2021高三全国统考化学（经典版）一轮学案：第4章第3节　硫及其重要化合物


第3节　硫及其重要化合物
[考试说明]　1.掌握硫单质及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解硫单质及其重要化合物对环境的影响。
[命题规律]　硫是一种重要的非金属元素，高考对本节内容考查的考点有：一是联系生产生活实际考查SO2的性质和用途；二是浓H2SO4的强氧化性和吸水性及SO的检验；三是含硫化合物及其相关工业对环境质量的影响；四是以化工流程图或化学实验为题材考查硫及其化合物的性质及相互转化。
考点1　硫及其氧化物的性质和应用
知识梳理
1.硫单质
(1)自然界中硫元素的存在

硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
(2)物理性质
硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2(用于洗涤沾有硫的容器)；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
(3)化学性质(反应用化学方程式表示)

2．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；密度大于空气；易液化；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质



(3)SO2的制取原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑(一般用75%～80%的硫酸)。
3．三氧化硫
熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，常温下为液态，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是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
4．硫的氧化物的污染与治理
(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等。
(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。
硫酸型酸雨的形成途径有两个：
途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。
(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。可向燃煤中加CaO或CaCO3用钙基固硫法消除SO2对环境的污染：2CaO＋O2＋2SO22CaSO4或2CaCO3＋O2＋2SO22CaSO4＋2CO2。

(1)无论O2是过量还是不足，硫在O2中燃烧的产物都是SO2而不是SO3。
(2)SO2具有漂白性，其漂白原理和HClO的漂白原理不同。SO2是与有色物质化合生成不稳定的无色物质，加热或日久复原，而HClO是利用其强氧化性把有色物质氧化为无色物质。
(3)SO2不能漂白酸碱指示剂，能使紫色石蕊试液变红色，但不能使之褪色。
(4)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，而不是漂白性。

1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)SO2具有漂白性，故可使酸性KMnO4溶液、溴水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色。(×)
错因：SO2使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，利用了SO2的还原性，使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，利用了SO2酸性氧化物的通性，均非漂白性。
(2)pH<7的降雨属于酸雨。(×)
错因：pH<5.6的雨水属于酸雨。
(3)SO2和Cl2都具有漂白性，以1∶1体积比通入品红溶液中，漂白能力增强。(×)
错因：由于SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl反应的发生，导致漂白能力减弱或消失，且Cl2没有漂白性。
2．将SO2和SO3两种气体的混合物通入BaCl2溶液，其结果是(　　)
A．两种气体都被吸收，有BaSO4沉淀生成
B．只有BaSO4沉淀，SO2从溶液中逸出
C．生成BaSO3和BaSO4两种沉淀
D．只生成BaSO3沉淀，SO3从溶液中逸出
答案　B
解析　盐酸的酸性大于亚硫酸，SO2通入BaCl2溶液不反应，SO3通入BaCl2溶液会生成不溶于酸的BaSO4。
题组训练
题组一 硫单质的性质
1．下列说法正确的是(　　)
A．硫的非金属性较强，只以化合态存在于自然界中
B．硫与非金属单质反应时均作氧化剂
C．硫粉在空气中燃烧生成SO2，在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．在反应3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O中，S既是氧化剂又是还原剂
答案　D
2．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是(　　)
①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2　⑥Cu2S
⑦FeCl3
A．①③⑤ B．①②③⑤
C．①②④⑤ D．全部
答案　A
解析　2Cu＋SCu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；S＋O2SO2，S和O2不能直接化合生成SO3；2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。
题组二 SO2的性质
3．将SO2分别通入下列各溶液中，下列有关说法正确的是(　　)

A．试管a中实验可以证明具有漂白性
B．试管b中溶液褪色，说明具有强氧化性
C．试管c中能产生白色沉淀，说明具有还原性
D．试管d中能产生白色沉淀，该沉淀完全溶于稀硝酸
答案　C
解析　SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2被氧化，表现其还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色，表现其漂白性，B错误；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，被NO氧化为SO，生成BaSO4沉淀，C正确；SO2通入碱性BaCl2溶液中，生成BaSO3沉淀，但若加稀硝酸，则BaSO3被氧化为BaSO4，D错误。
题组三 SO2对环境的污染及治理
4．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4(或2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4)
(2)2OH－＋SO2===H2O＋SO
考点2　硫酸及硫酸根离子的检验
知识梳理
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，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
2．稀硫酸具有酸的通性

