第三章-自然界中的元素-3硫及其化合物高三用.doc

學(xué)大教育硫及其重要化合物【高考目標(biāo)定位】考綱導(dǎo)引考點(diǎn)梳理1. 了解硫元素單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2. 了解硫元素單質(zhì)及其化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。1. 硫。2. 二氧化硫和三氧化硫。3. 硫的氧化物對(duì)大氣的污染。4. 硫酸?！究季V知識(shí)梳理】硫及其化合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系【要點(diǎn)名師精解】一、硫及其重要化合物的主要性質(zhì)及用途1、硫（1）物理性質(zhì)：硫?yàn)榈S色固體；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗去試管壁上的硫）；硫有多種同素異形體：如單斜硫、斜方硫、彈性硫等。（2）化學(xué)性質(zhì)：硫原子最外層6個(gè)電子，較易得電子，表現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性。與金屬反應(yīng)（與變價(jià)金屬反應(yīng)，均是金屬氧化成低價(jià)態(tài)）2Na+S=Na2S （劇烈反應(yīng)并發(fā)生爆炸） 2Al+3S Al2S3（制取Al2S3的唯一途徑） Fe+S FeS（黑色）2Cu + S Cu2S（黑色）與非金屬反應(yīng) S+O2 SO2 S+H2 H2S（說明硫化氫不穩(wěn)定）與化合物的反應(yīng)S+6HNO3（濃）H2SO4+6NO2+2H2OS+2H2SO4（濃） 2SO2+2H2O3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用熱堿溶液清洗硫）（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡膠，也用于制藥和黑火藥。2、硫的氫化物硫化氫的制?。篎e+H2SO4（?。?FeSO4+H2S（不能用濃H2SO4或硝酸，因?yàn)镠2S具有強(qiáng)還原性）H2S是無色、有臭雞蛋氣味的有毒氣體；能溶于水，密度比空氣略大。硫化氫的化學(xué)性質(zhì)A可燃性：當(dāng)2/1時(shí)，2H2S+O2 2S+2H2O（H2S過量） 當(dāng)2/3時(shí)，2H2S+3O22SO2+2H2O（O2過量） 當(dāng)時(shí)，兩種反應(yīng)物全部反應(yīng)完，而產(chǎn)物既有硫又有SO2B強(qiáng)還原性：常見氧化劑Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可將H2S氧化。C不穩(wěn)定性：300以上易受熱分解H2S的水溶液叫氫硫酸，是二元弱酸。例1：室溫時(shí)，H2S和O2的混合氣體100mL，點(diǎn)燃后充分反應(yīng)，剩余25mL，求H2S和O2的體積比。解析：剩余的25mL氣體可能是什么？H2S O2和SO2 SO2若H2S過量，余25mL H2S 則參加反應(yīng)的=75mL=50mL=75mL=25mL :=（50+25）:25=3:1若為O2和SO2 則O2過量，據(jù)：2H2S+3O2 = 2SO2+2H2O V 2 3 2 32LH2S完全反應(yīng)，體積減少3L，現(xiàn)減少100mL-25mL=75mL則需H2S的體積為75mL=50mL，O2的體積為75mL，75mL+50mL100mL，不可能。兩種反應(yīng)物完全反應(yīng)，產(chǎn)物為S、SO2和H2O設(shè)H2S的體積為aO2的體積為b則aH2S+bO2=（a-b）S+（b-）SO2+aH2Oa=50mL b=50mL 體積比為1:1 3、硫的氧化物（1）二氧化硫：SO2是無色而有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，容易液化，易溶于水。SO2是酸性氧化物，能跟水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸是中強(qiáng)酸。SO2有強(qiáng)還原性 常見氧化劑（見上）均可與SO2發(fā)生氧化一還原反應(yīng) 如：SO2 + Cl 2 +2H2O = H2SO4 + 2HClSO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S +2H2OSO2具有漂白性，能跟有色有機(jī)化合物生成無色物質(zhì)（可逆、非氧化還原反應(yīng)） 實(shí)驗(yàn)室制法：Na2SO3 + H2SO4(濃) = Na2SO3 + H2O +SO2 或Cu + 2H2SO4(濃) = CuSO4 + 2H2O + SO2（2）三氧化硫：是一種沒有顏色易揮發(fā)的晶體；具有酸性氧化物的通性，遇水劇烈反應(yīng)生成硫酸并放出大量的熱。（3）比較SO2與CO2、SO3SO2CO2SO3主要物性無色、有刺激性氣體、易液化易溶于水(1:40)無色、無氣味氣體能溶于水(1:1)無色固體.