2024届高考一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第2讲 硫及其化合物（80张PPT）

(共80张PPT)
第2讲　硫及其化合物(基础落实课)
逐点清(一)　绿色氧化剂——O3和H2O2
1．臭氧——氧元素的一种单质
(1)组成与性质
组成与 物理性质 臭氧的分子式为O3，与O2互为___________，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。O3在空气中含量很少，使人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康 化学 性质 不稳 定性 O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为________
强氧 化性 能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等
漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒
同素异形体
2O3===3O2
紫外线
2．过氧化氢——其水溶液俗称双氧水
(1)结构
电子式为_______________，结构式为_____________，含有的共价键有_________________，为共价化合物，为无色液体。
[注意]　H—O—O—H中氧原子为sp3杂化，不是直线分子，键角小于109°28′。
H—O—O—H
极性键、非极性键
续表
强氧 化性 ①用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
②氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。④杀菌、消毒
弱还 原性 遇强氧化剂时作还原剂。2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O
[题点考法·全面练通]
1．如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是
(　 )
A．O3转化为O2是物理变化，二者互称为同素异形体
B．反应①中破坏的化学键为共价键
C．反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2
D．O3可以作为水的消毒剂
解析：O3转化为O2是同素异形体间的转化，属于化学变化，A错误；
反应①是ClO＋O===O2＋Cl，破坏的化学键为Cl—O，是共价键，B正确；
结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气，C正确；
O3是一种强氧化剂，可以杀菌消毒，D正确。
答案：A　
2．(1)H2O2中氧元素的化合价处于中间价，既有氧化性又有还原性。酸化的H2O2溶液中滴入KI-淀粉溶液，溶液变蓝，发生反应的离子方程式为____________________________。向NaClO溶液中滴入H2O2，可产生O2，发生反应的离子方程式为____________________________。
(2)Na2O2、CaO2以及BaO2都可与酸发生复分解反应生成过氧化氢。实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液，则应选择的过氧化物是__________；发生反应的化学方程式为____________________。
(3)为了除去酸性Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋，通常加入试剂为______________，其反应的离子方程式为__________________________。
答案：(1)H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2
H2O2＋ClO－===Cl－＋H2O＋O2↑
(2)BaO2　BaO2＋H2SO4===BaSO4＋H2O2
(3)H2O2　H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
3．(2022·辽宁等级考·节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞____________，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞__________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
(3)装置F的作用为______________________________________。
(4)反应过程中，控温45 ℃的原因为_______________________________
____________________________________________________________。
(5)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为_________________________。
解析：(1)A中锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)开始制备时，打开活塞a、b，A中产生的H2进入C中，在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，一段时间后，关闭a，仅保持活塞b打开，将残留H2抽出，随后关闭活塞b，打开活塞c、d，将O2通入C中与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。
(3)H2O容易使Ni催化剂中毒，实验中需要保持C装置为无水环境，F的作用为防止外界水蒸气进入C中。(4)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解，所以反应过程中控温45 ℃。
答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　(2)a、b　c、d　(3)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒　(4)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解
逐点清(二)　硫及其氧化物、氢化物的性质
1．硫单质
(1)硫元素的存在形态
游离态 火山喷口附近或地壳的岩层里
化合态 主要以_________和_______的形式存在
硫化物
硫酸盐
俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2
硫黄 _____晶体 难溶 微溶 _______
(2)硫单质的物理性质
黄色
易溶
(3)从价态变化角度认识硫单质的化学性质
2．二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态 密度 溶解性 是否易液化
无色、________ 气味气体 比空气大 易溶于水 ________
刺激性
易液化
(2)化学性质
续表
(3)实验室制法
固体Na2SO3与较浓H2SO4反应：
Na2SO3＋H2SO4===____________________。
3．三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是_______氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
Na2SO4＋SO2↑＋H2O
酸性
4．硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物来源、危害及治理
来源 石油和煤的燃烧及____________的冶炼等
危害 危害人体健康，形成______ (pH小于5.6)
治理 燃煤______、改进燃烧技术、废气中二氧化硫的回收处理等
含硫矿石
酸雨
脱硫
(2)硫酸型酸雨的形成过程
[注意]　氢硫酸溶液中通入Cl2、SO2、O3气体，溶液变浑浊，有S生成。
(3)制取方法
FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑。
微点小练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)硫黄易溶于CS2，所以可用CS2溶解试管内壁的硫 ( )
(2)使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2 ( )
