2024年高考化學一輪復習專題4.3硫及其化合物講含解析

PAGEPAGE1專題4.3硫及其化合物1.了解硫及其重要化合物的制備方法，駕馭其主要化學性質(zhì)及其應用。2.了解硫的氧化物對環(huán)境的影響。學問點一硫及其氧化物的性質(zhì)一、硫單質(zhì)的性質(zhì)及應用1．硫元素的存在形態(tài)（1）游離態(tài)：在火山口旁邊或地殼的巖層例存在（2）化合態(tài)：以硫化物和硫酸鹽的形式存在2．硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫單質(zhì)俗稱硫黃，是一種淡黃色固體；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多種同素異形體，如單斜硫、斜方硫等。3．硫單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)S的氧化性S與Fe、Cu、Hg反應的化學方程式依次為Fe＋Seq\o(=====,\s\up7(△))FeS、2Cu＋Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S、S＋Hg===HgS(此反應適用于除去室內(nèi)灑落的Hg)。(2)S的還原性①S與O2反應的化學方程式為S＋O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))SO2，在空氣中燃燒火焰為淡藍色。②與強氧化劑反應(如濃硫酸)的化學方程式為S＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O。(3)S與NaOH溶液反應的化學方程式為3S＋6NaOHeq\o(=====,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，該反應中硫既是氧化劑，又是還原劑，此反應可用于除去試管內(nèi)黏附的S?！咎厥馓崾尽竣倭蚺c變價金屬反應時，生成低價態(tài)金屬硫化物(如Cu2S、FeS)。②汞蒸氣有毒，試驗室里不慎灑落一些汞，可撒上硫粉進行處理。二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性質(zhì)及應用1．二氧化硫(SO2)(1)物理性質(zhì)二氧化硫是無色、有刺激性氣味的有毒氣體，是大氣污染物之一；易溶于水，通常狀況下，1體積水溶解約40體積SO2。(2)化學性質(zhì)①酸性氧化物的通性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(與H2O反應：SO2＋H2OH2SO3,與NaOH足量反應：,2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O))②氧化性(如與H2S溶液反應)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O③還原性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：2SO2＋O2\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3,氯水：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4))④漂白性：可使品紅溶液等有機色質(zhì)退色，生成不穩(wěn)定的化合物。(3)試驗室制法①固體Na2SO3與較濃H2SO4反應Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；②銅與濃H2SO4混合加熱Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)SO2對大氣的污染與防治來源化石燃料的燃燒及含硫礦石的冶煉危害污染大氣，危害人體健康，形成酸雨防治開發(fā)新能源、燃煤除硫、處理工業(yè)廢氣(5)SO2和CO2的鑒別試劑現(xiàn)象及結(jié)論原理(化學方程式)品紅溶液使品紅溶液褪色的是SO2；不能使品紅溶液褪色的是CO2——KMnO4溶液使紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO22KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4溴水使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO23SO2＋2HNO3＋2H2O===3H2SO4＋2NO↑Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3FeCl3溶液使棕黃色變?yōu)闇\綠色的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO22FeCl3＋SO2＋2H2O===FeCl2＋FeSO4＋4HCl澄清石灰水不能用澄清石灰水鑒別SO2和CO2，緣由是二者都能使澄清石灰水變渾濁2．三氧化硫(SO3)(1)物理性質(zhì)熔點16.8℃，沸點44.8℃，在常溫下為eq\a\vs4\al(液)態(tài)，在標準狀況下為eq\a\vs4\al(固)態(tài)。(2)化學性質(zhì)反應化學方程式與水反應SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的熱)與氧化鈣反應SO3＋CaO===CaSO4與氫氧化鈉反應SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O3．硫的氧化物的污染與治理(1)來源：含硫化石燃料的燃燒及金屬礦物的冶煉等。(2)危害：危害人體健康，形成酸雨(pH小于5.6)。(3)治理：燃煤脫硫，改進燃燒技術(shù)。(4)硫酸型酸雨的形成途徑有兩個：途徑1：空氣中飄塵的催化作用，使2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑))2SO3、SO3＋H2O===H2SO4。途徑2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4?！