專題01硫及其化合物（教材深度精講）高一化學知識整合講練（人教版2019）（原卷版）

專題01硫及其化合物（教材深度精講）【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀和微觀角度認識硫及其重要化合物的性質。2.變化觀念與平衡思想：從硫的化合價變化認識硫及其化合物的相互轉化及應用。3.證據(jù)推理與模型認知：從實驗現(xiàn)象中找證據(jù)進行推理，認識硫及其化合物的性質。4.科學探究與創(chuàng)新意識：從不同的角度探究硫及其重要化合物的性質及制備實驗方案，并進行實驗操作驗證。5.科學態(tài)度與社會責任：關注與SO2有關的污染和環(huán)境保護，具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念?！局R導圖】【目標導航】硫元素的多種價態(tài)及各種價態(tài)化合物的相互轉化內容豐富，也是氧化還原反應的重要素材。命題空間廣闊，而且與生產(chǎn)、生活及社會聯(lián)系緊密，高考中通過框圖推斷題、工業(yè)生產(chǎn)流程題、實驗題等形式進行考查。主要有以下幾個重要考點：1、環(huán)境污染問題越來越受到人們的重視，因而以環(huán)保問題為載體考查SO2性質的試題應予以關注；2、H2SO4是與生產(chǎn)、生活密切相關的物質，因而要理解、掌握H2SO4的性質，尤其是濃硫酸的特性及其應用。從命題形式來看，1、硫酸一般不單獨命題，而在選擇題的選項出現(xiàn)或穿插在主觀題中。2、環(huán)境污染和防護與工農(nóng)業(yè)聯(lián)系緊密，又以硫和氮的氧化物知識為背景，既可以構成選擇題的選項，又可以構成主觀題。從分值來看，選擇題48分，主觀題810分?！局仉y點精講】一、硫單質的性質及應用1.硫元素的存在形態(tài)（1）游離態(tài)：在火山口附近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，eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(硫化物：硫鐵礦FeS2、黃銅礦CuFeS2,硫酸鹽：芒硝Na2SO4·10H2O、石膏CaSO4·2H2O、明礬KAl(SO4)2·12H2O,其它：蛋白質、化石燃料))。2.硫單質的物理性質硫單質俗稱硫黃，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。注：常用CS2將硫單質與其他物質分離，也可用CS2洗去試管內壁上的硫單質。3.從化合價的角度認識硫單質的化學性質H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(氧化性))eq\x(\o(S,\s\up6(0)))eq\o(→,\s\up7(還原性))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2(1)S的氧化性S與Fe、Cu、Hg、H2反應的化學方程式依次為Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS（黑色難溶于水的物質，可溶于鹽酸、稀硫酸）、2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S（黑色難溶于水的物質，不溶于鹽酸、稀硫酸）、S＋Hg=HgS(此反應適用于除去室內灑落的Hg)、H2＋Seq\o(=,\s\up7(△))H2S（臭雞蛋氣味的氣體）。(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)既體現(xiàn)S的氧化性又體現(xiàn)S的還原性：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黏附的S。二、硫的氧化物(SO2、SO3)的性質及應用1.