熔點(diǎn)（16.8）與水反應(yīng)SO2+H2O H2SO3 中強(qiáng)酸CO2+H2O H2CO2 弱酸SO3+H2O=H2SO4(強(qiáng)酸)與堿反應(yīng)Ca(OH)2 CaSO3 Ca(HSO3)2清液 白 清液Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2清液 白 清液SO3+Ca(OH)2=CaSO4(微溶)紫色石蕊變紅變紅變紅品紅褪色不褪色不褪色鑒定存在能使品紅褪色又能使清石灰變渾濁不能使品紅褪色但能使清石灰水變渾濁氧化性SO2+2H2S=2S+2H2OCO2+2Mg = 2MgO+CCO2+C = 2CO還原性有無與Na2O2作用Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3=2NaSO4+O2（4）酸雨的形成和防治酸雨的形成是一個(gè)十分復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理過程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物質(zhì)，其中又以硫酸為主。從污染源排放出來的SO2、NOx（NO、NO2）是酸雨形成的主要起始物，因?yàn)榇髿庵械腟O2在光照、煙塵中的金屬氧化物等的作用下，經(jīng)氧化、溶于水等方式形成H2SO4，而NO被空氣中氧氣氧化為NO2，NO2直接溶于水形成HNO3，造成了雨水pH值降低，便形成了酸雨。硫酸型酸雨的形成過程為：氣相反應(yīng)：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4；液相反應(yīng)：SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4?？偡磻?yīng)：硝酸型酸雨的形成過程為：2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。引起硫酸型酸雨的SO2人為排放主要是化石燃料的燃燒、工業(yè)尾氣的排放、土法煉硫等。引起硝酸型酸雨的NOx人為排放主要是機(jī)動(dòng)車尾氣排放。酸雨危害：直接引起人的呼吸系統(tǒng)疾??；使土壤酸化，損壞森林；腐蝕建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)裝備，電信電纜等。酸雨防治與各種脫硫技術(shù)：要防治酸雨的污染，最根本的途徑是減少人為的污染物排放。因此研究煤炭中硫資源的綜合開發(fā)與利用、采取排煙脫硫技術(shù)回收二氧化硫、尋找替代能源、城市煤氣化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途徑。目前比較成熟的方法是各種脫硫技術(shù)的應(yīng)用。在含硫礦物燃料中加生石灰，及時(shí)吸收燃燒過程中產(chǎn)生的SO2，這種方法稱為“鈣基固硫”，其反應(yīng)方程式為：SO2+CaO=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4；也可采用煙氣脫硫技術(shù)，用石灰漿液或石灰石在煙氣吸收塔內(nèi)循環(huán)，吸收煙氣中的SO2，其反應(yīng)方程式為：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4。在冶金工業(yè)的煙道廢氣中，?；煊写罅康腟O2和CO，它們都是大氣的污染物,在773和催化劑(鋁礬土)的作用下，使二者反應(yīng)可收回大量的硫黃，其反應(yīng)原理為：SO2+2CO=S+CO24、硫酸稀H2SO4具有酸的一般通性，而濃H2SO4具有酸的通性外還具有三大特性： SO42的鑒定（干擾離子可能有：CO32-、SO32-、SiO32-、Ag、PO43等）：待測液澄清液白色沉淀（說明待測液中含有SO42-離子）硫酸的用途：制過磷酸鈣、硫酸銨、硫酸銅、硫酸亞鐵、醫(yī)藥、炸藥，用于鉛蓄電池，作干燥劑、制揮發(fā)性酸、作脫水劑和催化劑等。二、硫酸的工業(yè)制法接觸法1、生產(chǎn)過程:三階段SO2制取和凈化SO2轉(zhuǎn)化為SO3SO3吸收和H2SO4的生成三方程4FeS2(s)11O2(g) = 2Fe2O3(s)8SO2(g)；H=-3412 kJ/mol2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)；H-196.6 kJ/molSO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)；H=-130.3 kJ/mol三設(shè)備沸騰爐接觸室吸收塔有關(guān)原理礦石粉碎,以增大礦石與空氣的接觸面，加快反應(yīng)速率逆流原理(熱交換器)目的: 冷熱氣體流向相反，冷的SO2、O2、N2被預(yù)熱，而熱的SO3、SO2、O2、N2被冷卻.逆流原理(98.3%的濃硫酸從塔頂淋下，氣體由下往上，流向相反，充分接觸，吸收更完全)設(shè)備中排出的氣 體爐氣:SO2.N2.O2.礦塵(除塵).砷硒化合物(洗滌). H2O氣(干燥)凈化氣:SO2.N2.O2SO2、O2、N2、SO3尾氣：SO2及N2、O2不能直接排入大氣中說 明礦塵.雜質(zhì):易使催化劑“中毒”H2O氣:腐蝕設(shè)備、影響生產(chǎn)反應(yīng)條件理論需要：低溫、高壓、催化劑；實(shí)際應(yīng)用：400500、常壓、催化劑實(shí)際用98.3%的濃硫酸吸收SO3,以免形成酸霧不利于氣體三氧化硫被進(jìn)一步吸收2、尾氣處理： 氨水 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4+ SO2 NH4HSO3 三、氧族元素1、氧族元素比較：原子半徑 OSSeTe單質(zhì)氧化性 O2SSeTe單質(zhì)顏色 無色 淡黃色 灰色 銀白色單質(zhì)狀態(tài) 氣體 固體 固體 固體氫化物穩(wěn)定性 H2OH2SH2SeH2Te最高價(jià)含氧酸酸性 