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硫及其硫的化合物
Ⅰ.课标要求
。
。
Ⅱ.考纲要求
。
。
Ⅲ.教材精讲
一、硫及其重要化合物的主要性质及用途
(1)物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS(用于洗去试管
2
壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
(2)化学性质:硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。
①与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)
2Na+S===NaS(剧烈反应并发生爆炸)
2
加
2Al+3SAlS(制取AlS的唯一途径)
2323
加
Fe+SFeS(黑色)
加
2Cu+SCuS(黑色)
2
②与非金属反应
点
S+OSO
22
S+HHS(说明硫化氢不稳定)
22
③与化合物的反应
加
S+6HNO(浓)HSO+6NO↑+2HO
32422
加:.
S+2HSO(浓)2SO↑+2HO
2422
加
3S+6NaOH2NaS+NaSO+3HO(用热碱溶液清洗硫)
2232
(3)用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑***。
①硫化氢的制取:
Fe+HSO=FeSO+HS↑(不能用浓HSO或***,因为HS具有强还原性)
24(稀)42242
——HS是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。
2
②硫化氢的化学性质
点
:当n/n≥2/1时,2HS+O2S+2HO(HS过量)
HSO2222
22
点
当n/n≤2/3时,2HS+3O2SO+2HO(O过量)
HSO22222
22
2n
当H2S2时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SO
2
3n
O2
:常见氧化剂Cl、Br、Fe3+、HNO、KMnO等,甚至SO均可将HS氧
223422
化。
:300℃以上易受热分解
③HS的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。
2
(1)二氧化硫:
①SO是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。
2
②SO是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。
2
③SO有强还原性常见氧化剂(见上)均可与SO发生氧化一还原反应
22
如:SO+Cl+2HO==HSO+2HCl
22224
④SO也有一定的氧化性2HS+SO==3S↓+2HO
2222:.
⑤SO具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)
2
⑥实验室制法:NaSO+HSO(浓)==NaSO+HO+SO↑
23242322
或Cu+2HSO(浓)===CuSO+2HO+SO↑
24422
(2)三氧化硫:是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应
生成硫酸并放出大量的热。
(3)比较SO与CO、SO
223
SOCOSO
223
主要物无色、有刺激性气体、易液化易溶于水无色、
性(1:40)(1:1)(℃)
与水反SO+HOHSO中强酸CO+HOHCO弱酸SO+HO==HSO(
222322233224
应强酸)
CO
2CO
与碱反2
Ca(OH)CaCO↓SO+Ca(OH)==Ca
SOSO2332
22
应Ca(OH)CaSO↓SO(微溶)
234
Ca(HSO)Ca(HCO)
3232
清液白清液清液白↓清液
紫色石变红变红变红
蕊
品红褪色不褪色不褪色
鉴定存能使品红褪色不能使品红褪色
在又能使清石灰变浑浊但能使清石灰水变浑浊
氧化性SO+2HS=2S↓+2HOCO+2Mg=2MgO+C
2222
CO+C=2CO
2
还原性有无
与NaONaO+SO==NaSO2NaO+2CO==2NaCO+O2NaO+2SO
2222224222232223
作用==2NaSO+O↑
42
(4)酸雨的形成和防治
酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和***等酸性
物质,其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO、NO(NO、NO)是酸雨形成的主要
2x2
起始物,因为大气中的SO在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方
2
式形成HSO,而NO被空气中氧气氧化为NO,NO直接溶于水形成HNO,造成了雨水
24223:.