疽族e警示】(1)SO2不能漂白酸堿指示劑，如只能使紫色的石蕊溶液變紅，但不能使之退色。(2)SO2的漂白性和還原性的區(qū)分SO2使品紅溶液退色表現(xiàn)的是SO2的漂白性，加熱后溶液顏色復原；SO2使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、氯水、碘水退色表現(xiàn)的是SO2的還原性，加熱后溶液顏色不復原。(3)SO2氧化性的表現(xiàn)SO2通入氫硫酸、硫化鈉溶液中都會出現(xiàn)淡黃色沉淀，表現(xiàn)了SO2的氧化性。(4)三類漂白劑的區(qū)分類型原理舉例特點備注氧化型將有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”破壞掉HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等不行逆、長久無選擇性加合型與有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”“化合”成無色物質(zhì)SO2可逆、不長久有選擇性吸附型將有色物質(zhì)吸附而退色活性炭物理改變吸附色素三、二氧化硫的制備與性質(zhì)總結(jié)(1)常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應制取二氧化硫，進而驗證二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、還原性、氧化性等。①制取原理Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O②綜合試驗裝置(2)試驗室也可用銅片與濃硫酸反應制取二氧化硫，進而驗證二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、還原性、氧化性等。①制取原理：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②綜合試驗裝置【典例1】(2024·江蘇卷)下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到試驗目的的是()【答案】B【解析】A項，稀H2SO4與銅片不反應，錯誤；B項，SO2能使品紅溶液褪色，體現(xiàn)其漂白性，正確；C項，SO2密度比空氣大，應“進步短出”，錯誤；D項，SO2不與NaHSO3反應，無法汲取SO2，錯誤?！咀兪?】（福建廈門一中2025屆模擬）如圖是檢驗某無色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，按要求回答下列問題：(1)B中加入的試劑是________，作用是__________________。(2)C中加入的試劑是____________，作用是______________。(3)D中加入的試劑是____________，作用是______________。(4)試驗時，C中應視察到的現(xiàn)象是________________?！窘馕觥靠隙ㄒ斫忸}意是檢驗氣體成分，檢驗二氧化硫用品紅溶液，汲取二氧化硫用酸性KMnO4溶液，檢驗二氧化碳用澄清石灰水；在檢驗二氧化碳之前，必需除盡二氧化硫，因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁。C裝置的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡，所以酸性KMnO4溶液顏色變淺，但不能褪成無色，若褪成無色則不能證明二氧化硫已除盡?！敬鸢浮?1)品紅溶液檢驗SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并檢驗SO2是否除盡(3)澄清石灰水檢驗CO2(4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺但不褪成無色【方法技巧】檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁，檢驗二者同時存在的一般流程為流程設(shè)計檢驗SO2?除去SO2?檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2選用試劑品紅溶液酸性KMnO4溶液品紅溶液澄清的石灰水預期現(xiàn)象褪色褪色不褪色變渾濁學問點二硫酸硫酸根離子的檢驗1．硫酸的物理性質(zhì)H2SO4是無色液體，能與水以隨意比互溶，溶解時可放出大量的熱，濃H2SO4稀釋的方法是將濃H2SO4沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入水中并用玻璃棒不斷攪拌。2．硫酸是強電解質(zhì)，寫出稀硫酸與下列物質(zhì)反應的離子方程式(1)鐵：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；(2)MgO：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；(3)Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓＋2H2O；(4)Na2SO3：SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑；(5)BaCl2：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓。3．濃H2SO4的特性(1)填寫下表試驗試驗現(xiàn)象濃硫酸的特性少量膽礬加入濃硫酸中藍色固體變白吸水性用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在濾紙上沾有濃H2SO4的濾紙變黑脫水性將銅片加入盛有濃硫酸的試管中加熱銅片漸漸溶解，產(chǎn)生無色刺激性氣味的氣體強氧化性、酸性(2)濃硫酸與Cu、C反應的化學方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4鈍化，可用鋁槽車運輸濃H2SO4?！咎厥馓崾尽竣貶2SO4是高沸點、難揮發(fā)性的強酸，利用這一性質(zhì)可以制取HCl和HF：H2SO4(濃)＋NaCleq\o(=====,\s\up7(微熱))NaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。