第三節硫的氧化物與硫酸 一 硫及其氧化物1 硫的存在和性質 1 存在 游離態 存在于 附近或地殼的巖層里 火山噴口 2 物理性質硫單質俗稱 顏色狀態 溶解性 水中 溶 酒精中 溶 CS2中 溶 硫黃 黃色晶體 不 微 易 2 二氧化硫的性質及其應用 1 物理性質通常狀況下 二氧化硫是一種 色 有 氣味的有毒氣體 密度比空氣 易液化 溶于水 無 刺激性 大 易 3 SO3的性質SO3的熔點 沸點 標準狀況下SO3為 SO3是一種 氧化物 具有酸性氧化物的通性 與H2O CaO Ca OH 2反應的化學方程式分別為 16 8 44 8 固體 酸性 SO3 H2O H2SO4 CaO SO3 CaSO4 SO3 Ca OH 2 CaSO4 H2O 含硫化石 金屬礦物 酸雨 5 6 脫硫 1 想一想 有兩瓶分別經過Cl2和SO2漂白的品紅溶液 如何通過簡單實驗鑒別它們 答案 分別取兩溶液分置于兩個試管中 分別加熱 恢復紅色的溶液為SO2漂白 不恢復紅色溶液的為Cl2漂白 3 判一判 下列說法是否正確 填 或 1 硫與空氣反應可生成SO2 故在自然界中只存在化合態的硫 2 硫在過量的O2中燃燒可生成SO3 3 用澄清石灰水可以鑒別CO2和SO2 4 氯水具有漂白性 SO2具有漂白性 若將SO2通入氯水后溶液的漂白性增強了 5 SO2是一種污染氣體 可形成酸雨 答案 1 2 3 4 5 二 硫酸的性質及其應用1 物理性質色 態 揮發性 有強吸水性 溶于水時 大量的熱 無色油狀液體 難揮發 放出 4 寫一寫 寫出下列反應的離子方程式 1 稀H2SO4溶解Fe2O3 2 稀H2SO4與Zn反應 3 稀H2SO4與NaHCO3反應 4 稀H2SO4與Ba OH 2反應 5 選一選 下列有關濃硫酸的敘述正確的是 濃硫酸在常溫下能夠使鐵 鋁等金屬鈍化 表現了濃H2SO4的強氧化性 濃硫酸與銅加熱反應后 銅片有剩余 硫酸完全反應 濃硫酸具有吸水性 因而能使蔗糖碳化 濃硫酸與銅加熱反應后 銅片有剩余 向反應后的溶液中再加入鐵片 會有氫氣生成 濃硫酸是一種干燥劑 能夠干燥氨氣 氫氣等氣體 濃硫酸與鐵加熱反應后 鐵片有剩余 生成的氣體除SO2 水蒸氣外還有H2 濃硫酸具有強氧化性 常溫下能與Cu發生劇烈反應 濃硫酸具有強氧化性 SO2具有還原性 所以濃硫酸不能干燥SO2 答案 二氧化硫與二氧化碳的比較和鑒別 1 SO2與CO2的比較 2 CO2與SO2的鑒別及檢驗 1 CO2與SO2的鑒別 利用SO2的刺激性氣味 利用SO2的漂白性 用品紅溶液鑒別 利用SO2的還原性 用高錳酸鉀酸性溶液 溴水 FeCl3溶液等鑒別 注意 不能用澄清石灰水鑒別CO2 SO2 2 SO2 CO2共存時二者的檢驗方法證明混合氣體中含有CO2和SO2時通常設計以下裝置進行檢驗 2012 湛江二中質檢 為研究盛裝濃硫酸的鐵質材料 碳素鋼 與熱濃硫酸的反應 某學習小組進行了以下探究活動 1 實驗 稱取鐵釘5 6g放入15 0mL濃硫酸中 加熱 充分反應后得到溶液X并收集到氣體Y 甲同學認為X中除Fe3 外還可能含有Fe2 若要確認其中的Fe2 應選用 選填序號 a KSCN溶液和氯水b 鐵粉和KSCN溶液c 濃氨水d 酸性KMnO4溶液 乙同學取448mL 標準狀況 氣體Y通入足量溴水中 發生的反應式為 Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 然后加入足量BaCl2溶液 經適當操作后得干燥固體2 33g 由此推知氣體Y中SO2的體積分數為 2 提出猜想 分析上述實驗中SO2體積分數的結果 同學們認為氣體Y中還可能含有其他氣體并作如下猜想 猜想一 Y氣體中可能含有H2 猜想二 猜想三 3 設計實驗 驗證猜想 為驗證以上猜想 同學們準備用下列裝置設計探究實驗 裝置可重復使用 夾持儀器省略 實驗裝置的連接順序為A F F 填字母 裝置B中試劑的作用是 猜想一的理由是 用化學方程式表示 如果猜想一成立 預計實驗現象應該是 3 SO2 CO2共存時檢驗方法思路 先驗SO2 吸收SO2 驗SO2除盡 驗CO2H2檢驗的方法思路 干燥H2 熱CuO 驗H2O 答案 1 d50 2 