第三节，s的转化
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3节 硫的转化
黑火药是我国古代的四大发明之一，你了解黑火药的成份吗？火柴是生活中不可缺少的物品，你知道火柴头是由什么物质组成的吗？逢年过节燃放的爆竹的场面大家都见过，你知道爆竹的成份吗？汽车轮胎所用的橡胶有很好的弹性和强度，你知道是什么成份起了主要作用吗？如果不小心，一支体温计被打破，水银易挥发，且蒸气对人体有害，你知道怎样及时地加以处理吗？酸雨是怎样形成的？要想解决这一系列的生产、生活问题，必须学习一种很重要的非金属元素——硫。
硫及其化合物有什么样的性质，它们在自然界和实验室中又是如何相互转化的呢？
研习教材重难点
研习点1 自然界中的硫
1．硫的存在
在自然界里，硫既有游离态，又有化合态，游离态的天然硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。由于自然硫的存在，人类从远古时代起就知道硫了。大约在4000年以前，埃及人曾利用硫燃烧生成的气体漂白布匹。以化合态存在的硫分布很广，主要是硫化物和硫酸盐，如黄铁矿、黄铜矿、石膏、芒硝等。硫的化合物也常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里。硫还是某些蛋白质的组成元素，人体内平均含有0.2％的硫。
1． 自然界中不同价态的硫元素间的转化
【领悟·整合】
大气中SO2主要有三个来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下，大气中的SO2，一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，形成H2SO4，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环回路。
2．认识硫单质
（1）硫的主要同素异形体：单斜硫、斜方硫。
（2）硫的物理性质：
硫单质为淡黄色晶体，密度为水的两倍，难溶于水、微溶于乙醇、易溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃。
3．化学性质：
（1）与金属发生反应：
Cu＋SCu2S Fe＋SFeS （S表现氧化性）
【知识·链接】
S的特殊性质——与Hg、Ag的反应
一般说来，S是不能使具有可变化合价的金属显高价的，且S与大多数金属的反应须加热才能完成．但是S与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行，且能使Hg显高价。
利用Ag和S的反应，可用简易的方法鉴别出真假银：用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力磨擦，如被磨擦处出现黑斑则说明是真银，否则为假银。
利用Hg和S的反应可以消除温度计、气压计、血压计等被打破后汞的毒害，所以，汞不慎洒落在地面上，要立即打开门窗通风，并尽量设法收集起来，残余的部分，可覆灭盖硫粉处理，以免汞蒸气中毒。
此外硫化汞还要用作红色颜料（朱砂），在书面上盖的印章，所用的红色印泥就是用朱砂做的。
（2）与非金属发生反应
S＋O2SO2（S表现还原性）
（3）与氧化性酸浓HNO3、浓H2SO4发生反应
S＋6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O（S表现还原性）
S＋2H2SO4（浓）3SO2↑+2H2O（S表现还原性）
4．用途：硫单质制硫酸，做橡胶制品的硫化剂，制黑火药、火柴、农药等。
【领悟·整合】
硫元素常见的价态有－1、0、＋4、+6价，硫单质由于处于中间价态而即有氧化性，又有还原性。在加热或点燃的情况下可被氧气、硝酸等强氧化剂氧化。硫在与金属反应时表现出一定的氧化性，与变价金属反应时一般生成低价化合物，其氧化性比氯气弱。
典例1：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．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作
C．硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
D．1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
研析：元素在自然界的存在形式虽与化学活泼性有关，但不能以非金属性强弱作为判定依据，如O、N、S的非金属性并不弱，但在自然界仍存在游离态的单质O2、N2、S，A项不正确．
分离黑火药中三组分可利用它们溶解性的差异：先用CS2处理，使硫溶解，过滤后蒸发滤液，得晶体硫；滤渣再用水处理，溶去硝酸钾，过滤，又得滤渣（炭粉）；滤液经蒸发、浓缩、结晶，得到硝酸钾．B项正确．
硫单质为零价，是中间价态，与金属反应时显氧化性；硫与非金属性比它强的非金属（如氧、氯、氟等）反应时硫显还原性．C项不正确．
硫与铜化合只能生成硫化亚铜：
2Cu ＋ S Cu2S
128 32 160
6.4 g 1.6 g 8.0 g 答案：BD
典例2：在空气中加热S粉和Fe粉的混合物，可观察到下列现象：
（1）有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体。
（2）混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体。
（3）不时有火星从混合物中射出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：
研析：之所以产生（1）之现象，是由S粉与空气中的O2发生了反应。
（2）现象表明有FeS生成，这是本实验的主反应。
（3）现象是Fe粉与空气中O2反应的结果。
答案：（1）S＋O2SO2 （2）Fe＋SFeS （3）3Fe＋2O2Fe3O4
研习点2 不同价态硫元素间的转化
1． 硫元素间的转化网络图
特别说明：
①相同价态的硫的化合物，通过酸碱反应规律加以联系(上面纵行)
如：H2SH2S(溶液) NaHSNa2S
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3
②不同价态的硫及其化合物，通过氧化还原反应规律加以联系(上面横列)如
H2SSSO2SO3→H2SO4
由图知：H2S只有氧化性，S、SO2既有氧化性，又有还原性，H2SO4中的S只有氧化性。
③把以上两条规律建立的联系结合起来。即形成了硫及其化合物的完整的知识网络。
【品思·感悟】
用氧化还原反应理论为依据，紧紧抓住硫元素价态变化这根主线，以元素价态变化为横列，以化合物之间的转变为纵行，纵横归纳，结线连网，使零碎的知识系统化，规律化，记忆起来容易，使用起来方便。
2．SO2
（1）物理性质
二氧化硫为无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。
（2）化学性质
①二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的一切通性：
SO2＋H2OH2SO3；SO2＋CaO＝CaSO3；SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O；SO2＋NaOH＝NaHSO3；
SO2＋2NH3·H2O＝(NH4)2SO3＋H2O；SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3↓＋H2O（吸收SO2）
SO2＋H2O＋Na2S＝Na2SO3＋H2S （酸性：H2SO3＞H2S）；
SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2 （酸性：H2SO3＞H2CO3）；
SO2＋2NaHCO3＝Na2SO3＋2CO2＋H2O （SO2量不足时）。
②氧化性：SO2＋2H2S＝3S＋2H2O （气体或溶液中均可进行）
③还原性：能被Cl2、Br2、I2、Fe3＋、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化生成SO42-。例如：
SO2＋X2＋2H2O＝H2SO4＋2HX （X＝Cl、Br、I）
④漂白性：SO2可以使品红溶液褪色。
注意，SO2能使氯水、KMnO4溶液等褪色，这是因为SO2具有还原性的缘故。
【辨析·比较】
氯气、二氧化硫、活性炭漂白原理的比较
Cl2的漂白性主要是因为它溶于水生成了HClO。该酸有很强的氧化性。可将有色物质氧化成无色物质。这种氧化作用非常迅速。由于色素的结构被破坏。因此。Cl2的漂白作用是不可复原的。成为永久性漂白。与Cl2不同。SO2的漂白作用。不是因为SO2具有氧化性。而是SO2溶于水生成了亚硫酸。亚硫酸跟有色物质结合生成一种无色的不稳定的化合物。这种作用较慢。且生成的化合物不稳定。加热时。会有SO2分解出来。溶液又会恢复成原来的颜色。因此。SO2的漂白作用是不能持久的。而活性炭的漂白为物理性吸附。属物理变化。
3．浓硫酸的强氧化性：浓硫酸是强氧化性酸，可以氧化大多数金属(除Pt和Au)和其他还原性物质(H2S、Fe2+等)。
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(氧化性、酸性)
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(氧化性)
2FeSO4+2H2SO4(浓)＝Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O(氧化性)
H2S+H2SO4(浓)＝S↓+SO2↑+2H2O(氧化性)
在以上反应中，浓硫酸一般被还原为SO2。常温时，Al、Fe在浓硫酸中钝化，其实质是浓H2SO4使Al、Fe氧化生成致密的氧化物保护膜。
【积累·活用】
叠加化学反应方程式的计算技巧
有些体系不只涉及一个反应，且不同的反应之间存在着某种联系，对于这样的体系，叠加化学反应方程式可使用解决的问题简便、明了。叠加化学反应方程式的关键问题是量的关系的衔接和确定，确定量的关系常用待定系数法，它的理论依据是质量守恒。
Na2S+H2SO4＝Na2SO4+H2S↑ Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O
所以可得总的化学方程式：2Na2S+Na2SO3+3H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O
从以上总化学方程式非常容易看出：当Na2S和Na2SO3的物质的量比为2∶1时，没有气体放出；当大于2∶1时，有H2S放出；当小于2∶1时，则有SO2放出。
4．接触法制硫酸简介
（1）含硫矿物燃烧生成二氧化硫
（2）二氧化硫气的净化
（3）二氧化硫被催化氧化成三氧化硫
（4）用98.3%的硫酸吸收三氧化硫
（5）根据需要稀释浓硫酸
典例3：将等物质的量的SO2气体和Cl2同时作用于湿润的红色布条．则布条的颜色
A．变白 B．不变
C．先褪色后又复原 D．变为无色
研析：二氧化硫和氯气虽然都能使湿润的红色布条褪色。但等物质的量的二氧化硫和氯气同时作用于湿润的有色布条时则发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl。不再具有漂白作用。布条的颜色保持不变。
答案：B
典例4：向50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量
A．等于0.9mol B．大于0.45mol、小于0.9mol
C．等于0.45mol D．小于0.45mol
研析：题目所给出的“18mol/L”的硫酸为浓硫酸(隐含条件)。由方程式Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O知：2molH2SO4参加反应，被还原的H2SO4为1mol。若0.05×18＝0.9(mol)H2SO4都参加反应，被还原的H2SO4应为0.45mol。但在题目所给条件下，随反应进行，H2SO4的量减少，硫酸由浓变稀，稀硫酸不能氧化铜，亦即0.9molH2SO4不可能完全与铜反应。
答案：D。
研习点3 酸雨及其防治
1．酸雨的形成
酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的，它们占总酸度的92%以上。其余为一些弱酸。我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。一般认为：“酸雨”是由于大量含硫燃料的燃烧排放的SO2等酸性气体进入大气后造成局部地区大气中的SO2富集．在水凝结过程中溶解于水形成H2SO3。然后经空气中的尘粒等污染物的催化作用。氧化成H2SO4随雨水降下形成酸雨。主要反应如下：
2SO2+O22SO3 SO3+H2O＝H2SO4
SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2＝2H2SO4(酸性增强)
2．酸雨的危害：酸雨危害很大，能直接破坏森林、草原和农作物。使土壤酸性增强。使湖泊酸化。还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。
3．酸雨的防治
（1）对酸性物质的排放加以控制。
（2）开发清洁能源
典例5：下列做法中．不会造成大气污染的是
A．燃烧含硫的煤 B．焚烧树叶
C．燃烧氢气 D．燃放烟花爆竹
研析：本题是以当前敏感的环境污染源为背景．考查是否能够将所学知识用于分析重要的社会现象。理解大气污染产生的本质。
含硫的煤、树叶以及烟花爆竹等物质都含有C、N、S等元素，它们燃烧后产生严重污染大气的CO、氮氧化物、SO2等有害气体，H2是理想的燃料，燃烧热值高，而且燃烧产物是水，无污染。
答案：C
典例6： SO2被认为是造成大气污染的“首犯”，大气中的SO2主要来源于化石燃料（煤、石油）的燃烧。下列与SO2污染有关的是
①酸雨现象 ②伦敦“毒雾事件” ③洛杉矶“光化学烟雾”事件 ④温室效应
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
研析：SO2在空中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸．随雨水降落到地面，俗称“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8000人死亡。这种“毒雾”就是工厂排出的SO2气体。SO2气体主要引发气管炎、冠心病、肺结核等。洛杉矶“光化学烟雾”是由汽车排放的尾气造成的。尾气的成分为臭氧、氮氧化物、乙醛等气体，它笼罩在城市的上空，在阳光的照射下，呈现浅蓝色光辉，它刺激人的眼睛和呼吸道，并使人感到不同程度的头疼。“温室效应”主要是由CO2等引起。
答案：C
【知识·链接】
石膏：是一种结晶水合物，带两个结晶水的CaSO4叫石膏（CaSO4·2H2O），通常为白色固体，微溶于水。石膏可用于制作各种模型及医疗上用它作石膏绷带；水泥厂用它来调节水泥的凝结速度；豆腐制作过程还可用它作凝固剂。
硫酸钡（BaSO4）：硫酸钡非常稳定， 不溶于水 ， 不溶于酸，对X射线有阻抑作用。因此，硫酸钡常用做钡餐、白色颜料等。
探究解题新思路
基础思维探究
题型一、环境保护
典例1：酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的，试回答下列问题：
（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是（用化学方程式表示）_______________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变______，原因是（用化学方程式表示）___________________。
（2）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是______________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
（3）有人在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度．在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由．
研析：（1）酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致．雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2（或HClO）的反应．
（2）减少酸雨的形成须减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有力措施。
（3）将烟囱建高，并没有减少SO2的排放，只是将SO2在地表的含量降了下来，无疑将增加高空中SO2的浓度，酸雨依旧会形成．
答案：（1）①SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4．②小 H2SO3＋HClO＝H2SO4＋HCl（或SO2＋2H2O＋Cl2＝H2SO4＋2HCl） （2）C（3）不可取．因SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害．
友情提醒：接触和认识化学与环境的关系，强化环保意识，是化学学习的一项重要内容。因而关于环境保护的内容，如环境污染、环境监测、污染物的处理及防措施等，都应引起重视。
拓展变式1．常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。如反应2NO＋O2＝2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列3种气体：①硫化氢 ②二氧化硫 ③汽油，其中能生成二次污染物的是A．①② B．②③ C．①③ D．全部都是1．研析：上述3种气体本身属于大气的污染物，即一次污染物。硫化氢还原性很强，易燃烧、氧化转化成二次污染物二氧化硫。二氧化硫与水结合生成亚硫酸，进一步被氧化成硫酸，增加酸雨的酸度。汽油不完全燃烧，生成剧毒的一氧化碳气体。上述3种气体都可转化为二次污染物。答案：D。
题型二、物质的分离提纯
典例2：在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答：
（1）使气体经过各试剂(自选)的顺序为______________；
（2）写出有关的离子方程式：______________。
研析：首先确定除各种杂质应采用的试剂。①除去SO3可选用浓硫酸使它溶解，这样可以不影响CO2、SO2和HCl。②除去SO2的试剂在CO2为主气体时，不能用NaOH，可用酸性KMnO4溶液，但HCl也溶于KMnO4溶液中，甚至HCl会被氧化生成Cl2(带入新的杂质)。若选用NaHCO3，虽能除SO2，但同时也除去了HCl，所以也不能选用。但若在除SO3之后除去HCl可选用NaHSO3饱和溶液，可不影响CO2、SO2。其后再用饱和NaHCO3除SO2即可。气体用溶液洗气后必然混有水蒸气，可用干燥剂除之。
答案：（1）浓硫酸→饱和NaHSO3→饱和NaHCO3→浓硫酸（或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂）。
（2）HSO3-+H+＝H2O+SO2↑，HCO3-+SO2＝HSO3-+CO2↑。
启发引申：题中除HCl、SO2选用酸式盐溶液是为避免不必要的干扰。比如：用Na2CO3除去CO2中的SO2，会因CO2与Na2CO3作用生成NaHCO3而损失主气体；用Na2SO3除去SO2中的HCl，也会因SO2与Na2SO3生成NaHSO3而损失SO2。
拓展变式2．实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现有的氯化钠晶体中混有少量硫酸钠和碳酸氢铵，设计一组实验去杂质。试简单回答下列问题。（1）除去碳酸氢铵，用加热方法好，还是加入强碱微热的方法好 答：______________，原因是____________________，判断碳酸氢铵已完全除去的方法是__________________________。（2）加热的固体残渣溶于水后，应该用氯化钡溶液还是硝酸钡溶液除去SO42- 答：_____________，原因是______________，判断SO42-已完全除去的方法是_________。2．研析：解析解答除杂质题的思路是：①不增：即不增加新的杂质，增加了要设法除尽。②不减：不减少欲被提纯的物质。③易分离：即被提纯的物质与杂质容易分离。④易转变：即加入的试剂能把杂质转变为被提纯的物质，或转变为气体、沉淀、易溶物而除去。 由此可知答案。答案：（1）加热方法好；碳酸氢铵可全部分解，无残余物，而加强碱只除去NH4+，且消耗了试剂；将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色，则分解已完全。（2）用BaCl2溶液为好，避免溶液中引入NO3-；取少量的上层清液，滴加BaCl2溶液，如不产生浑浊，表示SO42-已完全除去。
题型三、有关硫及其化合物相互转化的计算
典例3：将含有amolNa2SO3的溶液跟含有bmolNa2S的溶液混合后无明显现象。若再加入稀H2SO4，则立即出现浅黄白色硫沉淀。有关叙述不正确的是
A．若a∶b＞1∶2，生成S和SO2 B．若a∶b＝1∶2，生成S而无SO2
C．若a∶b＜1∶2，生成S和H2S D．若a∶b≤1∶3，生成S、SO2、H2S
研析：S2-与SO32-在非酸性环境中难以反应，所以Na2SO3与Na2S溶液混合无明显现象，加酸对氧化剂SO32-的氧化性起加强作用，因而即发生氧化还原反应：2Na2S+Na2SO3+3H2SO4＝3S↓S+3Na2SO4+3H2O。
按上反应方程式，Na2SO3与Na2S物质的量之比为1∶2，只析出S。在加入足量硫酸的前提下，若Na2S过量，即a∶b＜1∶2，则Na2S与H2SO4反应逸出H2S；若Na2SO3过量，即a∶b＞1∶2，则H2SO4与Na2SO3反应逸出SO2。但总不会同时逸出H2S和SO2，因为它们也会反应(2H2S+SO2＝3S↓+2H2O)。
答案：D。
启发引申：氧化还原反应中的另一规律性，即酸性加强使氧化剂的氧化性加强在此得到体现。本题先分析各反应物按反应方程式计算进行反应时的情况，再对某一种反应物过量的情况进行讨论。
拓展变式3．若向含少量水蒸气的容器中通入SO2与H2S共1.00 mol，且知H2S过量，充分反应后，所得的氧化产物比还原产物多8.0 g，则通入的SO2和H2S的物质的量之比可能是A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶33．研析：（差量法）H2S和SO2的反应方程式如下：2H2S＋SO2＝3S＋2H2OSO2＋2H2S＝3S＋2H2O ～ S（氧化、还原产物之差）1 mol 32 gn（SO2） 8.0 gn（SO2）＝0.25 mol，n（SO2）∶n（H2S）＝0.25 mol∶（1.00 mol－0.25 mol）＝1∶3。答案：D
综合思维探究
题型一、学科内综合题
典例4： 下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符的是
A NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 B H2S气体通入氯水中
C NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2 D CO2气体通入澄清石灰水中
研析：亚硫酸钠加入硝酸溶液中，硝酸跟亚硫酸氢钠间可能发生氧化还原反应（生成氮的氧化物和硫酸盐），所以一开始就会有气体产物，题给图像中的曲线不能正确反映实际情况。
硫化氢通入氯水中，很容易发生下列反应：H2S+Cl2=2HCl+S。所以，反应一开始溶液的pH会降低。图像错误。
氢氧化钠滴入碳酸氢钡溶液中，一开始就会有沉淀生成。图像也不正确。
CO2通入澄清石灰水中，反应分两个阶段。先是：CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O；再是：CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-。对应的溶液的导电性先减弱，再增强。图像基本正确。
答案： D
考向指南：图像信息与化学反应信息的相互转换，这是近几年出现的一个新热点，大家要加以充分重视。审读图像题的关键是剖析图像中的化学含义。题中四组物质之间的化学反应是大家所熟悉的，但这里是要求把图像中的曲线跟化学反应的结果联系起来。