二氧化硫(SO2)(1)物理性質二氧化硫是無色、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。實驗51二氧化硫溶于水（必修第二冊，P3）實驗裝置 實驗原理H2SO3實驗用品二氧化硫、水、試管、橡膠塞、水槽實驗步驟如圖52所示，把充滿SO2、塞有橡膠塞的試管倒立在水中，在水面下打開橡膠塞，觀察試管內液面的上升待液面高度不再明顯變化時，在水下用橡膠塞塞緊試管口，取出試管，用pH試紙測定試管中溶液的酸堿度（保留該溶液供實驗52使用)實驗現(xiàn)象試管內液面上升實驗結論SO2易溶于水實驗說明1體積水可溶解40體積SO2(2)化學性質按要求完成下列方程式：①酸性氧化物的通性，與水反應：SO2+H2OH2SO3；與NaOH(足量)反應：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O?！久麕熃庾x】可逆反應是指在相同的條件下既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，用“”連接?？赡娣磻哂腥裕弘p向性、同時性、共存性（反應物不能完全轉化為生成物，反應物和生成物共存)。②氧化性(如與H2S溶液反應)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③還原性：與O2反應：2SO2＋O22SO3；與氯水反應：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4(還可與溴水、碘水反應)④漂白性：可使品紅溶液等有機色質褪色，生成不穩(wěn)定的化合物，是一個可逆過程，受熱恢復原色。實驗裝置 實驗原理二氧化硫與有機色素反應生成不穩(wěn)定的無色物質，受熱分解又生成有色物質實驗用品二氧化硫、水、石蕊溶液、品紅溶液；試管、膠塞、水槽、膠頭滴管、pH試紙。實驗步驟實驗現(xiàn)象滴加品紅溶液后，溶液先變紅，振蕩后褪色，再加熱后溶液顏色恢復紅色，同時有刺激性氣味的氣體生成。實驗結論SO2具有漂白性，但生成的化合物不穩(wěn)定。實驗說明亞硫酸、亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽也有此性質【名師總結】所學的漂白劑及其漂白原理漂白劑漂白原理活性炭物理吸附HClO、O3、H2O2強氧化作用SO2結合生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱又復色2.三氧化硫(SO3)SO3在標準狀況下為無色、針狀晶體，能與水反應：SO3＋H2O=H2SO4，放出大量的熱，SO3是酸性氧化物，它跟堿性氧化物或堿都能反應生成硫酸鹽，同時具有強氧化性。3.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。(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＋O22SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途徑2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。三、硫酸1.硫酸的物理性質(1)純硫酸是一種無色油狀液體，沸點高（沸點338℃，高沸點酸能用于制備低沸點酸），難揮發(fā)；98%的濃硫酸的密度為1.84g/cm3。(2)溶解性：濃硫酸與水以任意比混溶，溶解時可放出大量熱。(3)稀釋方法：將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中并不斷攪拌。2.硫酸的化學性質(1)稀硫酸具有酸的通性硫酸是強電解質，在水溶液中的電離方程式為H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，具有酸的通性。①指示劑變色：石蕊變紅；酚酞不變色。