H2SO4H2SeSO4H2TeO42、O2和O3比較O2O3顏色無色氣態(tài)淡藍(lán)色氣味無刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧氣的大密度臭氧比氧氣易溶于水氧化性強(qiáng)（不易氧化Ag、Hg等）極強(qiáng)（O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2）（易氧化Ag、Hg等不活潑金屬）漂白性無有（極強(qiáng)氧化性作消毒劑和脫色劑）穩(wěn)定性 3O2 2O3 2O3=3O2 相互關(guān)系臭氧和氧氣是氧的同素異形體3、比較H2O和H2O2H2OH2O2電子式化學(xué)鍵極性鍵極性鍵和非極性鍵分子極性有有穩(wěn)定性穩(wěn)定2H2O 2H2+O2不穩(wěn)定2H2O2 2H2O+O2氧化性較弱（遇強(qiáng)還原劑反應(yīng)）2Na+2H2O=2NaOH+H2較強(qiáng)（遇還原劑反應(yīng)）SO2+H2O2=H2SO4還原性較弱（遇極強(qiáng)氧化劑反應(yīng)）2F2+2H2O=4HF+O2較強(qiáng)（遇較強(qiáng)氧化劑反應(yīng)）2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O作用飲用、溶劑等氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑等例2：A、B、C是在中學(xué)化學(xué)中常見的三種化合物，它們各由兩種無素組成，甲、乙是兩種單質(zhì)。這些化合物和單質(zhì)之間存在如下的關(guān)系：據(jù)此判斷：(1)在A、B、C這三種化合物中，必定含有乙元素的是(用A、B、C字母填寫)。(2)單質(zhì)乙必定是(填“金屬”或“非金屬”)，其理由是。(3)單質(zhì)乙的化學(xué)式可能是，則化合物B的化學(xué)式是。【解析】本題不僅考查學(xué)生對(duì)非金屬元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的綜合認(rèn)識(shí)水平，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生思維能力，特別是推理能力的綜合檢驗(yàn)。題目中的三問，由易到難，考查層次由低到高，著重考查學(xué)生的分析、推理、正向思維與逆向思維、從抽象思維到具體運(yùn)用等能力，第(3)問又在前兩問的基礎(chǔ)上考查了學(xué)生將元素及其化合物知識(shí)進(jìn)行歸納整理的能力。(1)根據(jù)框圖所示，單質(zhì)甲+單質(zhì)乙化合物A，所以A中一定含乙元素；甲+BA+C，由于甲、乙為兩不同種元素的單質(zhì)，所以A中含有的乙元素一定來自于B。(2)由于A、B中都含有乙元素，A+B乙+C，乙為單質(zhì)。說明A、B中乙元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)之后生成零價(jià)乙元素。據(jù)同種元素不同價(jià)態(tài)間氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)歸中原理，可知乙元素在A、B介于0價(jià)兩端，即為正價(jià)和負(fù)價(jià)。而只有非金屬元素才可能表現(xiàn)正價(jià)和負(fù)價(jià)。所以乙為非金屬元素。(3)在中學(xué)化學(xué)中，顯正、負(fù)價(jià)的非金屬元素有Cl、S、N、C、H。在此范圍中依題進(jìn)行篩選。S和N2均合適。本題可排出下列關(guān)系：【答案】(1)A、B(2)非金屬，因?yàn)锳+B乙+C，且乙為單質(zhì)，可知乙元素在A、B中分別呈正、負(fù)，所以乙是非金屬。(3)S，H2S(或N2，NH3)?！靖形蚋呖颊骖}】1（2013全國卷1）下列敘述正確的是ALi在氧氣中燃燒主要生成B將SO2通入溶液可生成沉淀C將CO2通入次氯酸鈣溶液可生成次氯酸D將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使Cu2+還原成Cu【解析】A錯(cuò)誤，因?yàn)長i在空氣中燃燒只能生成Li2O,直接取材于第一冊課本第二章第三節(jié)； B錯(cuò)誤，酸性：HClH2SO3H2CO3所以通入后無BaSO3沉淀，因?yàn)锽aSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2；D錯(cuò)誤，溶液中該反應(yīng)難以發(fā)生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+(NH4)2SO4,接著Cu(OH)2CuO+H20,溶液中NH3不能還原CuO為Cu,要還原必須是干燥的固態(tài)！C正確，強(qiáng)酸制弱酸，酸性：H2CO3HClO,反應(yīng)為：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO，直接取材于課本第一冊第四章第一節(jié)；【答案】C【命題意圖】考查無機(jī)元素及其化合物，如堿金屬，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C選項(xiàng)直接取材于高一課本，D取材于高二第一章氮族。【點(diǎn)評(píng)】再次印證了以本為本的復(fù)習(xí)策略，本題四個(gè)選項(xiàng)就直接取材于課本，屬于簡單題，不重視基礎(chǔ)，就有可能出錯(cuò)！2.（2013上海卷）下列實(shí)驗(yàn)過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是ANO2通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中CNH3通入AlCl3溶液中 DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案：B解析：此題考查了常見元素化合物知識(shí)。