高三化学硫和硫的化合物

高三化学硫和硫的化合物

教学内容

1．掌握O₂、O­₃、S、SO₂、H₂SO₄、SO₄^2—等典型物质的性质

2．了解氧族元素的结构特点和主要性质

二、学习指导

（一）比较O₂和O₃

	O2	O3
颜色	无色	气态—淡蓝色 液态—深蓝色 固态—紫黑色
气味	无	刺激性特殊臭味
水溶性	＜
密度	＜
氧化性	强 （不易氧化Ag、Hg等）	极强 （O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2） （易氧化Ag、Hg等不活泼金属）
漂白性	无	有（作消毒剂和脱色剂）
稳定性	＞ 3O2　　　　　 2O3　　　 2O3===3O2　　 常温：缓慢 　　　　　　　　　　　　　　　　　  加热：迅速
相互关系　　　　　　　　　　　　　 同素异形体

注意：辨证认识O₃的作用

①臭氧层：能吸收来自太阳的紫外线辐射，是人类和生物的保护伞。而

②空气中O₃含量并非多多益善：微量能令人振奋。超量能危害人体及动植物。

（二）比较H₂O和H­₂O₂

	H2O	H2O2
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 2H2O　　　　2H2↑+O2↑	不稳定 2H2O2　　　 2H2O+O2↑
氧化性	较弱 （遇强还原剂反应） 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑	较强 （遇还原剂反应） SO2+H2O2===H2SO4 （比较：SO2+H2O　　H2SO3）
还原性	较弱 （遇极强氧化剂反应） 2Fe+2H2O===4HF+O2	较强 （遇较强氧化剂反应） 2MnO4—+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
作用	饮用 溶剂等	氧化剂、漂白剂 消毒剂、脱氯剂等

（二）氧族元素比较

原子半径　 O＜S＜Se＜Te

单质氧化性　O₂＞S＞Se＞Te

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　 H₂O＞H₂S＞H₂Se＞H₂Te

最高价会氧酸吸性　 H₂SO₄＞H₂SeSO₄＞H₂TeO₄

注意：卤素单质从上到下由气→液→固递度→

氧族元素单质从上到下由气态→固态。

（四）S的性质

1．溶解性：难溶于水、难溶于酒精、易溶于CS₂

2．化学性质：

（1）弱氧化性

从哪些方面可说明S有氧化性但不如Cl₂、O₂强？

①Cl₂、O₂均能把S²氧化成S.

②S可与大多数金属反应，但金属若有变价时，与S反应只能生成低价金属硫化物，而与Cl₂能全部生成高价氯化物，与O₂反应能部分或全部成为高价氧化物。

　　　　  FeS　　　　　　　　　　 

　  s　　　　　　　　　　　　　　 s　　　Cu₂S

 Fe　o₂　 Fe₃O₄　　　　  Cu　  O₂ CuO

　　Cl₂　　　　　　　　　　　  　Cl₂

　　　　  FeCl₃　　　　　　　　　　　　 CuCl₂

③S可与H₂化合成H₂S，同时又部分分解，说明H₂S不稳定，而Cl₂、O₂与H₂易化合，生成HCl、H₂O很稳定.

（2）还原性

S+O₂　　 SO₂　　　　　  S+1H₂SO₄(浓)　　 3SO₂+2H₂O

S+6HNO₃(浓)　　  H₂SO₄+6NO₂↑+2H₂O

（3）既有氧化性又有还原性（歧化反应）

3S+6OH^—==2S^2—+3H­₂O

（残留S的试管可用热碱液清洗的原理）

（五）比较SO₂和Cl₂水溶液的漂白性

	SO2	Cl2
漂白原因	SO2与H2O反应生成的H2SO3能与某些有色物结合成不稳定无色物	Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性，将有色物氧化成无色物
漂白效果	不稳定，加热能复原	稳定
漂白范围	某些有色质	绝大多数有机色质
有机色质 作用实例	品红　　　　褪色　　　红色 紫色石蕊　　　　红色	品红　　　　褪色　　　不显红色 紫色石蕊　　　先变红随即褪色
无机有色物 作用实例	溴水　　　　 氯水　　　　 SO2 　　均褪色 KmnO4溶液 还原性	溴水 氯水　　　　  Cl2 　　 均不褪色 KmnO4溶液
混合作用	SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl　　漂白作用大大减弱

