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第13 讲 硫及其重要化合物（原卷板）
知识主线：H2S
S
SO2
SO3(H2SO4)
一、硫单质的性质
1．硫元素在自然界中的存在形式
(1)游离态：存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
(2)化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。在岩层深处和海底的无氧环境下，硫
元素与铁、铜等金属元素形成的化合物通常以硫化物的形式存在，如硫铁矿(FeS2)、
黄铜矿(CuFeS2)等。在地表附近，硫化物转化为硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝
(Na2SO4·10H2O)等
2．硫单质的物理性质：硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫难溶于
水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。因此可以用CS2洗涤内壁附着硫的试管
3．硫单质的化学性质
硫的原子结构示意图为 ，位于元素周期表的第三周期、第ⅥA 族，硫原
子的最外电子层有6 个电子，在化学反应中容易得到2 个电子，形成－2 价硫的化合
物，表现较强的氧化性：S
SO2
S
-2 氧化性
+4
0 还原性
(1)与金属反应 (与变价金属反应，均是金属被氧化成最低价态)——体现硫的氧化性
①硫粉与钠研磨爆炸：2Na＋S===Na2S
②硫与铝共热：2Al＋3S
△
Al2S3 (制取Al2S3的唯一途径)
③铁与硫粉共热：Fe＋S
△
FeS (黑色固体，不溶于水)
④铜与硫粉共热：2Cu＋S
△
Cu2S (黑色固体，不溶于水)
⑤硫与银反应：2Ag＋S===Ag2S (银器变黑)
⑥硫与汞反应：Hg＋S===HgS (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)
(2)与非金属反应
①硫在氧气中燃烧：S＋O2=====SO2 (硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰；在纯氧中
燃烧发出蓝紫色火焰)
【注意】①该反应体现了单质硫具有还原性
②硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3
②硫与氢气共热：S＋H2
△
H2S (该反应体现了单质硫具有氧化性)
(3)与强氧化性酸(如：浓硫酸、硝酸)反应——体现硫的还原性
①硫与浓H2SO4反应：S＋2H2SO4(浓)
△
3SO2↑＋2H2O
1
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②硫与浓HNO3反应：S＋6HNO3(浓)
△
H2SO4＋6NO2↑＋2H2O
(4)与强碱的反应——既体现氧化性，又体现还原性
3S＋6NaOH
△
2Na2S＋Na2SO3＋3H2O (用热碱溶液清洗硫)
①Na2S 与稀H2SO4反应：Na2S＋H2SO4===H2S↑＋Na2SO4
②Na2SO3与稀H2SO4反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (实验室制SO2
的方法)
③向Na2S 和Na2SO3的混合溶液中加入稀H2SO4：2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3S↓＋
3Na2SO4＋3H2O
4．用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药(S＋2KNO3＋
3C=====K2S＋3CO2↑＋N2↑)
5．实验室除去试管内壁附着硫的两种方法
①物理法：加二硫化碳(CS2)溶解；②化学法：加氢氧化钠溶液溶解
二、硫的氧化物
(一)二氧化硫(SO2)
1．物理性质：SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易液化，易
溶于水。在通常情况下，1 体积的水可以溶解约40 体积的SO2
2．化学性质
(1)SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
SO
①
2与H2O 反应：SO2＋H2O
H2SO3。SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸，
因此溶液显酸性，亚硫酸不稳定，同时可以分解为SO2和H2O，所以SO2溶于水
是一个可逆反应，用“
”表示
②能使指示剂变色：SO2能使紫色石蕊试液变红
SO
③
2与碱性氧化物反应： SO2＋CaO=====CaSO3
SO
④
2与碱溶液反应(注意少量、过量)
a．与NaOH 溶液反应
SO2少量：2NaOH＋SO2(少量)===Na2SO3＋H2O
SO2过量：NaOH＋SO2(过量)===NaHSO3
b．与NH3·H2O 溶液反应
SO2少量：2NH3·H2O＋SO2(少量)===(NH4)2SO3＋H2O
SO2过量：NH3·H2O＋SO2(过量)===NH4HSO3
c．与Ca(OH)2溶液反应
SO2少量：SO2(少量)＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O
SO2过量：2SO2(过量)＋Ca(OH)2===Ca(HSO3)2
SO
⑤
2与某些盐溶液反应：(与酸性比H2SO3弱的酸所对应的盐反应)
a．少量二氧化硫与碳酸钠溶液反应：Na2CO3＋SO2(少量)===Na2SO3＋CO2
