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第13 讲 硫及其化合物
目录
考情分析
网络构建
考点一 硫及其氧化物
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 硫单质的性质及应用
知识点2 硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
知识点2 硫的氧化物的性质及应用
【提升·必考题型归纳】
考向1 硫及其氧化物的性质及应用
考向2 硫的氧化物的污染与防治
考点二 硫酸 SO3
2-、SO4
2-的检验
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 硫酸
知识点2 SO3
2-、SO4
2-的检验
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
考向2 考查SO3
2-、SO4
2-的检验
考点三 不同价态含硫物质的转化
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 不同价态含硫物质的转化
知识点2 氧族元素的其它知识归纳
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查不同价态含硫物质的转化关系
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验
探究
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
真题感悟
考点要求
考题统计
考情分析
硫及其氧化
物的性质及
其应用
2023 浙江1 月卷4 题,2
分
2022 江苏卷4 题,3 分
2021 湖南卷2 题,3 分
分析近三年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈
现,考查内容主要有以下几个方面:
(1)以具体物质为依托,考查硫及其化合物的性质及其应用。
(2)以实验题形式为背景,考查部分含硫物质,例如SO2的实
验室制法以及气体检验、除杂问题。
(3)以具体工业实际为背景,考查不同价态硫之间的转化;以
工业合成含硫物质为载体,考查盖斯定律、化学平衡等化学
反应原理的内容。
(4)与环境相结合,考查SO2有关的污染和环境保护问题。
2.从命题思路上看,不管是选择题还是非选择题均侧重从具
体物质、实验分析、流程转化考查硫元素重要化合物的性
浓硫酸
SO4
2-的检验
2023 新课标卷11 题,6 分
2022 广东卷5 题,2 分
2021 全国乙卷卷8 题,6
分
不同价态
含硫物质的
转化
2023 湖南10 题,4 分
2022 全国甲卷13 题,6 分
2021 全国乙卷卷9 题,6
1
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分
质、能从物质类别和元素价态变化的视角认识不同价态硫元
素转化路径;通过二氧化硫对环境影响的考查,树立绿色化
学观念和可持续发展意识。
根据高考命题的特点和规律,复习时注意以下几个方面:
(1)从物质类别和价态变化角度认识硫及其化合物的性质以及
转化。
(2)对硫及其化合物综合实验进行设计,并能分析、解释有关
实验现象。
(3)注重理论联系实际,认识硫及其化合物对环境的影响。
考点一 硫及其氧化物的性质与应用
知识点1 硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称______,是一种______色固体;______溶于水,______于酒精,______溶于CS2;有多种
同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2S ←――――――→SO2
(1)S 的氧化性
①S 与Fe、Cu、Hg 反应的化学方程式依次为Fe+S
FeS、2Cu+S
Cu2S、S+Hg===HgS(此反应适
用于除去室内洒落的Hg)。
②S 与H2反应的化学方程式为S+H2
H2S
2
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(2)S 的还原性
①S 与O2反应的化学方程式为S+O2=====SO2,在空气中燃烧火焰为______色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O。
(3)S 与NaOH 溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫既是氧化剂,
又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的______。
【特别提醒】
①硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
②汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
1.硫化氢
1)物理性质
(1)______色,有______气味的有毒气体。
(2)密度比空气______(H2S:34>空气:29)
(3)微溶于水(1:2.6),水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
2)化学性质
(1)不稳定性:H2S
S+H2
(2)还原性
氧化性:KMnO4>Cl2>O2>Br2>I2>S>H2S
A.与O2反应(可燃性:淡蓝色火焰), 产物:S 或S,SO2或SO2
O2不足:2H2S+O2=====2S+H2O
O2足量:2H2S+3O2=====2SO2+H2O
B.与卤素单质的反应: H2S+X2=S↓+2HX(X=Cl、Br、I)
现象:溴水/碘水褪色且生成淡黄色沉淀。
C.与酸性KMnO4反应:2KMnO4+5H2S+3H2SO4=5S↓+K2SO4+2MnSO4+8H2O
KMnO4的强氧化性体现:+7 价Mn
现象:酸性KMnO4溶液的颜色变浅(MnO4
-:紫红色)
2.氢硫酸的化学性质
1)还原性:同H2S 气体。H2S 还原性的体现:-2 价S;H2S 氧化性的体现:+1 价H
2)弱酸性
(1)与碱反应
(2)与活泼金属反应(氧化性)
3.与某些盐反应(复分解反应)
H2S+CuSO4=CuS(黑色)↓+H2SO4,CuS 不溶于水,不溶于酸
H2S+Pb(Ac)2=PbS(黑色)↓+2HAc,PbS 不溶于水,不溶于酸
检验H2S 气体:上述溶液或湿润的Pb(Ac)2试纸。
3.实验室制H2S
3
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1)原理:强酸制弱酸
FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4
2)发生装置:固+液,不加热
3)干燥装置:无水CaCl2或P2O5,不能用浓硫酸(强氧化性)。
4)收集装置:向上排空气法
5)尾气吸收装置:NaOH 溶液
知识点3 硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;______溶于水,通常状况下,1 体
积水溶解约40 体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性,与水反应:SO2+H2O
H2SO3;与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+
H2O。
②氧化性(如与H2S 溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
a.与O2反应:2SO2+O2
2SO3;
b.与卤素单质的水溶液反应:X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I);
c.与铁盐溶液反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe3++2H++SO4
2-;