pH值降低,便形成了酸雨。
硫酸型酸雨的形成过程为:气相反应:2SO+O=2SO、SO+HO=HSO;液相反应:
2233224
SO+HO=HSO、2HSO+O=2HSO。总反应:
2223232242SO2HOOMn2、Fe3、Cu2、V52HSO
22224
***型酸雨的形成过程为:2NO+O=2NO、3NO+HO=2HNO+NO。
22223
引起硫酸型酸雨的SO人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。
2
引起***型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。
酸雨危害:①直接引起人的呼吸系统疾病;②使土壤酸化,损坏森林;③腐蚀建筑结构、
工业装备,电信电缆等。
酸雨防治与各种脱硫技术:要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。
因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、
城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种
脱硫技术的应用。
在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO,这种方法称为“钙基固硫”,
2
其反应方程式为:SO+CaO=CaSO,2CaSO+O=2CaSO;也可采用烟气脱硫技术,用石灰
23324
浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO,其反应方程式为:
2
SO+Ca(OH)=CaSO+HO,SO+CaCO=CaSO+CO,2CaSO+O=2CaSO。在冶金工业的烟
22322332324
道废气中,常混有大量的SO和CO,它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矾土)的作
2
用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:SO+2CO==S+CO
22
①稀HSO具有酸的一般通性,而浓HSO具有酸的通性外还具有三大特性:
2424
S、△
SO+HO只表现强
②SO2—的鉴定(干扰离子可能有:CO2-、SO2-、SiO22-、2Ag+、PO3-等):
4糖等3334
C、△氧化性
C+HOSO+CO+HO
2脱水性222
CHOHHBr(HI、HS)
待测液25澄清液白色沉淀(说明待测液中含有2Br(I、S)+SO+HOSO2-离子)
CH+H170022224
242氧化性Al(或Fe)
浓HSO钝化→运装浓HSO
24冷24
去结晶水
无水CuSO
4吸水性
胆矾足量Cu、△
CuSO+SO+HO兼有
422
足量Zn、△
ZnSO+SO(后有H)+HO酸性
4222
作干燥剂
中性气体Fe2+Fe3++SO+HO
可干燥22:.
③硫酸的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,
作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。
二、硫酸的工业制法──接触法
:
三阶段SO制取和净化SO转化为SOSO吸收和HSO的生成
223324
三方程4FeS(s)+11O(g)=SO(g)+HO(l)=HSO(l);
222SO(g)+O(g)3224
22
2FeO(s)+8SO(g);△H=-
232
2SO(g);
△H=-3412kJ/mol3
△H=-
三设备沸腾炉接触室吸收塔
有矿石粉碎,以增大矿石与逆流原理(热交换器)目的:逆流原理(%的浓硫酸
关空气的接触面,加快反应冷热气体流向相反,冷的从塔顶淋下,气体由下往
原速率SO、O、N被预热,而上,流向相反,充分接触,
222
理热的SO、SO、O、N吸收更完全)
3222
被冷却.
炉气:(除SO、O、N、SO尾气:SO及N、O
2222223222
设备中
尘).***硒化合物(洗涤).不能直接排入大气中
排出的
HO气(干燥)……
2
气体
净化气:
222
:易使催化剂反应条件——%的浓硫酸吸收
“中毒”理论需要:低温、高压、SO,以免形成酸雾不利于气
3
说明HO气:腐蚀设备、影响生催化剂;实际应用:体三氧化硫被进一步吸收
2
产400℃~500℃、常压、催
化剂
:氨水(NH)SO(NH)SO+SO↑
4234242
NHHSO
43
三、氧族元素
:
原子半径O<S<Se<Te
单质氧化性O>S>Se>Te
2
单质颜色无色淡黄色灰色银白色:.
单质状态气体固体固体固体
氢化物稳定性HO>HS>HSe>HTe
2222
最高价含氧酸酸性HSO>HSeSO>HTeO
242424
23
OO
23
颜色无色气态—淡蓝色
气味无刺激性特殊臭味
水溶性臭氧密度比氧气的大
密度臭氧比氧气易溶于水
氧化性强极强(O+2KI+HO==2KOH+I+O)
3222
(不易氧化Ag、Hg等)(易氧化Ag、Hg等不活泼金属)
漂白性无有(极强氧化性—作消毒剂和脱色剂)
稳定性>
高压放电
3O2O2O===3O常温:缓慢
2332
加热:迅速
相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体
222
HOHO
222
电子式
化学键极性键极性键和非极性键
分子极性有有
稳定性稳定不稳定
电解MnO
2
2HO2H↑+O↑2HO2HO+O↑
2222222
氧化性较弱(遇强还原剂反应)较强(遇还原剂反应)
2Na+2HO==2NaOH+H↑SO+HO===HSO
2222224
还原性较弱较强
(遇极强氧化剂反应)(遇较强氧化剂反应)
2F+2HO===4HF+O2MnO—+5HO+6H+==2Mn2++5O↑+8HO
22242222
作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱***剂等
Ⅳ.典型例题
例1:A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种无素组成,甲、乙是:.