b．过量二氧化硫与碳酸钠溶液反应：Na2CO3＋2SO2(过量)＋H2O===2NaHSO3＋
CO2
c．二氧化硫与碳酸氢钠溶液反应：NaHCO3＋SO2=== NaHSO3＋CO2
【拓展】分析除杂问题(括号内物质为杂质)
CO2(SO2)
饱和NaHCO3溶液
CO2(HCl)
饱和NaHCO3溶液
⑥SO2与BaCl2溶液：二氧化硫与氯化钡溶液不反应，违背了弱酸制取强酸
⑦SO2与Ba(NO3)2溶液：生成的BaSO3能和HNO3继续发生氧化还原反应生成BaSO4
和NO
(3)还原性：SO2中硫元素的化合价为+4 价，属于中间价态，因此SO2既有氧化性又有
还原性，一般表现为较强的还原性，可被多种氧化剂(O2
Cl
﹑
2﹑溴水、KMnO4、Fe3
2
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＋、HNO3、H2O2、Na2O2等)氧化为+6 价的硫
SO
①
2可以被氧气氧化成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，工业上利用这一原理
生产硫酸
反应方程式：2SO2＋O2
催化剂
加热
2SO3；SO3＋H2O===H2SO4
SO
②
2能使氯水、溴水褪色：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Br2＋SO2＋
2H2O===2HBr＋H2SO4
SO
③
2能使KMnO4溶液褪色：5SO2＋2MnO4
－＋2H2O===5SO4
2－＋2Mn2＋＋4H＋
SO
④
2与Fe3＋反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO4
2－＋2Fe2＋＋4H＋
SO
⑤
2与稀HNO3反应的离子方程式：3SO2＋2NO3
－＋2H2O===3SO4
2－＋2NO↑＋4H＋
SO
⑥
2与H2O2反应：SO2＋H2O2===H2SO4
SO
⑦
2与Na2O2反应：SO2＋Na2O2===Na2SO4
(3)弱氧化性：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
(4)漂白性
①漂白原理：二氧化硫具有漂白作用，能使品红溶液等有色物质褪色。其作用机理
是二氧化硫与某些有色物质结合生成了不稳定的无色物质。加热后又显红色，是
由于不稳定的无色物质又分解为原来物质的缘故。利用品红溶液可检验SO2气体
②应用：SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等；此外SO2可用于杀菌消毒，还是
一种食品添加剂
【注意】
①SO2虽具有漂白性，但不能漂白指示剂，如：SO2通入紫色的石蕊试液中，溶液只
变红不褪色，而氧化类漂白剂(氯水、Na2O2)则能漂白酸碱指示剂
SO
②
2使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性，而不是漂白性
3．SO2的用途
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；用于杀菌消毒
②食品中的二氧化硫：食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等
作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵，添加
适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。二氧化硫又是一种抗氧化剂，能防止葡萄
酒中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味
4．二氧化硫的制备
原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)
△
Na2SO4＋SO2↑＋H2O
反应原
料
Na2SO3固体、70%的浓H2SO4
实验装
置
发生装
置
“固＋液⃗Δ 气”型
净化装
置
通入浓H2SO4 (除水蒸气)
收集装
置
向上排气法
尾气处
理
用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O)
检验方
先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色
3
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法
5．常见漂白剂的归类分析
(1)常见漂白剂的漂白原理及特点
类型
比较项目
氧化型
加合型
吸附型
原理
漂白剂本身是氧化剂，利用其氧
化性将有机色质内部“生色团”
氧化破坏掉，使之失去原有的颜
色
漂白剂与与有机色质内
部“生色团”化合成无
色物质，使之失去原来
的颜色
有些固体物质疏松、多
孔，具有较大的比表面
积，可以吸附有色物质
使之失去原来的颜色
实例
Cl2、Ca(ClO)2、ClO2、H2O2、O3
SO2
活性炭
特点
加热时不能恢复原有的颜色，不
可逆、持久
加热时能恢复原来的颜
色，可逆、不持久
部分吸附剂可以重复使
用
变化
化学变化
化学变化
物理变化
备注
无选择性
有选择性
吸附色素
(2)二氧化硫与氯气的漂白性比较
【注意】当Cl2与SO2(体积比为1 1)
∶
混合后通入品红溶液时，品红溶液不褪色，因为
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
6．SO2和CO2性质的比较与鉴别
(1)SO2和CO2的性质比较
物质
比较项目
SO2
CO2
物理性质
无色、有刺激性气味、易液化、易溶于
水(1 40)
∶
无色、无味、能溶于水(1 1)
∶
化学
性质
与水
反应
SO2＋H2O
H2SO3(中强酸)
CO2＋H2O
