高考化学硫及其化合物必备专题复习.pdf
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1、S 与金属反应 Cu: Fe: 表现性 与非金属反应 O2: ,表现性 H2: ,表现性 与强氧化剂反, 应(如浓硫酸 ):表现性 与热的强碱反应(如 NaOH 溶液 ):3S6NaOH=2Na2SNa2SO33H2O,既 表现性又表现性 2014高考化学必备专题硫及其化合物 【考纲解读】 1. 了解同素异形体的概念。 2. 通过元素周期律和原子结构理论知识,认识氧族元素性质的相似性和递变性 3. 了解 O 、S元素的单质及某些氧化物、氢化物的性质 4. 了解硫的氧化物对大气的污染及其防治。初步了解氟氯烃、含磷洗涤剂及粉尘对环境及人类健康的 影响。 5. 掌握硫酸的化学性质,掌握浓硫酸的特性,
2、理解SO4 2- 检验的原理和方法。 6. 以硫酸为例,了解化工生产化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理” 与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。 【高考预测】 氧族元素是重要的非金属元素族,而且硫及其化合物硫酸在国民经济建设中有着重要的作用,试题 常以化工生产或环境保护为背景综合考查物质的性质以及与此相关的理论、实验和计算。考查的主要内容 有: 1. 硫及其化合物的相互转化关系 2. SO2、H2S、SO3 2- 的还原性; O3、H2O2的强氧化性; 3. 环境保护,消除硫的氧化物污染的综合应用。 一硫单质 1自然界中硫元素的存在硫元素广泛存在于自然界中,游离
3、态的硫存在于_附近或地壳的 岩层里。化合物的硫主要以_和_的形式存在。 2 硫的物理性质硫俗称 _, 是一种 _色晶体, 质脆,易研成粉末, 不溶于 _, 微溶于 _, 易溶于 CS2( 用于洗涤沾有硫的容器) 。 3硫的化学性质 SO2 酸性氧化 物的通性 与 H2O 反应: 与 NaOH(足量 )反应: 氧化性 (如与 H2S 溶液反应 ): SO22H2S=3S 2H2O 还原性 O2: Cl2H2O: 漂白性:可使溶液等有机色质褪色生成不稳定 的化合物 例 1、 (2013上海化学 7)将 X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、 Y不可能是 选项X Y
4、 A SO2H2S B Cl2CO2 C NH3 CO2 D SO2 Cl2 【答案】 B 二硫的氧化物 1SO2的物理性质 颜色气味毒性密度溶解性 2. SO2的化学性质 知识规律:几种物质漂白原理的比较 SO2 氯水、 H2O2、Na2O2、O3活性炭 漂白原理 与 有 色 物 质 结 合 生 成无色物质 将有色物质氧化为无色 物质 吸附有色物质 变化类型化学变化化学变化物理变化 是否可逆可逆,加热或日久后不可逆,加热或日久后 恢复原来颜色不恢复原来颜色 【特别提醒1】漂白是指使有机色质褪色。漂白剂不一定使无机色质褪色,即使能使无机色质褪色,也 不能称漂白作用(如SO2使高锰酸钾褪色) 。
5、 【特别提醒2】中学常见的四大还原性离子 还原性: S 2SO2 3I Fe 2 (1) 易被空气中的O2氧化而变质。 (2) 易被 KMnO 4(H ) 、HNO 3、溴水、氯水、Fe 3( 不氧化 Fe2) 、漂白粉溶液等氧化。 (3)SO2、H2SO3、Na2SO3均有强还原性,且还原性:SO 2 3H2SO3SO2。 (4) 同理: H2S、S 2、HS 均有强还原性。 3三氧化硫 (SO3) SO3在标准状况下为_色、 _晶体,能与水反应:_, 放出大量的热,SO3是_氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。 【规律方法】 溶液的组成加热后的现象分析 稀氨水和酚酞溶液红色变浅氨
6、气逸出后, 溶液中 OH - 下降 滴有酚酞的氢氧化钙饱和溶液红色变浅温度升高,氢氧化钙溶解度降 低 滴有石蕊的CO2(或 SO2)溶液红色变紫色(不变 浅) 气体逸出后, H + 降低 滴有甲基橙的CO2(或 SO2)溶液红色变橙色或黄色气体逸出后, H + 降低 滴有酚酞的Na2CO3(或 NaHCO3) 溶液 红色变深温度升高, 促进水解, pH增大 滴有石蕊的氯化铵溶液红色变深温度升高, 促进水解, pH减小 滴有石蕊的硫酸溶液红色,无变化稳定的强酸溶液 滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色,无变化稳定的强碱溶液 Fe(SCN)3溶液红色,无变化稳定的配位化合物溶液 溶有 SO2的品红溶液无色变
7、红色SO2气体逸出,品红恢复原色 例 2、 (2013四川理综化学1)化学与生活密切相关,下列说法不正确 的是 A. 二氧化硫可广泛用于食品的漂白 B. 葡萄糖可用于补钙药物的合成 C. 聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 D. 次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 【答案】 A 三硫酸 1 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 _缓缓倒入 _并_。 2硫酸是强电解质,在水溶液中发生电离的化学方程式为_ 。写出稀硫酸与 下列物质反应的离子方程式: 铁: _ ; MgO : _ ; Ba(OH)2:_ ; Na2SO3: _ ; BaCl2:
8、_ 。 3浓 H2SO4的特性 (1) 填写下表 实验实验现象硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 (2) 分别写出浓硫酸与Cu 、C反应的化学方程式: _ 、 _ 。 思考: 1下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法,请将实验现象填入下表: 浓硫酸稀硫酸 物理 性质 加水 观状态 密度 化学 性质 铁片 铜片 ( 加热 ) 白纸 胆矾 2. 硫酸是中学化学实验室的常见药品,其性质有酸性吸水性脱水性强氧化性催化作 用,请将序号填在相应的横线上: (1) 锌和稀 H2SO4制 H2_; (2) 浓硫酸作干燥剂_; (3) 浓硫酸与蔗糖的炭化实验