拓展变式4． 常温下，将Fe粉和S粉混合，不发生反应．某课外活动小组将Fe粉和S粉按物质的量比1∶1混合均匀，并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中，加热片刻，反应开始，然后撤去酒精灯，发现反应仍能剧烈进行，并使生成的固体呈红热状态．试回答：（1）上述现象说明了_______________________．（2）将生成的黑色固体置于稀H2SO4中，有气体放出，写出发生反应的离子方程式______．（3）已知H2S是一种剧毒、有刺激性气味的气体，试说明实验室制取H2S时应采用的一条安全措施：___________________．4．研析：（1）撤去酒精灯，反应仍能继续，表明有热量来源．热量何来？只能说反应是放热反应。（2）FeS与H2SO4发生复分解反应。（3）应将多余的H2S吸收或通过通风橱排走，以免中毒。答案：（1）Fe与S的反应是放热反应 （2）FeS＋2H＋＝Fe2＋＋H2S↑（3）在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH（aq）〔或CuSO4（aq）〕的洗气瓶（或制取H2S时在通风橱中进行）。
题型二、实际应用题
典例5：工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。这样做的好处是 。
研析： 铜与浓硫酸的反应为：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。分析反应方程式可知：由于浓H2SO4有1/2表现氧化性，1/2表现酸性，导致浓H2SO4的利用率只有50%。又由于生成的二氧化硫是有毒气体，也是引起酸雨的主要成分，所以工业上一般不采用此法。本题所给方法的反应方程式为：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。可知：硫酸仅表现酸性。对比以上两种方法，不难看出，这样做的好处主要有两条：①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率②不会产生对大气有污染的二氧化硫。
答案： ①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率。②不会产生对大气有污染的SO2。
方法导引： 在人类文明程度越来越高的今天，人类对自然界的负面影响也逐步体现出来。那就是资源问题的污染问题。因此，这类题目除了考虑原理、设备、成本等，要重点考虑原料利用率和环境污染问题。
拓展变式5． 甘蔗糖厂在生产过程中需要使用SO2气体，为此，需要在燃烧炉中燃烧硫磺（沸点为445℃）。在生产中发现如下情况：当液态硫表面上方3 mm左右空间的温度为360℃～380℃时，燃烧硫磺的火焰呈蓝色；当温度超过450℃，火焰呈白色，此时硫磺消耗的速度加快，但SO2产率明显降低，在输送SO2的管道中也随之出现较严重的堵塞。试解释其原因。5．研析：题目提供了3个温度数据，燃烧温度：1个高于硫的沸点，1个低于硫的沸点。温度高于硫沸点时，硫变成了气态，火焰呈白色正是混有大量硫蒸气的原因。答案：温度高，导致液态硫磺大量蒸发，硫蒸气来不及燃烧而部分随产生的SO2一同输送出去，故硫磺消耗速度加快，SO2产率反而下降。在输送过程中，硫磺蒸气冷凝成固体硫严重堵塞输送管道。
题型三、实验操作题
典例6：长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化，现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度。实验步骤如下：
①称量a g样品，置于烧杯中。
②加入适量蒸馏水，使样品溶解。
③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液。
④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。
⑤加热干燥沉淀物。
⑥将沉淀物冷却至室温后，称量。
⑦重复⑤、⑥操作直到合格，最后得到b g固体。
回答下面问题：
（1）本实验中是否能用Ba（NO3）2代替BaCl2 __________；其理由是 。
（2）步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是 。
（3）步骤⑦的“合格”标准是： 。
（4）实验测得样品中无水亚硫酸钠占原有样品的质量分数是 。（列出算式．不需化简）
研析： Na2SO3容易被空气中的O2氧化为Na2SO4，但a g样品配成溶液加入HCl后，Na2SO3已经转化为SO2，再加BaCl2就只得BaSO4沉淀。通过BaSO4的质量b g求出变质生成的Na2SO4的质量即可。
具体的操作及设问均围绕不使Na2SO3沉淀及精确称量沉淀的质量展开，在注意原理分析的同时也要注意实验技巧的分析。
答案：（1）不能
在酸性溶液中，NO3－能将SO32－氧化成SO42－，造成结果错误。
（2）保证得到的沉淀都是BaSO4，没有BaSO3。
（3）连续两次称量的质量不变
（4）（a g－142 g·mol－1×）××100%
总结提升：涉及到测定样品中亚硫酸钠的质量分数，包括了测定步骤、操作、试剂的选择以及定量计算，综合程度较高。亚硫酸钠被部分氧化，样品中必同时含有亚硫酸钠和硫酸钠，实验目的是测定亚硫酸钠的含量。其原理是先测定硫酸钡沉淀质量换算为硫酸钠的质量，即可求出亚硫酸钠的质量。实验的关键是除去样品中的SO32－，且让硫酸钠沉淀完全。在解答过程中一要引导学生明确实验测定的原理，形成正确的解题方法思路；二要通过问题分析如：BaCl2必须过量的原因、如何确定BaCl2是否过量的方法等，培养自己的发散思维能力。
拓展变式6．为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分： 请回答以下问题： （1）混合粉末A中硫粉过量的原因是 ；（2）反应在“惰气环境”中进行的原因是 ；（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明__________；（4）操作②的作用是__________。反应方程式是 。也可改用加入__________（5）操作③稀H2SO4煮沸的目的是 ；（6）为证明产物中铁的价态，对D溶液的实验操作最好是 。6．研析：只要搞清设计实验的目的和原理，结合硫和铁反应的特点，注意空气的氧化性，即可迎刃而解。答案：（1）防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验。（2）防止环境中的O2参与反应（3）硫和铁粉反应是放热的（4）除去混合物中的硫粉 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O CS2（5）防止H2SO4溶解的氧气氧化生成的Fe2＋ （6）加入煮沸的KSCN溶液．看是否变为血红色溶液
题型四、学科间渗透题
典例7： 如图所示装配好装置，待内外空气压强不变时标注出水银液面的刻度（用红漆），取下橡皮塞，在玻璃燃烧匙中加入硫粉，用酒精灯点燃迅速移入锥形瓶中并塞紧橡皮塞，硫粉安静地燃烧，水银柱推向左管，当火焰熄灭后，静置，水银柱又慢慢回到原标定的刻度。简要回答下列问题：
（1）水银柱推向左管说明什么？
（2）硫粉未燃尽时火焰就熄灭了。说明 。
（3）根据水银柱最后又回到原先标定的刻度。可得到什么结论？
（4）根据反应方程式S＋O2＝SO2和上述结论又可推导出什么（或证明什么）？
研析： （1）我们都知道“热胀冷缩”的道理，水银柱推向左管，显然是气体受热膨胀的原因。而“热”哪里来？那必然是反应放出来的。因此，该反应是放热反应。（2）硫粉燃烧，实际上是硫粉与空气中的氧气反应，二者缺一不可，硫粉未燃尽时火焰就熄灭显然是氧气消耗完的原因。（3）水银柱最后又回到原先标定的刻度，从直觉上应该是容器中气体的压强、体积、物质的量等指标反应前后没有改变，由此可得结论。（4）从化学方程式中我们可以看出，反应消耗的氧气与生成的SO2的分子数相同，联想到第（3）问的结论，可知，同温同压下，相同体积的气体含有相同的分子数。
答案：
（1）① 该反应是放热反应；② 气体受热膨胀。
（2）瓶内氧气已耗尽。
（3）同温同压下，反应消耗的氧气与生成的SO2，①体积相同；② 压强同；③ 物质的量同。
（4）同温同压下，相同体积的气体含有相同的分子数。
友情提醒：分析简答题首先要熟悉题中情景，然后联系已有知识，有时还要结合其他学科的知识全面条理地回答。本题的结论本身是同学们非常熟悉的，也正因为这样，有部分同学感觉不好回答，认为这些结论是理所当然的。殊不知，我们看上去非常简单的结论也是通过前人大量的实验得出的，同学们可以通过本题认真地体会一下。
拓展变式7．据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散。大气中SO2的含量高达3.8 mg·m－3，烟尘达4.5 mg·m－3，居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000人。回答：（1）流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。这与此种类型大气污染形成__________有关。（2）这种大气污染对人体__________系统的危害最大。将会造成__________等病症（举2种主要病症）。（3）大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的__________组织。（4）为了防止这种污染，硫酸厂可用氨水吸收SO2。其离子方程式为 。（5）目前一种比较有效的方法是：用直升飞机喷撒白垩粉（CaCO3）以降解其污染，其化学方程式为 。7．研析：本题讨论的是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题，综合了生物、化学、人类健康等方面的知识。答案：（1）酸雨 （2）呼吸 呼吸困难、咳嗽、喉痛、支气管哮喘、肺气肿等（任2种）。（3）叶 （4）2NH3·H2O＋SO2＝2NH4+＋SO32－＋H2O （5）CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋SO2CaSO3； 2CaSO3＋O22CaSO4
创新思维探究
题型一、开放探究题
典例8：某课外小组利用下图所示装置分别做如下实验：
（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是___________________。
（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是_______________________。
研析：由实验装置和试验过程可以看出：受热时，有气体从溶液中逸出，导致溶液的颜色发生变化；冷却后，逸出的气体重新溶解，得到原来的溶液，所以又恢复原溶液的颜色．水中溶解什么样的气体可有这样的性质呢？可从中学所学有关红色溶液的实验及气体的酸碱性不同等方面予以讨论。
（1）若水中溶有碱性气体，中学阶段常见的是NH3，且滴有酚酞试液，则溶液呈红色。加热时随NH3的不断逸出，溶液碱性变弱，红色逐渐变浅。停止加热后恢复到原来的温度，NH3重新溶解在水中，溶液又恢复原来的红色。
（2）若水中溶有酸性气体，如HCl、SO2等，滴入酚酞试剂，溶液无色，加热即使能使酸性气体全部逸出，溶液也只能呈中性，还是不能变红色，况且酸性气体全部逸出是不可能的。若酸性气体的水溶液中滴有石蕊试液，则溶液显红色，与（2）题题意不符。
酸性气体中，还有一个较特殊的SO2．若水中溶有品红和SO2，则所得溶液无色；加热时，水中溶解的SO2及品红吸收的SO2逸出，溶液变为红色．停止加热后恢复到原来的温度，SO2重新溶入水中，漂白品红而使溶液褪色。
答案：（1）稀氨水和酚酞；稀氨水中的NH3气逸出，所以溶液的颜色变浅。
（2）溶有SO2的品红；SO2气体逸出，品红溶液恢复红色
课标点击：本题答案不唯一，具有一定的开放性。本题给出实验现象，让学生透过现象探索问题的本质，与通常实验中，我们通过具体实验观察现象过程相反，考查了学生的逆向思维和形象思维能力。这类题型是新课标下的热点题型。
拓展变式8．将amolH2S和1molO2置于一容积可变的容器中进行反应。在120℃、101KPa时测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2，若a的取值不同，H2S的氧化产物可能有下列三种情况：(1)全部是SO2，此时a的取值范围是_____________；(2)全部是S，此时a的取值范围是______________，并且d1______________d2(填“大于”、“小于”或“等于”)(3)部分是S，部分是SO2，此时a的取值范围是______________。反应所生成的SO2的物质的量为______________mol，容器内共有______________mol气体(以含a代数式表示)。8．研析：根据H2S燃烧通式：xH2S+yO2＝(3x/2-y)S+(y-x/2)SO2+xH2O将x＝a,y＝1代入得：aH2S+O2＝(3a/2-1)S+(1-a/2)SO2+aH2O由此可得：答案：(1)全部是SO2时，3a/2≤1,即a≤2/3(2)全部是S时，a/2≥1，即a≥2，很显然，此时d1＞d2。(3)部分是SO2，部分是S时，a/2＜1＜3a/2，即3/2＜a＜2，此时：生成的SO2为1-a/2mol，容器内共有气体：1- a/2+a＝1+ a/2mol。
题型二、课标思维题
典例9： A~H等8种物质存在如下转化关系（反应条件，部分产物未标出）。已知：A是正盐， B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：
（1）写出下列物质的化学式：A ，B ，C 。
（2）写出下列反应的化学方程式：
E→F ；
G→H ；
D的浓溶液与木炭反应的方程式： 。
（3）检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是 。
研析：本题有两个较为明显的突破口。根据“B是能使品红溶液褪色的气体”可知B是SO2气体，则C是SO3，D是硫酸。根据“G是红棕色气体” 可知G是NO2气体，逆推，F是NO气体，E是NH3。A能与硫酸反应放出SO2，其阴离子必然是亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子，但考虑到是正盐，可以确定其阴离子是亚硫酸根离子；同时A又能与NaOH溶液反应放出氨气，A中必然含有铵根离子。由此判断A为(NH4)2SO3。
答案：（1）(NH4)2SO3；SO2；SO3。（2）4NH3+5O24NO+6H2O ，3NO2+H2O=2HNO3+NO，C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。（3）取少量该溶液于试管中，加足量盐酸酸化，未见白色沉淀产生。再加少量BaCl2溶液，如果出现白色沉淀，则证明有SO42－。
总结提升：本题为框图型推断题。分析时，要学会如何根据题目图示条件寻找解题突破口，这是解答此类题目的关键。结合有关物质推断确定的过程，一是要进一步熟悉掌握硫及其化合物、氮及其化合物之间的转化关系；二是要注意培养学生分析推理、综合概括的能力。
拓展变式9．标准状况下，将1L可能含有N2，H2，CO，NH3，NO2，H2S杂质的无色SO2气体，依次通过如下图所示的装置。(各容器中液体均为足量)其变化情况是：①气体通过A瓶，浓H2SO4无明显变化，气体体积无变化；②气体通过B瓶，饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，气体体积无变化；③气体通过C瓶后，再通过D管，灼热的CuO中有红色物质生成。冷却后，气体体积变为888ml(标准状况)；④将上述气体通过E后，再通入F中，澄清石灰水变浑浊，同时增重1.54g；⑤气体经过干燥管P后，在量筒H中，收集到水104ml。根据以上实验回答：（1）混合气体中SO2的体积分数为______________。（2）混合气体中含有的杂质为______________。（3）混合气体中是否含有H2、CO杂质；若有，指出其体积；若无，说明理由。a.H2：____________________________________________________________________；b.CO： ____________________________________________________________________。 9．研析： ①气体通过浓H2SO4，体积无变化，说明无NH3和H2S（H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应）。②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，发生了反应：SO2+Na2CO3＝Na2SO3+CO2 Δm22.4L ∶ 44g (64-44)gV(SO2) ∶ m(CO2) 0.5gV(SO2)＝0.56L m(CO2)＝1.1gφ(SO2)＝0.56L/1L×100%＝56%③通过灼热的CuO有红色物质生成，说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。④通入澄清石灰水变浑浊，说明有CO2(由两部分组成)，且为1.54g，则③中的还原性气体必含CO：CO ～ CO2 ～ Ca(OH)222.4L 4gV(CO) (1.54g-1.1g)V(CO)＝22.4L×0.44g/44g＝0.224L＝224mL⑤最后得到的气体只能是N2，且V(N2)＝V(H2O)＝104mL，S则V(H2)＝1000ml-888mL＝112mL。答案：（1）56%；（2）N2，H2，CO；（3）H2∶112mL；（4）CO∶224mL
高考思维探究
[考题1]（2005全国3-6）现有以下几种措施：① 对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，② 少用原煤做燃料，③ 燃煤时鼓入足量空气，④ 开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
研析：由于煤中含有一定量的硫，煤在燃烧时产生大量的SO2，这是酸雨产生的主要原因之一。所以，如能对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，比如在其中加入适量氧化钙，将产生的SO2转化成硫酸钙（先生成亚硫酸钙，然后进一步被氧化成硫酸钙），或者开发清洁能源，如氢能源等，少用原煤做燃料，都可以减少酸雨的产生。但燃煤时鼓入足量空气只能促使煤中的各个成分燃烧的更彻底，不能减少SO2的量。
答案：C
友情提醒：污染问题已成为当今全球性严重问题之一。愈来愈引起世界各国的普遍关注。化学在保证和提高人类生活质量、保持自然环境以及增强化学工业的竞争方面均起着关键作用。但化学带来的污染已严重威胁着人类的健康。保护人类赖以生存的地球是全人类的共同要求，在这种情况下引起了越来越多的人的关注。该类题目也成为近年来考查的热点。
[考题2]（2005上海-17）含8.0 g NaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9 g，则该无水物中一定含有的物质是
A．Na2S B．NaHS C．Na2S和NaHS D．NaOH和NaHS
研析：氢硫酸（H2S溶液）是一种二元弱酸，在与NaOH溶液反应时有两种反应：①H2S＋2NaOH＝Na2S＋2H2O ②H2S＋NaOH＝NaHS＋H2O。所以，当n(H2S)∶n(NaOH)＜1∶2时，只按①反应，剩余物质为NaOH和Na2S，质量界于7.8g 和8.0g之间；当n(H2S)∶n(NaOH)＝1∶2时，只按①反应，剩余物质为Na2S，质量为7.8g；1∶2＜n(H2S)∶n(NaOH)＜1∶1时，按①、②反应，剩余物质为Na2S和NaHS，质量界于7.8g 和11.2g之间；当n(H2S)∶n(NaOH)≥1∶1时，只按②反应，剩余物质为NaHS，质量为11.2g。因此，该物质可能为Na2S和NaHS的混合物或者为Na2S和NaOH的混合物，无论哪一种情况，均有Na2S。
答案：A
考向指南：H2S和NaOH有两步反应，在计算过程中，需要讨论。因此，其相关运算又称为“两步反应讨论型计算题”。由于该类题型能非常好的考查出《高考考试大纲》中规定的分类讨论的思想及应用能力，因而成为高考“长考不衰”的一种题型。这样的素材较多，除了H2S和NaOH溶液反应外，SO2与NaOH溶液反应、CO2与NaOH溶液反应、H2S的燃烧、C的燃烧、木炭还原氧化铜等都可以成为该类题的素材，希望同学们认真体会。
[考题3]（2005广东化学-20）研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
（1）根据反应Na2SO3固＋H2SO4浓＝Na2SO4＋SO2＋H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置含试剂示意图。
② 实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是 。
（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：
① 品红溶液，现象是 ；
② 溴水溶液，现象是 ；
③ 硫化钠溶液，现象是 。
（3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。
① 原因 ，验证方法 。
② 原因 ，验证方法 。
③ 原因 ，验证方法 。
研析：（1）①本小题考查同学们实际选择仪器，连接仪器的能力。从左到右，依次是发生装置，收集装置，尾气吸收装置。②本小题考查基本操作能力。（2）本小题考查SO2的性质：①漂白性；②还原性；③酸性氧化物、氧化性。（3）本小题具有开放性，可以从多方面考虑。
答案：（1）①
② 打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，慢慢滴加
（2）① 溶液褪色 ② 溶液褪色 ③ 有浅黄色溶液（或溶液变浑浊）
（3）① Na2SO3变质； 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质
② 不是浓硫酸； 用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
总结提升：化学是以实验为基础的学科，而实验是培养学生创新能力和实践能力的重要手段。近年来的高考化学试题中以能力立意的试题，突出体现在将实验融入到生产和科学研究的背景中，先创设实验探究的情景，以激发学生的自主探究兴趣，引发学生思考回忆，最终解决问题。该试题无论从实验方案设计、仪器安装、操作注意事项、SO2性质探究、实验结果分析等都很好地考查了同学们的自主探究能力。在平时我们利用好新教材的“联想 质疑”“观察 思考”“活动 探究”“交流 研讨”“迁移 应用”“概括 整合”等学习活动栏目，更好地培养学生的自主探究能力。
拓展变式10．两份不同浓度的NaOH溶液各500mL，分别吸收1120mL(标准状况下体积)SO2气体，反应后溶液中分别有5.75g和7.10g溶质。求两份NaOH溶液的物质的量浓度。10．研析：解答本题时，一要挖掘隐含的两个反应；二要运用平均值规律通过对“5.75g”和“7.10g”的量的分析，判断溶质的组成。SO2与NaOH作用可能的反应有：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O;SO2+NaOH＝NaHSO3。1120mLSO2气体可生成0.0500molNa2SO3或NaHSO3，质量是6.30g或5.20g。依题意，两份溶液中，含溶质5.75g的一定含Na2SO3和NaHSO3；含溶质7.10g的一定含Na2SO3和NaOH。设第一份溶液中含Na2SO3物质的量为x，NaHSO3物质的量为y，则：解得 x＝0.0250mol,y＝0.0250mol。原溶液中含NaOH物质的量为：2x+y＝0.0750mol,c(NaOH)＝＝0.150mol/L。依上分析，第二份溶液中含Na2SO30.0500mol，质量是6.30g，则含NaOH的质量为：m(NaOH)＝7.10g-6.30g＝0.80g。原溶液中含NaOH物质的量为：2×0.0500mol+＝0.120mol,c(NaOH)＝＝0.240mol/L。答案： 0.150mol/L、0.240mol/L。
开拓学习新视野
▲ 课标知识拓展
【思想方法】
1．要从物质的属类去认识硫及其化合物的有关性质，使知识系统化、条理化。如：二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，可与水反应生成亚硫酸，能与碱反应生成盐和水，还能与碱性氧化物化合生成盐。硫酸是二元强酸，具有酸的通性。能与指示剂石蕊试液、活泼金属、碱、碱性氧化物（或两性氧化物）、某些盐等反应。在此基础上．进一步将有关知识深化、归纳总结二元酸及酸酐成盐规律：?