H2CO3(弱酸)
与碱
反应
Ca(OH)2――→CaSO3――→Ca(HSO3)2
Ca(OH)2――→CaCO3――→Ca(HCO3)2
氧化性
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
CO2＋C=====2CO
还原性
能被酸性高锰酸钾溶液、HNO3、NO2、
氧气、氯水、溴水、碘水、Na2O2、
H2O2、Ca(ClO)2等氧化剂氧化
无
漂白性
能与某些有色物质生成不稳定的无色物
质而使有色物质褪色
无
鉴定存在
能使品红溶液褪色，又能使澄清石灰水
变浑浊
不能使品红溶液褪色，但能使澄清石灰
水变浑浊
对环境的影响
形成酸雨
引起温室效应
(2)SO2和CO2的鉴别方法：SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，
则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：
①利用物理性质鉴别
a．根据气味鉴别(用标准的闻气体气味法)：有刺激性气味的气体是SO2，无气味
的是CO2
4
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b．根据溶解性鉴别：同温同压下，将两种气体充满相同的试管，分别倒置于水槽
中，试管内进水多的是SO2
②利用化学性质鉴别
a．用品红溶液鉴别：能使品红溶液褪色，加热颜色又恢复的是SO2；不能使品红
溶液褪色的是CO2
b．用溴水或氯水鉴别：能使氯水、溴水褪色的是SO2；无明显现象的是CO2
化学方程式为：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr
＋H2SO4
c．用酸性高锰酸钾溶液鉴别：能使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2；无明显现象的
是CO2
离子方程式为：5SO2＋2MnO4－＋2H2O===5SO4
2－＋2Mn2＋＋4H＋
d．用FeCl3溶液鉴别：能使氯化铁溶液由黄色变成浅绿色是SO2；无明显现象的
是CO2
离子方程式为：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO4
2－＋2Fe2＋＋4H＋
e．用硝酸钡溶液鉴别：产生白色沉淀的是SO2；无明显现象的是CO2
化学方程式为：3SO2＋3Ba(NO3)2＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO↑＋4HNO3
f．用氢硫酸溶液鉴别：将两种气体分别通入H2S 溶液中，出现淡黄色浑浊的是
SO2，无明显现象的是CO2
化学方程式为：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
(3)SO2、CO2共同存在时，二者的检验装置的设计过程
SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，证明混合气体中含有CO2和SO2时通常按
照以下思路进行设计
①流程设计的思路
流程设计
检验SO2→除去SO2→检验SO2是否被除尽→检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验现象
褪色
褪色(或变浅)
不褪色
变浑浊
②实验装置
实验装置
所选试剂及
其作用
装置
A
B
C
D
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
作用
检验SO2
除去SO2
检验SO2是否除尽
检验CO2
【注意】
①有时为简化装置，可将除去SO2(B)和检验SO2是否除尽(C)合并为一个装置，用较
浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅
②当SO2中混有CO2时，不会影响SO2的检验；当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检
验，应先检验并除去SO2，再用澄清石灰水检验CO2气体
7．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(脱硫剂：CaO、CaCO3)，改进燃烧技术，脱硫反应：CaO＋SO2
5
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△
CaSO3
(4)硫酸型酸雨的形成途径有：SO2＋H2O
H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4
(5)常见的SO2尾气处理方法
①钙基固硫法(常用与燃煤脱硫)：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
②氨水脱硫法((常用与硫酸厂处理尾气)：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===(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步
氧化)
③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。
④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，化学反应原理为a．吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋
H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
b．Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓
＋2NaOH
(二)三氧化硫(SO3)
1．物理性质：通常情况下，SO3 是一种无色易挥发的晶体，熔点为16.8℃，沸点为
44.8℃，常温下为液态，在标准状况下为固态
2．化学性质：SO3是硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性
(1)能溶于水形成硫酸：SO3＋H2O===H2SO4
SO3能强烈的吸水，在空气中发“烟”，与水剧烈反应生成H2SO4，同时放出大量热，
形成酸雾
(2)能与碱(石灰乳)反应：SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O
(3)与碱性氧化物反应：SO3＋CaO===CaSO4
(4)与某些盐溶液反应：Na2CO3＋SO3===Na2SO4＋CO2↑
三、硫酸及硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水大。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶
解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用
玻璃棒不断搅拌
2．稀硫酸——具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中发生电离的化学方程式为H2SO4===2H＋＋SO，因此，
硫酸具备酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某
些盐反应
(1)与酸碱指示剂发生显色反应：遇紫色石蕊变红，遇酚酞不变色
(2)与活泼金属反应产生氢气：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(3)与碱性氧化物反应生成盐和水：MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O
(4)与碱发生中和反应：Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O
(5)与某些盐反应生成新盐和新酸：BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl
3．浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓H2SO4能吸收物质(气体、结晶水化物)中湿存的水分，利用此性质可用
6
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浓H2SO4作干燥剂，干燥一些不与浓硫酸反应的气体(中性或酸性气体且无还原性的
气体)
①能干燥的气体：H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
②不能干燥的气体：碱性气体(NH3等)；还原性气体(如 H2S、HBr、HI 等)
(2)脱水性：浓硫酸能将组成有机物的H、O 元素按原子个数比2：1 以“H2O”的形式脱
去的性质
(3)强氧化性
①与金属铜的反应：Cu＋2H2SO4(浓)
△
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
实验过程
在带有导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中
加入2mL 浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后
通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，
将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里，观察溶液的颜色
实验装置
实验现象
a
①试管中铜丝表面有气泡产生；b 试管中的溶液逐渐变为无色；c 试管中的紫色
石蕊溶液逐渐变为红色
②将a 试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液显蓝色
实验结论
Cu 与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)
△
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
实验说明
a．通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止
b．浸有碱液的棉花团可以吸收多余的SO2，以防止污染环境
c．Cu 与浓硫酸的反应中，浓H2SO4的作用：强氧化性和酸性
②与其他金属反应的规律
a．除Au、Pt 以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用，在这些氧化还原反应中，
浓H2SO4还原产物为SO2
b．与铁、铝的反应：常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化
(化学变化)，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁、铝
制容器来盛装浓硫酸。加热时，浓硫酸能与铁反应
浓硫酸与铁共热：2Fe+6H2SO4(浓)
△
Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
c．与活泼金属反应：与活泼金属(Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变稀后，成
成的气体为H2
