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文檔簡介
第13沸琉及其重要化合物(解析板)
?知識精講?
知識主線:H2s2--S--S02—?SO5(H2SO4)
02,燃燒
與品紅化合(檢驗)
CaSO3
。2,燃燒M催化劑so粵生
H2OBaCI2
3<
2口H2SO4^^BaSO4
一、硫單質(zhì)的性質(zhì)
1.硫元素在自然界中的存在形式
(1)游離態(tài):存在于火山噴口附近或地殼的巖層里
(2牝合態(tài):主要以硫化物和硫酸盅的形式存在。在巖層深處和海底的無氧環(huán)境下,硫元素與鐵、銅等金屬
元素形成的化合物通常以硫化物的形式存在,如硫鐵礦(FeS?)、黃銅礦(CuFeS?)等。在地表附近,硫化物
轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,如石膏(CaSCU?2H2O)、芒硝(Na2s0410H2O)等
2.硫單質(zhì)的物理性質(zhì):硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體,質(zhì)脆,易研成粉末。硫難溶于水,微溶于酒精,易
溶于二硫化碳。因此可以用CS2洗滌內(nèi)壁附著硫的試管
3.硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
流的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,位于元素周期表的第三周期、第VIA族,硫原子的最外電子層有6
個電子,在化學(xué)反應(yīng)中容易得到2個電子,形成一2價硫的化合物,表現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性:
(■化住g還睨性r&),
(1)與金屬反應(yīng)(與變價金屬反應(yīng),均是金屬被氧化成最低價態(tài))一體現(xiàn)硫的氧化性
①硫粉與鈉研磨爆炸:2Na+S=Na2s
△
②硫與鋁共熱:2A1+3S=A12s3(制取AI2S3的唯一途徑)
△
③鐵與硫粉共熱:Fe+S^FeS(黑色固體,不溶于水)
△
④銅與硫粉共熱:2CU+S^CU2S(黑色固體,不溶于水)
⑤硫與銀反應(yīng):2Ag+S=Ag2S(銀器變黑)
⑥硫與汞反應(yīng):Hg+S=HgS(汞蒸氣有毒,實驗室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進(jìn)行處理)
(2)與非金屬反應(yīng)
①硫在氧氣中燃燒:S+O2史簽SO?(硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰;在純氧中燃燒發(fā)出藍(lán)紫色火焰)
【注意】①該反應(yīng)體現(xiàn)了單質(zhì)硫具有還原性
②硫在過量、純凈的02中燃燒的產(chǎn)物是SO2而不是S03
△
②硫與氫氣共熱:S+H2^H2s(該反應(yīng)體現(xiàn)了單質(zhì)硫具有氧化性)
(3)與強(qiáng)氧化性酸(如:濃硫酸、硝酸)反應(yīng)——休現(xiàn)硫的還原性
△
①硫與濃H2s。4反此:S+2H2§。4(濃)=3S()2T+2H2。
一、△
②硫與濃HNCh反應(yīng):S+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2f+2H2。
(4)與強(qiáng)堿的反應(yīng)——既體現(xiàn)氧化性,乂體現(xiàn)還原性
△
3s+6NaOH=2Na2S+Na2so3+3H2O(用熱堿溶液清洗硫)
①Na2s與稀H2sCh反應(yīng):Na2S+H2SO4=H2St+Na2SO4
②Na2sO3與稀H2sCh反應(yīng):Na2SO34-H2SO4=Na2SO4+SOz:+H2O(實驗室制SO2的方法)
③向Na2s和Na2s03的混合溶液中加入稀H2so4:2NazS+Na2so3+3H2so4==3S[+3Na2so4+3H2O
4.用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡膠,也用于制藥和黑火藥(S+2KNO3+3Cq=K2s+3CCM+
N2D
5.實驗室除去試管內(nèi)壁附著硫的兩種方法
①物理法:加二硫化碳(CS*溶解;②化學(xué)法:加氫氧化鈉溶液溶解
二、硫的氧化物
(一)二氯化硫(SCh)
1.物理性質(zhì):SO2是無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣的大,易液化,易溶于水。在通常情況