②與金屬反應：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑；2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

③與堿的反應：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；④與堿性氧化物反應：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；

⑤與某些鹽的反應：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl；SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；3.濃H2SO4的特性1）吸水性與脫水性的區(qū)別濃硫酸吸水是把物質本身中含有的自由H2O分子或結晶水吸收。濃硫酸脫水是把本身不含水的有機物中的氫元素和氧元素按原子個數(shù)比2∶1的形式脫去，C12H22O1112C+11H2O。所以，二者的本質區(qū)別是物質中有沒有現(xiàn)成的水分子。注意：在濃硫酸作用下，結晶水合物失去結晶水屬于濃硫酸的吸水性。利用濃硫酸的吸水性，常用濃硫酸作干燥劑，濃硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等氣體，但是它不能用來干燥堿性氣體（如NH3）和強還原性氣體（如HBr、HI、H2S）。2）強氧化性：在濃硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，體現(xiàn)的是硫酸分子的性質。在硫酸分子中，存在+6價硫，很容易得電子被還原，所以具有很強的氧化性。濃硫酸能將大多數(shù)金屬（如Cu）或非金屬（如C）氧化：

（1）Fe、Al的鈍化常溫下，當Fe、Al等金屬遇到濃硫酸時，會與濃硫酸發(fā)生反應，表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。（2）與不活潑金屬和非金屬的反應由于濃硫酸具有強氧化性，故存在與稀硫酸不同的化學性質，能夠與不活潑金屬或非金屬發(fā)生反應，反應過程中有如下規(guī)律：①反應要加熱，否則不反應；②還原產(chǎn)物一般是SO2。一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽，非金屬被氧化為高價態(tài)氧化物或含氧酸。③濃硫酸與金屬反應時，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，而與非金屬反應時，只表現(xiàn)強氧化性。如：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑2Ag+2H2SO4(濃)Ag2SO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4(濃)CO2↑+2H2O+2SO2↑S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O④濃硫酸氧化含低價非金屬元素的化合物H2S+H2SO4(濃)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4(濃)4SO2↑+4H2O2HI+H2SO4(濃)==I2+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(濃)==Br2+SO2↑+2H2O⑤隨著反應的進行，濃硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩幔磻屯Ｖ?。實?3濃硫酸與銅的反應（必修第二冊，P5）實驗裝置實驗原理Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O實驗用品濃硫酸、銅絲、品紅溶液、氫氧化鈉溶液、石蕊溶液、水；燒杯、試管、橡膠塞、酒精燈、鐵架臺、棉花。實驗步驟在帶導管的橡膠塞側面挖一個凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲在試管中加入2mL濃硫酸，塞好橡膠塞，使銅絲與濃硫酸接觸。加熱，將產(chǎn)生的氣體先后通入品紅溶液和石蕊溶液中，觀察實驗現(xiàn)象。向外拉銅絲，終止反應。冷卻后，將試管里的物質慢慢倒入盛有大量水的另一支試管里，觀察溶液的顏色。實驗現(xiàn)象①加熱前銅絲在濃硫酸中無明顯現(xiàn)象②加熱后，試管中銅絲表面變黑，有氣泡逸出；試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色，試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色③試管中的溶液呈藍色實驗結論①加熱前銅與濃硫酸不反應②在加熱條件下銅與濃硫酸反應生成二氧化硫。②在加熱條件下銅與濃硫酸反應生成硫酸銅?？偨Y論：濃硫酸具有強氧化性。實驗說明①濃硫酸能與大多數(shù)金屬反應，生成高價態(tài)金屬的硫酸鹽，本身一般被還原為SO2。②常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁鈍化。③濃硫酸可將碳、磷等非金屬單質氧化成高價態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2?！咎貏e提醒】①H2SO4是高沸點、難揮發(fā)性的強酸，利用這一性質可以制取HCl和HF：H2SO4(濃)＋NaCleq\o(=====,\s\up7(微熱))NaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。②由“量變”引起的“質變”：金屬(如Cu、Zn等)與濃H2SO4反應時，要注意H2SO4濃度對反應產(chǎn)物的影響。開始階段產(chǎn)生SO2氣體，隨著反應的進行，H2SO4的濃度變小，最后變?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)消除金屬表面的氧化物。(3)用于精煉石油，制造炸藥、農(nóng)藥、染料等，是實驗室里常用的試劑。5.硫酸的工業(yè)制備三步驟三反應黃鐵礦煅燒4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2SO2的催化氧化2SO2＋O22SO3SO3吸收SO3＋H2O=H2SO4【思考與討論P5】參考答案（1）硫酸有酸的通性①指示劑變色：石蕊變紅；酚酞不變色。

②與金屬反應：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑；2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

③與堿的反應：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；④與堿性氧化物反應：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；