3．浓硫酸的特性

4．SO2－4的检验

先加稀盐酸的目的是排除常见Ag＋、CO、SO离子的干扰。

(1)检验SO时，不能直接加入盐酸酸化的BaCl2溶液，因为原溶液中若有Ag＋，会干扰SO的检验；也不能用HNO3酸化，所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被NO氧化为SO，干扰SO的检验。
(2)浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt等少数金属以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。
(3)铜只与浓H2SO4反应，当足量Cu与一定量浓H2SO4反应时，随反应的进行，当浓H2SO4变为稀H2SO4时就不再反应了，而Zn与浓H2SO4反应时先生成SO2，当浓H2SO4变稀时又生成H2。

1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)浓H2SO4具有强氧化性，不能用于干燥还原性气体SO2。(×)
错因：浓H2SO4也可以干燥某些还原性气体，如H2、CO、SO2等。
(2)浓H2SO4与Cu、C的反应中，都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。(×)
错因：浓H2SO4与碳的反应仅体现了浓H2SO4的强氧化性。
(3)50 mL 18.4 mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，生成SO2分子的数目为0.46NA。(×)
错因：随反应的进行，浓H2SO4转化为稀H2SO4反应停止，故浓H2SO4反应不完，生成SO2分子的数目小于0.46NA。
(4)向某溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SO。(×)
错因：若含有SO，则会被H＋与NO氧化为SO而产生白色沉淀。
2．下列物质的检验中，其结论一定正确的是(　　)
A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SO
B．向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO或SO
C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化
D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2
答案　C
解析　该溶液中还可能是含有Ag＋或SO，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在CO或HCO或SO或HSO，B错误；氯气也能使品红溶液褪色，D错误。
题组训练
题组一 硫酸的性质
1．在生产、保存、运输和使用浓硫酸时，下列说法不正确的是(　　)
A．工业制取硫酸过程中生成的SO2可循环使用
B．常温下可选用铁制或铝制容器盛装
C．盛装容器的标签上应标注氧化剂和腐蚀品
D．使用时向其中直接加水可制得稀硫酸
答案　D
2．现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置：

(1)取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓H2SO4，A、B中均无明显现象，原因是______________________________________________。
(2)点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出反应的化学反应方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置B中的现象为____________，装置C中反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
答案　(1)常温下，铁在浓硫酸中钝化，碳不与浓H2SO4反应
(2)2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)溶液褪色　2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
题组二 SO的检验
3．下列四种溶液中一定存在SO的是(　　)
A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，沉淀不溶解
C．向丙溶液中加入稀盐酸使之酸化后无现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
D．向丁溶液中加入稀硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生
答案　C
解析　甲溶液中还可能存在SO、CO或Ag＋等，不一定存在SO；乙溶液中还可能存在Ag＋，不一定存在SO；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SO或HSO，会被氧化成SO，不一定存在SO。
题组三 硫及其化合物的相互转化
4．某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质，实验现象正确且能达到目的的是(　　)
A．点燃硫黄产生有刺激性气味的气体，该气体可以漂白纸浆
B．向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑色，说明浓硫酸具有强吸水性
C．将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀，说明H2S为强电解质
D．将Al片加入浓硫酸中，反应剧烈，说明浓硫酸具有强氧化性
答案　A
5．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：
A是________，Y是________，Z是________(填化学式，下同)。当X是强酸时，E是________。写出B生成C的化学方程式：__________________________________。
答案　(NH4)2S　O2　H2O　H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
解析　此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，可推测多1个氧原子，则Y应为O2。无论X是强酸还是强碱最终转化的产物E是强酸，故A为(NH4)2S。当X是强酸时，B连续氧化最终生成酸，则E为H2SO4，转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。


不同价态硫元素转化

高考真题实战
1.(高考集萃)判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)(2019·江苏高考)SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白。(　　)
(2)(2018·天津高考)某溶液中加入Ba(NO3)2溶液后再加足量盐酸，产生白色沉淀证明原溶液中有SO。(　　)
(3)(2017·江苏高考)利用SSO3H2SO4实现物质间的转化。(　　)
(4)(2016·全国卷Ⅲ)配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。(　　)
(5)(2016·天津高考)用如图装置除去SO2中的少量HCl。(　　)

