【南方凤凰台】2017版高考化学一轮复习专题二非金属元素及其化合物课时9硫及其化合物导学案(新)(20页).doc
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1、-【南方凤凰台】2017版高考化学一轮复习专题二非金属元素及其化合物课时9硫及其化合物导学案(新)-第 20 页课时9 硫及其化合物(本课时对应学生用书第3943页)【课时导航】复习目标了解硫及其化合物的主要性质和重要应用。知识网络问题思考问题1哪些事实能说明硫的氧化性比Cl2的氧化性弱?问题2你能对物质的漂白原理和类型进行分类总结吗?【自主学习】 考点1二氧化硫的性质【基础梳理】1. 物理性质:SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,溶于水(140),液化。2. 化学性质(1) 作为酸性氧化物(与CO2相似),能与、反应。SO2+H2O(SO2通入石蕊试液中,石蕊)SO2+Ca
2、OSO2(少量)+2NaOHSO2(过量)+NaOH(SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,现象是)SO2+Ca(OH)2(少量SO2可以使澄清石灰水变)(2) 从化合价角度来看,SO2既有氧化性又有还原性。氧化性:SO2+2H2S还原性与O2反应:(工业制硫酸)与碘水反应:(SO2通入I2的淀粉溶液,现象是)与Fe3+的盐溶液(酸性)反应:与H2O2溶液(酸性)反应:SO2+H2O22H+S与酸性KMnO4溶液反应:(SO2通入酸性KMnO4溶液中,现象是)(3) SO2还具有漂白性,可以使溶液褪色,加热又恢复至溶液的原颜色。3. SO2的实验室制备(写出化学方程式):Na2SO3(s)+H2
3、SO4(浓) 【举题说法】例题1(2015南通三模)在探究SO2水溶液成分和性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论正确的是()A. 向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,有气泡产生,说明SO2水溶液呈酸性B. 向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,说明SO2水溶液中含有SC. 向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生,说明SO2水溶液具有氧化性D. 向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,溶液颜色褪去,说明SO2水溶液具有漂白性【答案】AC【解析】向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,有气泡产生,气体为二氧化碳,发生强酸制弱酸的反应,则SO2水溶液呈酸性,A正
4、确;向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,发生氧化还原反应生成S,Ba2+与S生成硫酸钡白色沉淀,但SO2水溶液中不含有S,B错误;向SO2水溶液中通入H2S气体,发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S,由S元素的化合价降低可知SO2水溶液具有氧化性,C正确;向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,发生氧化还原反应生成Mn2+和S,溶液颜色褪去,由S元素的化合价升高可知SO2水溶液具有还原性,D错误。变式1(2014上海二模)某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的性质。已知:1.0molL-1Fe(NO3)3溶液的pH=1。试回答以下问题:(1) 装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为,导管的
5、作用是。(2) B、C、D三个装置分别先后验证了SO2的哪些性质(填字母)。A. 吸附性、酸性、还原性 B. 还原性、酸性、还原性C. 漂白性、酸性、还原性 D. 漂白性、酸性、氧化性(3) SO2和品红反应的原理是。(4) 实验前鼓入N2的目的是,简述此操作是否有必要:。(5) 装置E中产生了白色沉淀,其成分是(填化学式),分析E中产生白色沉淀的可能原因及观察到的现象(写两种)。可能:;现象:。可能:;现象:。【答案】(1) 分液漏斗平衡压强,使分液漏斗内液体能够顺利流下(2) C(3) 与品红化合生成不稳定的无色物质(4) 排尽装置中的空气有必要,防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰E
6、中实验(5) BaSO4SO2与Fe3+反应生成S溶液由棕黄色变为浅绿色在酸性条件下SO2与N反应生成S溶液中有气泡产生【解析】(1) 添加液体的玻璃仪器是分液漏斗;导管的作用是平衡分液漏斗中的压强,使分液漏斗内液体能够顺利流下。(2) 品红溶液检验二氧化硫的漂白性,石蕊溶液检验二氧化硫的酸性,溴水具有氧化性检验二氧化硫的还原性,所以选择C。(3) SO2和品红反应的原理是与品红化合生成无色物质,但这种无色物质是不稳定的。(4) N2是性质比较稳定的气体,实验前鼓入N2的目的是排尽装置中的空气,防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰E中实验。(5) 装置E中含有硝酸根离子,在酸性条件下具有氧
7、化性会将SO2氧化成硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀,同时Fe3+也会氧化SO2。1. 酸性氧化物通入钡盐(或钙盐)溶液中(1) SO2通入BaCl2溶液中,无现象,不能发生反应。(2) CO2通入CaCl2溶液中,无现象,不能发生反应。(3) SO3加入BaCl2溶液中,有白色沉淀:SO3+H2O+BaCl2BaSO4+2HCl(4) SO2通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀:3SO2+2H2O+3Ba2+2N3BaSO4+2NO+4H+2. SO2与CO2的鉴别SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以消失,所以不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,可以用如下方
