2026届高考化学一轮复习 第5章 非金属及其化合物 第2节 硫及其化合物 课件（66张PPT）

(共66张PPT)
第2节　硫及其化合物
第5章
课标要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.能列举、描述、辨识硫、二氧化硫、硫酸等物质重要的物理性质和化学性质。能用化学方程式、离子方程式正确表示上述物质的主要化学性质。
3.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测硫、二氧化硫和硫酸的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。
4.能利用二氧化硫、亚硫酸盐和硫酸的性质和反应,设计二氧化硫的制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明含硫物质的转化路径。
备考指导
1.本节主要考查硫及其化合物间的转化关系,SO2的还原性和漂白性等。
2.通过元素推断、化学实验、框图推断题等形式考查硫及其化合物的知识以及氧化还原反应的基本原理。题型以选择题或填空题形式出现。
3.硫元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富,也是氧化还原反应的重要素材,命题空间广阔,而且与生产、生活及社会联系紧密,因此复习备考时要始终抓住与氧化还原反应之间的联系。
内容索引
01
02
03
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
第三环节　核心素养提升
04
实验探源
第一环节　必备知识落实
知识点1
硫及其氧化物的性质和应用
知识筛查
1.硫单质的性质及应用
(1)硫单质的物理性质。
(2)从化合价的角度认识硫单质的化学性质。
2.二氧化硫
(1)物理性质。
(2)化学性质。
SO2是一种酸性氧化物,由于SO2中硫元素为+4价,属于中间价态,所以SO2既有还原性又有氧化性。
特别提醒(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。
(3)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
知识巩固
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)二氧化硫具有较强的还原性,故不能用浓硫酸干燥。(　　)
(2)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合而成。(　　)
(3)将SO2通入品红溶液中,溶液褪色,加热后无明显变化。(　　)
(4)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4。(　　)
(5)SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性。(　　)
(6)SO2与Ca(OH)2溶液、NaHCO3溶液均可发生化学反应。(　　)
(7)等物质的量的S、O2、Cl2与Fe化合,S消耗的Fe的物质的量最小。(　　)
(8)标准状况下,等体积SO2、SO3、H2S含有的硫原子数相等。(　　)
×
√
×
×
√
√
×
×
2.下列关于硫的叙述正确的是(　　)。
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界
B.S与碱液反应,S只表现还原性
C.硫与金属或非金属反应均做氧化剂
D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
D
解析:自然界中存在游离态的硫,A项错误。S与碱液反应,S既表现氧化性又表现还原性,B项错误。根据S+O2 SO2可知C项错误。硫与铜化合只能生成硫化亚铜:
128 32 160
6.4 g 1.6 g 8.0 g
知识点2
硫酸的特性及硫酸根离子的检验
知识筛查
1.浓硫酸的特性
知识巩固
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(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)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。(　　)
(3)铜片溶于热的浓硫酸,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。(　　)
(4)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 。(　　)
(5)将少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色。(　　)
×
×
√
×
×
(6)50 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2的物质的量为0.46 mol。(　　)
(7)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,产生的气体为SO2和H2的混合气体。(　　)
(8)常温下用铁片可鉴别浓硫酸和稀硫酸。(　　)
×
√
√
2.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中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D.③中浓硫酸被还原成SO2
A
解析:反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②试管口出现的白雾是氯化氢小液滴,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,A项正确;反应③生成的是二氧化硫气体,反应③是非氧化还原反应,通过①③不能比较Br2和SO2的氧化性强弱,B、D项错误;反应②中试管口有白雾说明氯化氢易挥发,C项错误。
第二环节　关键能力形成
能力点1
从多角度掌握浓硫酸与金属反应规律的能力
整合建构
浓硫酸与金属的反应规律
(1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化,钝化是化学变化,不是物理变化;若加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