（1）氢硫酸、亚硫酸、硫酸都是二元酸，二氧化硫、三氧化硫分别是亚硫酸和硫酸的酸酐，它们都能与碱反应生成盐。碱过量时生成正盐，碱少量时生成酸式盐。如：?
SO2＋NaOH＝NaHSO3?SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O?
（2）二元酸和其正盐反应可生成相应的酸式盐。如：?
H2S＋Na2S＝2NaHS?Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3?
（3）强酸和弱酸盐反应可生成弱酸和强酸盐。如：?
Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O?Na2S＋H2SO4＝Na2SO4＋H2S↑?
2．比较发认识二氧化碳和二氧化硫的性质
（1）物理性质?
相同点：常温下，都是无色气体，密度都大于水。
不同点：二氧化碳没有气味，二氧化硫有刺激性气味；二氧化碳无毒，二氧化硫有毒；二氧化碳能溶于水（1体积水大约溶解1体积气体），二氧化硫易溶于水（1体积水大约溶解40体积气体）；二氧化硫易液化。
（2）化学性质
相同点：都是酸性氧化物?
①都能和水反应，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中CO2＋H2OH2CO3 SO2＋H2OH2SO3
②都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。
SO2、CO2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO2、CO2过量时又溶解。
不同点：?
①二氧化硫常表现还原性，二氧化碳表现氧化性：2SO2＋O22SO3；CO2＋C2CO
二氧化硫能被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能。
②二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能。
③造成大气污染的原因不同：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应。
（3）鉴别?
①利用二氧化硫的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别。
②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别。
若将SO2和Cl2分别与湿润的蓝色石蕊试纸接触，SO2使之变红，看不到褪色，Cl2使之先变红后褪色，
注意：①等物质的量的SO2和Cl2混合后通入品红溶液，不能使之褪色，因为SO2与Cl2反应后生成了无漂白性的盐酸和稀硫酸：?SO2＋Cl2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4?
②SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性，而不是漂白性。
【专题探究】
溶液中SO42－的检验
（1）原理：利用Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓（白色），BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的特性。
（2）试剂：可溶性钡盐：BaCl2或Ba（NO3）2溶液；盐酸和稀硝酸。
（3）检验的误区：?
①只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO３2－、PO4３－、SO３2－等干扰判成SO42－。此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3（PO4）2、BaSO3的白色沉淀。
②误将Ag＋、Pb2＋判成SO42－。如待测液滴加BaCl2溶液，再加盐酸有白色沉淀便武断断定含SO42－，其错误是未注意溶液中不含SO42－而含Ag＋或Pb2＋也会有同样现象。
因为Ag＋＋Cl－＝AgCl↓（白色） Pb2＋＋2Cl－＝PbCl2↓（白色）?
③误将SO３2－判成SO42－。如待测液中滴加用盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO42－。该错误是未注意NO具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：?
Ba2＋＋SO３2－＝BaSO3↓（白色） 3BaSO3＋2H＋＋2NO4－＝3BaSO4↓（白色）＋2NO↑＋H2O
再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO42－。也同样是落入干扰离子转化为SO42－从而生成BaSO4的陷阱中。
（4）检验的关键：既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排除干扰离子的误导。全面考虑，综合分析，正确推导。
（5）检验的方法：?
其一，先加检验试剂，后对沉淀酸化：
待测液先加硝酸钡溶液，过滤，沉淀中加稀盐酸，沉淀不溶解：有SO42－
其二，先酸化，再加检验试剂：待测液中加入足量稀盐酸。如果出现沉淀，过滤后向所得溶液中滴加氯化钡或硝酸钡溶液，又出现白色沉淀，证明含有SO42－；如果不出现沉淀，滴加氯化钡或硝酸钡溶液，又出现白色沉淀，证明含有SO42－。
例题：比较下述实验方案，判断能够确定一种溶液中一定含有SO42-的事实是
A．取少量试样溶液，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
B．取试样溶液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解
C．取少量试样的溶液，加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成
D．取少量试样溶液，加入足量盐酸，无沉淀，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
研析：遇盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成时，原溶液可能含有Ag+或SO42-，A错；加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解，原溶液中可能含有SO42-或SO32-(BaSO2能被HNO3氧化成BaSO4)，B错，B加入Ba(NO3)2溶液，能产生白色沉淀，原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO43-等，C错；当加入足量的盐酸时，无沉淀生成，加入BaCl2生成了白色沉淀，原溶液只可能为SO42-，此称HCl-BaCl2法。
答案：D。
▲ 多彩化学漫步
重庆开县的天然气矿“井喷”事故对人畜造成了极大的伤害。主要原因是喷发出的天然气中含有浓度较大的硫化氢气体，这种气体具有臭鸡蛋气味，有剧毒，其毒性原理为阻断机体细胞的内呼吸导致全身缺氧。由于中枢系统对缺氧敏感，因而首先受到损害。其爆炸极限为4.3%～45.5%，着火点为292℃。其相对分子质量为34，与空气的相对密度为1.2。
针对这次“井喷”事故，有专家提出如下现场处理措施：
（一）在井架入口、井架上、钻台边上、循环系统等处设置风向标，一旦发生紧急情况，作业人员可向1方向疏散。
（二）在含硫钻井地区的生产班当班人员每人配一套空气呼吸器2，另配一定数量的公用呼吸器，并做到人人会用、会维护、会检查。
（三）加强对钻井液中硫化氢浓度的测量，充分发挥除硫剂和除气器的功能，保持钻井液中硫化氢含量在15mg﹒m-3 以下。当硫化氢含量超过20mg﹒m-3安全临界浓度3时，工作人员应佩戴空气呼吸器，不允许单独行动，派专人监护现场。
（四）钻井队在现场条件下不能实施井控作业，决定放喷时，放出天然气烧掉4。
放喷点火应派专人进行……
（1）如果你负责疏散群众，那么，受灾人员的疏散方向时
A．顺风向 B．逆风向 C．地势高的方向 D．地势低的方向
（2）空气呼吸器中可盛放的物质是
A．氢氧化钠 B．碱石灰 C．氯化钠 D．氨水
（3）检测人员从现场取出500mL，含H2S 0.01mol，则此时工作人员
A．可安全生产 B．必须佩戴空气呼吸器
C．迅速离开现场 D．无法确定
（4）①点燃天然气时应注意什么问题？
②点燃天然气实属无奈之举，因为此法并不能完全消除环境污染，为什么？
多彩化学漫步
研析：（1）根据硫化氢比空气密度大的特点，应该要向高处疏散；至于顺风还是逆风，应属常识，如果顺风，则永远跑不出污染区，因而应逆疏散。（2）硫化氢能与氢氧化钠或碱石灰反应而被吸收，可用；而与氯化钠不反应，不可用；虽然能和氨水反应，但氨水本身具有很强的刺激性，不可用。（3）H2S已大大超标，即使佩带空气呼吸器，也有一定危险，应迅速离开现场。（4）①一要防止爆炸；二要防止中毒：人要佩戴防护用具，并站在天然气的逆风向处点火。②因为硫化氢燃烧会产生二氧化硫气体，同时，部分天然气如果不完全燃烧，还可能产生CO气体和大量烟尘，造成二次污染。
答案：（1）BC （2）AB （3）BC （4）见研析。
优化考题新演练
一、理解与应用
1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定的空气质量信息．这些污染物是
A．二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、悬浮微粒
B．二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、悬浮微粒
C．稀有气体、氮氧化物、一氧化碳、悬浮微粒
D．稀有气体、氮氢化物、一氧化碳、悬浮微粒
1．研析：环境保护在社会进步的今天越来越引起人们的重视。面对日益恶化的生态环境、能源危机，从化学的角度来关注环保，主要是了解污染物的来源。只有治理了污染源才可能做到“既治标又治本”。
二氧化硫的来源：化石燃料的燃烧、工业废气；氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、汽车尾气、工业废气；一氧化碳的来源：化石燃料的燃烧。
悬浮微粒是因环境被人为破坏造成的。如植被的砍伐造成的沙尘暴等。本题选择的判断是用排除法。B选项中的二氧化碳不属于污染物，C、D选项中的稀有气体不属于污染物。
答案：A。
2．“酸雨”的形成主要是由于
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多 D．汽车排出大量尾气
2．研析：空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多，在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是：
①化石燃料（煤和石油产品）的燃烧 ②含硫矿石的冶炼 ③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气
由于汽车燃用的汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的主要原因是：工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：B。
3．在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是
A．硫在空气中燃烧 B．铜片与浓硫酸共热
C．红热的木炭与浓硫酸反应 D．亚硫酸钠与稀硫酸反应
3．研析：硫在空气中燃烧生成SO2，硫被氧化；铜片与浓硫酸共热，浓硫酸被还原生成SO2；红热的木炭与浓硫酸反应，浓硫酸被还原生成SO2；亚硫酸钠与稀硫酸反应，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应。
答案：A。
4．8g硫与0.2 mol氧气充分反应后的气体总体积在标准状况下为
A．1.12 L B．2.24 L C．3.36 L D．4.48 L
4．研析： S ＋ O2 ＝ SO2 ΔV
1 1 0
从反应中看出发生反应的氧气与生成的二氧化硫在相同状况下体积相等．所以无论氧气适量、不足量或过量．该反应后的气体总体积即为反应前氧气的体积．即为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L
答案： D。
5．下列说法中不正确的是
A．硫单质与金属铁的反应生成硫化亚铁，体现了硫单质的氧化性
B．SO2能使酸性KMnO4溶液、氯水退色，说明SO2具有漂白作用
C．H2S既有还原性，又有氧化性
D．医疗上常用BaSO4作X射线透视的“钡餐”
5．研析：A中硫单质得电子做氧化剂，金属铁失电子，做还原剂，该反应中硫单质体现氧化性，A正确。B中SO2体现的是还原性，酸性KMnO4溶液、氯水具有强氧化性，被SO2还原而退色，故B不正确。C中H2S中硫元素化合价为－2，在反应中可升高，体现还原性，氢元素化合价为＋1，在反应中可降低，体现氧化性，C正确。D中BaSO4性质稳定，不溶于水，不溶于酸，也不易被X射线透过，故常用作X射线透视的“钡餐”，D正确。
答案：B。
6．设计一个只用BaCl2溶液及试管鉴别Na2SO3溶液和稀H2SO4的实验步骤。简要写出操作和实验结论。
6．研析： BaCl2溶液与Na2SO3溶液和稀H2SO4反应都生成白色沉淀BaSO3和BaSO4。但前者溶于酸而后者不溶于酸。
答案：各取试样适量，分别置于两支试管A、B中。分别向A、B中滴加足量的BaCl2溶液，都生成白色沉淀。静置，将A中上层清液注入B中，若B试管中沉淀溶解且放出有刺激性气味的气体，则说明B中原来加入的是Na2SO3溶液。A试管中则是稀H2SO4；若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来加入的是稀H2SO4，试管A中加入的就是Na2SO3溶液。
二、拓展与创新
7．黑火药的成分是硝酸钾、硫磺、木炭。当加热或点燃时会发生剧烈反应而爆炸。生成物中硫元素变为最低价，碳、氮两元素均变成空气中常见的气体。
（1）写出有关反应的化学方程式 。
（2）10.1g KNO3完全反应时，被它氧化的碳为 g。
（3）当爆炸时，常闻到一种刺激性气味，简述禁止燃放烟花爆竹的原因 。
（4）分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得 。将滤纸上的物质溶于 ，过滤，滤纸上的物质是 。
7．答案：（1）2KNO3＋3C＋S＝K2S＋N2↑＋3CO2↑（2）1.5（3）因为燃放烟花爆竹会产生SO2气体，此外还有噪声、粉尘等都会造成对环境的污染，且有时引发火灾，造成意外伤害事故（4） KNO3；CS2；碳
8．接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。（以下气体体积均换算为标准状况）
（1）某硫酸厂每天排放的1.12×104m3尾气中含0.2%（体积百分数）的SO2。问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏 (CaSO4·2H2O)。
（2）如果将上述尾气560L通入100mL2mol/L的氢氧化钠溶液使其充分反应。试分析所得溶液中溶质的成分，并计算确定各成分的物质的量。
8．研析：（1） SO2 ～ CaSO4·2H2O
22.4 172
1.12×104×0.2% x x=172kg
（2）560L尾气中含SO2的物质的量为560L×0.2%÷22.4L/mol =0.05mol
100mL氢氧化钠溶液中含NaOH的物质的量为2mol/L×0.1L=0.2mol
根据SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
0.05mol SO2消耗NaOH的物质的量为0.05mol×2=0.1mol
因此，NaOH过量，Na2SO3的物质的量应根据SO2的量计算
所得溶液中各成分的物质的量为
n(NaOH)=0.2mol-0.1mol=0.1mol n(Na2SO3)=n(SO2)=0.05mol
答案：n(NaOH)： 0.1mol；n(Na2SO3)：0.05mol。
三、综合与探究
9．亚硫酸钠中有+4价的硫，它既有氧化性又有还原性，现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。
（1）要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有_____________，看到的现象是__________，反应的方程式为__________________________。
（2）要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有_______________，看到的现象是________________，反应的方程式为_________。
9．研析：（1）+4 硫有还原性，可被氧化剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强经剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强氧化性，由此可知应选溴水。（2）+4价的硫具有氧化性，与其还原性相比，氧化性较弱，只有在特定条件下才表现出氧化性，如在酸性条件下，+4价的硫才较易还原成单质硫，因此要证明其氧化性，应选用的试剂是H2SO4和Na2S溶液。
答案： （1）溴水，Na2SO3溶液；溴水褪色；Br2+H2O+Na2SO3＝Na2SO4+2HBr；（2）稀H2SO4，Na2SO3溶液，Na2S溶液；产生淡黄色沉淀； 2Na2S+Na2SO3+4H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O。
10．根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答： 。
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式： 。
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是 ，作用是 。
B中加入的试剂是 ，作用是 。
C中加入的试剂是 ，作用是除尽 气体。
D中加入的试剂是 ，作用是 。
（4）实验时，C中应观察到的现象是 。
10．研析：本题的考点有：对较复杂的实验装置气密性的检查，用学过的化学知识检验浓H2SO4与木炭粉加热时得到的全部反应产物；同时通过对CO2的检验考查考生在进行化学实验时思维的严密性。
对实验装置的气密性检查是中学化学实验的基本要求之一，在本题中，由于装置比较大，双手的热量不足以使整个装置中气体膨胀，效果不显著，因而在B、C、D洗气瓶的导管口见不到气泡冒出，如果同学们明白检验装置气密性应用的原理，很容易会想到，在反应前用小火加热（或其他方法），使瓶内空气迅速膨胀，导致气泡从洗气瓶的导管中冒出，停止加热后，烧瓶冷却，瓶内压力减小，产生负压，水会升到洗气瓶的导管里，形成一段水柱，由此证明装置不漏气。
浓H2SO4与木炭反应生成H2O(g)，SO2(g)，CO2(g)三种气态物质，根据中学学过的化学知识，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O(g)，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；由于SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以这时一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。因此在装置中，容器A中的试剂是无水CuSO4、B中是品红溶液、D中是澄清石灰水。由于酸性KMnO4溶液具体强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能说明气流中的SO2已经除尽，使澄清石灰水变浑只能是由于气体中有CO2。（如果考生回答在Ｃ中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。
答案：（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4＋C2H2O＋2SO2↑＋CO2↑
（3）A：无水硫酸铜。检验H2O B：品红溶液。检验SO2 C：酸性KMnO4溶液。SO2 D：澄清石灰水。检验CO2
（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。（或不褪色，或不褪成无色）。
本节答案解析与研读
本节教材课后习题（P88）
1．（1）A、B （硫单质俗称硫磺，是一种黄色或淡黄色的固体：很脆，易研成粉末；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔点和沸点都不高。）
（2）B （SO2是无色，有刺激性气体，有毒）
（3）B （4）D （5）B（SO2可以使品红溶液褪色，SO2，CO2 都能使紫色石蕊溶液变红）
（6）C （煤和石油含有硫元素，这些燃料燃烧时除了产生CO2外，还会产生SO2。排放到空气中的SO2在O2 和H2O的共同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨。）元素的氧化性是化合价降低 而还原性是化合价升高。
2．Fe+S FeS S+O2SO2
3．（1）因为废气中含有SO2 ，SO2 是有刺激性气味的有毒气体，对环境造成污染，形成酸雨。酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁生态环境。酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠，长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；酸雨对人体健康也有直接影响，如酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这样的水会危害人体健康。
（2）2SO2+O22SO3 SO3 +H2O =H2SO4 SO2+H2O =H2SO3
（3）① SO2+CaCO3= CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4
②与碱溶液脱硫的方法相比，用石灰脱硫的优点是原料石灰廉价易得经济，所得产物为CaSO4，可生产石膏（ CaSO4 2H2O）变废为宝，充分利用原料。不足是用石灰脱硫，CaCO3 在水中溶解度小，与SO2反应较缓慢。
4．由反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 △m
480g 320g 160g
m 1g-0.76g
m= 480g×(1g-0.76g)÷160g=0.72g
从而该矿石中FeS2的含量为w(FeS2)= 0.72g÷1g=72%
由反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2 SO2+O2 =2SO3 SO3 +H2O =H2SO4得
FeS2 ——————2 H2SO4
120 g 2× 98g
1t ×72% ×(1-2%) m× 98%
m=1.18t
答：该矿石1t可制得98％的浓H2SO41.18t。
5．（1）① S+O2SO2 ② H2S+SO2=3S+2H2O ③2SO2+O22SO3
④SO3+H2O=H2SO4 ⑤ 2H2SO4(浓)＋CuCuSO4 + SO2↑+H2O ⑥SO2+2H2O+Cl2=2HCl+H2SO4
（2）S的物理性质：是淡黄色或黄色的固体，很脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔点和沸点较低。S的化学性质：既有氧化性又有还原性。S的用途：制造H2SO4，化肥，火柴，及杀虫剂，还用于制造火药，烟花爆竹。
SO2的性质：是无色刺激性的气体，既有氧化性又有还原性。SO2的用途：具有杀菌作用，可做消毒剂和防腐剂，用于杀灭地下室、地窖、酒桶、发酵桶中的霉菌。
（3）Na2S BaSO3 BaSO4 CaSO4 2H2O 2CaSO4 H2O
（4）大蒜的含硫物质刺激免疫细胞CD4的增生。姜黄、小茴香、丁香各有一定抗菌的效果，做菜时用这些香料取代盐和酱油，是更健康的做法。每天食150克的优酪乳或酸凝酪，利用有益细菌来改善肠道健康，使黏膜组织完整，减少肠道中细菌或毒素进入血液从而提高免疫力。要增强全家大小的免疫力并不是一件难事，配合正确均衡的饮食，再加上适度运动维持充足睡眠减轻生活压力就可达成。
