苏教版高中化学必修第一册专题4硫与环境保护章末总结导学案

专题4   章末共享

微专题一　氧化还原反应方程式配平

1．氧化还原反应方程式的配平与应用

2．常用方法——化合价升降法

(1)基本步骤

(2)示例：配平▭Cu＋▭HNO3(稀)——▭＋▭NO↑＋▭H2O

u→u　化合价升2×3

→　化合价降3×2

3Cu＋8HNO3(稀)——3Cu(NO3)2＋2NO↑＋▭H2O

根据原子守恒确定其他物质的化学计量数，然后将短线改为等号。

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

[微训练一]

1．工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3，铁为＋2价)的方法来制取TiO2，再由TiO2制金属钛。主要反应有：

①FeTiO3＋3H2SO4===Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O

②Ti(SO4)2＋3H2O===H2TiO3↓＋2H2SO4

③H2TiO3===TiO2＋H2O

④TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4↑＋2CO↑

⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti

上述反应中，属于氧化还原反应的是(　　)

A．①②    B．①⑤

C．③④    D．④⑤

2．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R+ +===＋3Cl－＋5H2O，则中R的化合价是(　　)

A.＋3    B．＋4

C．＋5    D．＋6

3．氢化钙(CaH2)可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，下列说法不正确的是(　　)

A．CaH2既是还原剂，又是氧化剂

B．H2既是氧化产物，又是还原产物

C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂

D．氧化产物与还原产物质量比为1∶1

4．用0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×mol的还原，则元素X在还原产物中的化合价是(　　)

A．＋1    B．＋2

C．＋3    D．＋4

5．(双选)某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑，这些黑斑很久才能消失，如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失，涉及的反应的离子方程式为＋H2C2O4＋H＋―→CO2↑＋Mn2＋________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是(　　)

A．该反应的还原产物是Mn2＋

B．1个在反应中失去5个电子

C．横线上应是OH－

D．配平该离子方程式后，H＋的化学计量数是6

6．已知以下两个氧化还原反应的化学方程式：

a．2KClO3MnO2KCl＋3O2↑

b．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe

(1)用单线桥法表示反应b中的电子转移情况：______________________________。

(2)反应a中每生成1 mol O2，转移电子的物质的量是________________。

7．化学实验中，如使某一反应中的有害产物作为另一反应的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该有害物质。如图所示。

(1)配平并用单线桥法标出反应①、⑥的电子转移的方向和数目。

反应①：Na2Cr2O7＋HCl―→NaCl＋CrCl3＋Cl2↑＋H2O，氧化剂为__________(填化学式，下同)，氧化产物为__________。

反应⑥：+ +OH－―→Cl－＋＋H2O，还原剂为____________(填离子符号，下同)，还原产物为____________。

 (2)在上述有编号的反应中，除了反应①、⑥外，需要氧化剂的反应是________(填编号)。

练后感悟

用电子守恒法解题的一般步骤

(1)找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。

(2)找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。

(3)根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式：

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。

微专题二　硫及其化合物的相互转化

1．借助硫元素的价类二维图理解物质间的转化关系

(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现。如：

(2)不同价态通过氧化还原反应实现。

2．硫及其化合物的相互转化

(1)不同价态的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，可用如图表示：

(2)相同价态硫的转化是非氧化还原反应实现的：

写出②、③、④反应的化学方程式：

②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；

③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；

④Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。

3．SO2性质

4．H2SO4性质

[微训练二]

1．下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物种类的是(　　)

A．硫化氢在氧气中燃烧

B．二氧化硫通入石灰水中

C．硫酸中加入锌粉

D．铁在硫蒸气中燃烧

2．把碎纸片b补充到a中，可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是(　　)

A．反应物微粒是S、、OH－

B．该反应可能在酸性条件下进行

C．2 mol S参加反应时，转移的电子数为3NA

D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1

3．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应

C．若A为碳单质，则将过量的C通入澄清石灰水中，一定可以观察到白色沉淀产生

D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂

4．(双选)如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是(　　)

5.在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是(　　)

A．①②③④    B．①③④

C．①②④      D．②③④

6．标准状况下，某同学向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2，所得溶液pH变化如图所示，下列分析中正确的是(　　)

A．b点对应的溶液导电性最强

B．亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸

C．ab段反应是SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O

D．原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L－1

7．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。

(1)工业上用黄铁矿(FeS2，其中S元素为－1价)在高温下和氧气反应制备SO2；

4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2

该反应中被氧化的元素是________(填元素符号)。当该反应转移5.50 mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。

(2)①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速率，下图中可选用的发生装置是________(填写字母)。

②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36 L(标准状况)二氧化硫，如果已有25.2%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠________g(保留一位小数)。

(3)某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________。

②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：

方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去

方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀

方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成

上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；试管b中发生反应的离子方程式为__________________________________________________。

专题4　章末共享

微专题一

微训练一

1．解析：氧化还原反应的判断依据是有化合价变化，否则就是非氧化还原反应。①中Fe反应前后都是＋2价，Ti反应前后都是＋4价，是非氧化还原反应。②③中Ti都是＋4价。④中C、Cl2是单质，化合价肯定有变化。⑤中Ti、Mg的化合价都有变化。