d.与CuX2溶液反应生成CuX 白色沉淀:2CuX2+SO2+2H2O=2CuX↓+H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I);
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
②铜与浓H2SO4混合加热
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
(4)SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红
溶液褪色的是CO2
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4
4
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CO2
+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是
CO2
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
硝酸酸化的
Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的
是CO2
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4
+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓
+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是SO2,无明显
现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+
FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
【特别提醒】(1)SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2
使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
(3)SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
(4)三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破
坏掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、Na2O2、
H2O2、O3等
不可逆、持
久
无选
择性
加合型
与有机色质内部“生色团”
“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持
久
有选
择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附
色素
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质
熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为态,在标准状况下为态。
(2)化学性质(酸性氧化物)
a.与水反应:SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)
b.与氧化钙反应:SO3+CaO===CaSO4
c.与氢氧化钠反应:SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH 小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O2
2SO3、SO3+H2O===H2SO4。
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途径2:SO2+H2O
H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
(5)四种常见的SO2 尾气处理方法
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从
而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2
CaSO3,2CaSO3+O2
2CaSO4,总反应方程式为
2CaO+2SO2+O2
2CaSO4。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+
SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3 吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3 和NaHSO3,发生反应的化学方程式为
2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH 碱液可循环使用,化学方程式为
①吸收反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考向1 硫及其氧化物的性质及应用
例1.(2023·上海宝山·统考一模)下列关于硫及其化合物的说法正确的是
A.硫单质易溶于水
B.
通入
溶液中生成
沉淀
C.
可作钡餐
D.浓硫酸可保存在铁罐中
【变式训练1】(2023·上海虹口·统考二模)将足量SO2气体通入BaCl2溶液中,无明显现象。若要观察到
BaSO3沉淀,可再通入
A.Cl2
B.NO2
C.H2S
D.NH3
【变式训练2】(2023·江苏·统考一模)硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价,在一定条
件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同,S8环状分子的结构为
。合
理应用和处理含硫的化合物,在生产生活中有重要意义。下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关
系的是
A.硫单质呈黄色,可用作橡胶硫化剂
B.SO2具有氧化性,可用于漂白草编织物
C.Na2SO3具有还原性,可用于处理自来水中残留的Cl2
D.浓硫酸具有强氧化性,可用作酯化反应的催化剂
考向2 硫的氧化物的污染与防治
6
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例1.(2023·上海静安·统考二模)自然界与人类活动对硫的循环均能产生影响。下列说法错误的是
A.火山口温度过高,附近的单质硫会被O2直接氧化为SO3
B.大气中的SO2会形成酸雨,最终以H2SO4进入地面或海洋
C.工业排放的SO2尾气可与CaO 和O2反应生成CaSO4
D.常温下,浓H2SO4能使铁片钝化是由于其具有强氧化性
【变式训练】(2023·全国·高三专题练习)下列有关酸雨的说法正确的是
A.凡是呈酸性的雨水都称为酸雨
B.酸雨的形成只与
的排放有关
C.煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成
D.为了不形成酸雨,应停止使用一切化石燃料
考点二 硫酸 SO3
2-、SO4
2-的检验
知识点1 硫酸
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高(沸点338℃,高沸点酸能用于制备低沸点酸),______挥发;
98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比混溶,溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法:将______沿器壁慢慢注入______中并不断搅拌。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO,具有酸的通性。
①指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
