第3節硫及其重要化合物[考試說明]1.掌握硫單質及其重要化合物的主要性質及其應用。2.了解硫單質及其重要化合物對環境的影響。[命題規律]硫是一種重要的非金屬元素，高考對本節內容考查的考點有：一是聯系生產生活實際考查SO2的性質和用途；二是濃H2SO4的強氧化性和吸水性及SOeq\o\al(2－,4)的檢驗；三是含硫化合物及其相關工業對環境質量的影響；四是以化工流程圖或化學實驗為題材考查硫及其化合物的性質及相互轉化。考點1硫及其氧化物的性質和應用知識梳理1.硫單質(1)自然界中硫元素的存在(2)物理性質硫俗稱eq\o(□,\s\up4(03))硫黃，是一種eq\o(□,\s\up4(04))淡黃色晶體，質脆，易研成粉末，不溶于eq\o(□,\s\up4(05))水，微溶于eq\o(□,\s\up4(06))酒精，易溶于eq\o(□,\s\up4(07))CS2(用于洗滌沾有硫的容器)；有多種同素異形體，如單斜硫、斜方硫等。(3)化學性質(反應用化學方程式表示)2．二氧化硫(SO2)(1)物理性質SO2是一種eq\o(□,\s\up4(17))無色有eq\o(□,\s\up4(18))刺激性氣味的eq\o(□,\s\up4(19))有毒氣體，是大氣污染物之一；密度eq\o(□,\s\up4(20))大于空氣；eq\o(□,\s\up4(21))易液化；易溶于水，通常狀況下，1體積水溶解約eq\o(□,\s\up4(22))40體積SO2。(2)化學性質3．三氧化硫熔點16.8℃，沸點44.8℃，常溫下為eq\o(□,\s\up4(37))液態，標準狀況下為無色、針狀晶體。能與水反應：eq\o(□,\s\up4(38))SO3＋H2O=H2SO4，放出大量的熱，SO3是eq\o(□,\s\up4(39))酸性氧化物，它跟堿性氧化物或堿都能反應生成硫酸鹽。4．硫的氧化物的污染與治理(1)eq\o(□,\s\up4(40))含硫化石燃料的燃燒及eq\o(□,\s\up4(41))含硫金屬礦物的冶煉等。(2)危害：危害人體健康，形成eq\o(□,\s\up4(42))酸雨(pH小于eq\o(□,\s\up4(43))5.6)。(3)治理：燃煤eq\o(□,\s\up4(44))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＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途徑2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。(1)硫在過量、純凈的O2中燃燒的產物是SO2而不是SO3。(2)SO2具有漂白性，其漂白原理和濕潤氯氣的漂白原理不同。SO2是與有色物質化合生成不穩定的無色物質，加熱或日久復原，而濕潤Cl2是利用了HClO的強氧化性。(3)SO2不能漂白酸堿指示劑，只能使紫色的石蕊試液變紅，但不能使之褪色。(4)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，體現了SO2的還原性，而不是漂白性。判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。(1)SO2具有漂白性，故可使酸性KMnO4溶液、Br2水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色。(×)錯因：SO2使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，利用了SO2的還原性，而非漂白性。(2)pH<7的降雨屬于酸雨。(×)錯因：pH<5.6的雨水屬于酸雨。(3)SO2和Cl2都具有漂白性，以1∶1體積比通入品紅溶液中，漂白能力增強。(×)錯因：由于SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl反應的發生，導致漂白能力減弱或消失。題組訓練題組一硫單質的性質1．下列物質中，不能由單質直接化合生成的是()①CuS②FeS③SO3④H2S⑤FeCl2⑥Cu2S⑦FeCl3A．①③⑤ B．①②③⑤C．①②④⑤ D．全部答案A解析2Cu＋Seq\o(=,\s\up17(△))Cu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；S＋O2eq\o(=,\s\up17(點燃))SO2，S和O2不能直接化合生成SO3；2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(點燃))2FeCl3，Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。2．下列說法正確的是()A．硫的非金屬性較強，只以化合態存在于自然界中B．硫與非金屬單質反應時均作氧化劑C．硫粉在空氣中燃燒生成SO2，在過量的純氧中燃燒可以生成SO3D．在反應3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O中，S既是氧化劑又是還原劑答案D解析在火山口附近或地殼的巖層中，S以游離態存在，A錯誤；硫與O2反應生成SO2時，硫作還原劑，B錯誤；硫在過量O2中燃燒生成SO2，C錯誤；在反應3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O中，生成K2S，S作氧化劑，生成K2SO3，S作還原劑，D正確。題組二SO2的性質3．將SO2分別通入下列各溶液中，下列有關說法正確的是()A．試管a中實驗可以證明具有漂白性B．試管b中溶液褪色，說明具有強氧化性C．試管c中能產生白色沉淀，說明具有還原性D．試管d中能產生白色沉淀，該沉淀完全溶于稀硝酸答案C解析SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2被氧化，表現其還原性，A錯誤；SO2使品紅溶液褪色，表現其漂白性，B錯誤；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，被NOeq\o\al(－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，生成BaSO4沉淀，C正確；SO2通入堿性BaCl2溶液中，生成BaSO3沉淀，但若加稀硝酸，則BaSO3被氧化為BaSO4，D錯誤。