探究解题新思路
1．研析：上述3种气体本身属于大气的污染物，即一次污染物。硫化氢还原性很强，易燃烧、氧化转化成二次污染物二氧化硫。二氧化硫与水结合生成亚硫酸，进一步被氧化成硫酸，增加酸雨的酸度。汽油不完全燃烧，生成剧毒的一氧化碳气体。上述3种气体都可转化为二次污染物。
答案：D。
2．研析：解析解答除杂质题的思路是：①不增：即不增加新的杂质，增加了要设法除尽。②不减：不减少欲被提纯的物质。③易分离：即被提纯的物质与杂质容易分离。④易转变：即加入的试剂能把杂质转变为被提纯的物质，或转变为气体、沉淀、易溶物而除去。 由此可知答案。
答案：（1）加热方法好；碳酸氢铵可全部分解，无残余物，而加强碱只除去NH4+，且消耗了试剂；将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色，则分解已完全。
（2）用BaCl2溶液为好，避免溶液中引入NO3-；取少量的上层清液，滴加BaCl2溶液，如不产生浑浊，表示SO42-已完全除去。
3．研析：（差量法）H2S和SO2的反应方程式如下：
2H2S＋SO2＝3S＋2H2O
SO2＋2H2S＝3S＋2H2O ～ S（氧化、还原产物之差）
1 mol 32 g
n（SO2） 8.0 g
n（SO2）＝0.25 mol，
n（SO2）∶n（H2S）＝0.25 mol∶（1.00 mol－0.25 mol）＝1∶3。
答案：D
4．研析：（1）撤去酒精灯，反应仍能继续，表明有热量来源．热量何来？只能说反应是放热反应。
（2）FeS与H2SO4发生复分解反应。（3）应将多余的H2S吸收或通过通风橱排走，以免中毒。
答案：（1）Fe与S的反应是放热反应 （2）FeS＋2H＋＝Fe2＋＋H2S↑
（3）在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH（aq）〔或CuSO4（aq）〕的洗气瓶（或制取H2S时在通风橱中进行）。
5．研析：题目提供了3个温度数据，燃烧温度：1个高于硫的沸点，1个低于硫的沸点。温度高于硫沸点时，硫变成了气态，火焰呈白色正是混有大量硫蒸气的原因。
答案：温度高，导致液态硫磺大量蒸发，硫蒸气来不及燃烧而部分随产生的SO2一同输送出去，故硫磺消耗速度加快，SO2产率反而下降。在输送过程中，硫磺蒸气冷凝成固体硫严重堵塞输送管道。
6．研析：只要搞清设计实验的目的和原理，结合硫和铁反应的特点，注意空气的氧化性，即可迎刃而解。
答案：（1）防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验。（2）防止环境中的O2参与反应
（3）硫和铁粉反应是放热的
（4）除去混合物中的硫粉 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O CS2
（5）防止H2SO4溶解的氧气氧化生成的Fe2＋
（6）加入煮沸的KSCN溶液．看是否变为血红色溶液
7．研析：本题讨论的是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题，综合了生物、化学、人类健康等方面的知识。
答案：（1）酸雨 （2）呼吸 呼吸困难、咳嗽、喉痛、支气管哮喘、肺气肿等（任2种）。
（3）叶 （4）2NH3·H2O＋SO2＝2NH4+＋SO32－＋H2O （5）CaCO3CaO＋CO2↑；
CaO＋SO2CaSO3； 2CaSO3＋O22CaSO4
8．研析：根据H2S燃烧通式：
xH2S+yO2＝(3x/2-y)S+(y-x/2)SO2+xH2O
将x＝a,y＝1代入得：
aH2S+O2＝(3a/2-1)S+(1-a/2)SO2+aH2O
由此可得：
答案：(1)全部是SO2时，3a/2≤1,即a≤2/3
(2)全部是S时，a/2≥1，即a≥2，很显然，此时d1＞d2。
(3)部分是SO2，部分是S时，a/2＜1＜3a/2，即3/2＜a＜2，此时：生成的SO2为1-a/2mol，容器内共有气体：1- a/2+a＝1+ a/2mol。
9．研析： ①气体通过浓H2SO4，体积无变化，说明无NH3和H2S（H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应）。
②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，发生了反应：
SO2+Na2CO3＝Na2SO3+CO2 Δm
22.4L ∶ 44g (64-44)g
V(SO2) ∶ m(CO2) 0.5g
V(SO2)＝0.56L m(CO2)＝1.1g
φ(SO2)＝0.56L/1L×100%＝56%
③通过灼热的CuO有红色物质生成，说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。
④通入澄清石灰水变浑浊，说明有CO2(由两部分组成)，且为1.54g，则③中的还原性气体必含CO：
CO ～ CO2 ～ Ca(OH)2
22.4L 4g
V(CO) (1.54g-1.1g)
V(CO)＝22.4L×0.44g/44g＝0.224L＝224mL
⑤最后得到的气体只能是N2，且V(N2)＝V(H2O)＝104mL，S则V(H2)＝1000ml-888mL＝112mL。
答案：（1）56%；（2）N2，H2，CO；（3）H2∶112mL；（4）CO∶224mL
10．研析：解答本题时，一要挖掘隐含的两个反应；二要运用平均值规律通过对“5.75g”和“7.10g”的量的分析，判断溶质的组成。
SO2与NaOH作用可能的反应有：
SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O;SO2+NaOH＝NaHSO3。
1120mLSO2气体可生成0.0500molNa2SO3或NaHSO3，质量是6.30g或5.20g。依题意，两份溶液中，含溶质5.75g的一定含Na2SO3和NaHSO3；含溶质7.10g的一定含Na2SO3和NaOH。
设第一份溶液中含Na2SO3物质的量为x，NaHSO3物质的量为y，则：
解得 x＝0.0250mol,y＝0.0250mol。
原溶液中含NaOH物质的量为：
2x+y＝0.0750mol,
c(NaOH)＝＝0.150mol/L。
依上分析，第二份溶液中含Na2SO30.0500mol，质量是6.30g，则含NaOH的质量为：m(NaOH)＝7.10g-6.30g＝0.80g。
原溶液中含NaOH物质的量为：
2×0.0500mol+＝0.120mol,
c(NaOH)＝＝0.240mol/L。
答案： 0.150mol/L、0.240mol/L。
优化考题新演练
1．研析：环境保护在社会进步的今天越来越引起人们的重视。面对日益恶化的生态环境、能源危机，从化学的角度来关注环保，主要是了解污染物的来源。只有治理了污染源才可能做到“既治标又治本”。
二氧化硫的来源：化石燃料的燃烧、工业废气；氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、汽车尾气、工业废气；一氧化碳的来源：化石燃料的燃烧。
悬浮微粒是因环境被人为破坏造成的。如植被的砍伐造成的沙尘暴等。本题选择的判断是用排除法。B选项中的二氧化碳不属于污染物，C、D选项中的稀有气体不属于污染物。
答案：A。
2．研析：空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多，在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是：
①化石燃料（煤和石油产品）的燃烧 ②含硫矿石的冶炼 ③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气
由于汽车燃用的汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的主要原因是：工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：B。
3．研析：硫在空气中燃烧生成SO2，硫被氧化；铜片与浓硫酸共热，浓硫酸被还原生成SO2；红热的木炭与浓硫酸反应，浓硫酸被还原生成SO2；亚硫酸钠与稀硫酸反应，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应。
答案：A。
4．研析： S ＋ O2 ＝ SO2 ΔV
1 1 0
从反应中看出发生反应的氧气与生成的二氧化硫在相同状况下体积相等．所以无论氧气适量、不足量或过量．该反应后的气体总体积即为反应前氧气的体积．即为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L
答案： D。
5．研析：A中硫单质得电子做氧化剂，金属铁失电子，做还原剂，该反应中硫单质体现氧化性，A正确。B中SO2体现的是还原性，酸性KMnO4溶液、氯水具有强氧化性，被SO2还原而退色，故B不正确。C中H2S中硫元素化合价为－2，在反应中可升高，体现还原性，氢元素化合价为＋1，在反应中可降低，体现氧化性，C正确。D中BaSO4性质稳定，不溶于水，不溶于酸，也不易被X射线透过，故常用作X射线透视的“钡餐”，D正确。
答案：B。
6．研析： BaCl2溶液与Na2SO3溶液和稀H2SO4反应都生成白色沉淀BaSO3和BaSO4。但前者溶于酸而后者不溶于酸。
答案：各取试样适量，分别置于两支试管A、B中。分别向A、B中滴加足量的BaCl2溶液，都生成白色沉淀。静置，将A中上层清液注入B中，若B试管中沉淀溶解且放出有刺激性气味的气体，则说明B中原来加入的是Na2SO3溶液。A试管中则是稀H2SO4；若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来加入的是稀H2SO4，试管A中加入的就是Na2SO3溶液。
7．答案：（1）2KNO3＋3C＋S＝K2S＋N2↑＋3CO2↑（2）1.5（3）因为燃放烟花爆竹会产生SO2气体，此外还有噪声、粉尘等都会造成对环境的污染，且有时引发火灾，造成意外伤害事故（4） KNO3；CS2；碳
8．研析：（1） SO2 ～ CaSO4·2H2O
22.4 172
1.12×104×0.2% x x=172kg
（2）560L尾气中含SO2的物质的量为560L×0.2%÷22.4L/mol =0.05mol
100mL氢氧化钠溶液中含NaOH的物质的量为2mol/L×0.1L=0.2mol
根据SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
0.05mol SO2消耗NaOH的物质的量为0.05mol×2=0.1mol
因此，NaOH过量，Na2SO3的物质的量应根据SO2的量计算
所得溶液中各成分的物质的量为
n(NaOH)=0.2mol-0.1mol=0.1mol n(Na2SO3)=n(SO2)=0.05mol
答案：n(NaOH)： 0.1mol；n(Na2SO3)：0.05mol。
9．研析：（1）+4 硫有还原性，可被氧化剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强经剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强氧化性，由此可知应选溴水。（2）+4价的硫具有氧化性，与其还原性相比，氧化性较弱，只有在特定条件下才表现出氧化性，如在酸性条件下，+4价的硫才较易还原成单质硫，因此要证明其氧化性，应选用的试剂是H2SO4和Na2S溶液。
答案： （1）溴水，Na2SO3溶液；溴水褪色；Br2+H2O+Na2SO3＝Na2SO4+2HBr；（2）稀H2SO4，Na2SO3溶液，Na2S溶液；产生淡黄色沉淀； 2Na2S+Na2SO3+4H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O。
10．研析：本题的考点有：对较复杂的实验装置气密性的检查，用学过的化学知识检验浓H2SO4与木炭粉加热时得到的全部反应产物；同时通过对CO2的检验考查考生在进行化学实验时思维的严密性。
对实验装置的气密性检查是中学化学实验的基本要求之一，在本题中，由于装置比较大，双手的热量不足以使整个装置中气体膨胀，效果不显著，因而在B、C、D洗气瓶的导管口见不到气泡冒出，如果同学们明白检验装置气密性应用的原理，很容易会想到，在反应前用小火加热（或其他方法），使瓶内空气迅速膨胀，导致气泡从洗气瓶的导管中冒出，停止加热后，烧瓶冷却，瓶内压力减小，产生负压，水会升到洗气瓶的导管里，形成一段水柱，由此证明装置不漏气。
浓H2SO4与木炭反应生成H2O(g)，SO2(g)，CO2(g)三种气态物质，根据中学学过的化学知识，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O(g)，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；由于SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以这时一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。因此在装置中，容器A中的试剂是无水CuSO4、B中是品红溶液、D中是澄清石灰水。由于酸性KMnO4溶液具体强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能说明气流中的SO2已经除尽，使澄清石灰水变浑只能是由于气体中有CO2。（如果考生回答在Ｃ中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。
答案：（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4＋C2H2O＋2SO2↑＋CO2↑
（3）A：无水硫酸铜。检验H2O B：品红溶液。检验SO2 C：酸性KMnO4溶液。SO2 D：澄清石灰水。检验CO2
（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。（或不褪色，或不褪成无色）。
多彩化学漫步
研析：（1）根据硫化氢比空气密度大的特点，应该要向高处疏散；至于顺风还是逆风，应属常识，如果顺风，则永远跑不出污染区，因而应逆疏散。（2）硫化氢能与氢氧化钠或碱石灰反应而被吸收，可用；而与氯化钠不反应，不可用；虽然能和氨水反应，但氨水本身具有很强的刺激性，不可用。（3）H2S已大大超标，即使佩带空气呼吸器，也有一定危险，应迅速离开现场。（4）①一要防止爆炸；二要防止中毒：人要佩戴防护用具，并站在天然气的逆风向处点火。②因为硫化氢燃烧会产生二氧化硫气体，同时，部分天然气如果不完全燃烧，还可能产生CO气体和大量烟尘，造成二次污染。
答案：（1）BC （2）AB （3）BC （4）见研析。
第4节 海水中的化学元素
宇航员们从太空遥看地球时发现人类赖以生存的地球是一颗蔚蓝色的星球，这与地球表面70%以上的面积被海洋覆盖有着很大的关系。尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？
研习教材重难点
研习点1 海水——化学元素宝库
1．海水中的元素
微量元素：锂、碘、铀。
常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。
说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。
2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途
氯化钠：食用、生理盐水、化工原料
锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。
碘：碘酒消毒，人体必需元素
铀：核燃料
3．氯碱工业
（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
（2）原料：饱和食盐水
（3）原理：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
(4 ) 设备：离子交换膜法电解槽
【交流·研讨】
① 写出电解饱和食盐水的离子方程式。
② 粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、 SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？
解答：① 2Cl + 2 H2 O 2OH- + H2↑+ Cl2 ↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH 溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可。
【领悟·整合】
海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
典例1：中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是
A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．搅拌
研析：实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。
答案：B
典例2：医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有丰富的 ；碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性的问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济的可行措施是 。
研析：碘是海水中的微量元素，有非常重要的用途，不仅可以制药，而且有极其重要的生理作用。人体的碘主要存在于甲状腺里，如果缺碘，就容易患甲状腺肿大，而海带中含有丰富的碘。多食海带，可以在一定程度上缓解我国缺碘严重的状况，但毕竟解决不了根本问题。为了消除碘缺乏病，我国政府规定在食盐中必须加入一定量的碘酸钾，以确保人体对碘的摄入量。
答案：碘元素；食盐加碘（盐）。
研习点2 镁和海水提镁
1. 海水提镁的方法
（1）海水提镁的3个环节：①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。
（2）相关化学（或离子）方程式：
①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2
②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓； Mg(OH)2＋2H+＝ Mg2+＋2H2O
③MgCl2Mg+Cl2↑
2．镁的性质
（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。
（2）化学性质
①与非金属单质反应
2Mg + O2 2MgO 3Mg + N2 Mg3N2 Mg + Cl2 MgCl2
②与酸反应
与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg + 2H+ ＝Mg2+ + H2 ↑
与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：
Mg + 2 H2SO4(浓) ＝ MgSO4 + SO2↑+ 2H2O
③与某些氧化物反应2Mg + CO2 2MgO + C
【领悟·整合】
（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、 Ca、 Na、 Mg等可燃物则是助燃剂。
（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。
典例3：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
研析：此题是引导学生关注生活、生产实际，从化学视角解释生活现象，真正做到学以致用。
建筑装饰材料属于长期使用的材料，其不易生锈、密度小；强度高等性质有利于建筑物的长久安全使用。但建筑材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它导致建筑物遭雷击。
答案：B
典例4：镁不仅能在O2中燃烧，它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。与CO2性质相似，镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧，写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。
（1）Mg＋SO2
①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
（2）Mg＋H2O(g)
①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
研析：（类比法）Mg与CO2反应的实质是Mg夺取了CO2中的氧，本身被氧化为MgO，把C还原了出来： 2Mg＋CO22MgO＋C。由题意可知，Mg也能夺去SO2（或H2O）中的氧，本身被氧化为MgO，把S（或H2）还原出来。与Mg与CO2反应不完全相同的是，部分Mg还能和生成的硫继续反应，生成硫化镁。
答案：（1）①2Mg＋SO22MgO＋S Mg＋SMgS
②Mg在SO2中燃烧，产生白色固体，也产生黄色固体
（2）①Mg＋H2O(g) MgO＋H2 ②Mg在H2O(g)燃烧，生成白色固体
研习点3 溴和海水提溴
1．与溴关系密切的一组元素——卤素
溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面有一定的相似性，它们在元素周期表中排在同一纵列（同一族）里，常一起研究。由于这些元素易形成盐，所以它们被称为卤素（卤是“成盐”的意思）。
2．溴单质和碘单质的物理性质
（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性。
物理性质 溴单质 碘单质
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性和溶液颜色 水中 可溶；橙黄色 难溶；黄褐色
酒精中 易溶；橙红色 易溶；褐色
四氯化碳中 易溶；橙红色 易溶；紫红色
（2）萃取
实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象
实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取。
利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗。
【领悟·整合】
溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有机溶剂。溴是常温下唯一呈液态的非金属，保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发。碘易升华，遇淀粉变蓝，这是碘的特性。
3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱
实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：
实验项目 实验操作 实验现象 实验结论
氯置换溴 将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中 溶液由无色变为橙黄色 氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
氯置换碘 将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2
溴置换碘 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2
结论 氯、溴、碘的氧化性：Cl2>Br2>I2;还原性：Cl-【知识·链接】
①
黑火药是我国古代的四大发明之一，你了解黑火药的成份吗？火柴是生活中不可缺少的物品，你知道火柴头是由什么物质组成的吗？逢年过节燃放的爆竹的场面大家都见过，你知道爆竹的成份吗？汽车轮胎所用的橡胶有很好的弹性和强度，你知道是什么成份起了主要作用吗？如果不小心，一支体温计被打破，水银易挥发，且蒸气对人体有害，你知道怎样及时地加以处理吗？酸雨是怎样形成的？要想解决这一系列的生产、生活问题，必须学习一种很重要的非金属元素——硫。
