2022年高三专题复习硫及其化合物 .pdf
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1、学习好资料欢迎下载高三专题复习硫及其重要化合物【高考目标定位】考纲导引考点梳理1.了解硫元素单质及其化合物的主要性质及应用。2.了解硫元素单质及其化合物对环境质量的影响。1.硫。2.二氧化硫和三氧化硫。3.硫的氧化物对大气的污染。4.硫酸。【考纲知识梳理】硫及其化合物相互转化关系H2SSSO2SO3Na2SO4FeSFeS2Na2SO3H2SO3H2SO4BaSO4HClH2, O2,燃烧H2SO2,燃烧加热分解不完全燃烧O2,催化剂, NaOHNaOHO2BaCl2H2OBaCl2浓酸,Cu,浓酸,C,H2OH2SO4O2,高温Fe,【要点名师精解】一、硫及其重要化合物的主要性质及用途1、硫
2、(1)物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。(2)化学性质:硫原子最外层6 个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)2Na+S=Na2S (剧烈反应并发生爆炸) 2Al+3S Al2S3(制取 Al2S3的唯一途径) Fe+SFeS(黑色)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页学习好资料欢迎下载2Cu + S Cu2S(黑色)与非金属反应 S+O2SO2 S+H2H2S(说明硫
3、化氢不稳定)与化合物的反应S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+2H2O S+2H2SO4(浓) 2SO2+2H2O 3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫)(3)用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药。2、硫的氢化物硫化氢的制取:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S(不能用浓H2SO4或硝酸,因为H2S具有强还原性) H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。硫化氢的化学性质A可燃性:当22/OSHnn2/1 时, 2H2S+O22S+2H2O (H2S过量)当22/OSHnn2/3 时, 2H2S+3O22S
4、O2+2H2O ( O2过量)当23222OSHnn时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SO2B强还原性:常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、 HNO3、KMnO4等,甚至 SO2均可将 H2S氧化。C不稳定性: 300以上易受热分解H2S的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。例 1:室温时, H2S和 O2的混合气体100mL,点燃后充分反应,剩余25mL ,求 H2S 和 O2的体积比。解析: 剩余的 25mL气体可能是什么?H2S O2和 SO2SO2若 H2S过量,余25mL H2S 则参加反应的SHV2=75mL 32=50mL 2OV=75mL 31=25mL SHV2:2OV=(5
5、0+25):25=3:1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页学习好资料欢迎下载若为 O2和 SO2则 O2过量,据: 2H2S+3O2 = 2SO2+2H2O V 2 3 2 3 2LH2S完全反应,体积减少3L,现减少100mL-25mL=75mL 则需 H2S的体积为3275mL=50mL ,O2的体积为75mL ,75mL+50mL100mL ,不可能。两种反应物完全反应,产物为S、SO2和 H2O 设 H2S的体积为aO2的体积为b 则 aH2S+bO2=(23a-b )S+(b-2a)SO2+aH2O a
6、=50mL b=50mL 体积比为1:1 3、硫的氧化物(1)二氧化硫:SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。SO2有强还原性常见氧化剂(见上)均可与SO2发生氧化一还原反应如: SO2 + Cl 2 +2H2O = H2SO4 + 2HCl SO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S +2H2O SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)实验室制法:Na2SO3 + H2SO4( 浓) = Na2SO3 + H2O +SO2或 Cu + 2H2SO4(浓) =
7、 CuSO4 + 2H2O + SO2(2)三氧化硫:是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。(3)比较 SO2与 CO2、SO3SO2CO2SO3主要物性无色、有刺激性气体、易液化易溶于水 (1:40) 无色、无气味气体能溶于水(1:1) 无色固体. 熔点(16.8 )与水反应SO2+H2O H2SO3中强酸CO2+H2O H2CO2弱酸SO3+H2O=H2SO4(强酸 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页学习好资料欢迎下载与碱反应Ca(OH)2CaSO3Ca(HS
8、O3)2清 液白清液Ca(OH)2CaCO3 Ca(HCO3)2 清 液白 清液SO3+Ca(OH)2 =CaSO4( 微溶 ) 紫色石蕊变红变红变红品红褪色不褪色不褪色鉴定存在能使品红褪色又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性SO2+2H2S=2S +2H2O CO2+2Mg = 2MgO+C CO2+C = 2CO 还原性有无与Na2O2作用Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3=2NaSO4+O2(4)酸雨的形成和防治酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中又以硫
9、酸为主。从污染源排放出来的SO2、NOx(NO 、NO2)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成H2SO4,而 NO被空气中氧气氧化为NO2,NO2直接溶于水形成HNO3,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。硫酸型酸雨的形成过程为:气相反应:2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4;液相反应: SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。总反应:232522224222MnFeCuVSOHOOHSO、硝酸型酸雨的形成过程为:2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO 。引起硫酸型酸雨