猜想二 Y氣體中可能含有CO2猜想三 Y氣體中可能含有H2和CO2 3 B C F E D 檢驗SO2是否除盡 Fe H2SO4 FeSO4 H2 E中固體由黑變紅 D中固體由白變藍色 1 2012 廣東質檢題組合 下列現象和結論均正確的是 能使澄清石灰水變渾濁的氣體一定是CO2 能使品紅溶液褪色的氣體一定是SO2 將SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中 紅色消失 說明SO2具有漂白性 通入溴水中能使溴水褪色 再滴加Ba NO3 2溶液有白色沉淀生成說明通入的氣體為SO2 先通入足量的NaOH溶液 再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成 該沉淀溶于稀鹽酸 說明通入的氣體為SO2 Cl2和SO2通入品紅溶液都褪色 但褪色原理不同 解析 項 能使澄清石灰水變渾濁的氣體還可能是SO2 錯 項 能使品紅溶液褪色的氣體 還可能是Cl2 O3等 錯 項 酚酞的NaOH溶液呈紅色是因為溶液呈堿性 通入SO2后與堿反應生成鹽 而紅色消失 不是SO2的漂白性 錯 項 通入溴水褪色 說明氣體具有還原性 氣體被氧化 加入Ba NO3 2溶液有白色沉淀 說明氣體被氧化為SO 可以說明通入的氣體為SO2 正確 項 SO2 CO2與堿反應都生成與BaCl2 或CaCl2 溶液形成白色沉淀的物質 錯 Cl2通入品紅溶液褪色 是Cl2與H2O反應生成了強氧化性物質HClO HClO氧化品紅為無色 而SO2通入品紅褪色是SO2與品紅化合為無色 原理不同 正確 答案 1 的檢驗 1 濃硫酸中主要存在H2SO4分子 氧化性主要是H2SO4中硫表現 2 稀硫酸中不存在H2SO4分子 因而無強氧化性 但電離產生的H 具有氧化性 只能氧化比較活潑的金屬 如Zn等 而發生置換反應 稀硫酸的還原產物為氫氣 2012 深圳中學一模 鐵在冷的濃硫酸中能發生鈍化 某興趣小組的同學發現將一定量的鐵與濃硫酸加熱時 觀察到鐵完全溶解 并產生大量氣體 實驗室現有下列試劑 0 01mol L酸性KMnO4溶液 0 1mol LKI溶液 3 H2O2溶液 淀粉溶液 蒸餾水 請你協助他們探究所得溶液和氣體的成分 提出猜想 所得溶液中的金屬離子可能含有Fe2 和Fe3 中的一種或兩種 所得氣體中可能含有 中的一種或兩種 實驗探究 問題討論 有同學提出 若另外選用KSCN溶液 則僅利用KSCN和H2O2兩種溶液即可完成猜想 的所有探究 請對該觀點進行評價 精講精析 熱濃硫酸與鐵反應 硫酸濃時生成SO2 Fe3 硫酸稀時生成H2 Fe2 還可能發生2Fe3 Fe 3Fe2 Fe2 SO2有還原性 能使酸性KMnO4溶液褪色 而Fe3 H2不能使酸性KMnO4溶液褪色 答案 提出猜想 SO2 H2 實驗探究 猜想 步驟 溶液紫紅色褪去含有Fe2 步驟 另取少量所得溶液 滴加KI和淀粉溶液溶液變為藍色猜想 甲中KMnO4溶液褪色 乙中KMnO4溶液顏色不變 試管中收集到氣體 問題討論 該觀點不正確 若溶液含有Fe3 則無法檢驗溶液中是否含有Fe2 答案 B 1 2價硫元素只有還原性 0價 4價硫元素既有氧化性又有還原性 6價硫元素只有氧化性 硫及其化合物間的轉化 2 當硫元素的化合價升高或降低時 一般升高或降低到其相鄰的價態 即相鄰規則 3 相鄰價態的微粒不發生氧化還原反應如S和H2S S和SO2 SO2和濃硫酸之間不發生氧化還原反應4 含硫物質的連續氧化 雙選 A B C D E五種物質在一定條件下的轉化關系如圖所示 已知A在常溫下為固態單質 則下列說法正確的是 A E的濃溶液可以使紙張變黑B C既有氧化性又有還原性C C轉化為D的反應條件為點燃D E與Cu反應時與濃度無關 精講精析 固體單質兩次與O2反應生成的D 再與H2O反應生成的E與不活潑金屬反應 說明E為氧化性酸 氧化性酸可能為HNO3和濃H2SO4 又因為A為固態單質 說明A為S C為SO2 D為SO3 E為H2SO4 B為H2S A項 濃H2SO4具有脫水性 使紙張中的H O按2 1的比脫去 B項 SO2中硫為 4價處于中間價態 C項 