硫及其化合物有什么样的性质，它们在自然界和实验室中又是如何相互转化的呢？
研习教材重难点
研习点1 自然界中的硫
1．硫的存在
在自然界里，硫既有游离态，又有化合态，游离态的天然硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。由于自然硫的存在，人类从远古时代起就知道硫了。大约在4000年以前，埃及人曾利用硫燃烧生成的气体漂白布匹。以化合态存在的硫分布很广，主要是硫化物和硫酸盐，如黄铁矿、黄铜矿、石膏、芒硝等。硫的化合物也常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里。硫还是某些蛋白质的组成元素，人体内平均含有0.2％的硫。
1． 自然界中不同价态的硫元素间的转化
【领悟·整合】
大气中SO2主要有三个来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下，大气中的SO2，一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，形成H2SO4，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环回路。
2．认识硫单质
（1）硫的主要同素异形体：单斜硫、斜方硫。
（2）硫的物理性质：
硫单质为淡黄色晶体，密度为水的两倍，难溶于水、微溶于乙醇、易溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃。
3．化学性质：
（1）与金属发生反应：
Cu＋SCu2S Fe＋SFeS （S表现氧化性）
【知识·链接】
S的特殊性质——与Hg、Ag的反应
一般说来，S是不能使具有可变化合价的金属显高价的，且S与大多数金属的反应须加热才能完成．但是S与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行，且能使Hg显高价。
利用Ag和S的反应，可用简易的方法鉴别出真假银：用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力磨擦，如被磨擦处出现黑斑则说明是真银，否则为假银。
利用Hg和S的反应可以消除温度计、气压计、血压计等被打破后汞的毒害，所以，汞不慎洒落在地面上，要立即打开门窗通风，并尽量设法收集起来，残余的部分，可覆灭盖硫粉处理，以免汞蒸气中毒。
此外硫化汞还要用作红色颜料（朱砂），在书面上盖的印章，所用的红色印泥就是用朱砂做的。
（2）与非金属发生反应
S＋O2SO2（S表现还原性）
（3）与氧化性酸浓HNO3、浓H2SO4发生反应
S＋6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O（S表现还原性）
S＋2H2SO4（浓）3SO2↑+2H2O（S表现还原性）
4．用途：硫单质制硫酸，做橡胶制品的硫化剂，制黑火药、火柴、农药等。
【领悟·整合】
硫元素常见的价态有－1、0、＋4、+6价，硫单质由于处于中间价态而即有氧化性，又有还原性。在加热或点燃的情况下可被氧气、硝酸等强氧化剂氧化。硫在与金属反应时表现出一定的氧化性，与变价金属反应时一般生成低价化合物，其氧化性比氯气弱。
典例1：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．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作
C．硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
D．1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
研析：元素在自然界的存在形式虽与化学活泼性有关，但不能以非金属性强弱作为判定依据，如O、N、S的非金属性并不弱，但在自然界仍存在游离态的单质O2、N2、S，A项不正确．
分离黑火药中三组分可利用它们溶解性的差异：先用CS2处理，使硫溶解，过滤后蒸发滤液，得晶体硫；滤渣再用水处理，溶去硝酸钾，过滤，又得滤渣（炭粉）；滤液经蒸发、浓缩、结晶，得到硝酸钾．B项正确．
硫单质为零价，是中间价态，与金属反应时显氧化性；硫与非金属性比它强的非金属（如氧、氯、氟等）反应时硫显还原性．C项不正确．
硫与铜化合只能生成硫化亚铜：
2Cu ＋ S Cu2S
128 32 160
6.4 g 1.6 g 8.0 g 答案：BD
典例2：在空气中加热S粉和Fe粉的混合物，可观察到下列现象：
（1）有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体。
（2）混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体。
（3）不时有火星从混合物中射出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：
研析：之所以产生（1）之现象，是由S粉与空气中的O2发生了反应。
（2）现象表明有FeS生成，这是本实验的主反应。
（3）现象是Fe粉与空气中O2反应的结果。
答案：（1）S＋O2SO2 （2）Fe＋SFeS （3）3Fe＋2O2Fe3O4
研习点2 不同价态硫元素间的转化
1． 硫元素间的转化网络图
特别说明：
①相同价态的硫的化合物，通过酸碱反应规律加以联系(上面纵行)
如：H2SH2S(溶液) NaHSNa2S
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3
②不同价态的硫及其化合物，通过氧化还原反应规律加以联系(上面横列)如
H2SSSO2SO3→H2SO4
由图知：H2S只有氧化性，S、SO2既有氧化性，又有还原性，H2SO4中的S只有氧化性。
③把以上两条规律建立的联系结合起来。即形成了硫及其化合物的完整的知识网络。
【品思·感悟】
用氧化还原反应理论为依据，紧紧抓住硫元素价态变化这根主线，以元素价态变化为横列，以化合物之间的转变为纵行，纵横归纳，结线连网，使零碎的知识系统化，规律化，记忆起来容易，使用起来方便。
2．SO2
（1）物理性质
二氧化硫为无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。
（2）化学性质
①二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的一切通性：
SO2＋H2OH2SO3；SO2＋CaO＝CaSO3；SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O；SO2＋NaOH＝NaHSO3；
SO2＋2NH3·H2O＝(NH4)2SO3＋H2O；SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3↓＋H2O（吸收SO2）
SO2＋H2O＋Na2S＝Na2SO3＋H2S （酸性：H2SO3＞H2S）；
SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2 （酸性：H2SO3＞H2CO3）；
SO2＋2NaHCO3＝Na2SO3＋2CO2＋H2O （SO2量不足时）。
②氧化性：SO2＋2H2S＝3S＋2H2O （气体或溶液中均可进行）
③还原性：能被Cl2、Br2、I2、Fe3＋、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化生成SO42-。例如：
SO2＋X2＋2H2O＝H2SO4＋2HX （X＝Cl、Br、I）
④漂白性：SO2可以使品红溶液褪色。
注意，SO2能使氯水、KMnO4溶液等褪色，这是因为SO2具有还原性的缘故。
【辨析·比较】
氯气、二氧化硫、活性炭漂白原理的比较
Cl2的漂白性主要是因为它溶于水生成了HClO。该酸有很强的氧化性。可将有色物质氧化成无色物质。这种氧化作用非常迅速。由于色素的结构被破坏。因此。Cl2的漂白作用是不可复原的。成为永久性漂白。与Cl2不同。SO2的漂白作用。不是因为SO2具有氧化性。而是SO2溶于水生成了亚硫酸。亚硫酸跟有色物质结合生成一种无色的不稳定的化合物。这种作用较慢。且生成的化合物不稳定。加热时。会有SO2分解出来。溶液又会恢复成原来的颜色。因此。SO2的漂白作用是不能持久的。而活性炭的漂白为物理性吸附。属物理变化。
3．浓硫酸的强氧化性：浓硫酸是强氧化性酸，可以氧化大多数金属(除Pt和Au)和其他还原性物质(H2S、Fe2+等)。
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(氧化性、酸性)
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O(氧化性)
2FeSO4+2H2SO4(浓)＝Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O(氧化性)
H2S+H2SO4(浓)＝S↓+SO2↑+2H2O(氧化性)
在以上反应中，浓硫酸一般被还原为SO2。常温时，Al、Fe在浓硫酸中钝化，其实质是浓H2SO4使Al、Fe氧化生成致密的氧化物保护膜。
【积累·活用】
叠加化学反应方程式的计算技巧
有些体系不只涉及一个反应，且不同的反应之间存在着某种联系，对于这样的体系，叠加化学反应方程式可使用解决的问题简便、明了。叠加化学反应方程式的关键问题是量的关系的衔接和确定，确定量的关系常用待定系数法，它的理论依据是质量守恒。
Na2S+H2SO4＝Na2SO4+H2S↑ Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O
所以可得总的化学方程式：2Na2S+Na2SO3+3H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O
从以上总化学方程式非常容易看出：当Na2S和Na2SO3的物质的量比为2∶1时，没有气体放出；当大于2∶1时，有H2S放出；当小于2∶1时，则有SO2放出。
4．接触法制硫酸简介
（1）含硫矿物燃烧生成二氧化硫
（2）二氧化硫气的净化
（3）二氧化硫被催化氧化成三氧化硫
（4）用98.3%的硫酸吸收三氧化硫
（5）根据需要稀释浓硫酸
典例3：将等物质的量的SO2气体和Cl2同时作用于湿润的红色布条．则布条的颜色
A．变白 B．不变
C．先褪色后又复原 D．变为无色
研析：二氧化硫和氯气虽然都能使湿润的红色布条褪色。但等物质的量的二氧化硫和氯气同时作用于湿润的有色布条时则发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl。不再具有漂白作用。布条的颜色保持不变。
答案：B
典例4：向50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量
A．等于0.9mol B．大于0.45mol、小于0.9mol
C．等于0.45mol D．小于0.45mol
研析：题目所给出的“18mol/L”的硫酸为浓硫酸(隐含条件)。由方程式Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O知：2molH2SO4参加反应，被还原的H2SO4为1mol。若0.05×18＝0.9(mol)H2SO4都参加反应，被还原的H2SO4应为0.45mol。但在题目所给条件下，随反应进行，H2SO4的量减少，硫酸由浓变稀，稀硫酸不能氧化铜，亦即0.9molH2SO4不可能完全与铜反应。
答案：D。
研习点3 酸雨及其防治
1．酸雨的形成
酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的，它们占总酸度的92%以上。其余为一些弱酸。我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。一般认为：“酸雨”是由于大量含硫燃料的燃烧排放的SO2等酸性气体进入大气后造成局部地区大气中的SO2富集．在水凝结过程中溶解于水形成H2SO3。然后经空气中的尘粒等污染物的催化作用。氧化成H2SO4随雨水降下形成酸雨。主要反应如下：
2SO2+O22SO3 SO3+H2O＝H2SO4
SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2＝2H2SO4(酸性增强)
2．酸雨的危害：酸雨危害很大，能直接破坏森林、草原和农作物。使土壤酸性增强。使湖泊酸化。还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。
3．酸雨的防治
（1）对酸性物质的排放加以控制。
（2）开发清洁能源
典例5：下列做法中．不会造成大气污染的是
A．燃烧含硫的煤 B．焚烧树叶
C．燃烧氢气 D．燃放烟花爆竹
研析：本题是以当前敏感的环境污染源为背景．考查是否能够将所学知识用于分析重要的社会现象。理解大气污染产生的本质。
含硫的煤、树叶以及烟花爆竹等物质都含有C、N、S等元素，它们燃烧后产生严重污染大气的CO、氮氧化物、SO2等有害气体，H2是理想的燃料，燃烧热值高，而且燃烧产物是水，无污染。
答案：C
典例6： SO2被认为是造成大气污染的“首犯”，大气中的SO2主要来源于化石燃料（煤、石油）的燃烧。下列与SO2污染有关的是
①酸雨现象 ②伦敦“毒雾事件” ③洛杉矶“光化学烟雾”事件 ④温室效应
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
研析：SO2在空中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸．随雨水降落到地面，俗称“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8000人死亡。这种“毒雾”就是工厂排出的SO2气体。SO2气体主要引发气管炎、冠心病、肺结核等。洛杉矶“光化学烟雾”是由汽车排放的尾气造成的。尾气的成分为臭氧、氮氧化物、乙醛等气体，它笼罩在城市的上空，在阳光的照射下，呈现浅蓝色光辉，它刺激人的眼睛和呼吸道，并使人感到不同程度的头疼。“温室效应”主要是由CO2等引起。
答案：C
【知识·链接】
石膏：是一种结晶水合物，带两个结晶水的CaSO4叫石膏（CaSO4·2H2O），通常为白色固体，微溶于水。石膏可用于制作各种模型及医疗上用它作石膏绷带；水泥厂用它来调节水泥的凝结速度；豆腐制作过程还可用它作凝固剂。
硫酸钡（BaSO4）：硫酸钡非常稳定， 不溶于水 ， 不溶于酸，对X射线有阻抑作用。因此，硫酸钡常用做钡餐、白色颜料等。
探究解题新思路
基础思维探究
题型一、环境保护
典例1：酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的，试回答下列问题：
（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是（用化学方程式表示）_______________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变______，原因是（用化学方程式表示）___________________。
（2）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是______________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
（3）有人在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度．在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由．
研析：（1）酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致．雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2（或HClO）的反应．
（2）减少酸雨的形成须减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有力措施。
（3）将烟囱建高，并没有减少SO2的排放，只是将SO2在地表的含量降了下来，无疑将增加高空中SO2的浓度，酸雨依旧会形成．
答案：（1）①SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4．②小 H2SO3＋HClO＝H2SO4＋HCl（或SO2＋2H2O＋Cl2＝H2SO4＋2HCl） （2）C（3）不可取．因SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害．
友情提醒：接触和认识化学与环境的关系，强化环保意识，是化学学习的一项重要内容。因而关于环境保护的内容，如环境污染、环境监测、污染物的处理及防措施等，都应引起重视。
拓展变式1．常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。如反应2NO＋O2＝2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列3种气体：①硫化氢 ②二氧化硫 ③汽油，其中能生成二次污染物的是A．①② B．②③ C．①③ D．全部都是1．研析：上述3种气体本身属于大气的污染物，即一次污染物。硫化氢还原性很强，易燃烧、氧化转化成二次污染物二氧化硫。二氧化硫与水结合生成亚硫酸，进一步被氧化成硫酸，增加酸雨的酸度。汽油不完全燃烧，生成剧毒的一氧化碳气体。上述3种气体都可转化为二次污染物。答案：D。
题型二、物质的分离提纯
典例2：在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答：
（1）使气体经过各试剂(自选)的顺序为______________；
（2）写出有关的离子方程式：______________。
研析：首先确定除各种杂质应采用的试剂。①除去SO3可选用浓硫酸使它溶解，这样可以不影响CO2、SO2和HCl。②除去SO2的试剂在CO2为主气体时，不能用NaOH，可用酸性KMnO4溶液，但HCl也溶于KMnO4溶液中，甚至HCl会被氧化生成Cl2(带入新的杂质)。若选用NaHCO3，虽能除SO2，但同时也除去了HCl，所以也不能选用。但若在除SO3之后除去HCl可选用NaHSO3饱和溶液，可不影响CO2、SO2。其后再用饱和NaHCO3除SO2即可。气体用溶液洗气后必然混有水蒸气，可用干燥剂除之。
答案：（1）浓硫酸→饱和NaHSO3→饱和NaHCO3→浓硫酸（或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂）。
（2）HSO3-+H+＝H2O+SO2↑，HCO3-+SO2＝HSO3-+CO2↑。
启发引申：题中除HCl、SO2选用酸式盐溶液是为避免不必要的干扰。比如：用Na2CO3除去CO2中的SO2，会因CO2与Na2CO3作用生成NaHCO3而损失主气体；用Na2SO3除去SO2中的HCl，也会因SO2与Na2SO3生成NaHSO3而损失SO2。
拓展变式2．实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现有的氯化钠晶体中混有少量硫酸钠和碳酸氢铵，设计一组实验去杂质。试简单回答下列问题。（1）除去碳酸氢铵，用加热方法好，还是加入强碱微热的方法好 答：______________，原因是____________________，判断碳酸氢铵已完全除去的方法是__________________________。（2）加热的固体残渣溶于水后，应该用氯化钡溶液还是硝酸钡溶液除去SO42- 答：_____________，原因是______________，判断SO42-已完全除去的方法是_________。2．研析：解析解答除杂质题的思路是：①不增：即不增加新的杂质，增加了要设法除尽。②不减：不减少欲被提纯的物质。③易分离：即被提纯的物质与杂质容易分离。④易转变：即加入的试剂能把杂质转变为被提纯的物质，或转变为气体、沉淀、易溶物而除去。 由此可知答案。答案：（1）加热方法好；碳酸氢铵可全部分解，无残余物，而加强碱只除去NH4+，且消耗了试剂；将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色，则分解已完全。（2）用BaCl2溶液为好，避免溶液中引入NO3-；取少量的上层清液，滴加BaCl2溶液，如不产生浑浊，表示SO42-已完全除去。
题型三、有关硫及其化合物相互转化的计算
典例3：将含有amolNa2SO3的溶液跟含有bmolNa2S的溶液混合后无明显现象。若再加入稀H2SO4，则立即出现浅黄白色硫沉淀。有关叙述不正确的是
A．若a∶b＞1∶2，生成S和SO2 B．若a∶b＝1∶2，生成S而无SO2
C．若a∶b＜1∶2，生成S和H2S D．若a∶b≤1∶3，生成S、SO2、H2S
研析：S2-与SO32-在非酸性环境中难以反应，所以Na2SO3与Na2S溶液混合无明显现象，加酸对氧化剂SO32-的氧化性起加强作用，因而即发生氧化还原反应：2Na2S+Na2SO3+3H2SO4＝3S↓S+3Na2SO4+3H2O。
按上反应方程式，Na2SO3与Na2S物质的量之比为1∶2，只析出S。在加入足量硫酸的前提下，若Na2S过量，即a∶b＜1∶2，则Na2S与H2SO4反应逸出H2S；若Na2SO3过量，即a∶b＞1∶2，则H2SO4与Na2SO3反应逸出SO2。但总不会同时逸出H2S和SO2，因为它们也会反应(2H2S+SO2＝3S↓+2H2O)。
答案：D。
启发引申：氧化还原反应中的另一规律性，即酸性加强使氧化剂的氧化性加强在此得到体现。本题先分析各反应物按反应方程式计算进行反应时的情况，再对某一种反应物过量的情况进行讨论。
拓展变式3．若向含少量水蒸气的容器中通入SO2与H2S共1.00 mol，且知H2S过量，充分反应后，所得的氧化产物比还原产物多8.0 g，则通入的SO2和H2S的物质的量之比可能是A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶33．研析：（差量法）H2S和SO2的反应方程式如下：2H2S＋SO2＝3S＋2H2OSO2＋2H2S＝3S＋2H2O ～ S（氧化、还原产物之差）1 mol 32 gn（SO2） 8.0 gn（SO2）＝0.25 mol，n（SO2）∶n（H2S）＝0.25 mol∶（1.00 mol－0.25 mol）＝1∶3。答案：D
综合思维探究
题型一、学科内综合题
典例4： 下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符的是
A NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 B H2S气体通入氯水中
C NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2 D CO2气体通入澄清石灰水中
研析：亚硫酸钠加入硝酸溶液中，硝酸跟亚硫酸氢钠间可能发生氧化还原反应（生成氮的氧化物和硫酸盐），所以一开始就会有气体产物，题给图像中的曲线不能正确反映实际情况。
硫化氢通入氯水中，很容易发生下列反应：H2S+Cl2=2HCl+S。所以，反应一开始溶液的pH会降低。图像错误。
氢氧化钠滴入碳酸氢钡溶液中，一开始就会有沉淀生成。图像也不正确。
CO2通入澄清石灰水中，反应分两个阶段。先是：CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O；再是：CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-。对应的溶液的导电性先减弱，再增强。图像基本正确。
答案： D
考向指南：图像信息与化学反应信息的相互转换，这是近几年出现的一个新热点，大家要加以充分重视。审读图像题的关键是剖析图像中的化学含义。题中四组物质之间的化学反应是大家所熟悉的，但这里是要求把图像中的曲线跟化学反应的结果联系起来。