8、法鉴别。(1) 闻气味:有刺激性气味的是SO2。(2) 利用SO2的漂白性:用品红溶液,使品红溶液褪色的是SO2(有时还需要再加热看能否复原),不能使品红溶液褪色的是CO2。(3) 利用SO2的氧化性:用氢硫酸,出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。(4) 利用SO2的还原性用酸性高锰酸钾溶液,褪色的是SO2,无明显现象的是CO2。用溴水,橙色褪去的是SO2,无明显变化的是CO2。用硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是SO2,无明显变化的是CO2。用FeCl3溶液,使棕黄色变浅的为SO2,无明显变化的是CO2。 考点2硫酸及硫酸根离子的检验【基础梳理】1. 浓硫酸的物理性质纯硫酸是色液体,能以与水
9、混溶,溶于水时(填“放”或“吸”)热,沸点,难挥发。浓硫酸稀释时,应将加入中,并不断。2. 浓硫酸的特性(1) 吸水性:吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。用途:常用作干燥剂。能干燥的气体:等;不能干燥的气体:等。(2) 脱水性:把物质中的脱去,属于变化。(3) 强氧化性金属Fe、Al常温下接触浓硫酸或浓硝酸时会。它们的表面被氧化为致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以在常温下,铝制或铁制容器是可以用来的。与金属反应:加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成。Cu+2H2SO4(浓)与非金属反
10、应:热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为,在这类反应中浓硫酸只表现。C+2H2SO4(浓)(蔗糖与浓硫酸的脱水实验中,闻到刺激性气味的原因)S+2H2SO4(浓)与其他还原性物质反应H2S+H2SO4(浓)2HI+H2SO4(浓)【举题说法】例题2某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料,采用多种方法制取硫酸铜。制备方法如下:方法一(1) 甲同学取6.4g铜片和10mL18 molL-1浓硫酸,放在试管中共热时发现,铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液,而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分。设计下列实验:实验步骤:倾
11、倒掉上层液体后,向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水,边加边搅拌。实验现象:。实验结论:所得灰白色固体的化学式为。(2) 乙同学还观察到加热过程中,试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质,持续加热,淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学反应方程式回答) 。直到最后反应完毕,发现试管中还有铜片剩余。乙同学根据自己所学的化学知识,认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是。方法二(3) 丙同学认为甲同学设计的实验方案不好,他自己设计的思路如下:2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O对比甲同学的方案,你认为丙同学的优点是方法三(4) 丁同学取一块铜片和稀
12、硫酸放在试管中,再向其中滴入双氧水,发现溶液逐渐呈蓝色。写出反应的化学方程式:。【答案】(1) 灰白色物质溶解,溶液变为蓝色CuSO4(2) S+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,稀硫酸不能与铜发生反应(3) 产生等量的硫酸铜,消耗的硫酸更少不产生污染物SO2 (4) H2SO4+Cu+H2O2CuSO4+2H2O【解析】(1) 浓硫酸有吸水性、脱水性,在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。(2) 反应中生成的淡黄色固体是硫,在加热条件下硫可被浓硫酸氧化。(3) 丙同学的方案H2SO4的用量少,且没有有毒气体二氧化硫产生。变式2某研究
13、性学习小组设计如下实验装置进行探究。(1) 装置A中反应的化学方程式为。(2) 实验结束后,欲验证反应生成气体的还原性,小组同学取装置B中溶液少量于一洁净的试管中,应向试管中加入的试剂是(填字母)。a. 品红溶液 b. 稀盐酸 c. BaCl2溶液 d. 稀硝酸(3) 实验结束,小组同学立即熄灭酒精灯,可能导致的后果是。(4) 实验结束,发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知:此黑色固体可能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体,按如下实验方案探究其成分:1 步骤中检验滤渣洗涤干净的实验方法是。黑
14、色固体的成分是。【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2) bc(3) 装置B中的溶液会倒吸,可能引起烧瓶破裂(4) 取最后一次洗涤滤液少许,滴加少量AgNO3溶液,无明显现象CuO、CuS、Cu2S【解析】(2) 通过检验S,说明SO2被氧化。品红溶液能够验证SO2的漂白性,不能证明SO2的还原性;用BaCl2和盐酸,通过生成难溶于酸的白色沉淀,证明SO2的还原性;HNO3具有强氧化性,能够将BaSO3氧化为难溶于酸的BaSO4,会对验证气体的还原性产生干扰。(3) SO2易溶于水,实验结束立即熄灭酒精灯,会导致倒吸。(4) 滤渣表面会吸附溶液中的Cl-,可通过