題組三SO2對環境的污染及治理4．直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環境。利用鈉堿循環法可脫除煙氣中的SO2。(1)用化學方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反應：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在鈉堿循環法中，Na2SO3溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，該反應的離子方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4(或2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4)(2)2OH－＋SO2=H2O＋SOeq\o\al(2－,3)解析(1)二氧化硫形成硫酸型酸雨的過程：二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸再被氧化成硫酸(或SO2和O2在空氣中飄塵的催化作用下生成SO3，SO3與H2O反應生成H2SO4)。(2)氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫生成亞硫酸鈉和水，而亞硫酸鈉溶液可以繼續吸收二氧化硫生成亞硫酸氫鈉。考點2硫酸及硫酸根離子的檢驗知識梳理1.硫酸的物理性質(1)純硫酸是一種無色油狀液體，沸點eq\o(□,\s\up4(01))高，eq\o(□,\s\up4(02))難揮發。(2)溶解性：濃H2SO4與水以eq\o(□,\s\up4(03))任意比互溶，溶解時可放出eq\o(□,\s\up4(04))大量的熱，濃H2SO4稀釋的方法是eq\o(□,\s\up4(05))將濃H2SO4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3．濃硫酸的特性4．SO2－4的檢驗(1)檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，不能直接加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，因為原溶液中若有Ag＋，會干擾SOeq\o\al(2－,4)的檢驗；也不能用HNO3酸化，所用鋇鹽溶液不能用Ba(NO3)2溶液，因為在酸性條件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SO2等會被NOeq\o\al(－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，干擾SOeq\o\al(2－,4)的檢驗。(2)濃硫酸能氧化(必要時加熱)除Au、Pt以外的所有金屬，其還原產物是SO2而不是H2。(3)銅只與濃H2SO4反應，當足量Cu與一定量濃H2SO4反應時，隨反應的進行，當濃H2SO4變為稀H2SO4時就不再反應了，而Zn與濃H2SO4反應時先生成SO2，當濃H2SO4變稀時又生成H2。判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。(1)濃H2SO4具有強氧化性，不能用于干燥還原性氣體SO2。(×)錯因：濃H2SO4與SO2氣體不反應，故可以干燥。(2)濃H2SO4與Cu、C的反應中，都體現了H2SO4的酸性和強氧化性。(×)錯因：濃H2SO4與碳的反應僅體現了濃H2SO4的強氧化性。(3)50mL18.4mol·L－1濃硫酸與足量銅反應，生成SO2分子的數目為0.46NA。(×)錯因：隨反應的進行，濃H2SO4轉化為稀H2SO4反應停止，故濃H2SO4反應不完，生成SO2分子的數目小于0.46NA。(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀，說明該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)。(×)錯因：若含有SOeq\o\al(2－,3)，則會被H＋與NOeq\o\al(－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)而產生白色沉淀。題組訓練題組一硫酸的性質1．在生產、保存、運輸和使用濃硫酸時，下列說法不正確的是()A．工業制取硫酸過程中生成的SO2可循環使用B．常溫下可選用鐵制或鋁制容器盛裝C．盛裝容器的標簽上應標注氧化劑和腐蝕品D．使用時向其中直接加水可制得稀硫酸答案D解析SO2與O2反應可生成三氧化硫，三氧化硫和水反應可生成硫酸，所以工業制取硫酸過程中生成的SO2可循環使用，故A正確；濃硫酸與鐵、鋁在常溫下發生鈍化反應，在鐵、鋁表面生成一層致密的氧化膜，故B正確；濃硫酸具有強氧化性和腐蝕性，則盛裝容器的標簽上應標注氧化劑和腐蝕品，故C正確；稀釋濃硫酸應該遵循“酸入水”的原則，故D錯誤。2．現有鐵、碳兩種元素組成的合金，某實驗小組為了研究該合金的性質并測定該合金中碳的質量分數，設計了如下實驗方案和實驗裝置：(1)取ag合金粉末放入蒸餾燒瓶，并加入足量濃H2SO4，A、B中均無明顯現象，原因是______________________________________________。(2)點燃酒精燈一段時間后，A中劇烈反應，請寫出反應的化學反應方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置B中的現象為____________，裝置C中反應的離子方程式為____________________________________________________________________。答案(1)常溫下，鐵在濃硫酸中鈍化，碳不與濃H2SO4反應(2)2Fe＋6H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)溶液褪色2MnOeq\o\al(－,4)＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋解析(2)加熱條件下，Fe被濃H2SO4氧化為＋3價鐵，部分H2SO4被還原為SO2，C被濃H2SO4氧化為CO2。