(2)与活泼金属(如Zn)反应:开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
(3)与某些不活泼金属(如Cu)反应:开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2的物质的量小于1 mol。
(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐);浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
问题引领
(1)如何理解浓硫酸与金属的反应规律
(2)将6.4 g铜箔加入盛有含0.2 mol H2SO4的浓硫酸的试管中加热。
①铜箔能否完全溶解 请解释其原因。
②在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体,铜箔表面又有气泡冒出,其原因是什么
点拨(1)金属(如铜、铁、锌、铝等)与浓硫酸反应时,要动态地看待反应过程,注意硫酸浓度的变化对反应的影响,开始阶段是浓硫酸与金属反应产生SO2气体,但随着反应的进行,最后变成稀硫酸,与Cu不反应,与铁、锌、铝等反应生成H2而不是SO2。
(2)①不能。因为随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
训练突破
某实验小组探究浓硫酸与铜的反应,下列装置或操作正确的是(　　)。
A.用装置甲进行铜与浓硫酸的反应
B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气
C.用装置丙稀释反应后的混合液
D.用装置丁测定余酸的浓度
C
解析:铜与浓硫酸需要在加热条件下才能反应,A项错误。二氧化硫的密度比空气的密度大,应使用向上排空气法收集,即气体“长进短出”,B项错误。反应后的混合液中含有过量的浓硫酸,稀释时,应将其沿烧杯内壁慢慢倒入水中,且用玻璃棒不断搅拌,C项正确。应使用碱式滴定管(带乳胶管)量取氢氧化钠溶液,D项错误。
能力点2
从价类二维的视角解决硫及其化合物间转化问题的能力
整合建构
1.硫元素价类二维图
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态含硫物质的转化。
②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH══Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4══Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O══2NaHSO3。
(2)不同价态含硫物质的转化。
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,可用下图表示:
⑤SO2+2H2S══3S+2H2O。
注意:(1)同种元素相邻价态的物质间不发生氧化还原反应,如S与H2S、S与SO2、SO2与浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当高价态含硫物质与低价态含硫物质反应时,一般生成中间价态含硫物质,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4══3Na2SO4+3S↓+3H2O。
问题引领
(1)从价类二维的角度分析,实验室中如何实现不同价态含硫物质间的转化
(2)从物质类别和氧化还原反应的角度分析,如何制备二氧化硫
(2)从物质类别的角度分析,二氧化硫属于酸性氧化物,且为弱酸(H2SO3)对应的酸性氧化物,所以可以通过亚硫酸盐与酸反应制备;从氧化还原反应的角度分析,二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,所以可由-2价硫的化合物(如H2S)或硫单质与氧气反应制备,也可由+6价硫的化合物与还原剂反应制得,如浓硫酸与铜反应制备。
训练突破
1.下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　)。
A.SO2、H2SO3均具有还原性,故浓硫酸均能氧化SO2和H2SO3
B.H2S与浓硫酸在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
C
解析:A项,SO2、H2SO3虽然具有还原性,但与浓硫酸之间不能发生氧化还原反应,因为+4价硫与+6价硫之间无中间价态;B项,氧化产物可能是S或SO2;D项,S与O2的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。
2.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示,回答下列问题。
(1)X的化学式为　　　,Y的化学式为　　　　。
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,合理的是　　　　(填字母)。
A.Na2S+S
B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4
D.SO2+Na2SO4
(4)将X与SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为　　　　。
答案:(1)H2S　SO2
(2)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)B
(4)2∶1
解析:(2)W的浓溶液是浓硫酸,与铜单质在加热条件下发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(3)Na2S2O3中S元素的化合价是+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素的化合价必须分别高于+2价和低于+2价,A项中S元素的化合价都低于+2价,C、D项中S元素的化合价都高于+2价,故B项符合题意。(4)X为H2S,与SO2混合可生成淡黄色固体:2H2S+SO2══3S+2H2O,H2S作还原剂,SO2作氧化剂,则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,所以该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。