（六）比较SO₂与CO₂、SO₃

	SO2	CO2	SO3
主要物性	无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)	无色、无气味气体能溶于水(1:1)	无色固体.熔点（16.8℃）
与H2O反应	SO2+H2O　　 H2SO3　中强酸	CO2+H2O　　 H2CO2 　　　　　　　  弱酸	SO3+H2O==H2SO4 　　　　 (强酸)
与碱反应	Ca(OH)2　　　　　 CaSO3↓　　　Ca(HSO3)2 清液　　　白　　　　清液	Ca(OH)2　　　 CaCO3↓　　　  Ca(HCO3)­2 清液　　　　白↓　　 清液	SO3+Ca(OH)2==CaSO4(微溶)
紫色石蕊	变红	变红	变红
品红	褪色	不褪色	不褪色
鉴定存在	能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊	不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊
氧化性	SO2+2H2S=2S↓+2H2O	CO2+2Mg　  2MgO+C CO2+C　　　2CO
还原性	有	无
与Na2O2作用	Na2O2+SO2==Na2SO4	2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2	2Na2+2SO3==2NaSO4+O2↑

思考　1．如何检验SO₂中是否含有CO₂？

2．如何除去CO₂中的SO₂？

　　　　　　　

提示：1．气体①　　　 　　②　　　　③　　　　 说明有CO₂

2．除去CO₂中的SO₂方法：

①通过足量KmnO₄溶液吸收除去，后干燥

②通过足量的饱和NaHCO₃溶液后干燥

SO₂+NaHCO₃==NaHSO₃+CO₂

想一想为何不能用Na₂CO₃？

（4）H₂SO₄及SO₄^2—

①H₂SO₄具有酸的一般通性，而浓H₂SO₄具有酸的通性外还具有三大物性：

　　　 　　　　　　　　　　　 

②SO₄^2—的鉴定

一般思路：SO₄^2—　　　　 BaSO₄↓　　　 沉淀不溶解

干扰离子：主要为Ag⁺、SO₃^2—.

主要原因：若钡盐用BaCl₂：Cl^—+Ag⁺==AgCl↓（不溶于强酸）

若钡盐用Ba(NO₃)₂：SO₃^2—　　　　  BaSO₃↓　　　 BaSO₄↓

　　　　　　　　　　　　  若有沉淀过滤(除Ag⁺)

  合理方法：取样　　　　　　　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　  若有气体等其完全释放(除SO₃^2—等)

  　　　　　　　　　　　　若有白↓→说明原有SO₄^2—

 

　　　　　　　　　　　　  若无白↓→说明原有SO₄^2—

思考　如何检验Na₂SO₃样品露置于空气是否变质？是部分还是全部变质？

　　　　　 

提示：样品　　　　　  溶液　　　　　 

　　　　　

（1）若①有气体（刺激性）②无沉淀，则尚未被氧化

（2）若①有气体（刺激性）②有沉淀，则部分被氧化

（3）若①无气体放出，②有沉淀，则完全被氧化

三、典型例析

例1． a、b、c、d四种单质，a在c的蒸气中加热燃烧生成黑色物质，b和c混合加热其产物也是黑色的.a在d中加热生成黑色物质，b在d中燃烧其产物也是黑色的.a的还原性＜b的还原性，c的氢化物水溶液与d反应生成c，由此可知四种单质分别是(填化学式)：

a _______　　　 b _______　　 c _______　　　d _______　

解析：本题以产物的颜色物征——均为黑色为命题主线。从题中可知4种单质应会有2种金属2种非金属。Cl₂与大多金属反应生成的氧化物不是黑色的。黑色的金属硫化物和氧化物较多。根据C的氢化物水溶液与d反应生成C，说明氧化性d＞c，联系2H₂S+O₂==2S↓+2H₂O故c为S，d为O₂。而又知a的还原性＜b的还原性，故a为Cu、b为Fe。

注意：CuO、Cu₂S、FeS、Fe₃O₄均为黑色固体。

例2．将aLH₂S在Blo₂燃烧，生成S和SO₂和H₂O，试讨论前后湿度分别在＞100℃和＜100℃时（主要考虑水的状态）反应后所得所体的体积.

解　H₂S燃烧有两种情况：　＜100℃　　＞100℃

　 2 H₂S+O₂== 2S　+2H₂O　△V₂(g)　　 △V₂(g)

　　 2　　　　　　　　　　 3　　　　  1

　2H₂S+3O₂==2SO₂+2H₂O

　 2　　　　　　　　　　　 3　　　　  1

 由此可知，不论H₂S是否完全转变为S或SO₂，只要H₂S完全作用，在一定湿度范围内，引起的气体体积减少量总是个定值.