(6)(2016·四川高考)二氧化硫作纸浆的漂白剂，没有发生化学变化。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
解析　(1)SO2漂白纸浆不是因为其具有氧化性，错误。
(2)若溶液中含有SO，加入Ba(NO3)2则生成BaSO3白色沉淀，再加入盐酸，在H＋与NO共存情况下，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀，故无法证明原溶液中有SO。
(3)S在O2中点燃生成SO2，不生成SO3，错误。
(4)配制稀硫酸时，应将浓硫酸沿烧杯内壁注入水中，并不断搅拌，错误。
(5)NaHSO3吸收HCl，生成SO2，SO2与NaHSO3不反应，且SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度很小，正确。
(6)SO2漂白纸浆时，SO2与纸浆中的有色物质反应生成无色物质，错误。
2．(2019·全国卷Ⅲ)下列实验不能达到目的的是(　　)
选项
目的
实验
A
制取较高浓度的次氯酸溶液
将Cl2通入碳酸钠溶液中
B
加快氧气的生成速率
在过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸

答案　A
解析　将Cl2通入Na2CO3溶液中，生成NaCl、NaClO、NaHCO3，不能得到较高浓度的次氯酸，A错误；在过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，可加快氧气的生成速率，B正确；加入饱和碳酸钠溶液可以中和乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于析出，C正确；向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸，应用强酸制弱酸的原理，可以制备二氧化硫气体，D正确。
3．(2017·江苏高考)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)

答案　B
解析　铜片和稀硫酸不反应，无法制备SO2，A错误；SO2能使品红溶液褪色，因此可以验证SO2的漂白性，B正确；SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2时，导气管应“长进短出”，C错误；SO2和饱和NaHSO3溶液不反应，因此NaHSO3溶液不能作为吸收液，可用NaOH溶液，D错误。
4．(2017·北京高考)根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是(　　)
选项
溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2
的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4
溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3
溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3＞
H2SiO3
答案　C
解析　SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2将MnO还原为Mn2＋，体现了SO2的还原性，C错误。
5．(2019·北京高考)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H2SO4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或二者混合物。
(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________________________________________________________________________。
(3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径：
途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。
实验三：探究SO的产生途径
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SO生成。
(6)根据上述实验所得结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　②饱和NaHSO3溶液
(2)①Ag2SO3＋4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]＋＋SO＋4H2O　②H2O2溶液，产生白色沉淀
(3)①Ag＋　Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4　②途径1不产生SO，途径2产生SO
(4)2Ag＋＋SO2＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋
(6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率，碱性溶液中SO更易被氧化为SO
解析　(1)②由沉淀B的成分可知，反应时混合气体中O2的存在能干扰沉淀的成分，故将SO2通入AgNO3溶液前应除去混在其中的O2，但又不能吸收SO2，故选择饱和NaHSO3溶液。
(2)②若沉淀D中含有BaSO3，则BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2↑，因为SO2在水中溶解度较大，故滤液E中存在一定量的SO2，滴加H2O2溶液，发生反应SO2＋Ba2＋＋H2O2===BaSO4↓＋2H＋，溶液中会出现白色沉淀。
(3)①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，说明溶液中含有Ag＋；上层清液滴加BaCl2溶液，无白色沉淀出现，可判断B中不含Ag2SO4，因为Ag2SO4微溶于水，BaSO4难溶于水，若B中含有Ag2SO4，向上层清液中滴加BaCl2溶液，一定会出现白色沉淀。
②由以上分析可推断，途径1不产生SO，途径2产生SO。
(4)由上述分析可知，SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3沉淀，结合质量守恒定律可写出反应的离子方程式。
6．(2017·天津高考节选)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。
H2S的除去
方法1：生物脱H2S的原理为：
H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O
(1)硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是________。
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为____________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________。

图1



图2
方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的变化，氧化产物不同。当＝4时，氧化产物的分子式为________。
答案　(1)降低反应活化能(或作催化剂)
(2)30 ℃、pH＝2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
(3)H2SO4
解析　(3)H2O2中O元素的化合价从－1降低为－2，＝4时，化合价升高总数为8，则H2S中S元素的化合价从－2升高到＋6。