②由“量變”引起的“質(zhì)變”：金屬(如Cu、Zn等)與濃H2SO4反應時，要留意H2SO4濃度對反應產(chǎn)物的影響。起先階段產(chǎn)生SO2氣體，隨著反應的進行，H2SO4的濃度變小，最終變?yōu)橄2SO4，Cu與稀H2SO4不反應，Zn與稀H2SO4反應生成H2而不是SO2。4．硫酸的用途(1)制取化肥、硫酸鹽、揮發(fā)性酸。(2)消退金屬表面的氧化物。5．硫酸的工業(yè)制備三原理：(1)4FeS2＋11O2eq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2(或S＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))SO2)。(2)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫))2SO3。(3)SO3＋H2O===H2SO4。6．SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(1)SOeq\o\al(2－,3)的檢驗①向溶液中加入鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，紅色褪去，發(fā)生的離子反應為SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑。②加入氯化鋇溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解并產(chǎn)生具有刺激性氣味的氣體，發(fā)生反應的離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。(2)檢驗SOeq\o\al(2－,4)的正確操作方法：被檢液eq\o(――――――→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq\o(――――――→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有無白色沉淀產(chǎn)生(推斷有無SOeq\o\al(2－,4))。先加稀鹽酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。整個過程中可能發(fā)生反應的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓?！痉椒ㄒ?guī)律】濃硫酸與金屬的反應規(guī)律1．鈍化：常溫下濃硫酸使Fe、Al鈍化，若加熱或?qū)饬蛩嵯♂?，則可以接著反應。2．與活潑金屬(如Zn)反應：起先產(chǎn)生SO2，硫酸濃度變小后，產(chǎn)生H2。3．與某些不活潑金屬(如Cu)反應：起先產(chǎn)生SO2(加熱)，濃度變小后，稀硫酸不再與Cu反應。如1molCu與含2molH2SO4的濃硫酸充分反應，生成SO2的物質(zhì)的量小于1mol。4．濃硫酸在與金屬的反應中既表現(xiàn)強氧化性(生成SO2)又表現(xiàn)酸性(生成硫酸鹽)。濃硫酸在與非金屬的反應中只表現(xiàn)強氧化性?！镜淅?】（山東濟南外國語學校2025屆模擬）在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，則下列關(guān)于該溶液所含離子的推斷中正確的是()A．肯定含有SOeq\o\al(2－,4)B．含有SOeq\o\al(2－,4)和Ag＋C．可能含有SOeq\o\al(2－,4)、Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)中的一種或兩種D．可能含有SOeq\o\al(2－,3)或COeq\o\al(2－,3)【答案】C【解析】A項錯誤，C項正確，不能解除Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)的干擾；B項錯誤，因為溶液中SOeq\o\al(2－,4)與Ag＋反應不能大量共存；D項錯誤，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以推斷不行能含有COeq\o\al(2－,3)?！疽族e警示】SOeq\o\al(2－,4)檢驗的易錯點(1)誤將Ag＋、Pb2＋推斷成SOeq\o\al(2－,4)。如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含SOeq\o\al(2－,4)。其錯誤是未留意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋或Pb2＋時也會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。(2)誤將SOeq\o\al(2－,3)推斷成SOeq\o\al(2－,4)。如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SOeq\o\al(2－,4)。該錯誤是未留意NOeq\o\al(－,3)在酸性環(huán)境中具有強氧化性，發(fā)生反應：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O?！咀兪?】（湖北襄樊五中2025屆模擬）有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同學進行如下試驗：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振蕩后，白色沉淀不溶解。對此試驗的下列敘述正確的是()A．試驗證明Na2SO3已部分氧化B．試驗中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀肯定是BaSO4C．試驗中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物D．