下,1體積的水可以溶解約40體積的S02
2.化學(xué)性質(zhì)
(1后。2是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性
①S02與H20反應(yīng):SOz+HzOniH2s03。SO2溶于水生成亞硫酸,亞硫酸是中強(qiáng)酸,因此溶液顯酸性,
亞硫酸不穩(wěn)定,同時可以分解為SO2和HzO,所以SO2溶于水是一個可逆反應(yīng),用表示
②能使指示劑變色:SO?能使紫色石蕊試液變紅
③SO?與堿性氧化物反應(yīng):S(h+CaO通絲CaSCh
④SO2與堿溶液反應(yīng)(注意少量、過量)
a.與NaOH溶液反應(yīng)
SO2少量:2NaOH+SO2(少量)=Na2sO3+H2O
SO2過量:NaOH+SCM過量)=NaHS(h
b.與NH3H2O溶液反應(yīng)
SO2少量:2NH3?H2O+S()2(少量)=(NH4)2SO3+H2O
SO2過量:NH3H2O+SO式過量)=NH4HSO.3
c.與Ca(OH)2溶液反應(yīng)
SO2少量:SO2(少量)+Ca(OH)2-CaSCM+H2O
SO2過量:2s。2(過量)+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2
@SO2與某些鹽溶液反應(yīng):(與酸性比H2s。3弱的酸所對■應(yīng)的鹽反應(yīng))
a.少量二氧化硫與碳酸鈉溶液反應(yīng):Na2c(h+SOK少量)=Na2sO3+CO2
b.過量二氧化硫與碳酸鈉溶液反應(yīng):Na2co3+2SO2(過量)+H2O=2NaHSO3+CO2
c.二氧化硫與碳酸氫鈉溶液反應(yīng):NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2
【拓展】分析除雜問題(括號內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))
飽和溶液
CO2(SO2)NaHC03
飽和溶液
CO2(HC1)NaHCCh
⑥SCh與BaCL溶液:二氧化硫與氯化領(lǐng)溶液不反應(yīng),違背了弱酸制取強(qiáng)酸
@SO2與Ba(NO3)2溶液:生成的BaSO3能和HNO3繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成BaSO4和NO
(3度原性:SO?中硫元素的化合價為+4價,屬于中間價態(tài),因此SO?既有氧化性又有還原性,一般表現(xiàn)為
較強(qiáng)的還原性,可被多種氧化劑(Ch、Cl2,濕水、KMnO4>F7+、HN03>H2O2、NazCh等)氧化為+6價
的硫
①SO?可以被氧氣氧化成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,工業(yè)上利用這一原理生產(chǎn)硫酸
反應(yīng)方程式:2so2+O2與*2SO3;SO34-H2O=H2SO4
②S0?能使氯水、濱水褪色:C12+SO2+2H2O=2HC1+H2SO4,B「2+SO2+2H2O=2HBr+H2s。4_
22++
③SO?能使KMnCh溶液褪色:5SO2+2MnO4+2H2O=5SO4+2Mn+4H
3+22++
④SO2與Fe3+反應(yīng):SO2+2Fe4-2H2O=SO4~+2Fe+4H
-2-+
⑤SO?與稀HN03反應(yīng)的離子方程式:3SO2+2NO3+2H2O=3SO4+2NO1+4H
⑥SCh與H2O2反應(yīng):SO2+H2O2=H2SO4
⑦SO2與Na?。?反應(yīng):SO2+Na2O2=Na2SO4
(3)弱氧化性:SO2+2H2S=3S14-2H2O
(4)漂白性
①漂白原理:二氧化硫具有漂白作用,能使品紅溶液等有色物質(zhì)褪色。其作用機(jī)理是二氧化硫與某些有
色物質(zhì)結(jié)合生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。加熱后又顯紅色,是由于不穩(wěn)定的無色物質(zhì)又分解為原來物質(zhì)
的緣故。利用品紅溶液可檢驗SO2氣體
②應(yīng)用:S02在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等;此外SO?可用于殺菌消毒,還是一種食品添加劑
【注意】
①S02雖具有漂白性,但不能漂白指示劑,如:SO2通入紫色的石蕊試液中,溶液只變紅不褪色,而氧
化類漂白劑(氯水、Na2O2)則能漂白酸堿指示劑