9、( 黑面包实验 )_ ; (4) 实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯_; (5) 乙酸乙酯的水解_; (6) 纤维素的水解 _; (7) 浓硫酸与铜的反应_; (8) 浓硫酸使湿润石蕊试纸变红,后来又变黑_。 反思归纳:浓硫酸具有强氧化性,能与金属反应。 (1) 不活泼金属 ( 如 Cu)开始产生SO2( 加热 ) 。浓度变小,稀H2SO4不再与 Cu反应。 (2) 常温下浓 H2SO4使 Fe、 Al 钝化。 (3) 活泼金属 ( 如 Zn)开始产生SO2。浓度变小后,产生H2。 规律方法 1、常见的几种硫酸盐比较 名称俗称和成分主要用途 硫酸钙生石膏 CaSO42H2O 熟石膏 2CaSO4
10、H2O 制粉笔、石膏绷带 硫酸钡重晶石 BaSO4钡餐造影 锌钡白BaSO4+ZnS 白色颜料 硫酸亚铁绿矾 FeSO4 7H2O 配制蓝墨水 硫酸铝钾明矾 KAl(SO4)212H2O 净水剂 硫酸铜胆矾 CuSO4 5H2O 镀铜液,配制“波尔多液” 硫酸锌皓矾 ZnSO4 7H2O 收敛剂 硫酸钠Na2SO410H2O 缓泻剂 【误区警示】无水 CuSO4只能用于检验水的存在,不能用于水蒸气的吸收;NaHSO4具有 H +与 SO 4 2- 的双重性 质,故推断物质时要格外注意,在水中电离:NaHSO 4=Na + + H + + SO 4 2- ; 熔融时电离: NaHSO 4=Na
11、+ + HSO4 - ( 熔 融时,只破坏离子键) 。 2、 浓硫酸与稀硫酸的比较 比较项目浓硫酸稀硫酸 氧化性强弱氧化性( S )弱氧化性( H +) 主要微粒H2SO4H +、 SO 4 2- (H2O ) 还原产物SO2H2 与金属单质反应 常温下使铁、铝钝化,加热能进一步 氧化,规律: 金属 +浓 H2SO4硫酸盐 +SO2+H2O 能和排在H前的金属发生置换反应 与非金属单质反 应 加热能与某些非金属单质反应,如: C 、S,规律: 非金属 +浓 H2SO4最高价氧化物或含 氧酸 + SO2+H2O 不反应 与 H2S、HI、HBr 等还原性物质反 应 能反应不能反应 浓稀硫酸的鉴别
12、方法:从浓硫酸和稀硫酸性质的差异入手,可知鉴别浓H2SO4和稀 H2SO4的方法有多种: 3、接触法制硫酸归纳 (1)接触法制硫酸的几个“三” 三原料三阶段三反应(均放热)三设备三净化 黄铁矿 或 S 造气 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或 S+O2=SO2 沸腾炉除尘 空气接触氧2 SO2+ O22 SO3(催接触室(含热洗涤 化化剂)交换器) 98.3%浓 硫酸 三氧化 硫吸收 SO3+ H2O = H2SO4 吸收塔干燥 (2)应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件:二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总 体积缩小的、放热的反应。 温度二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应
13、,根据化学平衡理论判断,温度较低对反应 有利。但是,温度较低时,反应速率低,考虑催化剂在400500活性最大,在实际生产中, 选定 400500作为操作温度,这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想。 压强二氧化硫接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应,根据化学平衡理论判断,加压 对反应有利。但是,在常压、400500时,二氧化硫的转化率已经很高,加压必须增加设 备,增大投资和能量消耗,故在实际生产中,通常采用常压操作,并不加压。 二氧化硫接触氧化的适宜条件 常压、较高温度(400500)和催化剂 4、有关计算 硫酸工业生产过程复杂,涉及到的概念较多, 其中比较突出的是四率和一度: 转化率、利
14、用率、损失 率、产率和纯度,它们的意义及表达式如下: 物质的转化率(% )=反应物转化的物质的量(或质量或体积或浓度)/ 反应物起始的物质的量(或质 量或体积或浓度)100% 物质的纯度(% ) =不纯物中所含物质的质量/不纯物的总质量100% 原料利用率(% ) =原料的理论用量/ 原料的实际用量100% 原料损失率(% ) =1原料利用率 产品的产率(% ) =产品的实际质量/ 产品的理论质量100% 化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率 理解并运用它们是掌握该部分的难点, 在具体计算中可按照守恒、累计、转化三原则, 理解好概念 , 在 处理有关过程或数据时常会化难为易。 例 3、 (
15、2013广东理综23)下列实验的现象与对应结论均正确的是 选项操作现象结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性 B 常温下将Al 片放入浓硝酸中无明显变化Al 与浓硝酸不反应 C 将一小块Na放入无水乙醇中产生气泡Na能置换出醇羟基中的氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应 答案: AC 四SO 2 4的检验 检验 SO 2 4的正确操作方法:被检液 加足量盐酸酸化 取清液 滴加 BaCl2溶液 有无白色沉淀( 判断有无SO 2 4) 先加稀盐酸的目的是_ , 再加 BaCl2溶液,有白色沉淀产生,可能发生反应的离子方程式:_、 _ 、 _ 。