(3)SO2、CO2通入CaCl2溶液均有白色沉淀生成 ( )
(4)SO2通入漂白粉溶液中可以生成CaSO3沉淀 ( )
(5)SO2通入品红溶液褪色，加热溶液又变红色 ( )
(6)SO2、SO3均为酸性氧化物 ( )
(7)H2S通入足量NaOH溶液反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O ( )
(8)根据Cl2、S分别与Fe反应的产物不同，确定Cl2、S的氧化性强弱 ( )
√
√
√
√
×
×
×
×
2．完成下列反应的离子方程式。
(1)向石灰水中通入少量SO2：_______________________________；
(2)向FeCl3溶液中通入SO2：_______________________________；
(3)向溴水中通入SO2：____________________________________；
(4)向氢硫酸中通入SO2：___________________________________。
[题点考法·全面练通]
题点(一)　硫及其氧化物的性质及实验探究
1．(2023·合肥模拟)如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列说法 不正确的是 (　 )
A．硫在自然界只有游离态
B．煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脱硫
C．硫具有弱氧化性，和变价金属反应，通常将金属氧化成低价态
D．硫化氢溶于水得到氢硫酸，氢硫酸是弱酸，能与碱、碱性氧化物反应
解析：硫在自然界中有游离态和化合态两种存在形态。
答案：A　
2．在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是 (　 )
A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性，且酸性H2SO3答案：C　
题点(二)　常见漂白剂的漂白原理与特点
3．某学习小组用如图所示实验装置，制备二氧化硫并研究其性质，下列说法错误的是 (　 )
A．该实验装置用注射器加入浓硫酸可以控制生成气体的量和反应速率，且符合绿色化学理念
B．反应开始后③处的品红溶液褪色，然后点燃③处酒精灯，发现溶液又恢复到原来的颜色
C．通过实验可得出二氧化硫有漂白性，故其能使新制氯水褪色
D．⑤、⑥处褪色是因为SO2具有漂白性
解析：C项，SO2使氯水褪色是SO2具有还原性，正确；
D项，⑥处褪色是因为SO2的还原性，⑤处变红不褪色，错误。
答案：D　
4．下列各组物质通入或加入品红溶液中褪色，而褪色原理都不相同的是
(　 )
①氯水和NaClO溶液　②Cl2与SO2　③活性炭与Na2O2　④Na2O2与O3
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：②氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO，可使品红溶液褪色，而SO2与品红溶液发生化合反应，不是氧化还原反应；
③活性炭具有吸附性，可使品红溶液褪色，而Na2O2具有强氧化性使品红溶液褪色。
答案：B
5．将气体通入品红溶液中溶液褪色，设计实验方法证明该气体是SO2还是Cl2： __________________________________________________。
答案：取褪色后的溶液，加热，若红色恢复说明为SO2，反之，为Cl2
类型 原理 举例 特点 备注
氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、 Ca(ClO)2、Na2O2、 H2O2、O3等 不可逆、 持久 无选
择性
加合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 可逆、 不持久 有选
择性
吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理 变化 吸附
色素
[归纳拓展]　三类漂白剂的区别
题点(三)　SO2、CO2的鉴别与检验
6．下列实验中能证明某气体为SO2的是 (　 )
①使澄清石灰水变浑浊　②使湿润的蓝色石蕊试纸变红　③使品红溶液褪色　④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明 B．都不能证明
C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明
解析：①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2、SO2均有此现象。
答案：D　
7．下图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气体产物，其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂，下列说法正确的是 ( 　 )
解析： A项，物质甲检验H2O(g)，不可以用无水CaCl2，错误；
B项，丙中不可以是强碱，否则CO2被吸收无法检验，错误；
C项，乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂，错误。
答案：D　
[思维建模]　检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，沉淀都可以溶解消失。检验SO2、CO2混合气体中存在CO2的一般流程如下：
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
实验装置
所选试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
注意事项：有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪去 续表
题点(四)　SO2的实验室制法及性质探究
8．如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。
(1)关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，注入硫酸至浸没瓶中固体，写出C装置反应的化学方程式____________________，每消耗1 mol Na2O2，则转移的电子数为________。
(2)关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入E、F中，为了证明SO2有还原性，并从绿色化学的角度考虑，则Z试剂可以是____________，现象是________________。
解析：(1)Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，装置C中Na2O2和SO2发生反应：SO2＋Na2O2===Na2SO4，反应中转移2e－，故每消耗1 mol Na2O2，转移电子数为1.204×1024。
(2)为了证明SO2具有还原性，可以加入氧化剂，从绿色化学的角度考虑，Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液，现象是紫色溶液变浅或褪色。
答案：(1)SO2＋Na2O2===Na2SO4　1.204×1024
(2)酸性KMnO4溶液　紫色溶液变浅或褪色[或FeCl3溶液　溶液由棕黄色变为浅绿色]
[思维建模]
SO2的制备及性质探究的一般装置设计流程
1．硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。
(2)溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
续表
钝化
3．硫酸工业制备的原理
(1)工艺流程
皓矾 ZnSO4·7H2O
钡餐(重晶石) BaSO4
绿矾(皂矾或青矾) FeSO4·7H2O
芒硝(朴硝或皮硝) Na2SO4·10H2O
明矾 KAl(SO4)2·12H2O
生石膏 CaSO4·2H2O
熟石膏 2CaSO4·H2O
胆矾(蓝矾) CuSO4·5H2O
莫尔盐 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
4.重要的硫酸盐
微点小练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间，浓度都会下降的原因相同
( )
(2)浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了H2SO4的酸性和强氧化性 ( )