②SO2使淡水、KMnOj溶液褪色,是利用SO2的還原性,而不是漂白性
3.SOZ的用途
①漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等;用于殺菌消毒
②食品中的二氧化硫:食品中添加適量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如,在葡萄
酒釀制過程中,葡萄汁中某些細(xì)菌的繁殖會影響發(fā)酵,添加適量的二氧化硫可以起到殺菌的作用。二
氧化硫又是一種抗氧化劑,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保質(zhì)作用,并有助于保持葡萄酒
的天然果香味
4.二氯化硫的制備
工△
原理
NaiSOj+H2sOK濃)——Na2SO4+SO2T+H2O
反應(yīng)原料Na2so3固體、70%的濃H2s04
u
4/!\無硫酸劭
實驗裝置
A
發(fā)生裝置“固+液二~>氣”型
凈化裝置通入濃H2s04(除水蒸氣)
收集裝置向上排氣法
尾氣處理用強(qiáng)堿溶液吸收多余SO?,防止污染空氣(2NaOH+S(h=Na2sO3+H2O)
檢睢方法先通入品紅試液,褪色,加熱后又恢復(fù)原紅色
5.常見漂白劑的歸類分析
(1)常見漂白劑的漂白原理及特點
型
比較工灌氧化型加合型吸附型
漂白劑與與有機(jī)色質(zhì)內(nèi)有些固體物質(zhì)疏松、多
漂白劑本身是氧化劑,利用其氯化
部“生色團(tuán)”化合成無色孔,具有較大的比表面
原理性將有機(jī)色質(zhì)內(nèi)部“生色團(tuán)”氧化
物質(zhì),使之失去原來的積,可以吸附有色物質(zhì)使
破壞掉,使之失去原有的顏色
顏色之失去原來的顏色
實例Cb、Ca(C10)sCIO2、H2O2、O3活性炭
2so2
加熱時不能恢復(fù)原有的顏色,不可加熱時能恢復(fù)原來的顏部分吸附劑可以重復(fù)使
特點
逆、持久色,可逆、不持久用
變化化學(xué)變化化學(xué)變化物理變化
備注無選擇性有選擇性吸附色素
(2)二氧化硫與氯氣的漂白性比較
通入802辿4加熱到沸腳、一才“小,立
品燈--------->褪色----------?密液恢復(fù)紅色
:農(nóng)海一通入。2加熱到沸騰…文丁”住&/,
?褪色----------?溶液不恢復(fù)紅色
通入SO2
紫色石A溶液很快變成紅色?但不褪色
蕊溶液—I__空外溶液立即變紅,隨后褪色
【注意】當(dāng)。2與SO2(體積比為1:1)混合后通入品紅溶液時,品紅溶液不褪色,因為SO2+CI2+
2H2O=H2SO44-2HCI
6.SO2和CO2性質(zhì)的比較與鑒別
(1)802和CO2的性質(zhì)比較
物質(zhì)
比較加SO2CO2
無色、有刺激性氣味、易液化、易溶于水
物理性質(zhì)無色、無味、能溶于水(1:1)
(I:40)
與水
SO+HO^^HSO(中強(qiáng)酸)CO+2c。3(弱酸)
反應(yīng)22232
與堿
Ca(OH)2-5^CaSO3-^=->Ca(HSO3)2Ca(OH)2-^>CaCO3-^^Ca(HCO3)2
反應(yīng)
化學(xué)氧化性(高溫
SCh+2H2s=3SJ+2H2OCO2+C=^=2CO
性質(zhì)
能被酸性高鎰酸鉀溶液、HNO3、NO2、氧
還原性氣、氯水、汲水、碘水、Na2O2>H2O2、無
Ca(CIO)2等氧化劑氧化
能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物
漂白性無
質(zhì)而使有色物質(zhì)褪色
能使品紅溶液褪色,又能使澄清石灰水變不能使品紅溶液褪色,但能使澄清石灰
鑒定存在
渾濁水變渾濁
對環(huán)境的影響形成酸雨引起溫室效應(yīng)
(2后。2和CO2的鑒別方法:S02和C02都能使澄清的石灰水變渾濁,若通入的氣體過量,則沉淀都可消失。
所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2o通常可用以下方法:
①利用物理性質(zhì)鑒別
a.根據(jù)氣味婆另M用標(biāo)準(zhǔn)的聞氣體氣味法):有刺激性氣味的氣體是SCh,無氣味的是CO?
b.根據(jù)溶解性鑒別:同溫同壓下,將兩種氣體充滿相同的試管,分別倒置于水槽中,試管內(nèi)進(jìn)水多
的是so2
②利用化學(xué)性質(zhì)鑒別
a.用品紅溶液鑒別:能使品紅溶液褪色,加熱顏色乂恢復(fù)的是SO?;不能使品紅溶液褪色的是CCh
b.用淡水或氯水鑒別:能使氯水、濱水褪色的是SO?:無明顯現(xiàn)象的是CO?