10、的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的 NOx人为排放主要是机动车尾气排放。酸雨危害:直接引起人的呼吸系统疾病;使土壤酸化,损坏森林;腐蚀建筑结构、工业装备,电信电缆等。酸雨防治与各种脱硫技术:要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页学习好资料欢迎下载率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用
11、。在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO2,这种方法称为“钙基固硫”,其反应方程式为: SO2+CaO=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO2,其反应方程式为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。在冶金工业的烟道废气中,常混有大量的SO2和 CO ,它们都是大气的污染物, 在 773和催化剂 ( 铝矾土 ) 的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:SO2+2CO=S+CO24、硫酸稀 H2SO4具有酸
12、的一般通性,而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性:SO42的鉴定(干扰离子可能有:CO32-、 SO32-、SiO32-、Ag、PO43等) :待测液澄清液白色沉淀(说明待测液中含有SO42-离子)硫酸的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。二、硫酸的工业制法接触法1、生产过程 : 三阶段SO2制取和净化SO2转化为 SO3 SO3吸收和 H2SO4的生成三方程4FeS2(s) 11O2(g) = 2Fe2O3(s) 8SO2(g) ;H=-3412 kJ/mol 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) ;H-1
13、96.6 kJ/mol SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l);H=-130.3 kJ/mol 三设备沸腾炉接触室吸收塔有矿石粉碎 , 以增大矿石逆流原理( 热交换器)逆流原理(98.3% 的浓硫精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页学习好资料欢迎下载关原理与空气的接触面,加快反应速率目 的: 冷 热气体流向 相反,冷的 SO2、O2、N2被预热,而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却 . 酸从塔顶淋下,气体由下往上,流向相反,充分接触,吸收更完全 ) 设备中 排 出的气体炉 气 :SO2.N2.O2. 矿 尘(
14、除尘 ). 砷硒化合物( 洗涤). H2O气( 干燥 )净化气 :SO2.N2.O2SO2、O2、N2、SO3尾气: SO2及 N2、 O2不能直接排入大气中说明矿尘 . 杂质 : 易使催化剂“中毒”H2O气: 腐蚀设备、 影响生产反应条件理论需要: 低温、高压、催 化 剂 ; 实 际 应 用 :400 500、常压、催化剂实际用 98.3%的浓硫酸吸收 SO3, 以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收2、尾气处理:氨水),(222等含ONSO (NH4)2SO342SOH (NH4)2SO4+ SO2 NH4HSO3三、氧族元素1、氧族元素比较:原子半径 O SSeTe 单质氧化性 O2
15、SSeTe 单质颜色无色淡黄色灰色银白色单质状态气体固体固体固体氢化物稳定性 H2O H2SH2SeH2Te 最高价含氧酸酸性 H2SO4H2SeSO4H2TeO42、O2和 O3比较O2O3 颜色无色气态淡蓝色气味无刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧气的大密度臭氧比氧气易溶于水氧化性强极强( O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页学习好资料欢迎下载(不易氧化Ag、Hg等)(易氧化 Ag、Hg等不活泼金属)漂白性无有(极强氧化性作消毒剂和脱色剂)稳定性3O22O3 2O3=3O
16、2 相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体3、比较 H2O和 H2O2H2O H2O2电子式化学键极性键极性键和非极性键分子极性有有稳定性稳定2H2O 2H2+O2不稳定2H2O2 2H2O+O2氧化性较弱(遇强还原剂反应)2Na+2H2O=2NaOH+H2较强(遇还原剂反应)SO2+H2O2=H2SO4还原性较弱(遇极强氧化剂反应)2F2+2H2O=4HF+O2较强(遇较强氧化剂反应)2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O 作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等例 2:A、B、C 是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种无素组成,甲、乙是两种单质。这些化合物和单
17、质之间存在如下的关系:据此判断:(1) 在 A、B 、 C这三种化合物中,必定含有乙元素的是( 用 A、B、C字母填写 ) 。(2) 单质乙必定是( 填“金属”或“非金属”) ,其理由是。(3) 单质乙的化学式可能是,则化合物B的化学式是。【解析】 本题不仅考查学生对非金属元素的单质及化合物性质的综合认识水平,同时也是对学生思维能力,特别是推理能力的综合检验。题目中的三问,由易到难,考查层次由低到高,着重考查学生的分析、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页学习好资料欢迎下载推理、正向思维与逆向思维、从抽象思维到具体运