此試驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化【答案】D【解析】Na2SO3溶液可能部分被氧化變質(zhì)，則滴入Ba(NO3)2溶液，生成的白色沉淀肯定有亞硫酸鋇，可能有硫酸鋇，加入足量稀硝酸后，亞硫酸鋇被氧化成硫酸鋇，即此時的白色沉淀是硫酸鋇?？键c一硫及其二氧化硫的性質(zhì)【典例3】下列說法錯誤的是()A．（2024浙江）硫元素在自然界的存在形式有硫單質(zhì)、硫化物和硫酸鹽等B．（2024江蘇）稀硫酸具有酸性，可用于除去鐵銹C．（2024江蘇）SO2具有氧化性，可用于紙漿漂白D．（2024江蘇）SO2與過量氨水反應生成(NH4)2SO3 【答案】C【解析】硫在地殼中主要以硫化物、硫酸鹽等形式存在，火山口處有硫單質(zhì)，A正確；鐵銹的主要成分為Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金屬氧化物反應，B正確；二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與有色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，不涉及氧化還原，C錯誤；二氧化硫與過量氨水反應生成亞硫酸銨，D正確?！咀兪?】(2024·北京卷)依據(jù)SO2通入不同溶液中試驗現(xiàn)象，所得結(jié)論不正確的是()試驗現(xiàn)象結(jié)論A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀SO2有還原性BH2S溶液產(chǎn)生黃色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3【答案】C【解析】A．溶液中SO2被FeCl3氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，再與BaCl2反應產(chǎn)生白色沉淀，體現(xiàn)了SO2的還原性；B.SO2與H2S溶液發(fā)生反應SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，體現(xiàn)了SO2的氧化性；C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了SO2的還原性；D.SO2與Na2SiO3溶液反應產(chǎn)生膠狀沉淀，依據(jù)強酸制弱酸，可得結(jié)論，酸性：H2SO3＞H2SiO3?？键c二硫酸的性質(zhì)【典例4】（成都試驗外國語學校2025屆模擬）將肯定量的鋅與100mL18.5mol/L濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體A33.6L(標準狀況)。將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液的pH＝1，則下列敘述中錯誤的是()A．氣體A為SO2和H2的混合物B．反應中共消耗Zn97.5gC．氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1D．反應中共轉(zhuǎn)移3mol電子【答案】C【解析】鋅與濃H2SO4發(fā)生反應：Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，H2SO4濃度變小，發(fā)生反應：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。設(shè)反應生成的SO2的物質(zhì)的量為x，H2的物質(zhì)的量為y，則x＋y＝eq\f(33.6L,22.4L/mol)＝1.5mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5mol/L×0.1L－eq\f(0.1mol/L×1L,2)＝1.8mol，解得：x＝0.3mol，y＝1.2mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，參與反應的Zn：x＋y＝1.5mol，質(zhì)量是97.5g，轉(zhuǎn)移電子：1.5mol×2＝3mol?！痉椒ㄒ?guī)律】濃H2SO4與金屬反應的規(guī)律(1)鈍化：常溫下濃硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻擋反應進一步發(fā)生。(2)與活潑金屬(如Zn)反應，起先產(chǎn)生SO2，硫酸濃度變小后產(chǎn)生H2。(3)與不活潑金屬(如Cu)反應，起先產(chǎn)生SO2(加熱)，濃度變小后，稀硫酸不再與不活潑金屬反應。例如：1molCu與含2molH2SO4的濃硫酸充分反應，生成的SO2的物質(zhì)的量小于1mol。(4)濃硫酸在與金屬的反應中既表現(xiàn)強氧化性又表現(xiàn)酸性。濃硫酸在與非金屬的反應中只表現(xiàn)強氧化性?！咀兪?】（西安市第一中學2025屆模擬）如圖所示的試驗裝置中，從試驗起先到過一段時間后，對視察到的試驗現(xiàn)象敘述不正確的是()A．甲中蘋果塊會變干癟B．乙中膽礬晶體表面有“白斑”C．丙中小試管內(nèi)有晶體析出D．丁中pH試紙變成紅色【答案】D【解析】A項，濃硫酸具有吸水性，會使蘋果塊中水分漸漸削減而變干癟，正確；B項，濃硫酸具有吸水性，能使膽礬晶體表面失去部分結(jié)晶水，視察到藍色晶體表面出現(xiàn)“白斑”，正確；C項，濃硫酸具有吸水性，使飽和KNO3溶液中溶劑削減，析出KNO3晶體，正確；D項，pH試紙的成分是纖維素，放入濃硫酸中易被脫水炭化，最終表面變成黑色，錯誤?？键c三硫及其化合物性質(zhì)探究【典例5】[2024·全國卷Ⅲ，26(1)]硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，M＝248g·mol－1)可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}：已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì)，選用下列試劑設(shè)計試驗方案進行檢驗：試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液試驗步驟現(xiàn)象①取少量樣品，加入除氧蒸餾水②固體完全