化學(xué)方程式為:C124-SO2+2H2O=2HCH-H2SO4,Br24-SO24-2H2O=2HBr+H2SO4
c.用酸性高銹酸鉀溶液鑒別:能使酸性KMnCh溶液褪色的是SCh;無明顯現(xiàn)象的是C6
-22++
離子方程式為:5SO2+2MnO4+2H2O=5SO4"+2Mn+4H
d.用FeCh溶液鑒別:能使氯化鐵溶液由黃色變成淺綠色是SCh;無明顯現(xiàn)象的是CO2
3+22++
離子方程式為:SOz+2Fe+2H2O=SO4-+2Fe+4H
e.用硝酸領(lǐng)溶液塞別:產(chǎn)生白色沉淀的是S02;無明顯現(xiàn)象的是CCh
化學(xué)方程式為:3so2+3Ba(NO3)2+2H2O=3BaSO41+2NOf+4HNO3
f.用氫硫酸溶液鑒別:將兩種氣體分別通入H2s溶液中,出現(xiàn)淡黃色渾濁的是SCh,無明顯現(xiàn)象的是
C02
化學(xué)方程式為:2H2S+SO2=3S1+2H2。
(3月。2、COz共同存在時,二者的檢險裝置的設(shè)計過程
SO?和CO?都可使澄清的石灰水變渾濁,證明混合氣體中含有CO?和SO?時通常按照以下思路進(jìn)行設(shè)
計
①流程設(shè)計的思路
流程設(shè)計
檢驗SO2T除去S02—檢驗S02是否被除盡T檢驗co2
選用試劑品紅溶液酸性KMnCh溶液品紅溶液澄清石灰水
實驗現(xiàn)象褪色褪色(或變淺)不褪色變渾濁
②實驗裝置
混合行苔A
實臉裝置
ABCI)
裝置ABCD
所選試劑選用試劑品紅溶液酸性KMnCh溶液品紅溶液澄清的石灰水
及其作用預(yù)期現(xiàn)象褪色褪色不褪色變渾濁
作用檢驗SO2除去S02檢驗S02是否除盡檢驗C02
【注意】
①有時為簡化裝置,可將除去SCh(B)和檢驗S02是否除盡(C)合并為一個裝置,用較濃的酸性KMnO4
溶液,現(xiàn)象是酸性KMn(h溶液顏色變淺
②當(dāng)S02中混有C02時,不會影響S02的檢驗;當(dāng)C02中混有SCh時會干擾C02的檢驗,應(yīng)先檢驗并
除去SO2,再用澄清石灰水檢驗CO2氣體
7.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(脫硫劑:CaO、CaCO3),改進(jìn)燃燒技術(shù),脫硫反反:CaO+SO2^=CaSO3
(4)硫酸型酸雨的形成途徑有:SO2+H2O^=iH2SO^2H2so3+O2=2H2s。4
(5)常見的SO2尾氣處理方法
①鈣基固硫法(常用與燃煤脫硫):為防治酸雨,工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒,燃燒時硫、
生石灰、共同反應(yīng)生成硫酸鈣,從而使硫轉(zhuǎn)移到煤渣中,反應(yīng)原理為
△△△
::=
CaO+SO2^=CaSO3,2CaSO3+O2=^=2CaSO4,總反應(yīng)方程式為2CaO+2so2+Ch^2CaSO4
②氨水脫硫法((常用與硫酸廠處理尾氣):該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的S02直接接
觸吸收502,其反應(yīng)的化學(xué)力程式為:2NH.1+5O2+H2O=(NH4)25O3.2(NH4)2bO3+O2=(NH4)2bO4。
(或生成NH4HSO3,然后進(jìn)一步氧化)
③鈉堿脫硫法:鈉堿脫硫法是用NaOH/Na2cCh吸收煙氣中的SCh,得到Na2sCh和NaHSQ,,發(fā)生反應(yīng)
的化學(xué)方程式為2NaOH+SCh=Na2sO3+H2O,Na2cCh+SCh=Na2sO3+CO2,Na2sO3+SO2+
H2O=2NaHSO3o
④雙堿脫硫法:先利用燒堿吸收S02,再利用熟石灰漿液進(jìn)行再生,再生后的NaOH堿液可循環(huán)使用,
化學(xué)反應(yīng)原理為a.吸收反應(yīng):2NaOH+SO2=Na2sCh+HzOZNa2so3+Ch=2Na2SOj
b.Na2sO3+Ca(OH)2-CaSOH+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2=CaSO41+2NaOH
(二)三氧化硫(SO3)
1.物理性質(zhì):通常情況下,S03是一種無色易揮發(fā)的晶體,熔點為16.8C,沸點為44.8C,常溫下為液態(tài),
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為固態(tài)
2.化學(xué)性質(zhì):SCh是硫酸的酸酊,具有酸性氧化物的通性
(1)能溶于水形成硫酸:SO3+H2O=H2SO4
SO3能強(qiáng)烈的吸水,在空氣中發(fā)“煙”,與水劇烈反應(yīng)生成H2s04,同時放出大量熱,形成酸霧
(2)能與堿(石灰乳)反應(yīng):SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
(3)與堿性氧化物反應(yīng):SO3+Ca0=CaSO4
(4)與某些鹽溶液反應(yīng):Na2c€)3+SO3=Na2sO4+CO2T
三、硫酸及硫酸根離子的檢驗
1.硫酸的物理性質(zhì)
流酸是一-種無色、黏稠的油狀液體,密度比水大。濃H2s04與水以任意比互溶,溶解時可放出大量的熱,