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O， Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
d．与不活泼金属反应：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
Cu＋2H2SO4(浓)
△
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
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
③与非金属的反应——反应需要加热，否则不反应
a．与木炭反应：C＋2H2SO4(浓)
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
b．与硫的反应：S＋2H2SO4(浓)
3SO2↑＋2H2O
c．与红磷反应：2P＋5H2SO4(浓)
2H3PO4＋5SO2↑＋2H2O
④与具有还原性的化合物反应，与H2S、FeSO4、HI、HBr 等物质反应
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H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O
2FeSO4＋2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2O
【注意】
①浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性，而浓硫酸在与非金属的反应
中只表现氧化性
②浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为
SO2
③常温下与活泼金属反应表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，
生成的气体为H2
④加热与不活泼金属反应时，即使金属过量也不能使H2SO4完全反应，也不会产生
H2
⑤与不活泼金属和非金属反应时，反应需要加热，否则不反应
4．浓硫酸和稀硫酸的鉴别
物质
方法
浓硫酸
稀硫酸
物理
性质
加水
放出大量热
无明显变化
观状态
油状液体
液态
密度
ρ 浓H2SO4>ρ 稀H2SO4
化学
性质
铁片
无明显变化(钝化)
铁片逐渐溶解，并产生无色气
体
铜片(加热)
铜片溶解，产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
蓝色变白
胆矾溶解形成蓝色溶液
5．硫酸的工业制法
工业制硫酸的原理示意图
上述流程涉及的化学方程式
S
①＋O2=====SO2或4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2
2SO
②
2＋O2
2SO3
SO
③
3＋H2O===H2SO4
6．SO 与SO 检验
(1)SO 的检验 (干扰离子可能有：CO3
2-、SO3
2-、SiO3
2-、Ag＋、PO4
3－等)
操作方法：被检液――――――――→无明显现象(若有沉淀，静置后取上层清
液)――――――→有无白色沉淀(若有白色沉淀产生，则说明待检验溶液中含有
SO；若无白色沉淀产生，则说明待检验溶液中不含SO)
【注意】
①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
②可能发生反应的离子方程式有
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋
＋SO===BaSO4↓
③答题模板：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2
溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SO
(2)SO 的检验：被检液
沉淀
气体
品红溶液褪色，
说明含SO
①原理：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O；SO＋Ca2＋===BaSO3↓；CaSO3＋2H＋===Ca2＋＋
SO2↑＋H2O
②操作方法：取少量溶液于试管中，加入CaCl2溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，
将产生的气体通入品红溶液，红色褪去，则含有SO
8
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四、基于价类二维图理解硫及其化合物的转化
1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
(1)硫及其化合物的转化关系
SO2、SO3 是酸性氧化物，
H2SO3、H2SO4 是酸，物质
的类别可以帮助我们理解它
们的性质。相同价态的不同
含硫化合物间是通过酸碱反
应规律联系在一起的
如：SO2
H2SO3
NaHSO3
Na2SO3
(2)不同价态硫元素之间的相互转化
不同价态硫元素之间的相互转化主要通过
氧化还原反应实现。上述转化中，从左到
右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂。
从右到左，硫元素化合价降低，需加入还
原剂
(3)相同价态硫元素之间的转化
左图两种转化关系均属于相同价态硫元素之间
的转化，从左到右的转化，加入碱可以实现；
从右到左的转化，加入酸可以实现
(4)相邻价态的微粒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
(5)含硫物质的连续氧化
硫元素
2．重要的硫酸盐
化学式
俗名
颜色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