SO2轉化為SO3需催化劑 加熱條件 不是點燃 D項 E的稀溶液與Cu不反應 答案 AB 答案 B 3 能實現下列物質間直接轉化的元素是 A 硅B 硫C 銅D 鋁 熱點探究 常見漂白劑的比較 SO2使品紅溶液褪色 是因為其具有漂白性 SO2使紫色KMnO4溶液褪色是因為其具有還原性 SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色 是因為SO2是酸性氧化物 與NaOH反應導致溶液褪色 不能一概認為褪色的原因都是由于SO2的漂白性 為了探索比較SO2和Cl2的漂白原理 某同學做了如下對比實驗 a 將干燥的SO2和干燥的Cl2分別通到干燥的品紅試紙上 發現紅色試紙均不褪色 b 將SO2和Cl2分別通入品紅溶液中 發現品紅溶液均褪色 c 加熱b中漂白后的溶液 發現前者恢復紅色 并產生刺激性氣體 后者不能 d 將SO2和Cl2分別持續通入紫色石蕊試液中 發現前者只變紅 不褪色 后者先變紅 后褪色 請根據甲同學的實驗事實 簡要說明SO2與Cl2的漂白原理相同與不同之處 1 相同之處 SO2和Cl2本身都沒有漂白性 起漂白作用的分別是與水反應后的產物 和 2 不同之處 H2SO3只能與某些有機色質發生 反應 生成不穩定的無色物質 產物受熱分解再放出SO2 是非氧化還原反應 HClO能與很多有機色質發生 反應 生成物較穩定 精講精析 實驗a 說明干燥的SO2和Cl2均無漂白性 實驗b 說明在水的參與下SO2 Cl2具有漂白性 實驗c 說明HClO的漂白穩定 SO2的漂白不穩定 實驗d 說明SO2的漂白對象較少 而HClO的漂白對象較多 能使指示劑褪色 答案 1 H2SO3HClO 2 化合氧化還原 某同學為了探索對比O3 H2O2和Cl2的漂白能力大小 將等體積等濃度的品紅溶液與三種漂白劑呈噴霧狀分別反應 至完全褪色時 發現消耗三種漂白劑的物質的量相同 但褪色時間O3最短 H2O2次之 Cl2最長 1 消耗三種漂白劑的物質的量相同的原因是 每摩爾物質 相等 2 O3漂白速度較H2O2快的主要原因是 Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是 解析 O3 H2O2 Cl2的漂白原理均是利用其強氧化性 利用得電子能力 根據消耗的物質的量說明得電子的多少 根據褪色時間說明得電子的能力即漂白能力 答案 1 得電子數目 2 氧化性O3 H2O2Cl2與H2O反應生成的HClO濃度較小 6 使用清潔能源是防止酸雨發生的重要措施之一 福建高考 7 將水加入濃H2SO4中得到稀H2SO4 置鎂片于其中探討Mg的活潑性 廣東高考 答案 1 2 5 6 2 2011 海南高考 下列固體混合物與過量的稀H2SO4反應 能產生氣泡并有沉淀生成的是 A NaHCO3和Al OH 3B BaCl2和NaClC KClO3和K2SO4D Na2SO3和BaCO3 解析 A項NaHCO3和Al OH 3均與稀H2SO4反應 只生成CO2氣體 無沉淀生成 B項BaCl2與稀H2SO4反應生成BaSO4沉淀 無氣體生成 C項KClO3和K2SO4與稀H2SO4不反應 D項Na2SO3和BaCO3與稀H2SO4反應 生成SO2和CO2氣體以及BaSO4沉淀 答案 D 3 2011 山東高考節選 要清洗附著在試管壁上的硫 可用的試劑是 答案 CS2或熱的堿液 高考題組二SO2 濃H2SO4的性質探究4 2011 山東高考 設計合理實驗驗證H2SO3酸性強于H2CO3 簡要說明實驗步驟 現象和結論 儀器自選 供選擇的試劑 SO2 CO2 Na2CO3 NaHCO3 Na2SO3 NaHSO3 蒸餾水 飽和石灰水 酸性KMnO4溶液 品紅溶液 解析 利用較強酸制備較弱酸原理 可選擇試劑 并且要注意SO2對CO2檢驗的干擾 答案 方案一 將SO2氣體依次通過NaHCO3 或Na2CO3 溶液 酸性KMnO4溶液 品紅溶液 澄清石灰水 品紅溶液不褪色 且澄清石灰水變渾濁 證明H2SO3酸性強于H2CO3 方案二 將CO2氣體依次通過NaHSO3 或Na2SO3 溶液 品紅溶液 品紅溶液不褪色 證明H2SO3酸性強于H2CO3