濃H2s04稀釋的方法是將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌
2.稀硫酸——具有酸的通性
流酸是強(qiáng)電解質(zhì),在水溶液中發(fā)生電離的化學(xué)方程式為H2so4=2H,+SCr,因此,硫酸具備酸的通性,
可與酸堿指示劑作用,也可與活潑金屬、堿、堿性氧化物及某些鹽反應(yīng)
(1)與酸堿指示劑發(fā)生顯色反應(yīng):遇紫色石蕊變紅,遇酚配不變色
(2)與活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣:Fe十H2SO4=FeSO4十H2|
(3)與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水:MgO+H2SO4=MgSO4+H20
(4)與堿發(fā)生中和反應(yīng):Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4l+2H2O
(5)與某些鹽反應(yīng)生成新鹽和新酸:BaCl2+H2SO4=BaSO41+2HCI
3.濃硫酸的特性
⑴吸水性:濃H2s04能吸收物質(zhì)(氣體、結(jié)晶水化物)中濕存的水分,利用此性質(zhì)可用濃H2s0』作干燥劑,
干燥一些不與濃硫酸反應(yīng)的氣體(中性或酸性氣體且無還原性的氣體)
①能干燥的氣體:%、02、N2、CO2、。2、HCKSO2、CO、CH」等
②不能干燥的氣體:堿性氣體(NH?等):還原性氣體(如H2S.HBr、HI等)
(2)脫水性:濃硫酸能將組成有機(jī)物的H、0元素按原了個數(shù)比2:1以“bCr的形式脫去的性質(zhì)
(3)強(qiáng)氧化性
①與金屬銅的反應(yīng):Cu+2H2sOK濃)^^CuSO4+SO2T+2H2。
在帶有導(dǎo)管的橡膠塞側(cè)面挖一個凹槽,并嵌入卜.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
實驗過程
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(yīng)。冷卻后,
將試管里的物質(zhì)慢慢倒入盛有少量水的另一只試管里,觀察溶液的顏色
1),可抽動的銅&t
浸簸
__棉團(tuán)
實險裝置口舞
_晶1黑4
3巴溶液
①a試管中銅絲表面有氣泡產(chǎn)生;b試管中的溶液逐漸變?yōu)闊o色;c試管中的紫色
實臉現(xiàn)象石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色
②將a試管里的溶液慢慢倒入水中,溶液顯藍(lán)色
△
實驗結(jié)論Cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu+2H2sOK濃)----C11SO4+SO2T+2H2。
a.通過可抽動的銅絲來控制反應(yīng)的發(fā)生或停止
實驗說明b.浸有堿液的棉花團(tuán)可以吸收多余的SO予以防止污染環(huán)境
c.Cu與濃硫酸的反應(yīng)中,濃H2s0」的作用:強(qiáng)氧化性和酸性
②與其他金屬反應(yīng)的規(guī)律
a.除Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用,在這些氧化還原反應(yīng)中,濃HzSO,還原產(chǎn)物為
S02
b.與鐵、鋁的反應(yīng):常溫下,鐵、鋁表面被濃硫酸氧化為致密的氧化膜而鈍化(化學(xué)變化),從而阻止
了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)?步反應(yīng),所以常溫下可以用鐵、鋁制容器來盛裝濃硫酸。加熱時,濃硫酸能
與鐵反應(yīng)
A
濃硫酸與鐵共熱:2Fe+6H2s。4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2l+6H2O
c.與活潑金屬反應(yīng):與活潑金屬(Zn)反應(yīng),開始產(chǎn)生SO2,硫酸濃度變稀后,成成的氣體為Hz
Zn+2H2s0虱濃)=ZnSO4+SCM+2H2。,Zn+H2so4(稀)=ZnSC)4+H2T
d.與不活潑金屬反應(yīng):隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩幔磻?yīng)就停止
△
Cu+2H2s。4(濃)=CuSO4+SO2T+2H2。
如:1molCu與含2molH2so4的濃硫酸充分反應(yīng),生成的SO2的物質(zhì)的量小于1mol
③與非金屬的反應(yīng)——反應(yīng)需要加熱,否則不反應(yīng)
△
a..與木炭反應(yīng):C+2H2sOK濃)^=CO4+2sO2T+2H2。
△
b.與硫的反應(yīng):S+2H2s04濃)=~3SO2t+2H2O
_△
c.與紅磷反應(yīng):2P+5H2s。4(濃)=2H3Po4+5SO2T+2H2。
④與具有還原性的化合物反應(yīng),與H2S、FeSCh、HI、HBr等物質(zhì)反應(yīng)
HzS+H2sO£濃)=Sl+SOzT+2H2。
2FeSO4+2H2sOK濃)=Fe2(SOj)3+SO2T+2H2O
【注意】
