异可归纳有如下检验方法：
(1)取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸试样，如能放出大量的热，则为浓硫酸，否则为稀硫酸。
(2)取相同体积的两种酸，用天平称重，质量大的为浓硫酸，质量小的为稀硫酸。
(3)观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸。
(4)将Al片或Fe片分别投入溶液，快速放出气体的是稀硫酸，放出气体慢的甚至是不放出气体的是浓硫酸。
(5)用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑者为浓硫酸，无变化者为稀硫酸。
(6)把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸。
(7)取少量试样，分别加入铜片，微热，放出气体的是浓硫酸，否则为稀硫酸。
6.已知0.1 mol某单质与足量的硫在一定条件下充分反应后，质量增加了1.6 g，则该单质可能是( )
A.钙 B.铜 C.铁 D.铝
【解析】选B。由S＋Ca CaS ，S+2Cu Cu2S，S+Fe FeS，3S+2Al Al2S3可知，0.1 mol物质与S反应，生成物的质量增加1.6 g，说明增加了0.05 mol的S，则得1 mol S与2 mol这种物质反应，符合题意的只有铜。
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二、非选择题(本题包括2小题，共26分)
7.(14分)下面是某同学在学习硫元素时的学习方案，请你加以完善。
(1)硫在自然界中主要以_____、______和硫酸盐的形式存在，在火山喷口附近或地壳的岩层里，常常存在着_______。
(2)设计如下实验探究硫和含硫化合物的相互转化：
(Ⅰ)完成下列各个反应的化学方程式
①A中在加热时发生的反应__________________________。
②C中的反应______________________________________。
(Ⅱ)记录观察到的实验现象
①B中品红试液由红色变为_____，加热后又_____，(结论：可以根据该现象用品红试液来证明SO2的存在与否)。
②D中没有观察到什么现象，在实验结束后往D中滴加H2O2后则可以看到______。
③E中溶液由紫红色变为无色，反应的离子方程式是：
2MnO4-+5SO2+2H2O====2Mn2++5SO42-+4H+
反应中SO2是______剂(填“氧化”或“还原”)。
(Ⅲ)G的作用是吸收尾气，写出反应的离子方程式：
__________________________________________________。
(Ⅳ)该同学想利用F溶液来研究硫酸型酸雨在放置一段时间后，其pH变小的理由。请简要的阐明你的理由
__________________________________________________。
【解析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，SO2是一种酸性氧化物(能够和水、碱、碱性氧化物、某些酸性比亚硫酸弱的弱酸盐反应)，它既有氧化性(能够将H2S氧化成S沉淀)，又有还原性(能够被溴水、酸性高锰酸钾溶液、双氧水、氧气等强氧化性物质氧化成SO3、H2SO4等含+6价硫元素的物质)，还有漂白性(能够使品红溶液褪色，生成的无色物质不稳定，加热后又变红)。
答案:(1)硫单质 硫化物 游离态的硫
(2)(Ⅰ)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
②Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4
(Ⅱ)①无色 变为红色 ②白色浑浊现象 ③还原
(Ⅲ)SO2+2OH－==== SO32-+H2O
(Ⅳ)在一段时间后，亚硫酸会逐渐被空气中的氧气氧化成硫酸，酸性增强，pH降低
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8.(12分)浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+C CO2↑+2H2O+2SO2↑，从图中给出的仪器组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓硫酸、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
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写出仪器中应加试剂的名称及其作用。
【解析】成套装置包括反应装置、检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫酸和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会混入水，装置B放入无水硫酸铜，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，放入品红溶液检验，若品红溶液褪色，则说明有SO2气体产生，再用酸性KMnO4溶液除去SO2，最后再用澄清石灰水来检验CO2的存在。因SO2也可以使澄清石灰水变浑浊，故要先除去SO2。
答案：浓硫酸和木炭 反应装置
无水硫酸铜 检验是否有水生成
品红溶液 检验SO2
酸性KMnO4溶液 除去SO2
澄清石灰水 检验CO2的存在