②与金属反应:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ;2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
③与碱的反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
④与碱性氧化物反应:CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O;MgO+2H+===Mg2++H2O;
⑤与某些盐的反应:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl;SO+2H+===H2O+SO2↑;
3.浓H2SO4的特性
1)吸水性与脱水性的区别
浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O 分子或结晶水吸收。浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物
中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1 的形式脱去,C12H22O11
12C+11H2O。所以,二者的本质区别
是物质中有没有现成的水分子。注意:在浓硫酸作用下,结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
利用浓硫酸的吸水性,常用浓硫酸作干燥剂,浓硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、
CH4等气体,但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如HBr、HI、H2S)。
2)强氧化性:
在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在,体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中,存在+6 价硫,
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很容易得电子被还原,所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧化:
(1)Fe、Al 的钝化
常温下,当Fe、Al 等金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出
现“钝化”现象。
(2)与不活泼金属和非金属的反应
由于浓硫酸具有强氧化性,故存在与稀硫酸不同的化学性质,能够与不活泼金属或非金属发生反应,
反应过程中有如下规律:
①反应要加热,否则不反应;
②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
③浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。如:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4 + 2H2O +SO2↑
2Ag+2H2SO4 (浓)
Ag2SO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2H2O+2SO2 ↑
S+2H2SO4 (浓)
3SO2↑+2H2O
【归纳总结】浓H2SO4与金属反应的规律
A.钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al 表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。
B.与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
C.与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与不活泼金属反应。例如:1
mol Cu 与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol。
D.浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。
④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O 或H2S+3H2SO4 (浓)
4SO2↑+4H2O
2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O
⑤随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
【特别提醒】①H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HCl 和HF:H2SO4(浓)+
NaCl=====NaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
②由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn 等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影
响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu 与稀H2SO4不
反应,Zn 与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。
4.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
5.硫酸的工业制备
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(1)工业制硫酸的流程
(2)工业制硫酸的步骤及反应原理
三步骤
三反应
黄铁矿煅烧
4FeS2+11O2=====2Fe2O3+8SO2
SO2的催化氧化
2SO2+O2
2SO3
SO3吸收
SO3+H2O===H2SO4
知识点2 SO、SO 的检验
1.SO 的检验
①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去,发生的离子反应为SO+2H+===H2O+
SO2↑。
②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后向沉淀中加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体,发生
反应的离子方程式为SO+Ba2+===BaSO3↓,BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O。
2.检验SO 的正确操作方法:被检液――――――→取清液――――――→有无白色沉淀产生(判断有无
SO)。
先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发
生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++
SO===BaSO4↓。
考向1 考查浓硫酸的性质及应用
例1.(2023·上海浦东新·统考二模)将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中,片刻后,温度计读数升高,说明
浓硫酸具有
A.吸水性
B.脱水性
C.强酸性
D.氧化性
【变式训练】(2023·全国·高三专题练习)用如图所示装置进行下列实验:将①中浓硫酸溶液滴入②中。
预测的现象与结论相符的是
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选项
②
预测②中现象
实验结论
A
浓盐酸
产生大量气体
硫酸的酸性比盐酸强
B
铜片
铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末
浓硫酸的酸性和强氧化性
C
CuSO4•5H2O