(3)產生的SO2具有漂白性，使品紅溶液褪色；具有還原性，被MnOeq\o\al(－,4)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，根據電子轉移守恒、電荷守恒、原子數目守恒可寫出反應的離子方程式。題組二SOeq\o\al(2－,4)的檢驗3．下列四種溶液中一定存在SOeq\o\al(2－,4)的是()A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，產生白色沉淀B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸，沉淀不溶解C．向丙溶液中加入稀鹽酸使之酸化后無現象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀產生D．向丁溶液中加入稀硝酸使之酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產生答案C解析甲溶液中還可能存在SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)或Ag＋等，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)；乙溶液中還可能存在Ag＋，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，會被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，不一定存在SOeq\o\al(2－,4)。題組三硫及其化合物的相互轉化4．已知X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑。A與X反應的轉化關系如圖所示，其中反應條件及部分產物均已略去，則下列有關說法正確的是()A．X使蔗糖變黑的現象主要體現了X的強氧化性B．若A為鐵，則足量A與X在室溫下即可完全反應C．若A為碳單質，則將C通入少量的澄清石灰水，一定可以觀察到白色沉淀產生D．工業上，B轉化為D的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑答案D解析由“X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑”可推知X為濃硫酸，結合框圖分析可推知B為SO2，D為SO3。使蔗糖變黑的現象主要體現濃硫酸的脫水性，A錯誤；鐵在室溫下遇濃硫酸鈍化，需加熱才能繼續發生反應，B錯誤；若A為碳單質，則C為CO2，CO2氣體過量時，生成碳酸氫鈣溶液，觀察不到白色沉淀產生，C錯誤。5．在下列物質轉化中，A是一種正鹽，D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，E是強酸，當X無論是強酸還是強堿時，都有如下的轉化關系：eq\x(A)eq\o(→,\s\up17(X))eq\x(B)eq\o(→,\s\up17(Y))eq\x(C)eq\o(→,\s\up17(Y))eq\x(D)eq\o(→,\s\up17(Z))eq\x(E)當X是強酸時，A、B、C、D、E均含同一種元素；當X是強堿時，A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請回答：(1)A是________，Y是________，Z是________(填化學式，下同)。(2)當X是強酸時，E是________。寫出B生成C的化學方程式：____________________________________。(3)當X是強堿時，E是________。寫出B生成C的化學方程式：____________________________________。答案(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S＋3O2eq\o(=,\s\up17(點燃))2SO2＋2H2O(3)HNO34NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do15(催化劑))4NO＋6H2O解析解推斷題的兩個關鍵點：一是找出突破口；二是要熟悉物質間的相互轉化關系。此題的突破口是D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，可推測多1個氧原子，則Y應為O2。連續氧化最終生成酸，則E可能為H2SO4或HNO3。(2)當X是強酸時，轉化關系為(NH4)2Seq\o(→,\s\up17(H＋))H2Seq\o(→,\s\up17(O2))SO2eq\o(→,\s\up17(O2))SO3eq\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4。(3)當X為強堿時，轉化關系為(NH4)2Seq\o(→,\s\up17(OH－))NH3eq\o(→,\s\up17(O2))NOeq\o(→,\s\up17(O2))NO2eq\o(→,\s\up17(H2O))HNO3。不同價態硫元素轉化——串圖高考真題實戰1.(高考集萃)判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)(2018·天津高考)某溶液中加入Ba(NO3)2溶液后再加足量鹽酸，產生白色沉淀證明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)。()(2)(2017·江蘇高考)利用Seq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(點燃))SO3eq\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4實現物質間的轉化。()(3)(2016·全國卷Ⅲ)配制稀硫酸時，先將濃硫酸加入燒杯中，后倒入蒸餾水。()(4)(2016·天津高考)用如圖裝置除去SO2中的少量HCl。