拓展变式4． 常温下，将Fe粉和S粉混合，不发生反应．某课外活动小组将Fe粉和S粉按物质的量比1∶1混合均匀，并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中，加热片刻，反应开始，然后撤去酒精灯，发现反应仍能剧烈进行，并使生成的固体呈红热状态．试回答：（1）上述现象说明了_______________________．（2）将生成的黑色固体置于稀H2SO4中，有气体放出，写出发生反应的离子方程式______．（3）已知H2S是一种剧毒、有刺激性气味的气体，试说明实验室制取H2S时应采用的一条安全措施：___________________．4．研析：（1）撤去酒精灯，反应仍能继续，表明有热量来源．热量何来？只能说反应是放热反应。（2）FeS与H2SO4发生复分解反应。（3）应将多余的H2S吸收或通过通风橱排走，以免中毒。答案：（1）Fe与S的反应是放热反应 （2）FeS＋2H＋＝Fe2＋＋H2S↑（3）在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH（aq）〔或CuSO4（aq）〕的洗气瓶（或制取H2S时在通风橱中进行）。
题型二、实际应用题
典例5：工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。这样做的好处是 。
研析： 铜与浓硫酸的反应为：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。分析反应方程式可知：由于浓H2SO4有1/2表现氧化性，1/2表现酸性，导致浓H2SO4的利用率只有50%。又由于生成的二氧化硫是有毒气体，也是引起酸雨的主要成分，所以工业上一般不采用此法。本题所给方法的反应方程式为：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。可知：硫酸仅表现酸性。对比以上两种方法，不难看出，这样做的好处主要有两条：①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率②不会产生对大气有污染的二氧化硫。
答案： ①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率。②不会产生对大气有污染的SO2。
方法导引： 在人类文明程度越来越高的今天，人类对自然界的负面影响也逐步体现出来。那就是资源问题的污染问题。因此，这类题目除了考虑原理、设备、成本等，要重点考虑原料利用率和环境污染问题。
拓展变式5． 甘蔗糖厂在生产过程中需要使用SO2气体，为此，需要在燃烧炉中燃烧硫磺（沸点为445℃）。在生产中发现如下情况：当液态硫表面上方3 mm左右空间的温度为360℃～380℃时，燃烧硫磺的火焰呈蓝色；当温度超过450℃，火焰呈白色，此时硫磺消耗的速度加快，但SO2产率明显降低，在输送SO2的管道中也随之出现较严重的堵塞。试解释其原因。5．研析：题目提供了3个温度数据，燃烧温度：1个高于硫的沸点，1个低于硫的沸点。温度高于硫沸点时，硫变成了气态，火焰呈白色正是混有大量硫蒸气的原因。答案：温度高，导致液态硫磺大量蒸发，硫蒸气来不及燃烧而部分随产生的SO2一同输送出去，故硫磺消耗速度加快，SO2产率反而下降。在输送过程中，硫磺蒸气冷凝成固体硫严重堵塞输送管道。
题型三、实验操作题
典例6：长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化，现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度。实验步骤如下：
①称量a g样品，置于烧杯中。
②加入适量蒸馏水，使样品溶解。
③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液。
④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。
⑤加热干燥沉淀物。
⑥将沉淀物冷却至室温后，称量。
⑦重复⑤、⑥操作直到合格，最后得到b g固体。
回答下面问题：
（1）本实验中是否能用Ba（NO3）2代替BaCl2 __________；其理由是 。
（2）步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是 。
（3）步骤⑦的“合格”标准是： 。
（4）实验测得样品中无水亚硫酸钠占原有样品的质量分数是 。（列出算式．不需化简）
研析： Na2SO3容易被空气中的O2氧化为Na2SO4，但a g样品配成溶液加入HCl后，Na2SO3已经转化为SO2，再加BaCl2就只得BaSO4沉淀。通过BaSO4的质量b g求出变质生成的Na2SO4的质量即可。
具体的操作及设问均围绕不使Na2SO3沉淀及精确称量沉淀的质量展开，在注意原理分析的同时也要注意实验技巧的分析。
答案：（1）不能
在酸性溶液中，NO3－能将SO32－氧化成SO42－，造成结果错误。
（2）保证得到的沉淀都是BaSO4，没有BaSO3。
（3）连续两次称量的质量不变
（4）（a g－142 g·mol－1×）××100%
总结提升：涉及到测定样品中亚硫酸钠的质量分数，包括了测定步骤、操作、试剂的选择以及定量计算，综合程度较高。亚硫酸钠被部分氧化，样品中必同时含有亚硫酸钠和硫酸钠，实验目的是测定亚硫酸钠的含量。其原理是先测定硫酸钡沉淀质量换算为硫酸钠的质量，即可求出亚硫酸钠的质量。实验的关键是除去样品中的SO32－，且让硫酸钠沉淀完全。在解答过程中一要引导学生明确实验测定的原理，形成正确的解题方法思路；二要通过问题分析如：BaCl2必须过量的原因、如何确定BaCl2是否过量的方法等，培养自己的发散思维能力。
拓展变式6．为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分： 请回答以下问题： （1）混合粉末A中硫粉过量的原因是 ；（2）反应在“惰气环境”中进行的原因是 ；（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明__________；（4）操作②的作用是__________。反应方程式是 。也可改用加入__________（5）操作③稀H2SO4煮沸的目的是 ；（6）为证明产物中铁的价态，对D溶液的实验操作最好是 。6．研析：只要搞清设计实验的目的和原理，结合硫和铁反应的特点，注意空气的氧化性，即可迎刃而解。答案：（1）防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验。（2）防止环境中的O2参与反应（3）硫和铁粉反应是放热的（4）除去混合物中的硫粉 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O CS2（5）防止H2SO4溶解的氧气氧化生成的Fe2＋ （6）加入煮沸的KSCN溶液．看是否变为血红色溶液
题型四、学科间渗透题
典例7： 如图所示装配好装置，待内外空气压强不变时标注出水银液面的刻度（用红漆），取下橡皮塞，在玻璃燃烧匙中加入硫粉，用酒精灯点燃迅速移入锥形瓶中并塞紧橡皮塞，硫粉安静地燃烧，水银柱推向左管，当火焰熄灭后，静置，水银柱又慢慢回到原标定的刻度。简要回答下列问题：
（1）水银柱推向左管说明什么？
（2）硫粉未燃尽时火焰就熄灭了。说明 。
（3）根据水银柱最后又回到原先标定的刻度。可得到什么结论？
（4）根据反应方程式S＋O2＝SO2和上述结论又可推导出什么（或证明什么）？
研析： （1）我们都知道“热胀冷缩”的道理，水银柱推向左管，显然是气体受热膨胀的原因。而“热”哪里来？那必然是反应放出来的。因此，该反应是放热反应。（2）硫粉燃烧，实际上是硫粉与空气中的氧气反应，二者缺一不可，硫粉未燃尽时火焰就熄灭显然是氧气消耗完的原因。（3）水银柱最后又回到原先标定的刻度，从直觉上应该是容器中气体的压强、体积、物质的量等指标反应前后没有改变，由此可得结论。（4）从化学方程式中我们可以看出，反应消耗的氧气与生成的SO2的分子数相同，联想到第（3）问的结论，可知，同温同压下，相同体积的气体含有相同的分子数。
答案：
（1）① 该反应是放热反应；② 气体受热膨胀。
（2）瓶内氧气已耗尽。
（3）同温同压下，反应消耗的氧气与生成的SO2，①体积相同；② 压强同；③ 物质的量同。
（4）同温同压下，相同体积的气体含有相同的分子数。
友情提醒：分析简答题首先要熟悉题中情景，然后联系已有知识，有时还要结合其他学科的知识全面条理地回答。本题的结论本身是同学们非常熟悉的，也正因为这样，有部分同学感觉不好回答，认为这些结论是理所当然的。殊不知，我们看上去非常简单的结论也是通过前人大量的实验得出的，同学们可以通过本题认真地体会一下。
拓展变式7．据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散。大气中SO2的含量高达3.8 mg·m－3，烟尘达4.5 mg·m－3，居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000人。回答：（1）流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。这与此种类型大气污染形成__________有关。（2）这种大气污染对人体__________系统的危害最大。将会造成__________等病症（举2种主要病症）。（3）大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的__________组织。（4）为了防止这种污染，硫酸厂可用氨水吸收SO2。其离子方程式为 。（5）目前一种比较有效的方法是：用直升飞机喷撒白垩粉（CaCO3）以降解其污染，其化学方程式为 。7．研析：本题讨论的是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题，综合了生物、化学、人类健康等方面的知识。答案：（1）酸雨 （2）呼吸 呼吸困难、咳嗽、喉痛、支气管哮喘、肺气肿等（任2种）。（3）叶 （4）2NH3·H2O＋SO2＝2NH4+＋SO32－＋H2O （5）CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋SO2CaSO3； 2CaSO3＋O22CaSO4
创新思维探究
题型一、开放探究题
典例8：某课外小组利用下图所示装置分别做如下实验：
（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是___________________。
（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是_______________________。
研析：由实验装置和试验过程可以看出：受热时，有气体从溶液中逸出，导致溶液的颜色发生变化；冷却后，逸出的气体重新溶解，得到原来的溶液，所以又恢复原溶液的颜色．水中溶解什么样的气体可有这样的性质呢？可从中学所学有关红色溶液的实验及气体的酸碱性不同等方面予以讨论。
（1）若水中溶有碱性气体，中学阶段常见的是NH3，且滴有酚酞试液，则溶液呈红色。加热时随NH3的不断逸出，溶液碱性变弱，红色逐渐变浅。停止加热后恢复到原来的温度，NH3重新溶解在水中，溶液又恢复原来的红色。
（2）若水中溶有酸性气体，如HCl、SO2等，滴入酚酞试剂，溶液无色，加热即使能使酸性气体全部逸出，溶液也只能呈中性，还是不能变红色，况且酸性气体全部逸出是不可能的。若酸性气体的水溶液中滴有石蕊试液，则溶液显红色，与（2）题题意不符。
酸性气体中，还有一个较特殊的SO2．若水中溶有品红和SO2，则所得溶液无色；加热时，水中溶解的SO2及品红吸收的SO2逸出，溶液变为红色．停止加热后恢复到原来的温度，SO2重新溶入水中，漂白品红而使溶液褪色。
答案：（1）稀氨水和酚酞；稀氨水中的NH3气逸出，所以溶液的颜色变浅。
（2）溶有SO2的品红；SO2气体逸出，品红溶液恢复红色
课标点击：本题答案不唯一，具有一定的开放性。本题给出实验现象，让学生透过现象探索问题的本质，与通常实验中，我们通过具体实验观察现象过程相反，考查了学生的逆向思维和形象思维能力。这类题型是新课标下的热点题型。
拓展变式8．将amolH2S和1molO2置于一容积可变的容器中进行反应。在120℃、101KPa时测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2，若a的取值不同，H2S的氧化产物可能有下列三种情况：(1)全部是SO2，此时a的取值范围是_____________；(2)全部是S，此时a的取值范围是______________，并且d1______________d2(填“大于”、“小于”或“等于”)(3)部分是S，部分是SO2，此时a的取值范围是______________。反应所生成的SO2的物质的量为______________mol，容器内共有______________mol气体(以含a代数式表示)。8．研析：根据H2S燃烧通式：xH2S+yO2＝(3x/2-y)S+(y-x/2)SO2+xH2O将x＝a,y＝1代入得：aH2S+O2＝(3a/2-1)S+(1-a/2)SO2+aH2O由此可得：答案：(1)全部是SO2时，3a/2≤1,即a≤2/3(2)全部是S时，a/2≥1，即a≥2，很显然，此时d1＞d2。(3)部分是SO2，部分是S时，a/2＜1＜3a/2，即3/2＜a＜2，此时：生成的SO2为1-a/2mol，容器内共有气体：1- a/2+a＝1+ a/2mol。
题型二、课标思维题
典例9： A~H等8种物质存在如下转化关系（反应条件，部分产物未标出）。已知：A是正盐， B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：
（1）写出下列物质的化学式：A ，B ，C 。
（2）写出下列反应的化学方程式：
E→F ；
G→H ；
D的浓溶液与木炭反应的方程式： 。
（3）检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是 。
研析：本题有两个较为明显的突破口。根据“B是能使品红溶液褪色的气体”可知B是SO2气体，则C是SO3，D是硫酸。根据“G是红棕色气体” 可知G是NO2气体，逆推，F是NO气体，E是NH3。A能与硫酸反应放出SO2，其阴离子必然是亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子，但考虑到是正盐，可以确定其阴离子是亚硫酸根离子；同时A又能与NaOH溶液反应放出氨气，A中必然含有铵根离子。由此判断A为(NH4)2SO3。
答案：（1）(NH4)2SO3；SO2；SO3。（2）4NH3+5O24NO+6H2O ，3NO2+H2O=2HNO3+NO，C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。（3）取少量该溶液于试管中，加足量盐酸酸化，未见白色沉淀产生。再加少量BaCl2溶液，如果出现白色沉淀，则证明有SO42－。
总结提升：本题为框图型推断题。分析时，要学会如何根据题目图示条件寻找解题突破口，这是解答此类题目的关键。结合有关物质推断确定的过程，一是要进一步熟悉掌握硫及其化合物、氮及其化合物之间的转化关系；二是要注意培养学生分析推理、综合概括的能力。
拓展变式9．标准状况下，将1L可能含有N2，H2，CO，NH3，NO2，H2S杂质的无色SO2气体，依次通过如下图所示的装置。(各容器中液体均为足量)其变化情况是：①气体通过A瓶，浓H2SO4无明显变化，气体体积无变化；②气体通过B瓶，饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，气体体积无变化；③气体通过C瓶后，再通过D管，灼热的CuO中有红色物质生成。冷却后，气体体积变为888ml(标准状况)；④将上述气体通过E后，再通入F中，澄清石灰水变浑浊，同时增重1.54g；⑤气体经过干燥管P后，在量筒H中，收集到水104ml。根据以上实验回答：（1）混合气体中SO2的体积分数为______________。（2）混合气体中含有的杂质为______________。（3）混合气体中是否含有H2、CO杂质；若有，指出其体积；若无，说明理由。a.H2：____________________________________________________________________；b.CO： ____________________________________________________________________。 9．研析： ①气体通过浓H2SO4，体积无变化，说明无NH3和H2S（H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应）。②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，发生了反应：SO2+Na2CO3＝Na2SO3+CO2 Δm22.4L ∶ 44g (64-44)gV(SO2) ∶ m(CO2) 0.5gV(SO2)＝0.56L m(CO2)＝1.1gφ(SO2)＝0.56L/1L×100%＝56%③通过灼热的CuO有红色物质生成，说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。④通入澄清石灰水变浑浊，说明有CO2(由两部分组成)，且为1.54g，则③中的还原性气体必含CO：CO ～ CO2 ～ Ca(OH)222.4L 4gV(CO) (1.54g-1.1g)V(CO)＝22.4L×0.44g/44g＝0.224L＝224mL⑤最后得到的气体只能是N2，且V(N2)＝V(H2O)＝104mL，S则V(H2)＝1000ml-888mL＝112mL。答案：（1）56%；（2）N2，H2，CO；（3）H2∶112mL；（4）CO∶224mL
高考思维探究
[考题1]（2005全国3-6）现有以下几种措施：① 对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，② 少用原煤做燃料，③ 燃煤时鼓入足量空气，④ 开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
研析：由于煤中含有一定量的硫，煤在燃烧时产生大量的SO2，这是酸雨产生的主要原因之一。所以，如能对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，比如在其中加入适量氧化钙，将产生的SO2转化成硫酸钙（先生成亚硫酸钙，然后进一步被氧化成硫酸钙），或者开发清洁能源，如氢能源等，少用原煤做燃料，都可以减少酸雨的产生。但燃煤时鼓入足量空气只能促使煤中的各个成分燃烧的更彻底，不能减少SO2的量。
答案：C
友情提醒：污染问题已成为当今全球性严重问题之一。愈来愈引起世界各国的普遍关注。化学在保证和提高人类生活质量、保持自然环境以及增强化学工业的竞争方面均起着关键作用。但化学带来的污染已严重威胁着人类的健康。保护人类赖以生存的地球是全人类的共同要求，在这种情况下引起了越来越多的人的关注。该类题目也成为近年来考查的热点。
[考题2]（2005上海-17）含8.0 g NaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9 g，则该无水物中一定含有的物质是
A．Na2S B．NaHS C．Na2S和NaHS D．NaOH和NaHS
研析：氢硫酸（H2S溶液）是一种二元弱酸，在与NaOH溶液反应时有两种反应：①H2S＋2NaOH＝Na2S＋2H2O ②H2S＋NaOH＝NaHS＋H2O。所以，当n(H2S)∶n(NaOH)＜1∶2时，只按①反应，剩余物质为NaOH和Na2S，质量界于7.8g 和8.0g之间；当n(H2S)∶n(NaOH)＝1∶2时，只按①反应，剩余物质为Na2S，质量为7.8g；1∶2＜n(H2S)∶n(NaOH)＜1∶1时，按①、②反应，剩余物质为Na2S和NaHS，质量界于7.8g 和11.2g之间；当n(H2S)∶n(NaOH)≥1∶1时，只按②反应，剩余物质为NaHS，质量为11.2g。因此，该物质可能为Na2S和NaHS的混合物或者为Na2S和NaOH的混合物，无论哪一种情况，均有Na2S。
答案：A
考向指南：H2S和NaOH有两步反应，在计算过程中，需要讨论。因此，其相关运算又称为“两步反应讨论型计算题”。由于该类题型能非常好的考查出《高考考试大纲》中规定的分类讨论的思想及应用能力，因而成为高考“长考不衰”的一种题型。这样的素材较多，除了H2S和NaOH溶液反应外，SO2与NaOH溶液反应、CO2与NaOH溶液反应、H2S的燃烧、C的燃烧、木炭还原氧化铜等都可以成为该类题的素材，希望同学们认真体会。
[考题3]（2005广东化学-20）研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
（1）根据反应Na2SO3固＋H2SO4浓＝Na2SO4＋SO2＋H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置含试剂示意图。
② 实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是 。
（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：
① 品红溶液，现象是 ；
② 溴水溶液，现象是 ；
③ 硫化钠溶液，现象是 。
（3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。
① 原因 ，验证方法 。
② 原因 ，验证方法 。
③ 原因 ，验证方法 。
研析：（1）①本小题考查同学们实际选择仪器，连接仪器的能力。从左到右，依次是发生装置，收集装置，尾气吸收装置。②本小题考查基本操作能力。（2）本小题考查SO2的性质：①漂白性；②还原性；③酸性氧化物、氧化性。（3）本小题具有开放性，可以从多方面考虑。
答案：（1）①
② 打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，慢慢滴加
（2）① 溶液褪色 ② 溶液褪色 ③ 有浅黄色溶液（或溶液变浑浊）
（3）① Na2SO3变质； 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质
② 不是浓硫酸； 用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
总结提升：化学是以实验为基础的学科，而实验是培养学生创新能力和实践能力的重要手段。近年来的高考化学试题中以能力立意的试题，突出体现在将实验融入到生产和科学研究的背景中，先创设实验探究的情景，以激发学生的自主探究兴趣，引发学生思考回忆，最终解决问题。该试题无论从实验方案设计、仪器安装、操作注意事项、SO2性质探究、实验结果分析等都很好地考查了同学们的自主探究能力。在平时我们利用好新教材的“联想 质疑”“观察 思考”“活动 探究”“交流 研讨”“迁移 应用”“概括 整合”等学习活动栏目，更好地培养学生的自主探究能力。
拓展变式10．两份不同浓度的NaOH溶液各500mL，分别吸收1120mL(标准状况下体积)SO2气体，反应后溶液中分别有5.75g和7.10g溶质。求两份NaOH溶液的物质的量浓度。10．研析：解答本题时，一要挖掘隐含的两个反应；二要运用平均值规律通过对“5.75g”和“7.10g”的量的分析，判断溶质的组成。SO2与NaOH作用可能的反应有：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O;SO2+NaOH＝NaHSO3。1120mLSO2气体可生成0.0500molNa2SO3或NaHSO3，质量是6.30g或5.20g。依题意，两份溶液中，含溶质5.75g的一定含Na2SO3和NaHSO3；含溶质7.10g的一定含Na2SO3和NaOH。设第一份溶液中含Na2SO3物质的量为x，NaHSO3物质的量为y，则：解得 x＝0.0250mol,y＝0.0250mol。原溶液中含NaOH物质的量为：2x+y＝0.0750mol,c(NaOH)＝＝0.150mol/L。依上分析，第二份溶液中含Na2SO30.0500mol，质量是6.30g，则含NaOH的质量为：m(NaOH)＝7.10g-6.30g＝0.80g。原溶液中含NaOH物质的量为：2×0.0500mol+＝0.120mol,c(NaOH)＝＝0.240mol/L。答案： 0.150mol/L、0.240mol/L。
开拓学习新视野
▲ 课标知识拓展
【思想方法】
1．要从物质的属类去认识硫及其化合物的有关性质，使知识系统化、条理化。如：二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，可与水反应生成亚硫酸，能与碱反应生成盐和水，还能与碱性氧化物化合生成盐。硫酸是二元强酸，具有酸的通性。能与指示剂石蕊试液、活泼金属、碱、碱性氧化物（或两性氧化物）、某些盐等反应。在此基础上．进一步将有关知识深化、归纳总结二元酸及酸酐成盐规律：?