能力点3
利用二氧化硫的性质解决有关鉴别二氧化硫问题的能力
整合建构
有关二氧化硫气体检验时的视角
问题引领
(1)根据二氧化硫的性质,可通过哪些方法鉴别二氧化硫和二氧化碳
(2)若二氧化硫与二氧化碳共存时,如何检验二氧化硫和二氧化碳
点拨(1)根据二氧化硫的性质,可通过如下方法鉴别二氧化硫和二氧化碳:
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以消失,所以不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2。鉴别SO2和CO2通常可用以下方法:
试剂 品红溶液 氢硫酸 酸性高锰酸钾溶液 溴水 碘水(含淀粉) 硝酸酸化的硝酸钡溶液
现象及结论 使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2 出现浑浊的是SO2,无明显现象的是 CO2 使溶液紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 使蓝色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
(2)若二氧化硫与二氧化碳共存时,一般用如下思路检验二氧化硫和二氧化碳:
训练突破
1.在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体:①Cl2　②NH3　③NO2　④H2S,均会产生沉淀。请回答下列问题。
(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是:
①　　　 　;②　　　 　;③　　　 　;④　　 　　。
(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因:
①　 　;
④　 　。
答案:(1)①BaSO4　②BaSO3　③BaSO4　④S
④2H2S+SO2══3S↓+2H2O(或2H2S+H2SO3══3S↓+3H2O)
2.已知:2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O,下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写下列空白:
(1)如果将装置中①②③三部分
仪器的连接顺序变为②①③,则可
以检出的物质是　　　　　;不能
检出的物质是　　　　　。
(2)如果将仪器的连接顺序变为
①③②,则可以检出的物质是　　　　　;不能检出的物质是　　　　。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是　　　　　;不能检出的物质是　　　　。
答案:(1)SO2、CO2　H2O
(2)H2O、SO2　CO2
(3)SO2、CO2　H2O
解析:装置①是为了检验产物H2O,只能放在装置②③之前,因为若放在装置②③之后或装置②③之间,则气流通过装置②或③中溶液后会带出水蒸气,则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是反应生成的。装置③和装置②的位置也不得更换,因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
第三环节　核心素养提升
【高考真题剖析】
【例题】 化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓硫酸与Cu反应的化学方程式是 　。
②试剂a是　　　　　　　　。
(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或两者的混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
实验二:验证B的成分。
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: 　 。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是　　　　　　　　　　　　　。
①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有　　　　;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:　 　。
②实验三的结论:　 。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是　 。
(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和 生成。
(6)根据上述实验所得结论: 　。
【核心素养考查点剖析】本题是一个实验情境题,命题素材为SO2与AgNO3溶液反应的探究过程。旨在考查考生的“科学探究”素养。同时,考查了考生的“变化观念”。
【答案及评分细则】(1)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(化学式错误、缺漏、不配平不得分,不写“浓”和“△”或化学计量数非最简扣1分)
②饱和NaHSO3溶液(写“饱和亚硫酸氢钠溶液”同样得分)
②H2O2溶液,产生白色沉淀(试剂、现象均正确方能得分。答“品红溶液　若加入品红溶液,品红溶液褪色,则证明B中含有Ag2SO3”同样得分)
(3)①Ag+(写“银离子”同样得分)
Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4(其他合理描述均可得分)
(4)2Ag++SO2+H2O══Ag2SO3+2H+(化学式错误、缺漏、不配平不得分,写成化学方程式不得分,化学计量数非最简扣1分)
②试剂a是饱和NaHSO3溶液,所起作用是吸收除SO2外的其他酸性气体。
(2)由以上分析可知:①沉淀B可能为①Ag2SO3,②Ag2SO4,③Ag2SO3和Ag2SO4的混合物。
实验二:
①Ag2SO3与NH3·H2O反应的离子方程式为
②滤液中含有Ba2+和SO2,可加入H2O2溶液,观察有白色沉淀生成进行证明。
(4)根据信息,相关离子方程式是2Ag++ SO2+H2O══2H++Ag2SO3↓。
【典题训练】
