2022年高考化学一轮复习 第4章 第22讲 硫及其化合物的相互转化
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1、第第 22 讲讲 硫及其化合物的相互转化硫及其化合物的相互转化 复习目标 1.了解硫及其化合物的相互转化及应用。2.了解一些含硫陌生物质的制备。 考点一考点一 硫及其化合物的相互转化及应用硫及其化合物的相互转化及应用 1理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 2掌握硫及其化合物之间的转化规律 (1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的 如: 写出反应的化学方程式: H2SO32NaOH=Na2SO32H2O; Na2SO3H2SO4=Na2SO4H2OSO2; SO2Na2SO3H2O=2NaHSO3。 (2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的 当硫元素的化合价升高或降低时,一般
2、升高或降低到其 相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示 如:H2S O2不足 H2、 S O2 H2S SO2 O2 SO3 写出反应的化学方程式: 2SO2O2 催化剂 2SO3; SH2= H2S; SO22H2S=3S2H2O。 注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如 S 和 H2S、S 和 SO2、SO2和 浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 (2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如 2Na2SNa2SO3 3H2SO4=3Na2SO43S3H2O。 题组一 硫及其化合物的相互转化 1硫在空气中燃烧生成气体 A,把 A 溶于水得溶液 B,向 B
3、 中滴加溴水,溴水褪色,B 变 成 C,在 C 里加 Na2S 产生气体 D,把 D 通入 B 溶液得浅黄色沉淀 E。A、B、C、D、E 都 含同一种元素。则 A、B、C、D、E 分别为( ) ASO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S BSO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S CSO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 DSO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 答案 B 解析 硫在空气中燃烧生成 SO2,SO2溶于水得 H2SO3,向 H2SO3中滴加溴水生成 H2SO4和 HBr,在 H2SO4溶液中加 Na2S 产生气体 H2S,H2S 与 H2SO3
4、反应产生浅黄色沉淀 S,故 B 项 正确。 2含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到 化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是( ) A该过程中可得到化工产品 H2SO4 B该工艺流程是除去煤燃烧时产生的 SO2 C该过程中化合价发生改变的元素只有 Fe 和 S D图中涉及的反应之一为 Fe2(SO4)3SO22H2O=2FeSO42H2SO4 答案 C 解析 据图可知,该工艺中 Fe2(SO4)3溶液吸收 SO2生成 FeSO4和 H2SO4,该反应的化学方程 式为 Fe2(SO4)3SO22H2O=2FeSO42H2SO4,A、B、D 正确;
5、该过程中化合价发生变化 的元素有氧、铁、硫,C 错误。 3物质类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示,回答下 列问题: (1)X 的化学式为_,Y 的化学式为_。 (2)W 的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为 _。 (3)欲制备 Na2S2O3,从氧化还原角度分析,合理的是_(填字母)。 ANa2SS BNa2SO3S CNa2SO3Na2SO4 DSO2Na2SO4 (4)将 X 与 SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为 _。 答案 (1)H2S SO2 (2)Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO2
6、2H2O (3)B (4)21 解析 (2)W 的浓溶液是浓硫酸,与铜单质在加热条件下发生反应:Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO22H2O。(3)Na2S2O3中 S 元素的化合价是2 价,从氧化还原的角度分析,反 应物中 S 元素的化合价必须分别大于 2 和小于 2,A 中 S 的化合价都小于 2,C、D 中 S 的化 合价都大于2, 故B 符合题意。 (4)X为H2S, 与 SO2混合可生成淡黄色固体: 2H2SSO2=3S 2H2O,H2S 作还原剂,二氧化硫作氧化剂,S 既是氧化产物又是还原产物,该反应的氧化 产物与还原产物的质量之比为 21。 同价态硫元素之间的转化也是物质推
7、断的重要突破点,可以从物质类别的角度进行分析与迁 移。 如:SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化;H2S、 Na2S、NaHS 之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化,可类比 CO2、Na2CO3、 NaHCO3之间的转化。 (注:上述转化可通过与酸或碱反应实现) 题组二 以 SO2制备为载体探究硫元素间的转化 4某学习小组设计制取 SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列叙述 正确的是( ) A取反应后 D 中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,能说明 SO2具有漂白性 BA 装置中比较理想的反应物质是 Na2SO3
