2022版高考化学一轮复习课件：第4章 第3节 硫及其重要化合物

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☞知识点1　硫的单质及其氧化物的性质及应用
(2)单质硫的性质。①物理性质。
(1)单质硫燃烧时，产物只能是SO2，无论O2的量是否充足，均不会生成SO3。(2)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理(Hg＋S===HgS)。(3)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去。
2．二氧化硫(SO2)(1)物理性质：二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；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：
按要求完成下列方程式：
3．三氧化硫(SO3)(1)物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为______，在标准状况下为______。(2)化学性质：具有酸性氧化物的通性。①与水反应：__________________________(放出大量的热)。②与氧化钙反应：_________________________。③与氢氧化钠反应：________________________________。
SO3＋H2O===H2SO4　
SO3＋CaO===CaSO4　
SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O　
(1)SO2不能漂白酸、碱指示剂，如：SO2使紫色的石蕊溶液变红，但不使其褪色。(2)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。(3)三氧化硫在标准状况下是固体，在通常状况下是液体，但是在二氧化硫氧化条件下生成的三氧化硫为气体。
(5)SO2通入品红溶液中褪色的原理与SO2通入溴水中褪色的原理相同(　　)(6)CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成(　　)(7)除去CO2中的SO2可将混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×(6)×　(7)√
突破一　硫及其氧化物的性质1．下列说法错误的是(　　)A．残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物C．汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理D．单质硫或含硫物质燃烧时，氧气少量可生成SO2，氧气足量时可生成SO3【答案】D
【解析】由于硫易溶于CS2以及反应3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，A正确；硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物，如FeS、Cu2S等，B正确；汞可与S发生反应Hg＋S===HgS，所以可用硫粉处理Hg，C正确；单质硫或含硫物质燃烧时，产物只能是SO2，无论O2的量是否充足，均不会生成SO3，D错误。
2．下列三组实验进行一段时间后，溶液中均有白色沉淀生成，下列结论不正确的是(　　)
A．实验①中生成的沉淀是BaCO3B．实验①中有气体生成C．实验②沉淀中可能含有BaSO4D．实验③生成沉淀的离子方程式是Ba2＋＋H2SO3===BaSO3↓＋2H＋【答案】D
3．(2021·广东适应性考试)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞，进行如图所示的探究实验，对实验现象的预测及分析错误的是(　　)
【答案】C【解析】Na2SO3没有发生氧化还原反应，而是发生复分解反应制取SO2，C错误。
突破二　二氧化硫的检验4．下列实验中能证明某气体为SO2的是(　　)①使澄清石灰水变浑浊　②使湿润的蓝色石蕊试纸变红　③使品红溶液褪色　④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A．都能证明 B．都不能证明C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明【答案】D
【解析】CO2也能产生①④中的实验现象，实验②酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，实验③氯气也能使品红溶液褪色，实验⑤说明气体具有还原性，结合后续实验现象说明该气体是SO2。
5．下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题。(1)下列溶液能够区分SO2和CO2的是____________(填序号)。
①澄清石灰水　②H2S溶液　③酸性KMnO4溶液　④氯水⑤品红溶液(2)B中加入的试剂是______________________________________ ，作用是____________________________________________________。
(3)C中加入的试剂是__________________________________，作用是__________________________________________________________。(4)D中加入的试剂是______________________________________，作用是_______________________________________________。(5)实验时，C中应观察到的现象是______________________ __________________________________________________。
【答案】(1)②③④⑤　(2)品红溶液　检验SO2(3)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽(4)澄清石灰水　检验CO2(5)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色【解析】(1)SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们与澄清石灰水反应的现象相同，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S溶液氧化，生成单质硫(淡黄色沉淀)；SO2也具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色)；SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色，CO2没有这些性质，所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。
检验CO2、SO2同时存在的实验设计流程
突破三　二氧化硫对环境的污染与防治6．如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是(　　)
A．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成B．装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应C．整个过程的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2D．可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标【答案】B【解析】装置内发生的反应有SO2与CaO的化合，CaCO3的分解以及CaSO3被氧气氧化为CaSO4，没有置换反应的发生。
7．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是(　　)A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋＞O2＞SOD．此工艺的优点之一是物质能循环利用
【答案】D【解析】酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。溶液B中通入空气发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，其氧化性：O2＞Fe3＋，A、C错误；溶液C中含有Fe2(SO4)3，可用KSCN溶液检验Fe3＋，B错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D正确。
四种常见的SO2尾气处理方法
方法二：氨水脱硫法。该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)。方法三：钠、碱脱硫法。钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
方法四：双碱脱硫法。先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用。化学反应原理：①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4；②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。
1．硫酸的物理性质H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出___________，浓H2SO4稀释的方法是将____________沿烧杯内壁缓缓倒入______中并_____________________。
2．硫酸的化学性质稀硫酸具有酸的通性，硫酸是二元______酸，能与酸碱指示剂、排在H前面的金属、碱性氧化物、碱、某些盐等物质发生反应。写出下列反应的离子方程式：(1)镁：_______________________________；(2)CuO：_______________________________；(3)Ba(OH)2：__________________________________________；(4)Na2CO3：____________________________；(5)BaCl2：__________________________。
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　
3．浓H2SO4的特性(1)填写下表：
沾有浓H2SO4的滤纸变黑　
铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体　
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4 ________，可用铝槽车运输浓H2SO4。
(1)浓H2SO4的强氧化性。①浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。②常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了“钝化”。(2)浓H2SO4的高沸点性：利用浓H2SO4的高沸点性可以制取HCl。
Ag＋＋Cl－===AgCl↓　
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×(6)×　(7)×
突破一　浓硫酸的性质与应用1．下列关于鉴别1 ml·L－1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是(　　)A．常温下测定两溶液的导电能力，导电能力强的是浓硫酸B．常温下可以用铜片鉴别两种溶液C．常温下铝片不能用于鉴别两种溶液D．两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸【答案】D
2．(2019·哈尔滨质检)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＞SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4＞HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2【答案】A【解析】反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气，A正确；反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型，B错误；白雾说明氯化氢易挥发，C错误；反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应，D错误。
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，如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)与不活泼金属(如Cu)反应：开始产生SO2(加热)，浓度变小后，不再与Cu反应。如1 ml Cu与含2 ml H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1 ml。(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
【答案】D【解析】Na2SO3溶液可能部分被氧化变质，则滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡，可能有硫酸钡，加入足量稀硝酸后，亚硫酸钡被氧化成硫酸钡，即此时的白色沉淀是硫酸钡。
☞核心素养9　硫及其化合物的相互转化
硫及其化合物的种类很多，性质复杂，应用广泛。近几年高考试题对硫及其化合物转化有所加强，特别是特殊的含硫化合物的性质和制备是命题的热点。此类试题体现“变化观念与平衡思想”的核心素养。
1．价态——物质类别坐标
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。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：
(2020·山东枣庄期末)天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限，T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．该脱硫过程中Fe2(SO4)3可循环利用 B．由脱硫过程可知，氧化性强弱：Fe2(SO4)3＜S＜O2C．脱硫过程中O2间接氧化H2SD．副产物硫单质可以用来制硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等【答案】B[解题思路]通过读图可知脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，脱硫过程O2间接氧化H2S。
(2020·湖南湘潭一中模拟)Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性环境下易分解生成S和SO2。某小组设计了如下实验装置制备Na2S2O3(夹持及加热仪器略)，总反应式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。回答下列问题：
1．70%H2SO4　2.Na2SO3粉末　3.NaOH溶液4．Na2S、Na2CO3溶液　5.NaOH溶液(1)装置A的作用是制备________，反应的化学方程式为___________________________。(2)完成下表实验过程：
【答案】(1)SO2　H2SO4＋Na2SO3===SO2↑＋H2O＋Na2SO4(2)①S2－＋H2OHS－＋OH－②溶液出现淡黄色浑浊，然后逐渐澄清(或浑浊减少) ③减小　④关闭K1、K2，打开K3⑤SO2过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率(3)加入过量盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成
【解析】 (2)检查装置气密性后，添加药品，pH计读数约为13说明溶液显碱性是硫离子水解，水解离子方程式为S2－＋H2OHS－＋OH－，打开K2，关闭K3，调节K1使硫酸缓慢匀速滴下，反应分步进行：Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2、2Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3S↓、Na2SO3＋S===Na2S2O3(较慢)、发生总反应为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，反应过程中的现象是导管口有气泡冒出，溶液出现淡黄色浑浊，然后逐渐澄清(或浑浊减少)，碳酸钠溶液变化为亚硫酸钠溶液和硫代硫酸钠溶液，pH计读数逐渐减小。当pH计读数接近7时，立即停止通SO2，SO2过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率。
1．(2021·广东适应性考试)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除，部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是(　　)A．产生清洁燃料H2B. H2S 脱除率为100%C．H2S既被氧化又被还原D．脱Hg反应为Hg＋S===HgS【答案】B
【解析】H2S分解产生的H2和S单质会再次生成H2S，脱除率小于100%，B错误；H2S被氧化成S或SO2，被还原成H2，C正确。
2．某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是___________________ _________________________________________________________。(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是____________________、____________________。(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成。进行如下实验：a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a的目的是_________________________________________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是____________________________________________________________。(4)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是____________________。②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因：_____________ ________________。
该漂白粉中有效成分的质量分数为________。
(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
1．(高考组合题)下列说法错误的是(　　)A．(2019·江苏卷)SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3B．(2019·江苏卷)SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白C．(2019·全国卷Ⅱ)实验操作：向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸；实验现象：有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊D．(2019·全国卷Ⅲ)目的：制备少量二氧化硫气体；实验：向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸【答案】B
3．(2017·北京卷)根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是【答案】C(　　)
4．(2018·全国卷Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：_________________________________ _______________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是_____________________________。
【答案】(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液【解析】(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。