固体由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性,发生物理变
化
D
蔗糖
固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气体放
出
浓硫酸具有脱水性、氧化性
考向2 考查SO、SO 的检验
例2.(2023·福建·校联考三模)下列操作能实现相应的实验目的的是
选
项
实验目的
操作步骤及现象
A
验证淀粉水解生成葡
萄糖
将淀粉和稀硫酸混合水浴加热一段时间;待溶液冷却后,加入NaOH 溶
液,调pH 至碱性,再加入新制的
,加热,有砖红色沉淀产生
B
证明某钠盐为
或
向某钠盐中滴加浓盐酸,并将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
C
除去乙醇中混有的少
量乙酸
向混合液中加入饱和
溶液,分液
D
证明氧化性:
将硫酸酸化的
滴入
溶液中,再滴入KSCN 溶液,溶液变红
【变式训练1】(2023·北京海淀·人大附中校考三模)下列由实验现象所得结论不正确的是
A.向
溶液中滴加氢硫酸,立即产生淡黄色沉淀,证明
具有氧化性
B.向酸性
溶液中加入
粉末,紫色褪去,证明
中含Fe(Ⅱ)
C.向某溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明溶液存在
D.向
溶液中加入几滴氯水振荡,再加
萃取,下层呈紫色,上层无色,证明还原性
【变式训练2】(2023·河北·模拟预测)某无色透明溶液,可能含有下列离子:
、
、
、
、
、
、
,现做实验如下:
10
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①取少量原溶液滴加石蕊试液呈红色;②取少量原溶液,加入过量的NaOH 溶液,有白色沉淀生成;③取
少量原溶液,加入过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,静置分层;取静置后的上层清液,加入硝酸银溶液,
有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
下列说法错误的是
A.溶液中一定存在的离子是
、
、
B.溶液中一定不存在的离子是
、
、
C.②中生成白色沉淀的离子方程式为
D.根据③现象可知原溶液中一定含有
考点三 不同价态含硫物质的转化
知识点1 不同价态含硫物质的转化
1.硫的价类二维图
(1)相同价态硫的转化通过酸、碱反应实现。
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)相邻价态的同种元素的微粒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。
(3)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降。可用如图表示:
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2.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系(即硫及其化合物的价类二维图)
3.构建硫及其化合物转化网络
知识点2 氧族元素的其它知识归纳
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法,即将Na2S 和Na2CO3以物质的量之比为2∶1 配成溶液,然后通入SO2,发生的反应为2Na2S
+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。
②亚硫酸钠法,使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应,其反应的方程式为Na2SO3+S
Na2S2O3。
(2)性质
①中等强度还原剂,可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6),该反应常用来定量测定碘的含量,反应的离子方
程式为I2+2S2O===2I-+S4O(用于直接碘量法和间接碘量法测定物质的浓度或含量)。
②可被氯、溴等氧化为SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O=== Na2SO4+H2SO4+8HCl(用作纺织工业上的脱氯
剂)。
③可与酸反应,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O(用于探究速率与浓度、温度的关系)。
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备:NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成,2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫,如Na2S2O5+2HCl===2NaCl+2SO2↑+H2O。
②强还原性,如Na2S2O5+2I2+3H2O===2NaHSO4+4HI。
3.过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
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(1)过二硫酸钠中S 为+6 价,含有1 个过氧键(—O—O—),性质与过氧化氢相似,具有氧化性。作为氧化
剂参与反应时,过氧键断裂,过氧键中的氧原子由-1 价变为-2 价,硫原子化合价不变。如S2O+2I-
=====2SO+I2,5S2O+2Mn2 ++8H2O===10SO+2MnO+16H +。过二硫酸钠不稳定,受热分解生成
Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S 为+3 价,是强还原剂,能将I2、Cu2+、Ag+还原,能被空气中的氧气氧化。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。
4.硒及其化合物的性质
(1)单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。
(2)SeO2 的氧化性比SO2 强,属于中等强度的氧化剂,可氧化H2S、NH3 等:SeO2+2H2S===Se+2S+
2H2O;3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。
(3)亚硒酸可作氧化剂,能氧化SO2,H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到强氧化剂时表现还原性,
可被氧化成硒酸,H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
5.碲及其化合物的性质
(1)碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。
(2)TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。
(3)TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性:
H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te;
H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。
(4)硒和碲的一切化合物均有毒。
6.O3和H2O2的性质及应用
1)臭氧(O3)
(1)组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体。
(2)化学性质
不稳定性
O3不稳定,容易分解,分解的化学方程式为2O3===3O2;在放电条
件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为
3O2=====2O3
强氧化性
O3容易使淀粉-KI 溶液变蓝色,反应的化学方程式为2KI+O3+
H2O===I2+2KOH+O2