两种单质。这些化合物和单质之间存在如下的关系:
据此判断:
(1)在A、B、C这三种化合物中,必定含有乙元素的是(用A、B、C字母填写)。
(2)单质乙必定是(填“金属”或“非金属”),其理由是。
(3)单质乙的化学式可能是,则化合物B的化学式是。
【解析】本题不仅考查学生对非金属元素的单质及化合物性质的综合认识水平,同时也是
对学生思维能力,特别是推理能力的综合检验。题目中的三问,由易到难,考查层次由低到
高,着重考查学生的分析、推理、正向思维与逆向思维、从抽象思维到具体运用等能力,第
(3)问又在前两问的基础上考查了学生将元素及其化合物知识进行归纳整理的能力。
(1)根据框图所示,单质甲+单质乙化合物A,所以A中一定含乙元素;甲+BA+C,
由于甲、乙为两不同种元素的单质,所以A中含有的乙元素一定来自于B。
(2)由于A、B中都含有乙元素,A+B乙+C,乙为单质。说明A、B中乙元素发生氧
化还原反应之后生成零价乙元素。据同种元素不同价态间氧化还原反应的价态归中原理,可
知乙元素在A、B介于0价两端,即为正价和负价。而只有非金属元素才可能表现正价和负
价。所以乙为非金属元素。
(3)在中学化学中,显正、负价的非金属元素有Cl、S、N、C、H。在此范围中依题进行
筛选。S和N均合适。本题可排出下列关系:
2
【答案】(1)A、B
(2)非金属,因为A+B乙+C,且乙为单质,可知乙元素在A、B中分别呈正、负,
所以乙是非金属。
(3)S,HS(或N,NH)。
223
,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气。请
用给出的仪器、药品(如图所示)设计一个实验,测定硫酸铜在加热分解时产生的氧气、二:.
氧化硫、三氧化硫与参加反应的硫酸铜的物质的量的关系,并确定在该条件下硫酸铜分解反
应的化学方程式。
实验测得数据和有关结果如下:①;②测出量筒中水的体积
(折算成标准状况下气体的体积)为224mL;③;④实验结束
时装置F中的溶液变为NaSO溶液(不含其它杂质)。请回答:
24
(1)硫酸铜加热分解产生的混合气体首先通过_____________(填序号),发生反应的化学
方程式为___________________________。
(2)若气流方向从左向右,分解后混合气体依次通过装置的顺序为____________(填进出
口序号)。
(3)装置D的作用是_______________________;装置C的作用是_____________。
(4)根据测得的数据,确定该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式:_________________。
【解析】由于CuSO加热分解产生3种气体,为了确定分解反应方程式,必须知道3
4
种气体各自的物质的量。由于SO、SO是极易或易溶于水的气体,故最终制用气排水量气的
32
只能是O。干燥管实验质量增加是吸收的SO(水已被浓HSO吸收),但需注意SO与
22243
64g/mol
NaHSO溶液反应时又产生了SO。
32
n(CuSO)==;n(总SO)====
42
160g/mol
(-)mol=
SO+2NaHSO==NaSO+2SO+HO△n(g)
332422
1mol2mol1mol
n(原SO)=n(总SO)-n(生SO)=-==
222
n(O)==
2
故n(SO):n(SO):n(O):n(CuSO)=︰︰︰=1︰2︰1︰3
3224
答案:(1)F;SO+2NaHSO==NaSO+2SO+HO
342422:.