当T＜100℃　　　　　　 △V₁=V=a.

　　　　　　　　　　　  V_后=a+b－a=(2b－a)L.

当T＞100℃　　　　　 △V₂=V=a.

　　　　　　　　　　　 V_后=a+b－a=(2b+a)L.

实例：24mLH₂S在30mLO₂中燃烧，恢复到常温常压（前后条件一致），得到的SO₂体积为C）

A．18mL　　　B．20mL　　C．24mL　　 D．30mL

解析：由于　＜==＜　　

所以反应产物中含有S和SO₂

因湿度＜100℃

△Vg=V=×24mL=36mL

V(SO₂)=（24+30－36）mL=18Ml

故选A

例3．硫酸铜在加热条件下发生分解反应，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准确弥补量4.80g无水硫酸铜；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干燥管在实验后质量增加2.56g；④实验结束时装置F中的溶液变为Na₂SO₄溶液（不含其它杂质）。请回答：

（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CuSO₄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种气体各自的物质的量。由于SO₃、SO₂是极易或易溶于水的气体，故最终制用气排水量气的只能是O₂。干燥管实验质量增加是吸收的SO₂（水已被浓H₂SO₄吸收），但需注意SO₃与NaHSO₃溶液反应时又产生了SO₂。

　n(CuSO₄)==0.03mol

　n(总SO₂)==0.04mol

（0.04－0.03）mol=0.01mol

　SO₃+　2NaHSO₃==Na₂SO₄+2SO₂+H₂O　 △n(g)

　 1mol　　　　　　　　　  2mol　　  1mol

　0.1mol　　　　　　　　  0.02mol　　 0.01mol

 n(原SO₂)　=n(总SO₂)－n(生SO₂)　=0.04mol－0.02mol

　　　　　　　　　　　　　　　　  =0.02mol

　n(O₂)==0.01mol

故n(SO₃)：n(SO₂)：n(O₂)：n(CuSO₄)