NO2通入后和水反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的硝酸，其將亞鐵鹽氧化為鐵鹽，溶液顏色由淺綠色變?yōu)辄S色，排除A；CO2和CaCl2不反應(yīng)，無明顯現(xiàn)象，符合，選B；NH3通入后轉(zhuǎn)化為氨水，其和AlCl3反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，排除C；SO2通入酸化的硝酸鋇中，其被氧化為硫酸，生成硫酸鋇沉淀，排除D。易錯(cuò)警示：解答此題的易錯(cuò)點(diǎn)是：不能正確理解CO2和CaCl2能否反應(yīng)，由于鹽酸是強(qiáng)酸，碳酸是弱酸，故將CO2通入CaCl2溶液中時(shí)，兩者不能發(fā)生反應(yīng)生成溶于鹽酸的碳酸鈣沉淀。3.（2013廣東理綜卷）（16分） 某科研小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時(shí)，利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對(duì)其尾氣進(jìn)行吸收處理。（1）請(qǐng)完成SO2與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO2+2NaOH = _（2）反應(yīng)Cl2+Na2SO3+2 NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的還原劑為_（3）吸收尾氣一段時(shí)間后，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl、OH和SO請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣的CO2的影響） 提出合理假設(shè) 假設(shè)1：只存在SO32-；假設(shè)2：既不存在SO32-也不存在ClO；假設(shè)3：_ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實(shí)驗(yàn)試劑：3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中步驟2：步驟3：解析：(1) NaOH過量，故生成的是正鹽：SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O。(2)S元素的價(jià)態(tài)從+4+6，失去電子做表現(xiàn)還原性，故還原劑為Na2SO3。(3)很明顯，假設(shè)3兩種離子都存在。加入硫酸的試管，若存在SO32-、ClO-，分別生成了H2SO3和HClO；在A試管中滴加紫色石蕊試液，若先變紅后退色，證明有ClO-，否則無；在B試管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液，若紫紅色退去，證明有SO32-，否則無。答案：(1) Na2SO3+H2O(2) Na2SO3(3) SO32-、ClO-都存在實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中步驟2：在A試管中滴加紫色石蕊試液若先變紅后退色，證明有ClO-，否則無步驟3：在B試管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫紅色退去，證明有SO32-，否則無4.（2013山東卷）（16）聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為，廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵和綠礬（FeSO47H2O ）過程如下：（1）驗(yàn)證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2 的方法是_。（2）實(shí)驗(yàn)室制備、收集干燥的SO2 ，所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2 ，按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閍 f裝置D的作用是_，裝置E中NaOH溶液的作用是_。（3）制備綠礬時(shí)，向溶液X中加入過量_，充分反應(yīng)后，經(jīng)_操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮，結(jié)晶等步驟得到綠礬。（4）溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為_。若溶液Z的pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏_。解析：(1)檢驗(yàn)SO2的方法一般是：將氣體通入品紅溶液中，如品紅褪色，加熱后又變紅。(2) 收集干燥的SO2，應(yīng)先干燥，再收集(SO2密度比空氣的大，要從b口進(jìn)氣)，最后進(jìn)行尾氣處理；因?yàn)镾O2易與NaOH反應(yīng)，故的作用是安全瓶，防止倒吸。(3)因?yàn)樵跓屑尤肓肆蛩岷妥懔垦鯕?，故溶液Y中含有Fe3+，故應(yīng)先加入過量的鐵粉，然后過濾除去剩余的鐵粉。