答案：D

2．解析：根据电荷守恒可知n＝2，则R的化合价为＋6，故选D项。

答案：D

3．解析：在反应CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑中，CaH2中的氢元素化合价是－1价，反应后变为H2中的0价，化合价升高，CaH2作还原剂；H2O中的氢元素化合价是＋1价，反应后变为H2中的0价，化合价降低，H2O作氧化剂，H2既是氧化产物，又是还原产物，在该反应中氧化产物与还原产物质量比为1∶1，选项A错误，其余选项正确。

答案：A

4．解析：氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有0.1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－3 mol×(7－x)，解得x＝4。

答案：D

5．解析：离子方程式左边有H＋，则右边不能出现OH－，横线上应是H2O，C项错误；标变价⇒

列变化⇒；

求总数⇒

配系数⇒2＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，B项错误，A、D项正确。

答案：AD

6．解析：(1)根据元素化合价的变化标出反应中电子的转移情况。

(2) ，分析可知每生成1 mol O2转移4 mol电子。

答案：(1) 　(2)4 mol

7．解析：(1)反应①中Cr元素化合价由＋6降低到＋3，Cl元素化合价由－1升高到0，根据元素化合价升降总数相等及原子守恒配平方程式，得Na2Cr2O7＋14HCl===2NaCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O，其中氧化剂为Na2Cr2O7，氧化产物为Cl2，用单线桥法表示的电子转移方向和数目为；反应⑥中Cl元素化合价从＋5降低到－1，Cr元素化合价从＋3升高到＋6，根据元素化合价升降总数相等、原子守恒及电荷守恒配平方程式，得 +2+===+2＋H2O，其中还原剂为，还原产物为Cl－，用单线桥法表示电子转移的方向和数目为 。(2)根据题给转化关系可知反应②③⑤中Cr元素化合价不变，不需要氧化剂，反应④中Cr元素化合价升高，需要氧化剂。

答案：(1)

(2)④

微专题二

微训练二

1．解析：本题考查反应物用量或浓度不同，反应产物不同。由题意可知硫化氢在氧气中燃烧因氧气量不同，可以生成S或者SO2，A不符合题意；二氧化硫通入石灰水中可以生成CaSO3或者Ca(HSO3)2，B不符合题意；硫酸中加入锌粉，如果是浓硫酸，生成SO2，如果是稀硫酸，生成H2，C不符合题意；铁在硫蒸气中燃烧，无论量如何，只能生成FeS，D符合题意。

答案：D

2．解析：根据题中提示，应是S和OH－的反应，反应方程式为3S+6===+＋3H2O，反应物微粒是S和OH－，A项错误；根据A选项分析，反应环境是碱性，酸性条件下不能存在OH－，B项错误；分析离子方程式，S既是氧化剂又是还原剂，消耗3 mol S，转移电子的物质的量为4 mol，则消耗2 mol S，转移电子的物质的量为mol，C项错误；S2－为还原产物，为氧化产物，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，D项正确。

答案：D

3．解析：X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性。常温下铁遇到浓硫酸会钝化。若A为碳，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生。工业上，SO2转化成SO3是在500 ℃、常压及催化剂作用下进行的。

答案：D

4．答案：AB

5．答案：D

6．解析：b点为中性，只有水，导电性最差，故A错误；根据图像可知恰好反应时消耗二氧化硫112 mL，n(SO2)＝＝0.005 mol，根据方程式可知原溶液中硫化氢为0.01 mol，通入336 mL二氧化硫时，溶液中亚硫酸为0.01 mol，亚硫酸的浓度与原氢硫酸浓度相等，二者都是二元酸，溶液中亚硫酸pH值更小，故亚硫酸的酸性比氢硫酸更强，故B错误；ab段pH在增大，由酸性到中性，则发生的反应是SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，故C正确；由图可知，112 mL SO2与硫化氢恰好完全反应，则n(SO2)＝＝0.005 mol，由方程式可知n(H2S)＝0.01 mol，则原H2S溶液的物质的量浓度为＝0.1 mol·L－1，故D错误。

答案：C

7．解析：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，该反应中化合价升高的元素有S、Fe，所以被氧化的元素是S、Fe；设生成二氧化硫的体积是x L。

4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　　转移电子

                179.2 L           44 mol

                 x L             5.50 mol

x＝22.4

(2)①用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态，反应条件不需加热，可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率，结合装置可知a、d可达到目的。亚硫酸钠为粉末状固体，不能用装置e。②由硫原子守恒可得：Na2SO3～SO2，因此需称取纯净Na2SO3的质量为m(Na2SO3)＝126 g·mol－1×3.36 L/22.4 L·mol－1＝18.9 g；设没有变质的亚硫酸钠为100 g，则有25.2 g亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，25.2 g亚硫酸钠氧化为硫酸钠后质量变为25.2 g×142/126＝28.4 g，则有25.2%亚硫酸钠被氧化为硫酸钠的样品中亚硫酸钠的质量分数为×100%＝72.5%，因此称取变质后样品的质量应为＝26.1 g。

(3)①硫化钠能和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质，所以现象是a试管中有淡黄色沉淀生成。②Ⅱ合理，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀，据此能证明二氧化硫的还原性；氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，离子方程式为++O===++。

答案：(1)S、Fe　22.4

(2)①ad　②26.1

(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成　②Ⅱ　++O===4+ +