8、固体和质量分数为 10%的硫酸 CB 装置溶液变红色,说明 SO2是酸性氧化物;C 装置产生白色沉淀的原因为: BaCl2SO2H2O= FeCl3 BaSO32HCl D关闭弹簧夹 a,打开弹簧夹 b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到 B 中长导管口有 明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置 A、B 气密性良好 答案 D 解析 氯水中存在的次氯酸具有漂白作用,也可以使品红溶液褪色,故品红褪色不能说明二 氧化硫具有漂白性,故 A 错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和 浓硫酸,故 B 错误;C 装置中产生的白色沉淀为 BaSO4,故 C 错误。 5二氧化硫和亚硫酸在
9、工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对 SO2和 H2SO3的 一些性质进行了探究。 .探究 SO2的性质 (1)关闭旋塞 2,打开旋塞 1,注入硫酸至浸没三颈烧瓶中的固体。检验 SO2与 Na2O2反应是 否有氧气生成的方法是_。 (2)装置B中试剂X是_, 装置D中 NaOH溶液的作用是_。 (3)写出装置 C 中发生反应的化学方程式:_。 (4)关闭旋塞 1 后,打开旋塞 2,装置 E 中的 Na2S 溶液用于验证 SO2的_性,装置 F 中的现象是_。 .探究 H2SO3的酸性强于 HClO(可能需要的装置和试剂如图所示) (5)所需装置的连接顺序:纯净的 SO2 _(填字母),
10、装置 K 中反应的离子方程式为 _。 (6)能证明 H2SO3的酸性强于 HClO 的实验现象是_ _。 答案 (1)将带火星的木条放在装置 D 的试管口,观察木条是否复燃 (2)浓硫酸 吸收未反应的 SO2气体,防止污染空气 (3)SO2Na2O2=Na2SO4 (4)氧化 溶液红色变浅 (5)HJIK Ca2 2ClOCO 2H2O=CaCO32HClO (6)装置 I 中的品红溶液不褪色,装置 K 中溶液中出现白色沉淀 解析 .A 中制备二氧化硫:Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4H2OSO2,二氧化硫为酸 性气体,X 干燥二氧化硫,选用浓硫酸,C 中 SO2与 Na2O2反应,
11、D 中氢氧化钠溶液吸收剩 余的二氧化硫,防止污染空气,E 装置验证二氧化硫的氧化性,F 装置验证二氧化硫为酸性 气体,并吸收二氧化硫,防止污染空气。(1)检验 SO2与 Na2O2反应是否有氧气生成的方法是 将带火星的木条放在装置 D 的试管口,观察木条是否复燃。 (2)装置 B 干燥二氧化硫, 盛放的试剂 X 是浓硫酸, D 中盛放的 NaOH 溶液吸收未反应的 SO2, 防止污染空气。(3)C 中 SO2与 Na2O2反应生成 Na2SO4,反应的化学方程式为 SO2 Na2O2=Na2SO4。(4)E 中为硫化钠与二氧化硫发生价态归中反应生成硫单质,二氧化硫表现 氧化性;F 装置吸收二氧
12、化硫,二氧化硫为酸性气体,F 中碱性减弱,红色变浅。 .(5)要证明 H2SO3的酸性强于 HClO,因为二氧化硫与次氯酸根离子发生氧化还原反应,不 能直接将二氧化硫通入漂白粉溶液中,应先用二氧化硫制备二氧化碳,通过证明酸性: H2SO3H2CO3HClO,从而得出结论。将纯净的二氧化硫通过 H 使二氧化硫和水反应生成亚 硫酸,亚硫酸和碳酸氢钠反应制取二氧化碳,制备的二氧化碳中有二氧化硫,故通入漂白粉 溶液之前用酸性高锰酸钾除去二氧化硫气体,再用品红溶液检验二氧化硫是否除净,再通入 漂白粉溶液中, K中反应的离子方程式为Ca2 2ClOCO 2H2O=CaCO32HClO。 (6)I 中品红溶
13、液不褪色,K 中产生白色沉淀能证明 H2SO3的酸性强于 HClO。 二氧化硫的制备与性质总结 (1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还 原性、氧化性等。 制取原理 Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O 综合实验装置 (2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫, 进而验证二氧化硫水溶液的酸性、 漂白性、 还原性、氧化性等。 制取原理: Cu2H2SO4(浓)= CuSO4SO22H2O 综合实验装置 考点二考点二 多硫含氧酸盐多硫含氧酸盐 1硫代硫酸钠(Na2S2O3) Na2S2O3 5H2O 俗名海波或大苏打,易溶于水,溶于
14、水后呈碱性。S 元素的化合价为2 价, 具有还原性。 (1)化学性质 遇酸不稳定: Na2S2O32HCl=2NaClSSO2H2O; 还原性: a 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI, 这是分析化学中“碘量法”定量测定碘的一个重要反应。 b Na2S2O34Cl25H2O=Na2SO4H2SO48HCl, 在纺织和造纸工业上 Na2S2O3作脱氯剂。 (2)制备方法 2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2; Na2SO3S= Na2S2O3。 2连二亚硫酸钠(Na2S2O4) Na2S2O4俗称保险粉,能溶于冷水,在热水中分解,不溶于乙醇。S 元素的化合价为3 价,
15、 具有还原性。 (1)制备:在无氧条件下,用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。 (2)还原性:在空气分析中常用来吸收氧气:2Na2S2O4O22H2O=4NaHSO3或 Na2S2O4 O2H2O=NaHSO3NaHSO4。 3焦亚硫酸钠(Na2S2O5) S 元素的化合价为4 价,与亚硫酸盐一样具有还原性。 (1)制备:2NaHSO3= Na2S2O5H2O。 (2)还原性:S2O2 52I23H2O=2SO 2 44I 6H。 4过二硫酸钠(Na2S2O8) (1)不稳定性:受热分解 2Na2S2O8= 2Na2SO42SO3O2。 (2)氧化性:Na2S2O8中 S 元素的化合价是6