(4)用pH試紙測定溶液pH的操作為：將試紙放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)到試紙的中央，然后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。Fe(OH)3的含鐵量比Fe2(SO4)3高，若溶液Z的pH偏小，則生成的聚鐵中OH-的含量減少，SO42-的含量增多，使鐵的含量減少。答案：(1)將氣體通入品紅溶液中，如品紅褪色，加熱后又變紅，證明有SO2。(2)d e b c；安全瓶，防止倒吸；尾氣處理，防止污染（3）鐵粉 過濾（4）將試紙放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)到試紙的中央，然后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。 低5.（08海南化學(xué)）下圖表示某固態(tài)單質(zhì)A及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系（某些產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去）?；衔顱在常溫常壓下為氣體，B和C的相對(duì)分子質(zhì)量之比為45，化合物D是重要的工業(yè)原料（1）寫出A在加熱條件下與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式_。（2）寫出E與A的氫化物反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式_。（3）寫出一個(gè)由D生成B的化學(xué)方程式_。（4）將5 mL0.10 molL1的E溶液與10 mL0.10 molL1的NaOH溶液混合。寫出反應(yīng)的離子方程式_；反應(yīng)后溶液的pH _7（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是 ；加熱反應(yīng)后的溶液，其pH_（填“增大”、“不變”或“減小”），理由是_。Ks5u答案（8分）（1）H2+SH2S（寫成可逆反應(yīng)也正確）（2）H2SO3 + 2H2S=3S + 3H2O（3）C+2H2SO4（濃）CO2 +2SO2 +2H2O（其他合理答案也給分如Cu+ 2H2SO4（濃）CuSO4 +SO2+ 2H2O等）（4）H2SO3 +2OH = SO32 + 2H2O大于 Na2SO3溶液中SO32-發(fā)生水解使溶液顯堿性增大 升高溫度促進(jìn)Na2SO3溶液的水解6.（2013北京）（15分）以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：（1）將燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整4 +11O2 2Fe2O3+8SO2（2）接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（3）依據(jù)工藝流程圖判斷下列說法正確的是(選填序號(hào)字母) 。a為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b過量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率c使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率d沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵（4）每160 g SO3氣體與H2O化合放出260.6 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。（5）吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2 和銨鹽。 SO2 既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2 吸收Br2的離子方程式是 。為測定該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將不同質(zhì)量的銨鹽分別加入到50.00 mL相同濃度的NaOH溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下銨鹽不分解)，該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測定濃硫酸增加的質(zhì)量部分測定結(jié)果：銨鹽質(zhì)量為10.00 g和20.00 g時(shí)，濃硫酸增加的質(zhì)量相同；銨鹽質(zhì)量為30.00 g時(shí)，濃硫酸增加的質(zhì)量為0.68 g；銨鹽質(zhì)量為40.00 g時(shí)，濃硫酸的質(zhì)量不變。計(jì)算：該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ；若銨鹽質(zhì)量為l5.00 g，濃硫酸增加的質(zhì)量為 。（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）解析與答案：（15分）（1）FeS2 (2）2SO2O22SO3（3）abd（4）SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H=130.3kJmol1（5）SO2Br22H2O=4H2BrSO42 14.56 2.31g7.(2013全國卷)濃H2SO4和木炭在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 （ ）2 H2SO4 (濃) + C CO2+ 2 H2O + 2SO2請(qǐng)從下圖中選用所需的儀器（可重復(fù)選用）組成一套進(jìn)行該反應(yīng)并檢出反應(yīng)產(chǎn)物的裝置?