=0.01 ：0.02 ：0.01 ：0.03

=1 ：2 ：1 ：3

答案：（1）F；SO₃+2NaHSO₄==Na₂SO₄+2SO₂+H₂O

（2）1―10―9―6―5―3―4―8―7―2

（3）干燥SO₂和O₂，保证后面碱石灰吸收的是SO₂；

（4）3CuSO₄　  3CuO+2SO₂↑+SO₃↑+O₂↑

巩固练习

（一）选择（每小题有1—2个正确答案）

1．关于SO₂和SO₃的叙述，正确的是（　　）

A．它们在常温下，均可使品红溶液褪色　

B．都是酸性氧化物，溶于水都生成稳定的强酸

C．加入盐酸酸化的BaCl₂溶液都能生成白色沉淀

D．它们在一条条件下，可以相互转化

2．除去试管壁上附着的硫，可采用的方法是（　　）

A．通入氢气的加热　　　 B．伸入灼热的铁丝

C．用水洗涤　　　　　　 D．用二硫化碳洗后再用水洗

3．下列叙述中，正确的是（　 ）

A．硫可以做成硫磺软膏，防治皮肤病

B．氯气和二氧化硫均分别可作漂白剂.若同时使用它们去漂白某一湿润的物质，漂白效果将明显增强

C．为实现中国2000年消除碘缺乏症的目标，国家卫生部规定食盐必须加碘，其中碘以单质的形式存在

D．工业酒精不能兑水作饮料酒，因其中含有甲醇，它虽也具酒香气味，但若饮人少量，轻则双目失明，重则死亡

4．下列物质不能用对应元素的单质直接化合制取的是（　　）

①CuS　②FeS　③Al₂S₃　④Fe₂S₃　 ⑤Cu₂S　 ⑥CS₁  ⑧H₂Se　⑨H₂O₂ ⑩Fe₃O₂

A．②⑤⑦⑧　　　B．①④⑥⑨　　　C．③④⑦⑩　　　　D．④⑥⑦

5．两份质量为mg的硫，在一定条件下分别与足量的氢气和氧气充分反应。反应后将生成的物质充分混合，析出硫的质量是（　　 ）

A．2mg　　　B．mg　　 C．1.5mg　　　D．0.5mg

6．标准状况下，在臭氧发生器中装入100mL氧气，最后的体积变为95mL（标准状况）。则最终状态时混合气体的密度是（　 ）

A．1.3g/L　　　B．1.5g/L　　 C．1.7g/L　　 D．1.9g/L

7．下列有关氧族元素的叙述不正确的是（　 ）

A．随着原子序数递增，单质熔沸点升高　　  B．都能形成+4和+6价化合物

C．能跟大多数金属直接化合　　　　　　　 D．都能跟氢气直接化合生成氢化物

8．高氯酸是最强的酸。60%的高氯酸溶液加热不分解，但浓度再高就不稳定，受热易分解。热浓的高氯酸遇有机物易爆炸。纯高氯酸的沸点是130℃。现在70%的商品高氯酸，为使其进一步浓缩，所采取的正确措施是（　 ）

A．加入浓H₂SO₄后，再小心常压蒸馏　　 B．加入浓H₂SO₄，再进行减压蒸馏

C．含仪器连接处的橡皮塞应塞紧，防止漏气

D．各仪器连接处必须用磨口玻璃装置

9．图13—1是一套检验气体性质的实验装置，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，则品红溶液湿色，　　　Y　　　品红　　石灰水

据此判断气体A和洗气瓶内溶液Y分别可能是（　　）　

	A	B	C	D
A	SO2	H2S	CO2	Cl2
Y	饱和NaHCO3	浓硫酸	Na2SO3溶液	Na2CO3溶液

10．A气体的水溶液呈酸性，若A通入酸性kMnO₄溶液，则紫红色褪去，若A通入溴水，则橙色褪去，出现浑浊。A气体是（　 ）

A．Cl₂　　　　 B．SO₂C．H₂S　　 D．CO₂

11．将等物质的量的SO₂和SO₃(g)混合物通入BaCl₂溶液中，其结果正确的是（　 ）

A．只有BaSO₄沉淀生成，SO₂从溶液中逸出

B．两种气体都被吸收，并有BaSO₄沉淀生成

C．两种气体都被吸收，且不产生沉淀

D．产生BaSO₄和BaSO₃两种沉淀

12．除去SO₂中少量的SO₃，应将混合气体通入（　 ）

A．装有饱和NaHSO₃溶液的洗气瓶　　B．装水的洗气瓶

C．装有NaOH溶液的洗气瓶　　　　 D．装98.3%的H₂SO₄的洗气瓶

13．SO₂和Cl₂的溶液都具有漂白性，若将等物质的量的这两种气体同时作用于含足量水的有色有机物质，可观察到有色物质（　　）

A．立即褪色　　　B．慢慢褪色　　C．先褪色后复原　　 D．颜色不褪

14．下列物质中，甲跟乙反应可放出有刺激性气味的气体丙，丙跟苛性钠反应可生成甲，丙也可以被直接氧化成丁，丁熔于水可以生成乙.甲、乙、两种物质分别是（　 ）

（1）Na₂S　  （2）Na₂SO₃　　（3）HCl　 （4）H₂SO₄

A．（1）和（3）　　 B．（2）和（3）　 C．（1）和（4）　 D．（2）和（4）

15．将H₂S和O₂的混合气体，在120⁰的湿度下装入密闭容器中，在高温下使之燃烧，已知全部H₂S和O₂都参加了反应，反应后恢复到原湿度，测得压强为反应前的3/4，则原混合气体中H₂S和O₂的物质的量之比为（　 ）

A．1 ：1　　B．1 ：2　　C．2 ：1　　D．3 ：2

16．11gFeS和足量的盐酸反应，生成的气体全部被250mL0.5mol/L的NaOH溶液吸收，则生成的盐为（　　）

A．Na₂S　　 B．NaHS　　 C．Na₂S和NaHS　　 D．NaOH和Na₂S

（二）填空题

17．右图是检验某物质某项性质的实验装置，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_______________。

18．油画所用颜料含有某种白色铅化合物。将油画置于空气中，天长日月久白色铅化合物就会生成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗。若用H₂O₂来“清洗”，则可将PbS转变为白色的PbSO₄而使油画“复原”。请填空：

（1）上述清洗反应的化学方程式为______________________________。

（2）若有0.1molPbS参与反应，则在此反应中发生电子转移的电子为_________mol。

19．下图中每一方框表示有关的一种反应物或生成物，方框中字母是有关反应物或生成物的代号。

　　　　