()(5)(2016·四川高考)二氧化硫作紙漿的漂白劑，沒有發生化學變化。()(6)(2016·江蘇高考)二氧化硫具有氧化性，所以可用于漂白紙漿。()(7)(2016·海南高考)將SO2通入溴水中證明SO2具有漂白性。()(8)(2016·浙江高考)Ba2＋濃度較高時危害健康，但BaSO4可服入體內，作為造影劑用于X-射線檢查腸胃道疾病。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√解析(1)若溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)，加入Ba(NO3)2則生成BaSO3白色沉淀，再加入鹽酸，在H＋與NOeq\o\al(－,3)共存情況下，將BaSO3氧化為BaSO4沉淀，故無法證明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)。(2)S在O2中點燃生成SO2，不生成SO3，錯誤。(3)配制稀硫酸時，應將濃硫酸沿燒杯內壁注入水中，并不斷攪拌，錯誤。(4)NaHSO3吸收HCl，生成SO2，SO2與NaHSO3不反應，且SO2在NaHSO3溶液中的溶解度很小，正確。(5)SO2漂白紙漿時，SO2與紙漿中的有色物反應生成無色物質，錯誤。(6)SO2漂白紙漿不是因為其具有氧化性，錯誤。(7)SO2使溴水褪色是因為發生化學反應：SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4，錯誤。(8)BaSO4難溶于強酸溶液，且不透過X-射線，正確。2．(2017·江蘇高考)下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的的是()答案B解析銅片和稀硫酸不反應，無法制備SO2，A錯誤；SO2能使品紅溶液褪色，因此可以驗證SO2的漂白性，B正確；SO2密度比空氣大，用向上排空氣法收集SO2時，導氣管應“長進短出”，C錯誤；SO2和飽和NaHSO3溶液不反應，因此NaHSO3溶液不能作為吸收液，可用NaOH溶液，D錯誤。3．(2017·北京高考)根據SO2通入不同溶液中的實驗現象，所得結論不正確的是()答案C解析SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中，Fe3＋將SO2氧化為SOeq\o\al(2－,4)，Ba2＋與SOeq\o\al(2－,4)生成BaSO4沉淀：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，說明SO2具有還原性，A正確；SO2與H2S反應生成S單質：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，SO2中硫元素化合價降低，體現了SO2的氧化性，B正確；SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色，是因為SO2將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋：5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋，體現了SO2的還原性，C錯誤；SO2通入Na2SiO3溶液中：SO2＋H2O＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋Na2SO3，根據“強酸制弱酸”的原理可知酸性：H2SO3>H2SiO3，D正確。4．(2015·上海高考)二氧化硫能使溴水褪色，說明二氧化硫具有()A．還原性 B．氧化性C．漂白性 D．酸性答案A解析SO2使溴水褪色是因發生反應：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，該反應說明SO2具有還原性。5．(2017·天津高考)H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。H2S的除去方法1：生物脫H2S的原理為：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO44FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up17(硫桿菌))2Fe2(SO4)3＋2H2O(1)硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是________。(2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為____________。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是______________。圖1圖2方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S(3)隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)＝4時，氧化產物的分子式為________。答案(1)降低反應活化能(或作催化劑)(2)30℃(3)H2SO4解析(1)硫桿菌的使用大大加快了反應速率，則硫桿菌的作用是降低反應活化能(或作催化劑)。(2)使用硫桿菌的最佳條件，即Fe2＋被氧化的速率最大的條件。硫桿菌屬于蛋白質，蛋白質在高溫下會變性失活。(3)H2O2中O元素的化合價從－1降低為－2，n(H2O2)/n(H2S)＝4時，化合價升高總數為8，則H2S中S元素的化合價從－2升高到＋6。6．(2016·浙江高考)磁性材料A是由兩種元素組成的化合物，某研究小組按如圖流程探究其組成：請回答：(1)A的組成元素為________(用元素符號表示)，化學式為________。(2)溶液C可溶解銅片，例舉該反應的一個實際應用________。(3)已知化合物A能與稀硫酸反應，生成一種淡黃色不溶物和一種氣體(標況下的密度為1.518g·L－1)，該氣體分子的電子式為________。寫出該反應的離子方程式____________________________。(4)寫出F→G反應的化學方程式：_______________