（1）氢硫酸、亚硫酸、硫酸都是二元酸，二氧化硫、三氧化硫分别是亚硫酸和硫酸的酸酐，它们都能与碱反应生成盐。碱过量时生成正盐，碱少量时生成酸式盐。如：?
SO2＋NaOH＝NaHSO3?SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O?
（2）二元酸和其正盐反应可生成相应的酸式盐。如：?
H2S＋Na2S＝2NaHS?Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3?
（3）强酸和弱酸盐反应可生成弱酸和强酸盐。如：?
Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O?Na2S＋H2SO4＝Na2SO4＋H2S↑?
2．比较发认识二氧化碳和二氧化硫的性质
（1）物理性质?
相同点：常温下，都是无色气体，密度都大于水。
不同点：二氧化碳没有气味，二氧化硫有刺激性气味；二氧化碳无毒，二氧化硫有毒；二氧化碳能溶于水（1体积水大约溶解1体积气体），二氧化硫易溶于水（1体积水大约溶解40体积气体）；二氧化硫易液化。
（2）化学性质
相同点：都是酸性氧化物?
①都能和水反应，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中CO2＋H2OH2CO3 SO2＋H2OH2SO3
②都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。
SO2、CO2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO2、CO2过量时又溶解。
不同点：?
①二氧化硫常表现还原性，二氧化碳表现氧化性：2SO2＋O22SO3；CO2＋C2CO
二氧化硫能被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能。
②二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能。
③造成大气污染的原因不同：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应。
（3）鉴别?
①利用二氧化硫的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别。
②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别。
若将SO2和Cl2分别与湿润的蓝色石蕊试纸接触，SO2使之变红，看不到褪色，Cl2使之先变红后褪色，
注意：①等物质的量的SO2和Cl2混合后通入品红溶液，不能使之褪色，因为SO2与Cl2反应后生成了无漂白性的盐酸和稀硫酸：?SO2＋Cl2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4?
②SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性，而不是漂白性。
【专题探究】
溶液中SO42－的检验
（1）原理：利用Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓（白色），BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的特性。
（2）试剂：可溶性钡盐：BaCl2或Ba（NO3）2溶液；盐酸和稀硝酸。
（3）检验的误区：?
①只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO３2－、PO4３－、SO３2－等干扰判成SO42－。此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3（PO4）2、BaSO3的白色沉淀。
②误将Ag＋、Pb2＋判成SO42－。如待测液滴加BaCl2溶液，再加盐酸有白色沉淀便武断断定含SO42－，其错误是未注意溶液中不含SO42－而含Ag＋或Pb2＋也会有同样现象。
因为Ag＋＋Cl－＝AgCl↓（白色） Pb2＋＋2Cl－＝PbCl2↓（白色）?
③误将SO３2－判成SO42－。如待测液中滴加用盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO42－。该错误是未注意NO具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：?
Ba2＋＋SO３2－＝BaSO3↓（白色） 3BaSO3＋2H＋＋2NO4－＝3BaSO4↓（白色）＋2NO↑＋H2O
再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO42－。也同样是落入干扰离子转化为SO42－从而生成BaSO4的陷阱中。
（4）检验的关键：既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排除干扰离子的误导。全面考虑，综合分析，正确推导。
（5）检验的方法：?
其一，先加检验试剂，后对沉淀酸化：
待测液先加硝酸钡溶液，过滤，沉淀中加稀盐酸，沉淀不溶解：有SO42－
其二，先酸化，再加检验试剂：待测液中加入足量稀盐酸。如果出现沉淀，过滤后向所得溶液中滴加氯化钡或硝酸钡溶液，又出现白色沉淀，证明含有SO42－；如果不出现沉淀，滴加氯化钡或硝酸钡溶液，又出现白色沉淀，证明含有SO42－。
例题：比较下述实验方案，判断能够确定一种溶液中一定含有SO42-的事实是
A．取少量试样溶液，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
B．取试样溶液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解
C．取少量试样的溶液，加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成
D．取少量试样溶液，加入足量盐酸，无沉淀，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
研析：遇盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成时，原溶液可能含有Ag+或SO42-，A错；加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解，原溶液中可能含有SO42-或SO32-(BaSO2能被HNO3氧化成BaSO4)，B错，B加入Ba(NO3)2溶液，能产生白色沉淀，原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO43-等，C错；当加入足量的盐酸时，无沉淀生成，加入BaCl2生成了白色沉淀，原溶液只可能为SO42-，此称HCl-BaCl2法。
答案：D。
▲ 多彩化学漫步
重庆开县的天然气矿“井喷”事故对人畜造成了极大的伤害。主要原因是喷发出的天然气中含有浓度较大的硫化氢气体，这种气体具有臭鸡蛋气味，有剧毒，其毒性原理为阻断机体细胞的内呼吸导致全身缺氧。由于中枢系统对缺氧敏感，因而首先受到损害。其爆炸极限为4.3%～45.5%，着火点为292℃。其相对分子质量为34，与空气的相对密度为1.2。
针对这次“井喷”事故，有专家提出如下现场处理措施：
（一）在井架入口、井架上、钻台边上、循环系统等处设置风向标，一旦发生紧急情况，作业人员可向1方向疏散。
（二）在含硫钻井地区的生产班当班人员每人配一套空气呼吸器2，另配一定数量的公用呼吸器，并做到人人会用、会维护、会检查。
（三）加强对钻井液中硫化氢浓度的测量，充分发挥除硫剂和除气器的功能，保持钻井液中硫化氢含量在15mg﹒m-3 以下。当硫化氢含量超过20mg﹒m-3安全临界浓度3时，工作人员应佩戴空气呼吸器，不允许单独行动，派专人监护现场。
（四）钻井队在现场条件下不能实施井控作业，决定放喷时，放出天然气烧掉4。
放喷点火应派专人进行……
（1）如果你负责疏散群众，那么，受灾人员的疏散方向时
A．顺风向 B．逆风向 C．地势高的方向 D．地势低的方向
（2）空气呼吸器中可盛放的物质是
A．氢氧化钠 B．碱石灰 C．氯化钠 D．氨水
（3）检测人员从现场取出500mL，含H2S 0.01mol，则此时工作人员
A．可安全生产 B．必须佩戴空气呼吸器
C．迅速离开现场 D．无法确定
（4）①点燃天然气时应注意什么问题？
②点燃天然气实属无奈之举，因为此法并不能完全消除环境污染，为什么？
多彩化学漫步
研析：（1）根据硫化氢比空气密度大的特点，应该要向高处疏散；至于顺风还是逆风，应属常识，如果顺风，则永远跑不出污染区，因而应逆疏散。（2）硫化氢能与氢氧化钠或碱石灰反应而被吸收，可用；而与氯化钠不反应，不可用；虽然能和氨水反应，但氨水本身具有很强的刺激性，不可用。（3）H2S已大大超标，即使佩带空气呼吸器，也有一定危险，应迅速离开现场。（4）①一要防止爆炸；二要防止中毒：人要佩戴防护用具，并站在天然气的逆风向处点火。②因为硫化氢燃烧会产生二氧化硫气体，同时，部分天然气如果不完全燃烧，还可能产生CO气体和大量烟尘，造成二次污染。
答案：（1）BC （2）AB （3）BC （4）见研析。
优化考题新演练
一、理解与应用
1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定的空气质量信息．这些污染物是
A．二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、悬浮微粒
B．二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、悬浮微粒
C．稀有气体、氮氧化物、一氧化碳、悬浮微粒
D．稀有气体、氮氢化物、一氧化碳、悬浮微粒
1．研析：环境保护在社会进步的今天越来越引起人们的重视。面对日益恶化的生态环境、能源危机，从化学的角度来关注环保，主要是了解污染物的来源。只有治理了污染源才可能做到“既治标又治本”。
二氧化硫的来源：化石燃料的燃烧、工业废气；氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、汽车尾气、工业废气；一氧化碳的来源：化石燃料的燃烧。
悬浮微粒是因环境被人为破坏造成的。如植被的砍伐造成的沙尘暴等。本题选择的判断是用排除法。B选项中的二氧化碳不属于污染物，C、D选项中的稀有气体不属于污染物。
答案：A。
2．“酸雨”的形成主要是由于
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多 D．汽车排出大量尾气
2．研析：空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多，在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是：
①化石燃料（煤和石油产品）的燃烧 ②含硫矿石的冶炼 ③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气
由于汽车燃用的汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的主要原因是：工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：B。
3．在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是
A．硫在空气中燃烧 B．铜片与浓硫酸共热
C．红热的木炭与浓硫酸反应 D．亚硫酸钠与稀硫酸反应
3．研析：硫在空气中燃烧生成SO2，硫被氧化；铜片与浓硫酸共热，浓硫酸被还原生成SO2；红热的木炭与浓硫酸反应，浓硫酸被还原生成SO2；亚硫酸钠与稀硫酸反应，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应。
答案：A。
4．8g硫与0.2 mol氧气充分反应后的气体总体积在标准状况下为
A．1.12 L B．2.24 L C．3.36 L D．4.48 L
4．研析： S ＋ O2 ＝ SO2 ΔV
1 1 0
从反应中看出发生反应的氧气与生成的二氧化硫在相同状况下体积相等．所以无论氧气适量、不足量或过量．该反应后的气体总体积即为反应前氧气的体积．即为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L
答案： D。
5．下列说法中不正确的是
A．硫单质与金属铁的反应生成硫化亚铁，体现了硫单质的氧化性
B．SO2能使酸性KMnO4溶液、氯水退色，说明SO2具有漂白作用
C．H2S既有还原性，又有氧化性
D．医疗上常用BaSO4作X射线透视的“钡餐”
5．研析：A中硫单质得电子做氧化剂，金属铁失电子，做还原剂，该反应中硫单质体现氧化性，A正确。B中SO2体现的是还原性，酸性KMnO4溶液、氯水具有强氧化性，被SO2还原而退色，故B不正确。C中H2S中硫元素化合价为－2，在反应中可升高，体现还原性，氢元素化合价为＋1，在反应中可降低，体现氧化性，C正确。D中BaSO4性质稳定，不溶于水，不溶于酸，也不易被X射线透过，故常用作X射线透视的“钡餐”，D正确。
答案：B。
6．设计一个只用BaCl2溶液及试管鉴别Na2SO3溶液和稀H2SO4的实验步骤。简要写出操作和实验结论。
6．研析： BaCl2溶液与Na2SO3溶液和稀H2SO4反应都生成白色沉淀BaSO3和BaSO4。但前者溶于酸而后者不溶于酸。
答案：各取试样适量，分别置于两支试管A、B中。分别向A、B中滴加足量的BaCl2溶液，都生成白色沉淀。静置，将A中上层清液注入B中，若B试管中沉淀溶解且放出有刺激性气味的气体，则说明B中原来加入的是Na2SO3溶液。A试管中则是稀H2SO4；若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来加入的是稀H2SO4，试管A中加入的就是Na2SO3溶液。
二、拓展与创新
7．黑火药的成分是硝酸钾、硫磺、木炭。当加热或点燃时会发生剧烈反应而爆炸。生成物中硫元素变为最低价，碳、氮两元素均变成空气中常见的气体。
（1）写出有关反应的化学方程式 。
（2）10.1g KNO3完全反应时，被它氧化的碳为 g。
（3）当爆炸时，常闻到一种刺激性气味，简述禁止燃放烟花爆竹的原因 。
（4）分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得 。将滤纸上的物质溶于 ，过滤，滤纸上的物质是 。
7．答案：（1）2KNO3＋3C＋S＝K2S＋N2↑＋3CO2↑（2）1.5（3）因为燃放烟花爆竹会产生SO2气体，此外还有噪声、粉尘等都会造成对环境的污染，且有时引发火灾，造成意外伤害事故（4） KNO3；CS2；碳
8．接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。（以下气体体积均换算为标准状况）
（1）某硫酸厂每天排放的1.12×104m3尾气中含0.2%（体积百分数）的SO2。问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏 (CaSO4·2H2O)。
（2）如果将上述尾气560L通入100mL2mol/L的氢氧化钠溶液使其充分反应。试分析所得溶液中溶质的成分，并计算确定各成分的物质的量。
8．研析：（1） SO2 ～ CaSO4·2H2O
22.4 172
1.12×104×0.2% x x=172kg
（2）560L尾气中含SO2的物质的量为560L×0.2%÷22.4L/mol =0.05mol
100mL氢氧化钠溶液中含NaOH的物质的量为2mol/L×0.1L=0.2mol
根据SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
0.05mol SO2消耗NaOH的物质的量为0.05mol×2=0.1mol
因此，NaOH过量，Na2SO3的物质的量应根据SO2的量计算
所得溶液中各成分的物质的量为
n(NaOH)=0.2mol-0.1mol=0.1mol n(Na2SO3)=n(SO2)=0.05mol
答案：n(NaOH)： 0.1mol；n(Na2SO3)：0.05mol。
三、综合与探究
9．亚硫酸钠中有+4价的硫，它既有氧化性又有还原性，现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。
（1）要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有_____________，看到的现象是__________，反应的方程式为__________________________。
（2）要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有_______________，看到的现象是________________，反应的方程式为_________。
9．研析：（1）+4 硫有还原性，可被氧化剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强经剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强氧化性，由此可知应选溴水。（2）+4价的硫具有氧化性，与其还原性相比，氧化性较弱，只有在特定条件下才表现出氧化性，如在酸性条件下，+4价的硫才较易还原成单质硫，因此要证明其氧化性，应选用的试剂是H2SO4和Na2S溶液。
答案： （1）溴水，Na2SO3溶液；溴水褪色；Br2+H2O+Na2SO3＝Na2SO4+2HBr；（2）稀H2SO4，Na2SO3溶液，Na2S溶液；产生淡黄色沉淀； 2Na2S+Na2SO3+4H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O。
10．根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答： 。
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式： 。
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是 ，作用是 。
B中加入的试剂是 ，作用是 。
C中加入的试剂是 ，作用是除尽 气体。
D中加入的试剂是 ，作用是 。
（4）实验时，C中应观察到的现象是 。
10．研析：本题的考点有：对较复杂的实验装置气密性的检查，用学过的化学知识检验浓H2SO4与木炭粉加热时得到的全部反应产物；同时通过对CO2的检验考查考生在进行化学实验时思维的严密性。
对实验装置的气密性检查是中学化学实验的基本要求之一，在本题中，由于装置比较大，双手的热量不足以使整个装置中气体膨胀，效果不显著，因而在B、C、D洗气瓶的导管口见不到气泡冒出，如果同学们明白检验装置气密性应用的原理，很容易会想到，在反应前用小火加热（或其他方法），使瓶内空气迅速膨胀，导致气泡从洗气瓶的导管中冒出，停止加热后，烧瓶冷却，瓶内压力减小，产生负压，水会升到洗气瓶的导管里，形成一段水柱，由此证明装置不漏气。
浓H2SO4与木炭反应生成H2O(g)，SO2(g)，CO2(g)三种气态物质，根据中学学过的化学知识，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O(g)，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；由于SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以这时一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。因此在装置中，容器A中的试剂是无水CuSO4、B中是品红溶液、D中是澄清石灰水。由于酸性KMnO4溶液具体强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能说明气流中的SO2已经除尽，使澄清石灰水变浑只能是由于气体中有CO2。（如果考生回答在Ｃ中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。
答案：（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4＋C2H2O＋2SO2↑＋CO2↑
（3）A：无水硫酸铜。检验H2O B：品红溶液。检验SO2 C：酸性KMnO4溶液。SO2 D：澄清石灰水。检验CO2
（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。（或不褪色，或不褪成无色）。
本节答案解析与研读
本节教材课后习题（P88）
1．（1）A、B （硫单质俗称硫磺，是一种黄色或淡黄色的固体：很脆，易研成粉末；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔点和沸点都不高。）
（2）B （SO2是无色，有刺激性气体，有毒）
（3）B （4）D （5）B（SO2可以使品红溶液褪色，SO2，CO2 都能使紫色石蕊溶液变红）
（6）C （煤和石油含有硫元素，这些燃料燃烧时除了产生CO2外，还会产生SO2。排放到空气中的SO2在O2 和H2O的共同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨。）元素的氧化性是化合价降低 而还原性是化合价升高。
2．Fe+S FeS S+O2SO2
3．（1）因为废气中含有SO2 ，SO2 是有刺激性气味的有毒气体，对环境造成污染，形成酸雨。酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁生态环境。酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠，长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；酸雨对人体健康也有直接影响，如酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这样的水会危害人体健康。
（2）2SO2+O22SO3 SO3 +H2O =H2SO4 SO2+H2O =H2SO3
（3）① SO2+CaCO3= CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4
②与碱溶液脱硫的方法相比，用石灰脱硫的优点是原料石灰廉价易得经济，所得产物为CaSO4，可生产石膏（ CaSO4 2H2O）变废为宝，充分利用原料。不足是用石灰脱硫，CaCO3 在水中溶解度小，与SO2反应较缓慢。
4．由反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 △m
480g 320g 160g
m 1g-0.76g
m= 480g×(1g-0.76g)÷160g=0.72g
从而该矿石中FeS2的含量为w(FeS2)= 0.72g÷1g=72%
由反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2 SO2+O2 =2SO3 SO3 +H2O =H2SO4得
FeS2 ——————2 H2SO4
120 g 2× 98g
1t ×72% ×(1-2%) m× 98%
m=1.18t
答：该矿石1t可制得98％的浓H2SO41.18t。
5．（1）① S+O2SO2 ② H2S+SO2=3S+2H2O ③2SO2+O22SO3
④SO3+H2O=H2SO4 ⑤ 2H2SO4(浓)＋CuCuSO4 + SO2↑+H2O ⑥SO2+2H2O+Cl2=2HCl+H2SO4
（2）S的物理性质：是淡黄色或黄色的固体，很脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔点和沸点较低。S的化学性质：既有氧化性又有还原性。S的用途：制造H2SO4，化肥，火柴，及杀虫剂，还用于制造火药，烟花爆竹。
SO2的性质：是无色刺激性的气体，既有氧化性又有还原性。SO2的用途：具有杀菌作用，可做消毒剂和防腐剂，用于杀灭地下室、地窖、酒桶、发酵桶中的霉菌。