，F(xiàn)提供濃H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液試劑自選。（連接和固定儀器用的玻璃管、膠管、鐵夾、鐵架臺(tái)及加熱裝置等均略去）將所選的儀器按連接順序由上至下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱及其作用。選用的儀器（填字母）加入的試劑作用答案 C 濃硫硫和木炭 產(chǎn)生反應(yīng)物B 無水硫酸銅 檢驗(yàn)是否有水A 品紅 檢驗(yàn)SO2 A 酸性KMnO4 除去SO2 A 澄清石灰水 檢驗(yàn)CO2的存在。解析 成套裝置包括反應(yīng)裝置，檢驗(yàn)裝置和尾氣處理裝置。C中加入濃硫硫和木炭作為反應(yīng)物的發(fā)生器，產(chǎn)物中必須先檢驗(yàn)水，因?yàn)樵跈z驗(yàn)其他物質(zhì)時(shí)會(huì)在其它試劑中混入水，可選用裝置B，放入無水硫酸銅，若變藍(lán)則說明有水。接著檢驗(yàn)SO2氣體，用裝置A，放入品紅檢驗(yàn)，若品紅褪色，則說明有SO2氣體產(chǎn)生，再用裝置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，最后再用裝置A，放入澄清石灰水來檢驗(yàn)CO2的存在，因SO2也可以使澄清石灰水變渾，故先要除去SO2。8.（2013上海卷）根據(jù)硫化氫氣體的實(shí)驗(yàn)室制法和性質(zhì)完成下列填空。（1）若用啟普發(fā)生器制取硫化氫氣體，則制取氣體的原料可選用_。 a稀硫酸與硫化亞鐵 b稀硝酸與硫化亞鐵 c稀硫酸與硫化鈉 d稀鹽酸與硫化亞鐵（2）現(xiàn)要組裝一套可以控制硫化氫氣體產(chǎn)生速率的裝置，請(qǐng)?jiān)谙聢D中選擇合適的儀器； _（填編號(hào)）。（3）如右圖，在一個(gè)充滿氧氣的集氣瓶中加入少量品紅稀硫溶液，點(diǎn)燃硫化氫氣體。在火焰自動(dòng)熄滅后，停止通入氣體，瓶內(nèi)可觀察到的現(xiàn)象是_。（4）在上述集氣瓶中繼續(xù)通入硫化氫氣體，振蕩，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： _ 反應(yīng)過程中，溶液的pH_（填“變大”、“變小”或“不變”）。（5）點(diǎn)燃不純的硫化氫氣體可能會(huì)發(fā)生爆炸，為了防止意外，可連接一個(gè)安全裝置。下圖的裝置能起到此作用的是_。（6）已知硫化氫氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4.3%45.5%時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。當(dāng)硫化氫氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，其爆炸產(chǎn)物是_。答案 （1）a d （2） （3）品紅溶液褪色：瓶壁有淡黃色粉末和無色的小液滴（4） 變大（5）b（6）S H2O9.（2013寧夏卷）2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3的H=-99kJmol-1.請(qǐng)回答下列問題：（1）圖中A、C分別表示 、 ，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？ 。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低？ ，理由是 ；（2）圖中H= KJmol-1；（3）V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式 ；（4）如果反應(yīng)速率（SO2）為0.05 molL-1min-1,則（O2）= molL-1min-1、(SO3)= molL-1min-1；（5）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 KJmol-1，計(jì)算由S(s)生成3 molSO3(g)的H （要求計(jì)算過程）。答案 （1）反應(yīng)物能量 生成物能量 （2）無 降低 因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低 （3）-198 (4) SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5 (4)0.025 0.05 (5) S(s)+O2(g) =2SO2(g) H1=-296 KJmol-1 SO2(g)+1/2O2(g) =SO3(g) H2=-99 KJmol-1 3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) H=3(H1+H2)=-1185 KJmol-1 解析 (1)本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表示的意義，E為活化能與反應(yīng)熱無關(guān)，但是用催化劑可以降低活化能；（2）圖中表示的是2molSO2的反應(yīng)，因此H=-992KJmol-1；（3）依題意即可寫出：SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5；（4）依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比【考點(diǎn)精題精練】1.2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率 B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大 C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間 D.