①濃硫酸在與金屬的反應(yīng)中既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性,而濃疏酸在與非金屬的反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性
②濃硫酸可將碳、磷等非金屬單?質(zhì)氧化成高價態(tài)的氧化物或含乳酸,本身被還原為S02
③常溫下與活潑金屬反應(yīng)表現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性,生成硫酸鹽和S02,硫酸變稀后,生成的氣體為H2
④加熱與不活潑金屬反應(yīng)時,即使金屬過量也不能使H2s04完全反應(yīng),也不會產(chǎn)生H2
⑤與不活潑金屬和非金屬反應(yīng)時,反應(yīng)需要加熱,否則不反應(yīng)
4.濃硫酸和稀硫酸的鑒別
f—物質(zhì)
濃硫酸稀硫酸
方法
加水放出大量熱無明顯變化
物理
觀狀態(tài)油狀液體液態(tài)
性質(zhì)
密度p濃H2so4>p稀H2so4
鐵片無明顯變化(鈍化)鐵片逐漸溶解,并產(chǎn)生無色氣體
化學(xué)銅片(加熱)銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體不反應(yīng)
性質(zhì)白紙變黑無明顯變化
膽研藍(lán)色變白膽研溶解形成藍(lán)色溶液
5.硫酸的工業(yè)制法
硫黃或燃
黃鐵礦七一El983%的
工業(yè)制硫酸的原理示意圖V。(催化樹匕山濃破酸吸收曰一:
點燃一高溫
①S+O2=SO2或4FeS2+1lO2*=2Fe2Ch+8SO2
上述流程涉及的化學(xué)方程式V2O5
②2so2+024()。?500c2sO3
③SO3+H2O=H2sO4
6.SO「與SOT檢驗
(l)sor的檢驗(干擾離子可能有:CO32-.SO?2-.SiO.F、Ag\PO43一等)
操作方法:被檢液加足量稀鹽酸酸”無明顯現(xiàn)象(若有沉淀,靜置后取上層清液)滴加Ba。?溶咚有無白色
沉淀(若有白色沉淀產(chǎn)生,則說明待檢驗溶液中含有SO「;若無白色沉淀產(chǎn)生,則說明待檢驗溶液中不
含SOF)
【注意】
①先加稀鹽酸的目的是防止C0「、SOr、Ag+干擾,再加BaCh溶液,有白色沉淀產(chǎn)生
②可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有
+2+
COf4-2H=CO2?+H2O>SOf+2H*=SO2t+H2O.Ag'+Cr=AgClbBa+SOr=BaSO4l
③答題模板:取少量溶液于試管中,加入足量稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再加入BaCL溶液,若有白色沉淀
產(chǎn)生,則證明有SOU
(2)SO5的檢驗,被檢液一如隨遺巡沉淀加盆酸>氣體一膽邈一>品紅溶液褪色,說明含SOM
+2+2+
①原理:SOf+2H=SO2t+H20;SOr+Ca*=BaSOs|;CaSO3+2H=Ca+SO2t4-H2O
②操作方法:取少量溶液于試管中,加入CaCL溶液生成白色沉淀,再加入稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入
品紅溶液,紅色褪去,則含有SOH
四、基于價類二維圖理解硫及其化合物的轉(zhuǎn)化
1.理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關(guān)系
⑴硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
價態(tài)
SO2、SO3是酸性氧化物,H2so3、H2SO4
是酸,物質(zhì)的類別可以幫助我們理解它們
的性質(zhì)。相同價態(tài)的不同含硫化合物間是
通過酸堿反應(yīng)規(guī)律聯(lián)系在一起的
酸單底或氧化物鹽物質(zhì)類別
■H2O4NaOH溶液NaOH溶液
NaHS3
如:SO2△H2sO3稀HSO40稀H2sO42sO3
(2)不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化
不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化主要通過氧化還原反應(yīng)實
現(xiàn)。上述轉(zhuǎn)化中,從左到右,硫元素化合價升高,需加入氧
化劑。從右到左,硫元素化合價降低,需加入還原劑
(3)相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化
■,I
NaHS一?Nn.S
左圖兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系均屬于相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化,從左到
右的轉(zhuǎn)化,加入堿可以實現(xiàn);從右到左的轉(zhuǎn)化,加入酸可以實
1
現(xiàn)
SI—*NaHS03U^Na£0、|
'’1
(4)相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應(yīng),如:S和H2S、S和SO2、SCh和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)