（3）Na2S BaSO3 BaSO4 CaSO4 2H2O 2CaSO4 H2O
（4）大蒜的含硫物质刺激免疫细胞CD4的增生。姜黄、小茴香、丁香各有一定抗菌的效果，做菜时用这些香料取代盐和酱油，是更健康的做法。每天食150克的优酪乳或酸凝酪，利用有益细菌来改善肠道健康，使黏膜组织完整，减少肠道中细菌或毒素进入血液从而提高免疫力。要增强全家大小的免疫力并不是一件难事，配合正确均衡的饮食，再加上适度运动维持充足睡眠减轻生活压力就可达成。
探究解题新思路
1．研析：上述3种气体本身属于大气的污染物，即一次污染物。硫化氢还原性很强，易燃烧、氧化转化成二次污染物二氧化硫。二氧化硫与水结合生成亚硫酸，进一步被氧化成硫酸，增加酸雨的酸度。汽油不完全燃烧，生成剧毒的一氧化碳气体。上述3种气体都可转化为二次污染物。
答案：D。
2．研析：解析解答除杂质题的思路是：①不增：即不增加新的杂质，增加了要设法除尽。②不减：不减少欲被提纯的物质。③易分离：即被提纯的物质与杂质容易分离。④易转变：即加入的试剂能把杂质转变为被提纯的物质，或转变为气体、沉淀、易溶物而除去。 由此可知答案。
答案：（1）加热方法好；碳酸氢铵可全部分解，无残余物，而加强碱只除去NH4+，且消耗了试剂；将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色，则分解已完全。
（2）用BaCl2溶液为好，避免溶液中引入NO3-；取少量的上层清液，滴加BaCl2溶液，如不产生浑浊，表示SO42-已完全除去。
3．研析：（差量法）H2S和SO2的反应方程式如下：
2H2S＋SO2＝3S＋2H2O
SO2＋2H2S＝3S＋2H2O ～ S（氧化、还原产物之差）
1 mol 32 g
n（SO2） 8.0 g
n（SO2）＝0.25 mol，
n（SO2）∶n（H2S）＝0.25 mol∶（1.00 mol－0.25 mol）＝1∶3。
答案：D
4．研析：（1）撤去酒精灯，反应仍能继续，表明有热量来源．热量何来？只能说反应是放热反应。
（2）FeS与H2SO4发生复分解反应。（3）应将多余的H2S吸收或通过通风橱排走，以免中毒。
答案：（1）Fe与S的反应是放热反应 （2）FeS＋2H＋＝Fe2＋＋H2S↑
（3）在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH（aq）〔或CuSO4（aq）〕的洗气瓶（或制取H2S时在通风橱中进行）。
5．研析：题目提供了3个温度数据，燃烧温度：1个高于硫的沸点，1个低于硫的沸点。温度高于硫沸点时，硫变成了气态，火焰呈白色正是混有大量硫蒸气的原因。
答案：温度高，导致液态硫磺大量蒸发，硫蒸气来不及燃烧而部分随产生的SO2一同输送出去，故硫磺消耗速度加快，SO2产率反而下降。在输送过程中，硫磺蒸气冷凝成固体硫严重堵塞输送管道。
6．研析：只要搞清设计实验的目的和原理，结合硫和铁反应的特点，注意空气的氧化性，即可迎刃而解。
答案：（1）防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验。（2）防止环境中的O2参与反应
（3）硫和铁粉反应是放热的
（4）除去混合物中的硫粉 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O CS2
（5）防止H2SO4溶解的氧气氧化生成的Fe2＋
（6）加入煮沸的KSCN溶液．看是否变为血红色溶液
7．研析：本题讨论的是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题，综合了生物、化学、人类健康等方面的知识。
答案：（1）酸雨 （2）呼吸 呼吸困难、咳嗽、喉痛、支气管哮喘、肺气肿等（任2种）。
（3）叶 （4）2NH3·H2O＋SO2＝2NH4+＋SO32－＋H2O （5）CaCO3CaO＋CO2↑；
CaO＋SO2CaSO3； 2CaSO3＋O22CaSO4
8．研析：根据H2S燃烧通式：
xH2S+yO2＝(3x/2-y)S+(y-x/2)SO2+xH2O
将x＝a,y＝1代入得：
aH2S+O2＝(3a/2-1)S+(1-a/2)SO2+aH2O
由此可得：
答案：(1)全部是SO2时，3a/2≤1,即a≤2/3
(2)全部是S时，a/2≥1，即a≥2，很显然，此时d1＞d2。
(3)部分是SO2，部分是S时，a/2＜1＜3a/2，即3/2＜a＜2，此时：生成的SO2为1-a/2mol，容器内共有气体：1- a/2+a＝1+ a/2mol。
9．研析： ①气体通过浓H2SO4，体积无变化，说明无NH3和H2S（H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应）。
②气体通过饱和Na2CO3溶液质量增加0.5g，发生了反应：
SO2+Na2CO3＝Na2SO3+CO2 Δm
22.4L ∶ 44g (64-44)g
V(SO2) ∶ m(CO2) 0.5g
V(SO2)＝0.56L m(CO2)＝1.1g
φ(SO2)＝0.56L/1L×100%＝56%
③通过灼热的CuO有红色物质生成，说明有还原性气体H2或CO或两者皆有。
④通入澄清石灰水变浑浊，说明有CO2(由两部分组成)，且为1.54g，则③中的还原性气体必含CO：
CO ～ CO2 ～ Ca(OH)2
22.4L 4g
V(CO) (1.54g-1.1g)
V(CO)＝22.4L×0.44g/44g＝0.224L＝224mL
⑤最后得到的气体只能是N2，且V(N2)＝V(H2O)＝104mL，S则V(H2)＝1000ml-888mL＝112mL。
答案：（1）56%；（2）N2，H2，CO；（3）H2∶112mL；（4）CO∶224mL
10．研析：解答本题时，一要挖掘隐含的两个反应；二要运用平均值规律通过对“5.75g”和“7.10g”的量的分析，判断溶质的组成。
SO2与NaOH作用可能的反应有：
SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O;SO2+NaOH＝NaHSO3。
1120mLSO2气体可生成0.0500molNa2SO3或NaHSO3，质量是6.30g或5.20g。依题意，两份溶液中，含溶质5.75g的一定含Na2SO3和NaHSO3；含溶质7.10g的一定含Na2SO3和NaOH。
设第一份溶液中含Na2SO3物质的量为x，NaHSO3物质的量为y，则：
解得 x＝0.0250mol,y＝0.0250mol。
原溶液中含NaOH物质的量为：
2x+y＝0.0750mol,
c(NaOH)＝＝0.150mol/L。
依上分析，第二份溶液中含Na2SO30.0500mol，质量是6.30g，则含NaOH的质量为：m(NaOH)＝7.10g-6.30g＝0.80g。
原溶液中含NaOH物质的量为：
2×0.0500mol+＝0.120mol,
c(NaOH)＝＝0.240mol/L。
答案： 0.150mol/L、0.240mol/L。
优化考题新演练
1．研析：环境保护在社会进步的今天越来越引起人们的重视。面对日益恶化的生态环境、能源危机，从化学的角度来关注环保，主要是了解污染物的来源。只有治理了污染源才可能做到“既治标又治本”。
二氧化硫的来源：化石燃料的燃烧、工业废气；氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、汽车尾气、工业废气；一氧化碳的来源：化石燃料的燃烧。
悬浮微粒是因环境被人为破坏造成的。如植被的砍伐造成的沙尘暴等。本题选择的判断是用排除法。B选项中的二氧化碳不属于污染物，C、D选项中的稀有气体不属于污染物。
答案：A。
2．研析：空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多，在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是：
①化石燃料（煤和石油产品）的燃烧 ②含硫矿石的冶炼 ③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气
由于汽车燃用的汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的主要原因是：工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：B。
3．研析：硫在空气中燃烧生成SO2，硫被氧化；铜片与浓硫酸共热，浓硫酸被还原生成SO2；红热的木炭与浓硫酸反应，浓硫酸被还原生成SO2；亚硫酸钠与稀硫酸反应，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应。
答案：A。
4．研析： S ＋ O2 ＝ SO2 ΔV
1 1 0
从反应中看出发生反应的氧气与生成的二氧化硫在相同状况下体积相等．所以无论氧气适量、不足量或过量．该反应后的气体总体积即为反应前氧气的体积．即为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L
答案： D。
5．研析：A中硫单质得电子做氧化剂，金属铁失电子，做还原剂，该反应中硫单质体现氧化性，A正确。B中SO2体现的是还原性，酸性KMnO4溶液、氯水具有强氧化性，被SO2还原而退色，故B不正确。C中H2S中硫元素化合价为－2，在反应中可升高，体现还原性，氢元素化合价为＋1，在反应中可降低，体现氧化性，C正确。D中BaSO4性质稳定，不溶于水，不溶于酸，也不易被X射线透过，故常用作X射线透视的“钡餐”，D正确。
答案：B。
6．研析： BaCl2溶液与Na2SO3溶液和稀H2SO4反应都生成白色沉淀BaSO3和BaSO4。但前者溶于酸而后者不溶于酸。
答案：各取试样适量，分别置于两支试管A、B中。分别向A、B中滴加足量的BaCl2溶液，都生成白色沉淀。静置，将A中上层清液注入B中，若B试管中沉淀溶解且放出有刺激性气味的气体，则说明B中原来加入的是Na2SO3溶液。A试管中则是稀H2SO4；若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来加入的是稀H2SO4，试管A中加入的就是Na2SO3溶液。
7．答案：（1）2KNO3＋3C＋S＝K2S＋N2↑＋3CO2↑（2）1.5（3）因为燃放烟花爆竹会产生SO2气体，此外还有噪声、粉尘等都会造成对环境的污染，且有时引发火灾，造成意外伤害事故（4） KNO3；CS2；碳
8．研析：（1） SO2 ～ CaSO4·2H2O
22.4 172
1.12×104×0.2% x x=172kg
（2）560L尾气中含SO2的物质的量为560L×0.2%÷22.4L/mol =0.05mol
100mL氢氧化钠溶液中含NaOH的物质的量为2mol/L×0.1L=0.2mol
根据SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
0.05mol SO2消耗NaOH的物质的量为0.05mol×2=0.1mol
因此，NaOH过量，Na2SO3的物质的量应根据SO2的量计算
所得溶液中各成分的物质的量为
n(NaOH)=0.2mol-0.1mol=0.1mol n(Na2SO3)=n(SO2)=0.05mol
答案：n(NaOH)： 0.1mol；n(Na2SO3)：0.05mol。
9．研析：（1）+4 硫有还原性，可被氧化剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强经剂氧化，在指定的试剂中只有溴水具有强氧化性，由此可知应选溴水。（2）+4价的硫具有氧化性，与其还原性相比，氧化性较弱，只有在特定条件下才表现出氧化性，如在酸性条件下，+4价的硫才较易还原成单质硫，因此要证明其氧化性，应选用的试剂是H2SO4和Na2S溶液。
答案： （1）溴水，Na2SO3溶液；溴水褪色；Br2+H2O+Na2SO3＝Na2SO4+2HBr；（2）稀H2SO4，Na2SO3溶液，Na2S溶液；产生淡黄色沉淀； 2Na2S+Na2SO3+4H2SO4＝3Na2SO4+3S↓+3H2O。
10．研析：本题的考点有：对较复杂的实验装置气密性的检查，用学过的化学知识检验浓H2SO4与木炭粉加热时得到的全部反应产物；同时通过对CO2的检验考查考生在进行化学实验时思维的严密性。
对实验装置的气密性检查是中学化学实验的基本要求之一，在本题中，由于装置比较大，双手的热量不足以使整个装置中气体膨胀，效果不显著，因而在B、C、D洗气瓶的导管口见不到气泡冒出，如果同学们明白检验装置气密性应用的原理，很容易会想到，在反应前用小火加热（或其他方法），使瓶内空气迅速膨胀，导致气泡从洗气瓶的导管中冒出，停止加热后，烧瓶冷却，瓶内压力减小，产生负压，水会升到洗气瓶的导管里，形成一段水柱，由此证明装置不漏气。
浓H2SO4与木炭反应生成H2O(g)，SO2(g)，CO2(g)三种气态物质，根据中学学过的化学知识，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O(g)，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；由于SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以这时一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。因此在装置中，容器A中的试剂是无水CuSO4、B中是品红溶液、D中是澄清石灰水。由于酸性KMnO4溶液具体强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能说明气流中的SO2已经除尽，使澄清石灰水变浑只能是由于气体中有CO2。（如果考生回答在Ｃ中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。
答案：（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4＋C2H2O＋2SO2↑＋CO2↑
（3）A：无水硫酸铜。检验H2O B：品红溶液。检验SO2 C：酸性KMnO4溶液。SO2 D：澄清石灰水。检验CO2
（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。（或不褪色，或不褪成无色）。
多彩化学漫步
研析：（1）根据硫化氢比空气密度大的特点，应该要向高处疏散；至于顺风还是逆风，应属常识，如果顺风，则永远跑不出污染区，因而应逆疏散。（2）硫化氢能与氢氧化钠或碱石灰反应而被吸收，可用；而与氯化钠不反应，不可用；虽然能和氨水反应，但氨水本身具有很强的刺激性，不可用。（3）H2S已大大超标，即使佩带空气呼吸器，也有一定危险，应迅速离开现场。（4）①一要防止爆炸；二要防止中毒：人要佩戴防护用具，并站在天然气的逆风向处点火。②因为硫化氢燃烧会产生二氧化硫气体，同时，部分天然气如果不完全燃烧，还可能产生CO气体和大量烟尘，造成二次污染。
答案：（1）BC （2）AB （3）BC （4）见研析。
第4节 海水中的化学元素
宇航员们从太空遥看地球时发现人类赖以生存的地球是一颗蔚蓝色的星球，这与地球表面70%以上的面积被海洋覆盖有着很大的关系。尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？
研习教材重难点
研习点1 海水——化学元素宝库
1．海水中的元素
微量元素：锂、碘、铀。
常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。
说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。
2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途
氯化钠：食用、生理盐水、化工原料
锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。
碘：碘酒消毒，人体必需元素
铀：核燃料
3．氯碱工业
（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
（2）原料：饱和食盐水
（3）原理：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
(4 ) 设备：离子交换膜法电解槽
【交流·研讨】
① 写出电解饱和食盐水的离子方程式。
② 粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、 SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？
解答：① 2Cl + 2 H2 O 2OH- + H2↑+ Cl2 ↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH 溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可。
【领悟·整合】
海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
典例1：中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是
A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．搅拌
研析：实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。
答案：B
典例2：医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有丰富的 ；碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性的问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济的可行措施是 。
研析：碘是海水中的微量元素，有非常重要的用途，不仅可以制药，而且有极其重要的生理作用。人体的碘主要存在于甲状腺里，如果缺碘，就容易患甲状腺肿大，而海带中含有丰富的碘。多食海带，可以在一定程度上缓解我国缺碘严重的状况，但毕竟解决不了根本问题。为了消除碘缺乏病，我国政府规定在食盐中必须加入一定量的碘酸钾，以确保人体对碘的摄入量。
答案：碘元素；食盐加碘（盐）。
研习点2 镁和海水提镁
1. 海水提镁的方法
（1）海水提镁的3个环节：①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。
（2）相关化学（或离子）方程式：
①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2
②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓； Mg(OH)2＋2H+＝ Mg2+＋2H2O
③MgCl2Mg+Cl2↑
2．镁的性质
（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。
（2）化学性质
①与非金属单质反应
2Mg + O2 2MgO 3Mg + N2 Mg3N2 Mg + Cl2 MgCl2
②与酸反应
与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg + 2H+ ＝Mg2+ + H2 ↑
与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：
Mg + 2 H2SO4(浓) ＝ MgSO4 + SO2↑+ 2H2O
③与某些氧化物反应2Mg + CO2 2MgO + C
【领悟·整合】
（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、 Ca、 Na、 Mg等可燃物则是助燃剂。
（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。
典例3：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
研析：此题是引导学生关注生活、生产实际，从化学视角解释生活现象，真正做到学以致用。
建筑装饰材料属于长期使用的材料，其不易生锈、密度小；强度高等性质有利于建筑物的长久安全使用。但建筑材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它导致建筑物遭雷击。
答案：B
典例4：镁不仅能在O2中燃烧，它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。与CO2性质相似，镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧，写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。
（1）Mg＋SO2
①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
（2）Mg＋H2O(g)
①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
研析：（类比法）Mg与CO2反应的实质是Mg夺取了CO2中的氧，本身被氧化为MgO，把C还原了出来： 2Mg＋CO22MgO＋C。由题意可知，Mg也能夺去SO2（或H2O）中的氧，本身被氧化为MgO，把S（或H2）还原出来。与Mg与CO2反应不完全相同的是，部分Mg还能和生成的硫继续反应，生成硫化镁。
答案：（1）①2Mg＋SO22MgO＋S Mg＋SMgS
②Mg在SO2中燃烧，产生白色固体，也产生黄色固体
（2）①Mg＋H2O(g) MgO＋H2 ②Mg在H2O(g)燃烧，生成白色固体
研习点3 溴和海水提溴
1．与溴关系密切的一组元素——卤素
溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面有一定的相似性，它们在元素周期表中排在同一纵列（同一族）里，常一起研究。由于这些元素易形成盐，所以它们被称为卤素（卤是“成盐”的意思）。
2．溴单质和碘单质的物理性质
（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性。
物理性质 溴单质 碘单质
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性和溶液颜色 水中 可溶；橙黄色 难溶；黄褐色
酒精中 易溶；橙红色 易溶；褐色
四氯化碳中 易溶；橙红色 易溶；紫红色
（2）萃取
实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象
实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取。
利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗。
【领悟·整合】
溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有机溶剂。溴是常温下唯一呈液态的非金属，保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发。碘易升华，遇淀粉变蓝，这是碘的特性。
3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱
实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：
实验项目 实验操作 实验现象 实验结论
氯置换溴 将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中 溶液由无色变为橙黄色 氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
氯置换碘 将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2
溴置换碘 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2
结论 氯、溴、碘的氧化性：Cl2>Br2>I2;还原性：Cl-
①