漂白性
O3具有强氧化性,能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂
(3)臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的“保护伞”。
2)过氧化氢(H2O2)
(1)结构
电子式:
,结构式:H—O—O—H。
(2)化学性质
不稳定性
易分解,加热、加催化剂都能使分解速率加快:
2H2O2=====2H2O+O2↑
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弱酸性
相当于二元弱酸,H2O2H++HO,HOH++O
强氧化性
a.用10%的H2O2溶液漂白羽毛及丝织品
b.氧化Fe2+、SO 等还原性物质:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3+
+2H2O、H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O
c.使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
弱还原性
遇强氧化剂时作还原剂:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+
2MnSO4+5O2↑+8H2O
考向1 考查不同价态含硫物质的转化关系
例1.(2023·江苏南通·统考三模)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项
所示的物质间转化能实现的是
A.工业制酸:
B.火山喷发:
C.尾气吸收:
D.酸雨侵蚀:
【变式训练1】(2023·广东江门·统考一模)在价类二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化
及其定量关系。下图中的字母分别代表硫及其常见化合物,相关推断不合理的是
A.a 溶液与b 溶液反应过程中有淡黄色沉淀生成
B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b 到c 的转化
C.g 阴离子的中心原子的杂化轨道类型为sp3
D.d 在加热下与强碱溶液反应生成e 和f,且n(e):n(f)=1:2
【变式训练2】(2023·广东汕头·金山中学校考一模)与硫及其化合物相关的转化如图所示,下列有关图中
的循环的说法一定正确的是
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A.常温时,浓H2SO4与Fe 生成X
B.X 一定是SO2
C.S 既是氧化产物,也是还原产物
D.工业生产中,用98.3%的浓硫酸吸收SO3
考向2 考查不同价态含硫物质转化的实验探究
例2.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)探究硫及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往
溶液中通入
无明显现象
弱酸不能制强酸
B
向
固体中加入较浓硫酸
产生无色有刺
激性气味气体
浓硫酸体现强氧化性
C
将某固体溶于水后,加足量稀盐酸酸化的
溶液
产生白色沉淀
该固体中一定含有
或
D
盛有等体积等浓度
溶液的两支试管分别置于冷
水和热水浴中,一段时间后,同时加入等体积等浓度的
稀硫酸
热水浴中产生
乳白色浑浊更
快
其他条件相同时,该反应
的温度越高,反应速率越
快
【变式训练】(2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测)探究硫及其化合物的性质,根据下列方案设计和
现象,结论不正确的是
选
项
实验方案
现象
结论
A
在过硫化钠
中加入稀盐
酸
产生淡黄色沉淀和
臭鸡蛋气味的气体
发生歧化反应:
B
将电石与饱和食盐水反应产生的
气体通入酸性高锰酸钾溶液
酸性高锰酸钾溶液
褪色
说明电石与水反应生成了乙炔
C
燃着的镁条插入盛有SO2的集气
瓶中。冷却后,往集气瓶中加入
适量稀盐酸,静置,取少量上层
剧烈燃烧,集气瓶
口有淡黄色固体附
着,集气瓶底有白
镁能在
中燃烧:
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清液于试管中,滴加少量CuSO4
溶液
色固体生成。试管
中没有产生黑色沉
淀
D
已知
呈红棕色,将
气体通入FeCl3溶液中
溶液先变为红棕
色,过一段时间又
变成浅绿色
与
络合反应速率比氧化还原反应
速率快,但氧化还原反应的平衡常数更大
考向3 考查氧族元素的其他相关知识
例3.(2023·江苏·统考二模)元素周期表中VIA 族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃
料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如斜方硫(燃烧热为297kJ•mol-1)、单
斜硫等,硫或黄铁矿(FeS2)制得的SO2可用来生产H2SO4。用SO2与SeO2的水溶液反应可制备硒;硒是一种
半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.臭氧有强氧化性,可用于水体杀菌消毒
B.浓硫酸有脱水性,可用于干燥某些气体
C.二氧化硫有还原性,可用于织物的漂白
D.硒单质难溶于水,可用于制造硒光电池
【变式训练】(2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测)(Te)与氧元素同族,在元素周期表
中与硒(Se)相邻,位于硒(Se)的下方。含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是
A.反应①利用了
的还原性
B.碲(Te)位于元素周期表中第五周期第ⅥA 族
C.反应③利用了
的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
1.(2023·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.
能使某些色素褪色,可用作漂白剂
B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.
溶液呈碱性,可用作消毒剂
D.
呈红色,可用作颜料
2.(2023·浙江·高考真题)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A.
和乙醇反应可生成
B.工业上煅烧黄铁矿
生产
C.工业上用氨的催化氧化制备
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备
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3.(2022·浙江·统考高考真题)关于反应
,下列说法正确的是
A.
发生还原反应
B.
既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.
发生反应,转移
电子
4.(2023·全国·统考高考真题)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选
项
实验操作及现象
结论
A
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显
现象
稀硝酸的氧化性比
浓硝酸强
B
取一定量
样品,溶解后加入
溶液,产生白色沉淀。加入浓
,仍有沉淀
此样品中含有
C
将银和
溶液与铜和
溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金
属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝
的金属性比
强
D
向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅
溴与苯发生了加成
反应
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