16、 价,其阴离子 S2O2 8结构中含有 1 个过氧键 (OO),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。所以 Na2S2O8是一种强氧化剂。 2Mn2 5S 2O 2 88H2O= Ag 2MnO 410SO 2 416H S2O2 82I = Cu2 2SO2 4I2 1Na2S2O5是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5,其流程如下: 下列说法正确的是( ) A上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物 BNa2S2O5作防腐剂和 SO2作漂白剂时,均表现还原性 C上述流程中的 Na2CO3饱和溶液和 Na2CO3固体不可互换 D实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只
17、有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗 答案 C 解析 上述制备过程所涉及的物质中有2种酸性氧化物二氧化硫和二氧化碳, 故A错误; SO2作漂白剂时,未发生氧化还原反应,没有表现还原性,故 B 错误;根据上述分析,上述 流程中的 Na2CO3饱和溶液和 Na2CO3固体不可互换,否则得不到过饱和的 NaHSO3溶液,故 C 正确;“结晶脱水”是加热固体分解,应该在坩埚中进行,故 D 错误。 2广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4),俗称保险粉,是一种强还原剂,可溶于水, 但不溶于乙醇,在碱性介质中较稳定。 .工业上制备保险粉的流程如下: (1)步骤中发生反应的化学方程式为_。 (2)步骤中生成
18、的沉淀为_(填化学式)。 (3)步骤中加入 NaCl 固体的作用是_,分离出保险粉的方法为 _、洗涤、干燥,洗涤所用试剂是_。 .探究 Na2S2O4的性质: 某课题小组常温下测得 0.050 mol L 1 Na 2S2O4溶液的 pH 随时间变化的关系如图所示。 (4)0t1主要生成 HSO 3, 写出 0t1发生反应的离子方程式: _。 答案 (1)Zn2SO2=ZnS2O4 (2)Zn(OH)2 (3)降低 Na2S2O4的溶解度,使更多的 Na2S2O4析出 过滤 乙醇 (4)2H2O2S2O2 4O2=4HSO 3 3硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、
19、遇酸易分解。工业上可用 反应 2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所 示。 回答下列问题: (1)b 中反应的离子方程式为_,c 中试剂为_。 (2)反应开始后,c 中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是_(写化学式)。 (3)d 中的试剂为_。 (4)实验中要控制 SO2生成速率, 可以采取的措施有_(写出两条)。 (5)为了保证硫代硫酸钠的产量, 实验中通入的 SO2不能过量, 原因是_ _。 答案 (1)SO2 32H =SO 2H2O(或 HSO 3H =SO 2H2O) 硫化钠和碳酸钠的混 合溶液 (2)S (3)NaOH 溶液(
20、合理即可) (4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等) (5)若 SO2过量,溶液显酸性,产物分解 解析 (2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是 S。(3)d 装置的作用是吸收 反应中产生的 CO2及逸出的 SO2,故 d 中的试剂可以为 NaOH 溶液。(4)溶液中的反应速率受 温度、浓度的影响,故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶 于水可形成酸性较强的亚硫酸,而 Na2S2O3遇酸会分解。 12018 全国卷,26(1)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3 5H2O,M248 g mol 1)可用作定影剂、 还原剂。市售硫代硫酸钠中常
21、含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验: 试剂:稀盐酸、稀 H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液 实验步骤 现象 取少量样品,加入除氧蒸馏水 固体完全溶解得无色澄清溶液 _ _,有刺激性气体产生 静置,_ _ 答案 加入过量稀盐酸 出现乳黄色浑浊 (吸)取上层清液,滴入 BaCl2溶液 产生白色沉淀 解析 Na2S2O3 5H2O 晶体样品中含有 SO2 4,在 SO 2 4的检验过程中应防止加入氧化剂,如 H2O2会把 S2O2 3氧化为 SO 2 4,也要防止加入稀 H2SO4而引入 SO 2 4,所以样品加水溶解后应 加入过量稀盐酸,发生反应:S2O2 3
22、2H =SSO 2H2O。取上层清液滴入 BaCl2溶 液,产生白色沉淀:Ba2 SO2 4=BaSO4,证明溶液中存在 SO 2 4。 22018 全国卷,27(1)(2)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广 泛。回答下列问题: (1)生产 Na2S2O5,通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: _。 (2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为: pH4.1 时,中为_溶液(写化学式)。 工艺中加入 Na2CO3固体,并再次充入 SO2的目的是_。 答案 (1)2NaHSO3=Na2S2O5H2O (2)NaHSO3
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- 2022年高考化学一轮复习 第4章 第22讲硫及其化合物的相互转化 2022 年高 化学 一轮 复习 22 及其 化合物 相互 转化
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