在t1、t2時(shí)刻，SO3（g）的濃度分別是c1，c2，則時(shí)間間隔t1t2內(nèi)，SO3（g）生成的平均速率為答案：D2.工業(yè)制硫酸的關(guān)鍵步驟之一為SO2的接觸氧化：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；H=-196.6kJ/mol現(xiàn)在一容積為2 L的密閉容器中充入2 mol SO2、1 molO2，加入固體催化劑，保持溫度在450使之發(fā)生反應(yīng)，5 min時(shí)達(dá)到平衡，測得平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)減小了30。下列說法正確的是ASO2的轉(zhuǎn)化率為30B反應(yīng)共放出了196.6 kJ的熱量C用SO2表示的5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.36 molL1min1D相同條件下，起始時(shí)若加入2 molSO3，達(dá)到的平衡狀態(tài)完全相同答案：D3.能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是A. 硅 B. 硫 C. 銅 D. 鐵答案：B4.下列有關(guān)二氧化硫的說法中正確的是（ ） A二氧化硫能漂白某些物質(zhì)，說明它具有還原性 B二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊試液變紅，說明它沒有漂白性 C將足量二氧化硫通人酸I生高錳酸鉀試液中紫色褪去，說明二氧化硫具有還原性 D因二氧化硫具有強(qiáng)還原性，所以實(shí)驗(yàn)室不能用濃硫酸干燥二氧化硫答案：C5.下列化合物可由兩種單質(zhì)直接化合得到的是ASO2BNO2CCuSDFeCl2答案：A6.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過程是在吸收塔（如右圖）中進(jìn)行的，吸收塔里還裝入大量瓷環(huán)。下列有關(guān)SO3說法中，錯(cuò)誤的是A從處通入SO3，整個(gè)吸收操作采取逆流的形式B從處噴下濃硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C從處導(dǎo)出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣D從處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的硫酸答案：C7.（2013湖南衡陽模擬）相同溫度下，下列實(shí)驗(yàn)過程中，溶液的濃度和質(zhì)量始終不變的是 A向983濃H2SO4中通入n g SO3 B向濃氨水中持續(xù)通入干燥潔凈的空氣(已除去(CO2) C向KNO3飽和溶液中加入n gKNO3晶體 D向CuSO4飽和溶液中加入n g無水CuSO4答案：C8.（2013北京東城區(qū)模擬）鋅與100 mL 18.5 molL-1的濃硫酸充分反應(yīng)后，鋅完全溶解，同時(shí)生成氣體甲 33.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1 L，測得溶液的pH=1，下列敘述不正確的是 A.反應(yīng)中共消耗1.8 mol H2SO4 B.氣體甲中SO2與H2的體積比為4:1C.反應(yīng)中共消耗97.5 g Zn D.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3 mol電子答案：B9.利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。（1）某溫度下，SO2（g） O2（g） SO3（g）；H98 kJmol1。開始時(shí)在100 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196 kJ，該溫度下平衡常數(shù)K 。（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發(fā)生下列反應(yīng)： 2SO2（g）O2（g）2SO3（g），達(dá)到平衡后改變下述條件，SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大的是 （填字母）。 A保持溫度和容器體積不變，充入2 mol SO3B保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2C保持溫度和容器體積不變，充入0.5 mol SO2和0.25 mol O2D保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1 mol SO3E升高溫度F移動(dòng)活塞壓縮氣體（3）某人設(shè)想以右圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，寫出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式： 。（4）若通入SO2的速率為2.24 Lmin1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應(yīng)維持不變，則左側(cè)水的流入速率應(yīng)為 mLmin1。