(5)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化
足量0,0,HQ
H2S^-HTSO^―2sCh
磕元素,?!?。02,。生。…
---->S(J2--------------2bo4
2.重要的硫酸鹽
化學(xué)式俗名顏色用途
2CaSO4H2O熱石膏白色塑像、模型、粉筆、醫(yī)療繃帶等
CaSO4-2H2O生石膏白色水泥添加劑
FCSO4-7H2O綠磯淺綠色用于配制藍(lán)黑墨水,補加劑
膽帆、藍(lán)磯藍(lán)色配制波爾多液、鍍銅液
CUSO4-5H2O
Na2s0410H2O芒硝白色造紙,制緩瀉劑、合成洗滌劑
KA1(SO4)2-12H2O明研白色凈水劑
3.亞硫酸(H2so3):是SO2對應(yīng)的水化物
+
⑴弱酸性:二元中強(qiáng)酸,是弱電解質(zhì),在水溶液中分步電離,H2SO3^=iH4-HSO7,HSO3=IH++SOF
△
(2)穩(wěn)定性差(易分解,溫度越高,濃度越大,分解越快):HzSOj^SOzT+HzO
(3)弱氧化性:H2so3+2H2s=3S1+3H2。
(4)還原性:H2sOa是既有氧化性又有還原性的酸,其氧化性、還原性與SO?很相似,但以還原性為主
2H2SO3+O2=2H2SO4
4.硫化氫(H2S)
(1)H2s的物理性質(zhì):無色、有臭雞蛋氣味的劇毒氣體,大氣污染物,能溶于水(126),密度比空氣大
(2)H2S的化學(xué)性質(zhì)
△
①不穩(wěn)定性:H2S--S+H2
②可燃性:2H2S+OX少量)亶簽2H2O+2S2H2§+30乂過量)述簽2H2O+2SO2
③還原性:硫元素為一2價,具有很強(qiáng)的還原性,能被多種氧化劑(如:02、C3澳水、濃琉酸、KMn
O4、HNO3、Fe3\H2O2、NazCh等)氧化為單質(zhì)硫
a.與CI2反應(yīng):H2S4-CI2=S1+HC1
b.與Bn反應(yīng):H2S+Br2=S1+HBr
c.與濃硫酸反應(yīng):WS+H2sOK濃)=S[+SO2+2H2。
d.與FeCh反應(yīng):2Fe3++H?S=2Fe2++2H++Sl
(3)H2S的制法
原理FeS+2HCI=FeCl2+H2StFeS+H2sOa—FeSCh+thST
反應(yīng)原料硫化亞鐵和稀鹽酸或稀硫酸
仁A球形漏斗
得孔富容器&導(dǎo)氣管
T
實驗裝置
L啟普發(fā)生器
發(fā)生裝置“固+液——^氣”型
凈化裝置先通入飽和NaHS溶液(除HCI),再通入固體CaCb或P?05(除水蒸氣)
收集裝置向上排氣法
尾氣處理用強(qiáng)堿溶液吸收多余H2S,H2S+2NaOH=Na2S+H2O或H2S+NaOH=NaHS+H2O
檢驗方法能使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑
(4>硫化氫的水溶液叫做氫硫酸,是一種弱酸,具有酸的通性,但氫硫酸露置在空氣中容易變質(zhì),溶液呈渾
濁
五、多硫含氨酸鹽
1.硫代硫酸鈉(Na2s2O3):Na2s2。3?5比0俗名海波或大蘇打,易溶于水,溶于水后呈堿性。S元素的化合
價為+2價,具有還原性
(1)制備:2NazS+Na2co3+4SO2—3Na2s2O3+CO2;Na2SO3+S-------Na2s2O3
(2)化學(xué)性質(zhì)
①遇酸不穩(wěn)定:Na2s2O3+2HCl=2NaCl+S[+SO2T+H20S20r+2H'=SJ+SO2t+H2O
②還原性:中等強(qiáng)度的還原劑,能被L、。2、KMnOj等氧化劑氧化
a.2Na2s2Ch+L=Na2sQ?+2NaI,“碘量法”定量測定碘的重要反應(yīng)
b.Na2S2O5+4C12+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCL在紡織和造紙工業(yè)上作脫氯劑
c.5Na2s2O3十8KMi104十7H28O4=8MnSO4+5Na2SO4+4K2so4+7H2O
2.連二亞疏酸鈉(Na2s2O4):俗稱保險粉,能溶于冷水,在熱水中分解,不溶于乙醇。S元素的化合價為
+3價,具有還原性
(1)制備:在無氧條件下,用鋅粉還原亞硫酸氫鈉可制得連二亞硫酸鈉
(2)還原性:在空氣分析中常用來吸收氧氣
2Na2S2O4+02+2H2O=4NaHSO3或Na2S2O4+02+H2O=NaHSO3+NaHSO4
3.焦亞硫酸鈉(Na2s2O5):S元素的化合價為+4價,與亞硫酸鹽一樣具有還原性
(1)物理性質(zhì):白色或微黃結(jié)晶粉末,溶于水、甘油,微溶于乙醇,露置在空氣中易被氧化成硫酸鈉,與強(qiáng)
酸接觸放出二氧化硫而生成相應(yīng)的鹽類,加熱到150℃分解
(2)制備:2NaHSChT=Na2s2O5+H2O
+
(3)還原性:S2Or+2I2+3H2O=2SOr+4r+6H
4.過二硫酸鈉(Na2s2O8)
(1)不穩(wěn)定性:過二硫酸鈉不穩(wěn)定,受熱分解生成Na2so小SO3和。2
2Na2s208T=2Na2so4+2so3T+02T
(2)氧化性:Na2s2。8中S元素的化合價是+6價,其陰離子S?0g結(jié)構(gòu)中含有1個過氯鍵(一0—0—),性
質(zhì)與過氧化氫相似,具有氧化性。所以Na2s2。8是一種強(qiáng)氧化劑
①2Mn2++5S2O1+8H2O=^=2MnO4+10SOV+16H+
@S20f+2r=S=2SOf+12
史典例剖析.