1.(2021山东卷)工业上以SO2
和纯碱为原料制备无水NaHSO3
的主要流程如图,下列说法错误
的是(　　)。
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B
解析:根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到的结晶成分为NaHSO3,母液为饱和NaHSO3溶液和过量的二氧化硫形成的亚硫酸溶液的混合溶液,溶液呈酸性,所以加入纯碱并调节pH=8进行中和,涉及的反应为H2SO3+2Na2CO3══Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3══ Na2SO3+NaHCO3,所以中和后得到Na2SO3和NaHCO3的混合溶液,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生的反应为Na2SO3+SO2+H2O ══2NaHSO3↓和SO2+NaHCO3══CO2+NaHSO3↓,会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品。根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A项正确。结晶过程,二氧化硫足量,由于亚硫酸酸性强于碳酸,所以不会产生NaHCO3,B项错误。NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C项正确。结合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D项正确。
B
2.(2022广东卷改编)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示(a~d均为浸有相应溶液的棉花)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:Cu与浓硫酸反应,既体现浓硫酸的酸性又体现其氧化性,A项错误;紫色石蕊溶液遇到酸会变红,a处变红,说明生成的SO2是酸性氧化物,B项正确;c处是因SO2具有还原性而使酸性高锰酸钾溶液褪色,不是SO2的漂白性,C项错误;试管底部出现的白色固体为CuSO4,不是蓝色固体CuSO4·5H2O的原因是浓硫酸具有吸水性,不能说明反应中没有水生成,D项错误。
【新情境模拟训练】
碘循环工艺不仅能吸收SO2,降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
下列说法正确的是(　　)。
A.分离器中的物质分离操作为过滤
B.膜反应器中,增大压强有利于提高速率和HI的平衡转化率
C.该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”
D.碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+ I2══H2+2H2SO4+2HI
C
H2(g)+I2(g),增大压强能提高反应速率,该反应前后气体分子数不变,增大压强,平衡不移动,不能提高HI的平衡转化率,B项错误。根据反应器中的反应和膜反应器中的反应,该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”,C项正确。将反应器中的反应和膜反应器中的反应相加,总反应为SO2+2H2O══H2SO4+H2,D项错误。
实验探源
【必备知识归纳】
不同价态含硫物质的转化
【实验目的】
(1)通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
(2)应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验方案设计与实施】
转化目 标(价态变化) 转化前含 硫物质 选取试剂(氧化剂或者还原剂) 转化后 含硫物质 预期现象
-2价→0价 Na2S溶液 氯水 S 有淡黄色沉淀产生
0价→-2价 S粉 铁粉 FeS 剧烈燃烧,有黑色固体产生
0价→+4价 S粉 空气 SO2 S在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,产生有刺激性气味的气体
+4价→0价 SO2 Na2S溶液 S 有淡黄色沉淀产生
转化目 标(价态变化) 转化前含 硫物质 选取试剂(氧化剂或者还原剂) 转化后 含硫物质 预期现象
+4价→+6价 SO2 氯水 H2SO4 氯水褪色
+4价→+6价 SO2 酸性高锰 酸钾溶液 K2SO4 酸性高锰酸钾溶液褪色
+6价→+4价 浓硫酸 KI溶液、淀 粉溶液、品 红溶液 SO2 溶液变蓝色、产生的气体能使品红溶液褪色
+6价→+4价 浓硫酸 Cu、品红溶液 SO2 产生的气体能使品红溶液褪色
【易错细节筛查】
(1)S与变价金属反应生成的是低价态化合物。如铁、铜与硫反应分别生成FeS、Cu2S。
(2)S在纯氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,在空气中燃烧发出淡蓝色火焰。
(3)SO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,都是由于其还原性,而不是漂白性。
(4)SO2使品红溶液褪色体现了其漂白性,但是SO2遇到石蕊溶液只变红色不褪色。
【实验能力形成】
1.将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体A,则产生白色沉淀。制备气体A的试剂不能是(　　)。
A.大理石与稀盐酸
B.NaOH与NH4Cl
C.Cu与浓硝酸
D.MnO2与浓盐酸
A
2.下列有关SO2性质的探究实验报告记录的实验现象正确的是(　　)。
C
解析:二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子而使溶液呈酸性,所以a中溶液颜色变为红色;二氧化硫具有漂白性,能够使品红溶液褪色,所以b中溶液变为无色;二氧化硫具有还原性,能够被硝酸氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,所以c中产生白色沉淀;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸的酸性弱于盐酸,所以二氧化硫与氯化钡溶液不反应,d中不会产生白色沉淀。