答案：（1）10/3或3.33（2分，若寫表達(dá)式且正確給1分） （2）A、C、F（2分，選一個(gè)或2個(gè)且正確給1分，選三個(gè)且正確給2分）（3）SO22H2O2e SO424 H+（2分）（4）13.4 mLmin1（2分）10.某同學(xué)用如圖所示的裝置來探究SO2的性質(zhì)及有關(guān)實(shí)驗(yàn)。 （1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性，方法是 （2）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉固體與硫酸反應(yīng)制取SO2氣體，寫出化學(xué)方程式 。（3） （3）將制取的SO2氣體通入C溶液中，請(qǐng)回答下列問題：若C溶液是紫色石蕊試液，通入少量SO2氣體后，現(xiàn)象是 ，繼續(xù)通入過量的SO2氣體，現(xiàn)象是 。若C溶液是橙色的溴水溶液，通入SO2氣體后現(xiàn)象 ，寫出反應(yīng)的離子方程式 。（3）若C溶液是澄清石灰水，緩慢且持續(xù)通入SO2氣體過程中，觀察到的現(xiàn)象是 。答案：（1）用雙手（或熱毛巾）握住B，C中有氣泡產(chǎn)生，移開雙手，C中導(dǎo)管形成一段水柱，說明不漏氣。（2分） （2）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O（3分） （3）紫色溶液變?yōu)榧t色（2分） 紅色不褪去（或溶液顏色無變化）（2分）溴水褪色（2分） SO2+Br2+2H2O=4H+SO42-+2Br- （3分）首先有白色沉淀生成，然后白色沉淀消失（2分）11.（2013湖南師大附中模擬）某同學(xué)在學(xué)習(xí)“硫酸及其鹽的某些性質(zhì)與用途中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)一探究濃硫酸的氧化性 將實(shí)驗(yàn)室常用的藥品放入如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置后，加熱裝置甲。（夾持和加熱裝置省略）（1）該裝置設(shè)計(jì)上存在明顯缺陷，請(qǐng)指出： 。 反應(yīng)開始前如何檢查甲裝置的氣密性 。（2）寫出裝置甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 實(shí)驗(yàn)二探究明礬晶體的某些性質(zhì)成分與用途（3）明礬可以凈水的原因是 （用離子方程式表示）：取少量明礬晶體配成溶液，置于潔凈的試管中，檢驗(yàn)明礬溶液中含有硫酸根離子的操作是 。實(shí)驗(yàn)三用KHSO4制取H2O2并測其質(zhì)量分?jǐn)?shù)查閱資料得知：工業(yè)上用電解KHSO4飽和溶液制取H2O2，示意圖如下：用此法制取一定濃度的H2O2，并進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)測定H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（離子方程式：2MnO45H2O26H2Mn28H2O5O2）取5.00 mL H2O2溶液（密度為1.00 g/mL）置于錐形瓶中加水稀釋，再加稀硫酸酸化；用0.1000 mol/L KMnO4溶液滴定；用同樣方法滴定，三次消耗KMnO4溶液的體積分別為20.00 mL、19.98 mL、20.02 mL?；卮鹣铝袉栴}：（4）電解飽和KHSO4溶液時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為 。（5）原H2O2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 答案：（1）裝置乙不應(yīng)有瓶塞 連接好甲裝置，關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)氣管放入水中，加熱燒瓶，觀察導(dǎo)氣管出口是否有氣泡，冷卻，導(dǎo)氣管有水柱回流。（2）Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O（或C2H2SO4(濃)CO22SO22H2O，其他合理答案也給分）（3）Al3+ +3H2O Al(OH)3 + 3H+ 取少量液放入試管中，滴加鹽酸酸化，然后加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明有SO42（4）2SO422eS2O82 （5）3.4%12.（2013江蘇鎮(zhèn)江模擬）利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。（1）某溫度下，SO2（g） O2（g） SO3（g）；H98 kJmol1。開始時(shí)在100 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196 kJ，該溫度下平衡常數(shù)K 。（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發(fā)生下列反應(yīng)： 2SO2（g）O2（g）2SO3（g），達(dá)到平衡后改變下述條件，SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大的是 （填字母）。 A保持溫度和容器體積不變，充入2 mol SO3B保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2C保持溫度和容器