⑤與某些鹽的反應：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl；SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑；（2）原因為稀硫酸中是H+顯氧化性，被還原為H2；濃硫酸中是硫元素顯氧化性，被還原為SO2或更低價態(tài)的硫化物。三、SOeq\o\al(2－,4)的檢驗1.原理：利用Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓（白色），BaS04不溶于稀鹽酸、稀硝酸的特性來檢驗硫酸根離子。2.試劑：可溶性鋇鹽(BaCl2)、稀鹽酸。3.操作方法：待檢驗溶液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(判斷有無SOeq\o\al(2－,4))4.排除干擾①Ag＋干擾：用鹽酸酸化可排除Ag+的干擾。②COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、PO43干擾：BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是，這些沉淀可溶于強酸中，因此檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，必須先用稀鹽酸酸化。不能用稀硝酸酸化，因在酸性條件下，SO32、HSO3等會被溶液中的NO3氧化為SOeq\o\al(2－,4),從而干擾檢驗結果。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↓?！舅伎寂c討論P6】參考答案（1）雜質加入的試劑離子方程式硫酸鹽稍過量的BaCl2溶液Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓MgCl2稍過量的NaOH溶液Mg2＋＋2OH=Mg(OH)2↓CaCl2稍過量的Na2CO3溶液Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓（2）加入稍過量的BaCl2溶液后引入了Ba2＋，又被稍過量的Na2CO3溶液除去，加入稍過量的NaOH、Na2CO3溶液又分別引入了OH、COeq\o\al(2－,3)，可在過濾后加鹽酸調節(jié)pH給予除去。（3）還要考慮加入試劑的順序和量的多少，使溶液中最終不引入新雜質。五、硫及其化合物的相互轉化及應用1.理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關系2.構建硫及其化合物轉化網(wǎng)絡3.掌握硫及其化合物之間的轉化規(guī)律(1)相同價態(tài)硫的轉化是通過酸、堿反應實現(xiàn)的如：寫出②、③、④反應的化學方程式：②H2SO3＋2NaOH=Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3。(2)不同價態(tài)硫的轉化是通過氧化還原反應實現(xiàn)的當硫元素的化合價升高或降低時，一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)，即臺階式升降，可用下圖表示注意：(1)同種元素相鄰價態(tài)的粒子間不發(fā)生氧化還原反應，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。(2)當硫元素的高價態(tài)粒子與低價態(tài)粒子反應時，一般生成中間價態(tài)，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O?！咎骄縫8】答案：（1）①eq\o(S,\s\up6(0))：硫磺，這種物質中硫元素的化合價既有升高趨勢又有降低趨勢，硫元素既有還原性又有氧化性。②eq\o(S,\s\up6(－2))：H2S、Na2S、FeS、Cu2S，這類物質中硫元素的化合價只有升高趨勢，硫元素只有還原性。③eq\o(S,\s\up6(＋4))：SO2、H2SO3、NaHSO3、Na2SO3，這類物質中硫元素的化合價既有升高趨勢又有降低趨勢，硫元素既有還原性又有氧化性。④eq\o(S,\s\up6(＋6))：SO3、H2SO4、NaHSO4、Na2SO4，這類物質中硫元素的化合價只有降低趨勢，硫元素只有氧化性。（2）轉化目標轉化前含硫物質選擇試劑（氧化劑或還原劑）轉化后含硫物質預期現(xiàn)象2→0H2S氯水S向H2S溶液中滴加少量氯水，生成淡黃色沉淀0→+4S空氣SO2在空氣中點燃硫磺，產(chǎn)生淡藍色火焰并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生+4→+6SO2酸性KMnO4溶液H2SO4向酸性KMnO4溶液中通入SO2氣體，溶液褪色（3）實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論取約2mL酸性KMnO4溶液于試管中，然后慢慢向試管中通入SO2氣體酸性KMnO4溶液變?yōu)闊o色SO2具有還原性【典題精練】考點1、考查硫及其氧化物的性質例1.（2023秋·山東菏澤·高一統(tǒng)考期末）下列關于硫及其化合物的說法錯誤的是A．硫單質為淡黃色固體，不溶于水B．硫與金屬反應表現(xiàn)了硫的氧化性C．利用二氧化硫的還原性可漂白紙漿D．二氧化硫屬于酸性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應考點2、考查二氧化硫與二氧化碳的鑒別例2．下列實驗中能證明某氣體為SO2的是()①使澄清石灰水變渾濁②使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅③使品紅溶液褪色④通入足