例1.二氧化硫在食品工業(yè)中可用作漂白劑、防腐劑、抗氧化劑等。某研究小組利用如圖所示裝置制備并
A.裝置甲中反應(yīng)時70%的硫酸表現(xiàn)出氧化性
B.裝置乙中溶液顏色變化:先變紅后褪色
C.裝置丙中發(fā)生的最終總反應(yīng)為5so2+2S"+2H2O=3SJ+4HSO;
D.裝置丁中酸性KMnO,溶液褪色的原理與SO?用于食品漂白劑的原理相同
【答案】C
【分析】由題干實驗裝置圖可知,裝置甲為SCh的制備,原理為:NazSCh+H2s04二Na2sO4+H2O+SO2T,將
制得的SO?通入裝置乙中的紫色石蕊試液中,觀察到溶液變?yōu)榧t色,體系SO2酸性氧化物的通性,裝置丙
中可觀察到溶液變渾濁,通入過量的SO?最終生成NaHSO3,SO2通入到裝置丁中的酸性高鋅酸鉀溶液中,
觀察到溶液褪色,體現(xiàn)S02的還原性,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,裝置甲中發(fā)生的反應(yīng)方程式為:Na2sCh+H2sO4=Na2sO4+H2O+SO1該反應(yīng)為
非氧化還原反應(yīng),故反應(yīng)時70%的硫酸不表現(xiàn)出氧化性,僅表現(xiàn)出強(qiáng)酸性,A錯誤;
B.已知S02不能漂白酸堿指示劑,SO2溶于水生成H2s使溶液呈酸性,故裝置乙中溶液顏色變?yōu)榧t色,
B錯誤;
C.SO2與水先生.成H2s03,H2s()3與Na2s反應(yīng)生成S單質(zhì)和NaHSCh,故裝置丙中發(fā)生的最線總反應(yīng)為
5S0,+2S--+2H,0=3S4<+4HS0;,C正確;
D.S02具有還原性,則裝置丁中酸性KMnO?溶液褪色的原理是S02的還原性,而SCh用于食品漂白劑的
原理是SO2具有漂白性,二者原理不相同,D錯誤;
故答案為:Co
例2.氨基磺酸(也NSO7H)可作漂白助劑,可減少或消除漂白液中重金屬離子的催化作用,從而使漂白液
質(zhì)量得到保證。軟基磺酸在常溫下穩(wěn)定,高溫時能完全分解:
高溫人小不小
2H2NSO3H_so2T+so3T+2H2T+N2?+H2O。下列說法正確的是
A.64gxsO?在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L
B.該反應(yīng)生成ImolH?時轉(zhuǎn)移2niol電子
C.可用BaCl?溶液檢驗分解所得混合氣體中是否含有SO、
D.相同條件下,32g按V(HJ:V(N2)=2:1組成的混合氣體與32go2所含原子數(shù)相同
【答案】C
【詳解】A.64gMs0?在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為就器x22.4L/mol=21.7L,故A錯誤;
B.H?NSOJ{中N為-3價、S為+6價、H為+1價,生成1molSCh得2moi電子、生成2m0吐得4moi電
子、生成lmolN2失6mol電子,則該反應(yīng)生成ImolH2時轉(zhuǎn)移3moi電子,故B錯誤;
C.BaCl2溶液和S02不反應(yīng),BaCl2溶液和SO?反應(yīng)生成硫酸鋼沉淀,可用BaCl2溶液檢驗分解所得混合
氣體中是否含有SO,,故C正確:
D.相同條件下,按V(HJ:V(2)=2:1組成的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為
2吧區(qū)警個;28陋1=1m°]/L,32g按V(H,):V(N,)=2:1組成的混合氣體中原子數(shù)為
2mol+lmol3
-32g_xox/V=6N32s
32,.AA,32go2所含原子數(shù)為行號X2XNA=2NA,故D錯誤;
—g/mol32g/mol
選C。
例3.下列方案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論正確的是
選實驗?zāi)康膶嶒灧桨脯F(xiàn)象或結(jié)論
項
判斷KC1的化學(xué)鍵將KC1固體溶于水,進(jìn)行導(dǎo)電
A溶液可導(dǎo)電,說明KC1中含有離子犍
類型性實驗
向雞蛋清溶液中滴加飽和溶液變渾濁,再加水渾濁消失說明雞蛋清溶
B檢驗蛋白質(zhì)性質(zhì)
(NH4)2SO4溶液液發(fā)生了鹽析
檢驗溶液中是否含取少量該溶液于試管中,滴加有白色沉淀生成,說明該溶液中一定含有
C
有so:BaCL溶液sof
探究不同價態(tài)硫元向Na2s與Na2s03的混合溶液溶液變渾濁,說明Na2s與Na2s03之間發(fā)
D
素的轉(zhuǎn)化中加入硝酸生了氧化還原反應(yīng)
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【詳解】A.KCI為強(qiáng)電解質(zhì),不管K與Cl之間存在離子鍵還是共價鍵,在水中都可發(fā)生完全電離,生成
K+和C匕所以不能證明KQ中含有離子鍵,A錯誤;
B.蛋白質(zhì)中加入鹽,出現(xiàn)鹽析現(xiàn)象,B
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