(2)1―10―9―6―5―3―4―8―7―2
(3)干燥SO和O,保证后面碱石灰吸收的是SO;
222
(4)3CuSO3CuO+2SO↑+SO↑+O↑
4232
,HS和O的混合气体100mL,点燃后充分反应,剩余25mL,求HS
222
和O的体积比。
2
【解析】剩余的25mL气体可能是什么?①HS②O和SO③SO
2222
2
①若HS过量,余25mLHS则参加反应的V=75mL×=50mL
22HS
23
1
V=75mL×=25mLVV=(50+25)︰25=3︰1
O23H2SO2
②若为O和SO则O过量,据:2HS+3O=2SO+2HO△V
2222222
2323
2LHS完全反应,体积减少3L,现减少100mL-25mL=75mL
2
2
则需HS的体积为×75mL=50mL,O的体积为75mL,75mL+50mL>100mL,不可能。
22
3
③两种反应物完全反应,产物为S、SO和HO
22
设HS的体积为aO的体积为b
22
3a
则aHS+bO=(a-b)S+(b-)SO+aHO
2222
22
a+b=100
a=50mLb=50mL体积比为1:1。
a
b-=25
2
Ⅴ.跟踪训练
一、选择题(只有一个合理答案)
-9装置做如下实验:在试管中注入某无色溶液,加热试管,
溶液颜色变为红色,冷却后恢复无色,则原溶液可能是()
2322
的品红溶液:.
,获得亚硒酸和
243
少量硒酸,加入盐酸共热,硒酸被转化为亚硒酸,2HCl+HSeO==HSeO+Cl↑+HO,
242322
再将SO通入亚硒酸的溶液中,单质硒即析出。据此下列叙述正确的是()
2
??????
242
??????、SO、HO各1mol
2322
·L-1的浓HSO充分反应后,锌完全溶解,同时生成标准
24
。将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=·L-1。则生
成的气体中SO和H的体积比为()
22
::::1
()
A、氢化物稳定性逐渐增强B、最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱
C、单质溶、沸点逐渐升高D、单质的密度逐渐变大
,向装置中缓慢地通入气体A若关闭活塞,则品红
溶液无变化而澄清石灰水浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色,据此判断气体A和洗气瓶内
溶液Y分别可能是()
Y品红石灰水
ABCD
ASOHSCOCl
2222
Y饱和NaHCO浓硫酸NaSO溶液NaCO溶液
32323
,是根据化学平衡原理来确定的条件或措施有()
25
二、选择题(有1~2个合理答案)
***酸是最强的酸。60%的高***酸溶液加热不分解,但浓度再高就不稳定,受热易分解。:.
热浓的高***酸遇有机物易爆炸。纯高***酸的沸点是130℃。现在70%的商品高***酸,为
使其进一步浓缩,所采取的正确措施是()
,,再进行减压蒸馏
2424
,
置
***铁溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,这时若
滴加***化钡溶液,则产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,氧化剂是
+
2243
,无明显现象;若再加稀硫酸,
232
则立即出现黄色沉淀并有能使品红褪色的气体产生,则a与b的比值为()
①2HS+SO==3S↓+2HO②S+2HSO==3SO↑+2HO
22224(浓)22
③3S+6KOH==2KS+KSO+3HO则下列说法正确的是()
2232
①说明能与酸反应,②改用稀硫酸,则放
出H
2
②和③说明硫具有***
性又有还原性
,最终没有沉淀的是()
2
[Al(OH)](NO)
42323
,错误的是()
(ClO)溶液:Ca2++2ClO-+SO+HO=CaSO↓+2HClO
22223
:2NH·HO+SO=2NH++SO2-+HO
322432
:Cl+SO2-+HO=2H++SO2-+2Cl-
2232324:.
:SO2-+2H++Ba2++2OH-=
4
BaSO↓+2HO
42
,下列有关R可能具有的性质不合理的是()
三、实验题
,打开分液漏斗的旋钮,往双叉试管中
慢慢滴入液体b时,a、c两处即有气体M、N产生。已知:M、N分别是R元素的
气态氢化物和氧化物,两物质分子中原子个数相等,且每个分子均含有1个R原子,二者的
摩尔质量之比为17:32。
(1)M___________,N____________(填化学式)。
(2)a、c两处分别盛有黑色物质和白色物质,它们可能是_________、__________。B可
能是___________试剂。
(3)从双叉试管上部内壁,观察到的现象是___________,原因是________________(用
化学方程式表示)。
(4)装置乙的作用是___________,离子方程式是_______________。
,并按要求填空。
B:品红溶液C:碘淀粉溶液D:Ba(OH)溶液F:酚酞烧碱溶液
2
(1)通入空气,加热A处,打开①开关,关闭②开关,写出A处高温下的化学反应方程式,
并指出电子转移方向和数目:________________________,将生成物通入C的现象是
________________,D中的现象是__________________,离子方程式为_______________。
(2)继续通入空气加热A处,同时关闭①开关,打开②开关,并加热E处,并写出E处
的化学方程式________________________,将E处产物通入F中的现象是_______________。:.