推断并回答下列问题：

（1）物质是____________；固体B是______________。

（2）写出固体I和气体J反应生成固体K的化学方程式：________________________。

（3）写出C的溶液与气体D反应的离子方程式：______________________________。

20．有A和B两种无机盐，式量都为120。为了确定A和B，将它们溶于水，制成溶液，并进行如下实验：

①将两种溶液混合并加热，有刺激性气味的气味产生。

②在两种溶液中分别加入BaCl₂溶液，A无沉淀生成，B有白色沉淀析出。

③在两种溶液中分别加入Ba(OH)₂溶液，均有白色沉淀析出。

（1）A是______________，B是____________。

（2）实验①的离子方程式是__________________________________________。

（3）实验③的离子方程式是__________________________________________。

（三）实验题

21．过二硫酸钾（K₂S₂O₈）在高于100℃的条件下能发生反应，化学方程式为：2K₂S₂O₈　　

2K₂SO₄+2SO₂↑+ O₂↑。现称取一定质量的K₂S₂O₈固体（含有不分解的杂质）进行如下实验：加热使二硫酸钾完全分解，通过测定氧气的体积计算过二硫酸钾的纯度，并且收集三氧化硫，进行观察和检验。

　 （1）试从下图中选用几种必要的装置，连接成一整套实验装置。这些选用装置的接口编号连接顺序是__________________________________________。

　 （2）观察到的三氧化硫的颜色和状态是________。将三氧化硫与水反应，鉴定反应产物中阴离子的方法是_________________________________________。

  （3）若实验时称取过二硫酸钾的质量为Wg，测得氧气的体积（折算成标准状况）为amL，则此过二硫酸钾的纯度为__________。

22．测定硫磺的纯度，可采用如下方法：准确称取Wg硫磺，与V₁mL　C₁mol/L NaOH溶液（过量）反应. 6NaOH+4S　　　 Na₂S₂O₃+2Na₂S+3H₂O，直至硫磺完全溶解.冷却至室温，缓缓加入15%的过氧化氢（一种极强的氯化剂、不稳定）溶液至过量 ，并不断摇动，此时发生的反应：

 Na₂S+4H₂O₂==Na₂SO₄+4H₂O，

 2NaOH+Na₂S₂O₃+4H₂O₂==2Na₂SO₄+5H₂O.

反应完成后，加热至沸腾，冷却至室温，将溶液全部转入锥形瓶里，加2—3滴酚酞，用浓度C₂mol/L的标准盐酸滴定，至溶液刚好褪色且半分钟内不复原，记录消耗盐酸V₂mL回答下列问题：

（1）“反应完成后，加热至沸腾”这一操作的目的是________________

（2）根据实验结果，硫磺纯度的计算式为______________________

参考答案

（一）1．D　　2．D　 3．A、D　4．B　 5．C　 6．B　 7．D　 8．B、D　 9．A

10．C　 11．A　 12．A、D　 13．D　14．D　 15．A　 16．B

（二）17．（1）M ：H₂S　 N：SO₂

（2）FeS ,　 Na₂SO₃　盐酸或稀H₂SO₄

（3）有淡黄色固体和水滴生成2H₂S+SO₂==3S↓+2H₂O

（4）吸收过量的H₂S或SO₂，防止污染环境

　 H₂S+2OH^—==S^2—+H₂O，或SO₂+2OH^—==SO₃^2—+H₂O

18．（1）4H₂O₂+PbS==PbSO₄+4H₂O

（2）0.8

19．（1）NaCl；S （2）Na₂O₂+SO₂===Na₂SO₄

（3）SO₃^2—­+Cl₂+H₂O===SO₄^2—+2Cl^—+2H⁺

20．（1）KHSO₃；NaHSO₄

（2）H⁺+HSO₃^—　　　 SO₂↑+H₂O

（3）2HSO₃^—+Ba²⁺+2OH^—==BaSO₃↓+SO₃^2—+2H₂O

　　H⁺+SO₄^2—+Ba²⁺+OH^—==BaSO₄↓+H₂O

三21．（1）I—G（或H）—H（或G）—F—E—J

（2）无色晶体，取样，加足量稀盐酸，若无沉淀，在此溶液中加入BaCl₂，若有白色沉淀，则可证明原有SO₄^2—

（3）×100%

　　≈%

22．（1）除去H₂O₂，防止其使酚酞褪色.

（2）×100%.