(3)100 g 98%的浓H2SO4与足量Cu共热充分反应产生的SO2在标准状况的体积为11.2 L ( )
(4)常温下，Fe、Al使浓H2SO4钝化，但加热可以继续反应 ( )
(5)浓硫酸使蓝矾变白、使纸张变黑均体现了浓硫酸的脱水性 ( )
√
×
×
×
×
√
×
2．下列现象或变化体现的浓H2SO4性质(填“酸性”“强氧化性”“脱水性”“吸水性”或“难挥发性”)。
(1)利用浓H2SO4与浓盐酸制HCl_______________________________。
(2)遇铁、铝形成一层致密的保护膜______________________________。
(3)可以干燥SO2、O2、N2等气体_________________________________。
(4)使CuSO4·5H2O的颜色变为白色粉末____________________________。
(5)与蔗糖作用变黑、膨胀并有刺激性气味的气体生成________________________。
答案：(1)难挥发性和吸水性　(2)强氧化性　(3)吸水性　(4)吸水性　(5)脱水性与强氧化性
[题点考法·全面练通]
题点(一)　浓H2SO4的性质及其探究
1．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是 (　 )
A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
解析：A项，反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；
B项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型的物质；
C项，白雾说明氯化氢易挥发；
D项，反应③生成的是二氧化硫气体，是非氧化还原反应。
答案：A　
2.(2022·广东等级考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是 (　 )
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
解析：铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；
a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；
b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；
实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误。
答案：B　
3．将一定量的生铁(假设仅含Fe和C)与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体，某化学兴趣小组用如图装置(夹持仪器省略)对反应产生的气体成分进行探究。
(1)A中发生反应的方程式为_______________________________________
______________________________________。
(2)装置中E的作用是______________________________________。
(3)甲同学认为该气体中含有SO2、CO2、H2，将以上装置进行连接以完成验证(填接口字母)：
c→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　 　)
(4)实验中可以证明产生的气体中含有H2的实验现象是_________________
________________________________________________。
解析：(1)生铁中的Fe、C在加热时均与浓硫酸发生反应，反应产物气体中可能含有SO2、CO2、H2等。
(3)由题给装置及试剂可知，检验CO2的试剂为氢氧化钡溶液，但SO2会对CO2的检验产生干扰，所以应先检验SO2并将SO2除去后再检验CO2，最后用装置J、F、G检验产生的气体中是否有H2，其中干燥后的H2在J装置中与CuO反应生成Cu和水，用F装置可以检验生成的水，G装置用于防止空气中的水蒸气进入F装置产生干扰，因此装置接口的连接顺序为c→f→g→d→e→m→n→o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。
(4)氢气还原装置J中的氧化铜生成的水蒸气能使F装置中的白色的无水硫酸铜变蓝色，同时装置J中有红色的铜单质生成。
4．有一瓶Na2SO3溶液，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，白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是 (　 )
A．实验证实Na2SO3已部分氧化
B．实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C．实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D．此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
答案：D
续表
逐点清(四)　不同价态含硫物质的转化
1．掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
写出②、③、④反应的化学方程式：
②________________________________________；
③___________________________________________；
④__________________________________。
H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
①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，即台阶式升降，可用图表示。
②相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(注意：强氧化剂与强还原剂不一定反应)
③归中规律：当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2===3S＋2H2O,2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
2．用价类观理清硫及其化合物之间相互转化
[题点考法·全面练通]
1．(2023·青岛模拟)硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是
(　 )
A．a与c、d、e都有可能反应生成b
B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的pH减小
C．盐g与盐f之间也可能发生反应
D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入Ba(NO3)2溶液中，无明显现象
2．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是 (　 )
解析：A项，反应①中先变蓝后褪色，说明KIO3先转化为I2后转化为I－，SO2体现还原性，错误；
B项，根据原子守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，错误；
C项，反应④不是氧化还原反应，错误；
D项，利用反应②④，可以吸收SO2并回收利用，正确。
答案：D　
解析：海水中CO、HCO发生水解，CO＋H2O HCO＋OH－，HCO＋H2O?? H2CO3＋OH－，所以天然海水的pH≈8，呈弱碱性，故A正确；
由流程分析可知吸收塔中发生的反应有SO2＋H2O H2SO3，故B正确；
天然海水吸收了含硫烟气后，要用O2进行氧化处理，因为氧气具有氧化性，所以能将H2SO3、HSO、SO等氧化为硫酸，如亚硫酸被氧化的反应为2H2SO3＋O2===2H2SO4，故C正确。
答案：D　
4．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是强酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________(填化学式，下同)。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：_____________________。
[归纳拓展]
谢
谢
观
看