,并测定此条件
下二氧化硫的转化率。实验时,装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀,装置E中溶液褪色。
(1)装置B的三个作用是①;②;③。
(2)实验过程中,当VO表面红热后,应将酒精灯移开一会儿后再继续加热,其原因
25
是。
(3)D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填序号)。
①少量澄清石灰水②少量小苏打溶液③少量***化钡溶液④少量
***钡溶液
反应停止后,要通过装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量,测定已被氧化的二氧化硫的量时,
在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是(简述过程)。
(4)若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为mg,要测定该条件下二氧化硫的转化率,实验
时还需要测定的数据是(选填序号),二氧化硫的转化率是(用含
有m、a、b、c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。
①装置F增加的质量ag②装置A中亚硫酸钠减少的质量bg
③装置B增加的质量cg④装置E增加的质量dg
四、无机题
。在学****了氧族元素的各种性质后,可归纳整理出
如下表所示的表格(部分)。
性质\元素OSSeTe
8163452
单质熔点(℃)-
单质沸点(℃)-
主要化合价-2-2,+4,+6-2,+4,+6
原子半径逐渐增大
单质与H反应情况点燃时易化合加热化合加热难化合不能直接化合
2:.
请根据表2回答下列问题:
(1)硒的熔点范围可能是(2)碲的化合价可能有
(3)硫、硒,碲的氢化物水溶液的酸性由强至弱酌顺序是(填化学式)。
(4)氢硒酸有较强的_________(填“氧化性”或“还原性”),因此放在空气中长期保存易变质,
其可能发生的化学方程式为
_________________________________。
(5)工业上AlTe可用来制备HTe,完成下列化学方程式:
232
____A1Te+()—A1(OH)↓+HTe↑
2332
(6)右图所示为氧族元素单质与H反应过程中的能量变化示意
2
图,其中a、b、c、d分别表示氧族中某一元素的单质,△E为相同物质的量的单质与H
2
反应过程中的能量变化(反应的热效应)。则:b代表,d代表(均写单
质名称)。
,在A、B中两元素的原子个数比分别为1:1,和
1:2。A、B在高温下煅烧时,产物都是固体C和气体D,由D最终可制得酸E,E的稀溶液
跟A反应时生成气体G和溶液F。G和D在常温下混合有浅黄色固体生成。在F中滴入溴水
后,再加入氢氧化钾溶液,有红褐色沉淀生成,该沉淀加热时又转变成C。根据上述事实回
答:
(1)A的化学式_________B的化学式
(2)B燃烧生成C和D的化学方程式___________
(3)C和D混合发生的反应的化学方程式_________
(4)在F中滴入溴水的化学方程式_________
(5)A与E反应的离子方程式___________
“硫及其硫的化合物”参考答案
、2B、3C、4A、5A、6D、:.
、8BD、9D、10D、11B、12AD、13BD
三.
14.(1)M:HSN:SO
22
(2)FeS,NaSO盐酸或稀HSO
2324
(3)有淡黄色固体和水滴生成2HS+SO==3S↓+2HO
222
(4)吸收过量的HS或SO,防止污染环境
22
HS+2OH—==S2—+HO,或SO+2OH—==SO2—+HO
22232
.(1),溶液由蓝色逐渐变浅或变无色,SO+I+2HO=
222
HSO+2HI,溶液褪色,先有沉淀生成,而后消失。Ba2++2OH-+SO=BaSO↓+HO;
24232
BaSO+SO+HO=Ba2++2HSO
3223
(2)2SO+O2SO,溶液由红色变为无色。
223
16.(1)①干燥氧气和二氧化硫②使氧气和二氧化硫混合均匀
③便于通过观察