18、用等能力,第(3) 问又在前两问的基础上考查了学生将元素及其化合物知识进行归纳整理的能力。(1) 根据框图所示,单质甲+单质乙化合物 A,所以 A中一定含乙元素;甲+BA+C ,由于甲、乙为两不同种元素的单质,所以A中含有的乙元素一定来自于B。(2) 由于 A、B中都含有乙元素,A+B乙+C,乙为单质。说明A、B中乙元素发生氧化还原反应之后生成零价乙元素。据同种元素不同价态间氧化还原反应的价态归中原理,可知乙元素在A、B 介于 0 价两端,即为正价和负价。而只有非金属元素才可能表现正价和负价。所以乙为非金属元素。(3) 在中学化学中,显正、负价的非金属元素有Cl、S、N、 C、H。在此范围中依
19、题进行筛选。S和 N2均合适。本题可排出下列关系:【答案】 (1)A 、B (2) 非金属,因为A+B乙+C ,且乙为单质,可知乙元素在A、B中分别呈正、负,所以乙是非金属。(3)S ,H2S(或 N2,NH3) 。【感悟高考真题】1 (2010全国卷1)下列叙述正确的是ALi 在氧气中燃烧主要生成22Li OB将 SO2通入2BaCl溶液可生成3BaSO沉淀C将 CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸D将 NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成 Cu 【解析】 A错误,因为 Li 在空气中燃烧只能生成Li2O,直接取材于第一册课本第二章第三节; B 错误,酸性: HClH2SO3H2C
20、O3所以通入后无BaSO3沉淀,因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2;D错误,溶液中该反应难以发生,先是:2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+(NH4)2SO4, 接着 Cu(OH)2CuO+H20, 溶液中NH3不能还原CuO 为Cu, 要 还 原 必 须 是 干 燥 的 固 态 ! C 正 确 , 强 酸 制 弱 酸 , 酸 性 : H2CO3 HClO, 反 应 为 :CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO ,直接取材于课本第一册第四章第一节;【答案】 C 【命题意图】考查无机元素及其化合物,如碱金属,氯及其化合物,碳及其化合物,硫及其化合物
21、,氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本,D取材于高二第一章氮族。【点评】再次印证了以本为本的复习策略,本题四个选项就直接取材于课本,属于简单题,不重视基础,就有可能出错!精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页学习好资料欢迎下载2. (2010上海卷) 下列实验过程中,始终无明显现象的是ANO2通入 FeSO4溶液中 BCO2通入 CaCl2溶液中CNH3通入 AlCl3溶液中 DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案: B 解析:此题考查了常见元素化合物知识。NO2通入后和水反应生成具有强氧化性的硝酸,
22、其将亚铁盐氧化为铁盐,溶液颜色由浅绿色变为黄色,排除A; CO2和 CaCl2不反应,无明显现象,符合,选B;NH3通入后转化为氨水,其和AlCl3反应生成氢氧化铝沉淀,排除C;SO2通入酸化的硝酸钡中,其被氧化为硫酸,生成硫酸钡沉淀,排除D。易错警示: 解答此题的易错点是:不能正确理解CO2和 CaCl2能否反应, 由于盐酸是强酸,碳酸是弱酸,故将 CO2通入 CaCl2溶液中时,两者不能发生反应生成溶于盐酸的碳酸钙沉淀。3. (2010广东理综卷) (16 分)某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的 NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量 N
23、aOH 溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH = _(2)反应 Cl2+Na2SO3+2 NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为_(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、 OH 和 SO24请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的 CO2的影响)提出合理假设假设 1:只存在SO32-;假设 2:既不存在SO32-也不存在ClO;假设 3:_设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3moL L-1H2SO4、1moL L-1NaOH 、0.01molL-1KMnO4、淀粉 -KI 溶液、紫色石蕊试
24、液实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moL L-1H2SO4至溶液呈酸性, 然后将所得溶液分置于 A、B试管中步骤 2:步骤 3:解析: (1) NaOH 过量,故生成的是正盐:SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O 。(2)S 元素的价态从 +4+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为Na2SO3。(3) 很明显,假设3 两种离子都存在。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页学习好资料欢迎下载加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和 HClO;在 A 试管中滴加紫
25、色石蕊试液,若先变红后退色,证明有ClO-,否则无;在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液,若紫红色退去,证明有SO32-,否则无。答案:(1) Na2SO3+H2O (2) Na2SO3(3) SO32-、ClO-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moL L-1H2SO4至溶液呈酸性, 然后将所得溶液分置于 A、B试管中步骤 2:在 A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色,证明有ClO-,否则无步骤3:在B 试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫红色退去,证明有SO32-,否则无4. (2010山东卷)(16)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为2
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