15、检验洗涤滤液中是否存在Cl-,以确定滤渣是否洗涤干净。固体溶于盐酸滤液为蓝色说明生成了Cu2+,因CuS、Cu2S不溶于盐酸,故固体中必含有CuO;因CuS、Cu2S在加热条件下均能够转化为Cu2O,可采取极端假设法,通过计算作出正确的判断:2CuSCu2OCu2SCu2O1921441601442.00gm12.00gm2m1=1.50gm2=1.80g固体B为1.68g,介于1.50g和1.80g之间,故固体A中含有CuS、Cu2S。故黑色固体是CuO、CuS、Cu2S的混合物。利用BaSO4既不溶于水也不溶于酸的性质可检验S,对于未知溶液进行S的检验需要注意以下问题:(1) Ag+的干扰
16、:先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰,因为Ag+Cl-AgCl。(2) C、S的干扰:因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸,如BaCO3+2H+Ba2+CO2+H2O。因此检验S时,必须用酸酸化(不能用稀硝酸酸化)。(3) 所用钡盐溶液一般不用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,S会被溶液中的N (H+)氧化为S,从而得出错误的结论。 考点3硫及其化合物的相互转化【基础梳理】1. 2. 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。如:H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O3. 相邻价态的微粒不发生氧化还原反
17、应如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。4. 含硫物质的连续氧化【举题说法】例题3在硫黄、二氧化硫和硫酸这三种物质中,设计实验,探究这三种价态硫元素间的相互转化。提供的试剂:硫黄、亚硫酸钠、浓硫酸、氢硫酸、酸性KMnO4溶液、氯水、铜片、O2、SO2。完成实验方案和实验记录:实验编号预期的转化选择的试剂实验现象结论10 +42+4 03+4 +64+6 +4 【答案】实验编号预期的转化选择的试剂实验现象结论10 +4硫黄、氧气硫剧烈燃烧,发出蓝紫色火焰,有刺激性气味的气体生成S具有还原性2+4 0二氧化硫、氢硫酸有淡黄色沉淀生成SO2具有氧化性3+4 +6二氧化硫、酸
18、性KMnO4溶液溶液紫红色褪去SO2具有还原性4+6 +4铜片、浓硫酸Cu溶解,溶液变蓝,有刺激性气味的气体生成浓硫酸具有氧化性变式3(2016无锡一模)SO2与H2S混合生成S和H2O,下列说法正确的是()A. SO2的排放是造成酸雨的唯一原因B. 该反应说明SO2具有还原性C. 自然界不存在单质形式的硫D. 在该反应条件下,H2S的还原性强于S的还原性【答案】D【解析】二氧化硫、二氧化氮都是造成酸雨的原因,A错误;该反应中二氧化硫作氧化剂,说明具有氧化性,B错误;在火山口附近存在单质硫,C错误;D正确。微课2火法炼铜传统炼铜的方法主要是火法炼铜,其主要反应如下:2CuFeS2+4O2Cu2
19、S+3SO2+2FeO2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2(1) 每生成1mol Cu,共消耗mol O2;(2) 反应中的氧化剂是。分析:(1)则每生成1mol Cu,共消耗2.5mol O2。(2)则反应的反应物Cu2O、Cu2S中铜元素化合价都降低,Cu2O、Cu2S都为氧化剂,Cu2S同时也是还原剂。答案:(1) 2.5(2) Cu2O、Cu2S【随堂检测】1. (2015上海十二校联考)下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。若每步反应都完全,下列说法正确的是(设反应过程中溶液的体积不变)()A. 溶液B中发生的反应为2SO2+O22SO3B. 由
20、反应过程可推知氧化性:O2Fe3+SC. 溶液的pH:ABCD. A与C溶液成分相同,但物质的量浓度之比不同【答案】BD【解析】溶液B中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为铁离子的反应,反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,A错误;氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,由反应2Fe3+2H2O+SO22Fe2+S+4H+、4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O可知,氧化性:O2Fe3+S,B正确;反应过程中溶液的体积不变,溶液A为Fe2(SO4)3溶液,铁离子水解使A溶液显酸性,溶液B为发生反应2Fe3+2H2O+SO22Fe2+S+4H+后的溶液,溶液酸性大大增强,溶
21、液C为发生反应4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O后的溶液,消耗了氢离子,故C的酸性大于A小于B,即三种溶液中氢离子浓度:BCA,则溶液的pH:ACB,C错误;溶液A中的溶质为硫酸和硫酸铁,溶液C的溶质也是硫酸和硫酸铁,不过C中硫酸的物质的量浓度大于A,D正确。2. 用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A. 上下移动中铜丝可控制SO2的量B. 中选用品红溶液验证SO2的生成C. 中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D. 为确认CuSO4生成,向中加水,观察颜色【答案】D【解析】上下移动铜丝可改变与浓硫酸接触的铜丝的量,进而控制生成SO2的量,
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