16、五SO2对大气的污染与防治 1来源 _ 的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和_所排放的尾气。 2危害危害 _健康,形成 _,腐蚀 _。硫酸型酸雨的形成过程: _ 。 3治理开发 _,燃煤 _,处理工业尾气。 【考点精析】考点1硫的性质 (2013新课标卷I 7)化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是 A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C.碘是人体必需微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物 D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 【解析】侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl 溶液中,由于NaHCO3溶解度小于N
17、a2CO3, 故 NaHCO3在溶液 中析出, A项正确;浓盐酸易挥发,与NH3结合生成NH4Cl 固体小颗粒,为白烟状态,B项正确;碘是人体 必需元素,补碘常在食盐中加入KIO3固体而不是高碘酸,高碘酸为强酸性物质,C项错误;制备黑火药的 原料为 S、KNO3、C,三者比例为1:2:3,D项正确。 【答案】 C 考点 2二氧化碳和二氧化硫性质的异同 ( 2013上海化学40-43 )二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒, 并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。 完成下列填空: 40. 实验室可用铜和浓硫酸加热
18、或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。 如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是 (填写字母) 。 41. 若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L (标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠 g(保留一位小数) ;如果已有40% 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) 。 42. 实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰- 石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。 石灰 - 石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应 为 2CaSO3+O2
19、+4H2O 2CaSO42H2O。其流程如下图: 碱法的吸收反应为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O 。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下 图: 已知: 试剂Ca(OH)2 NaOH 价格(元 /kg )0.36 2.9 吸收 SO2的成本(元 /mol )0.027 0.232 石灰 - 石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是。和碱法相比,石灰- 石 膏法的优点是,缺点是。 43. 在石灰 -石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。 【答案】 40.ae 41.18.9 , 33.1 42.酸性氧化与碱的反应。结果便
20、宜,成本低;吸收慢,效率低。 43、 【解析】用硫酸和亚硫酸纳反应制取二氧化硫利用固液不加热制取气体装置,因此,选ae 设含40% 的亚硫酸钠的样品质量为100g,则生成硫酸钠的质量为45.1g ,则这时亚硫酸钠的质量分数为 (100-40 )/100-40+45.1=57.1%,则至少需称取该亚硫酸钠18.9/57.1%=33.1g。由于石灰的碱性比氢氧化 钠弱,吸收SO2的速率慢、效率低,但吸收成本比氢氧化钠低的多。 考点 3 浓硫酸和稀硫酸氧化性比较 (2013四川理综化学11) (15 分) 明矾石经处理后得到明矾 KAl(SO4)212H2O。从明矾制备Al 、 K2SO4和 H2S
21、O4的工艺过程如下所示: 焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)212H2O+3S 2K2SO4 +2Al 2O3+9SO2+48H2O 请回答下列问题: (1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是。 (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。 (3)以 Al 和 NiO(OH)为电极, NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时 NiO(OH)转化为 Ni(OH)2,该 电池反应的化学方程式是。 (4)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25、 101 kPa 时: 2SO 2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一 197 kJ/mol; 2H2O (g) 2H2O(1) H2一
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- 高考 化学 及其 化合物 必备 专题 复习
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