塑像、模型、粉笔、医疗绷带
等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
水泥添加剂
FeSO4·7H2O
绿矾
浅绿色
用于配制蓝黑墨水，补血剂
CuSO4·5H2O
胆矾、蓝矾
蓝色
配制波尔多液、镀铜液
Na2SO4·10H2O
芒硝
白色
造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
白色
净水剂
3．亚硫酸(H2SO3)：是SO2对应的水化物
(1)弱酸性：二元中强酸，是弱电解质，在水溶液中分步电离，H2SO3
H＋＋HSO，
HSO
H＋＋SO
(2)稳定性差(易分解，温度越高，浓度越大，分解越快)：H2SO3
SO2↑＋H2O
(3)弱氧化性：H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O
(4)还原性：H2SO3是既有氧化性又有还原性的酸，其氧化性、还原性与SO2很相似，
但以还原性为主
2H2SO3＋O2===2H2SO4
4．硫化氢(H2S)
(1)H2S 的物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的剧毒气体，大气污染物，能溶于水(1:2.6)，
9
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密度比空气大
(2)H2S 的化学性质
①不稳定性：H2S
△
S+H2
②可燃性：2H2S＋O2(少量)=====2H2O＋2S 2H2S＋3O2(过量)=====2H2O
＋2SO2
③还原性：硫元素为—2 价，具有很强的还原性，能被多种氧化剂(如：O2
Cl
﹑
2﹑溴
水、浓硫酸、KMnO4、HNO3、Fe3＋、H2O2、Na2O2等)氧化为单质硫
a．与Cl2反应：H2S＋Cl2===S↓＋HCl
b．与Br2反应：H2S＋Br2===S↓＋HBr
c．与浓硫酸反应：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O
d．与FeCl3反应：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
(3)H2S 的制法
原理
FeS＋2HCl===FeCl2+H2S↑ FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑
反应原
料
硫化亚铁和稀盐酸或稀硫酸
实验装
置
、
、
发生装
置
“固＋液
气”型
净化装
置
先通入饱和NaHS 溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2或P2O5 (除水蒸气)
收集装
置
向上排气法
尾气处
理
用强碱溶液吸收多余H2S ，H2S ＋2NaOH===Na2S ＋H2O 或H2S ＋
NaOH===NaHS＋H2O
检验方
法
能使湿润的醋酸铅试纸变黑
(4)硫化氢的水溶液叫做氢硫酸，是一种弱酸，具有酸的通性，但氢硫酸露置在空气中
容易变质，溶液呈浑浊
五、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，溶于水后呈碱
性。S 元素的化合价为＋2 价，具有还原性
(1)制备：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2；Na2SO3＋S=====Na2S2O3
(2)化学性质
①遇酸不稳定：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O S2O＋2H＋===S↓＋
SO2↑＋H2O
②还原性：中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化
a．2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，“碘量法”定量测定碘的重要反应
b．Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，在纺织和造纸工业上作脱氯
剂
c．5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O
2．连二亚硫酸钠(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，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
2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4
10
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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)物理性质：白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置在空气中易被
氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解
(2)制备：2NaHSO3=====Na2S2O5＋H2O
(3)还原性：S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋
4．过二硫酸钠(Na2S2O8)
(1)不稳定性：过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2
2Na2S2O8=====2Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑
(2)氧化性：Na2S2O8中S 元素的化合价是＋6 价，其阴离子S2O 结构中含有1 个过氧键
(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。所以Na2S2O8是一种强氧化剂
2Mn
①
2＋＋5S2O＋8H2O=====2MnO＋10SO＋16H＋
S
②
2O＋2I－=====2SO＋I2
例1．二氧化硫在食品工业中可用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。某研究小组利用
如图所示装置制备并检验SO2的部分性质。下列说法正确的是
A．装置甲中反应时
的硫酸表现出氧化性
B．装置乙中溶液颜色变化：先变红后褪色
C．装置丙中发生的最终总反应为
D．装置丁中酸性
溶液褪色的原理与
用于食品漂白剂的原理相同
例2．氨基磺酸(
)可作漂白助剂，可减少或消除漂白液中重金属离子的催化
作用，从而使漂白液质量得到保证。氨基磺酸在常温下稳定，高温时能完全分解：
。下列说法正确的是
A．
在标准状况下的体积为
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B．该反应生成
时转移
电子
C．可用
溶液检验分解所得混合气体中是否含有
D．相同条件下，
按
组成的混合气体与
所含原子数
相同
例3．下列方案设计、现象和结论正确的是
选
项
实验目的
实验方案
现象或结论
A
判断KCl 的化
学键类型
将KCl 固体溶于水，进行
导电性实验
溶液可导电，说明KCl 中含有离
子键
B
检验蛋白质性
质
向鸡蛋清溶液中滴加饱和
(NH4)2SO4溶液
溶液变浑浊，再加水浑浊消失说
明鸡蛋清溶液发生了盐析
C
检验溶液中是
否含有SO
取少量该溶液于试管中，
滴加BaCl2溶液
有白色沉淀生成，说明该溶液中
一定含有SO
D
探究不同价态
硫元素的转化
向Na2S 与Na2SO3的混合
溶液中加入硝酸
溶液变浑浊，说明Na2S 与Na2SO3
之间发生了氧化还原反应
A．A
B．B
C．C
D．D
例4．由实验操作和现象，得出正确实验结论的是
选
项
实验操作
实验现象
结论
A
将SO2缓慢通入酸性KMnO4溶液
中
溶液紫红色褪去
SO2具有漂白性
B
取少量某无色溶液，先滴加氯水，
再加入少量CCl4，振荡、静置
溶液分层，下层溶
液呈紫红色
原无色溶液中一定有
I-
C
将盛有相同浓度的CuCl2溶液的两
支试管分别置于冷水和热水中
冷水中溶液呈蓝
色，热水中溶液为
黄色
Cu2+在不同温度下颜
色不同
D
向2 支盛有2ml 相同浓度银氨溶液
的D 试管中分别加入5 滴相同浓度
的NaCl 和NaI 溶液
一支试管中产生黄
色沉淀，另一支中
无明显现象
室温下，
Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
A．A
B．B
C．C
D．D
例5．某实验小组进行不同价态硫转化的探究实验，向硫化钠溶液中通入过量二氧化
硫，产生黄色浑浊，过滤后取滤液分成两份，向其中一份中加入品红溶液，品红褪色：
向另一份溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液也褪色。下列关于该实验的相关说法错
误的是
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A．黄色浑浊是单质硫
B．不考虑温度变化，SO2的通入抑制了原硫化钠溶液中水的电离
C．产生浑浊的离子方程式为：
D．两份溶液褪色的原理不相同
例6．下列鉴别或检验能达到实验目的的是
A．用金属钠检验乙醇中混有少量的水
B．用硝酸银溶液鉴别氯苯与溴苯
C．用酸性高锰酸钾溶液鉴别Vc 水溶液与葡萄糖溶液
D．用BaCl2溶液鉴别SO2和SO3
例7．下列实验操作的现象与结论均正确且具有对应关系的是
选
项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将
通入盛有酸性
溶液
的试管中
溶液紫红色
褪去
有漂白性
B
铜片投入稀硫酸中，再加入少量硝
酸钾固体
铜片始终无
明显变化
不能与稀硫酸发生置换
反应
C
取少量待测液于试管中，滴加几滴
溶液
产生白色沉
淀
待测液中可能含有
D
向
溶液中加入过量
溶
液，再加入
溶液
产生黄色沉
淀
A．A
B．B
C．C
D．D
例8．下列说法错误的是
A．常温下，浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器中
B．可用饱和Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4
C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)则能够耐高温
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料可实现碳的循环利用
例9．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途，模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示。
下列说法不正确的是
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A．混合①使用冰水的目的是防止Br2和HBr 挥发
B．为充分除去粗品中的Br2，需加入过量的Na2SO3
C．蒸馏时，加完“滤液”后，先通冷凝水，再点燃酒精灯加热
D．工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能是因为含有Br2
例10．利用图中装置和表格中提供的物质，可制备、收集相应气体并进行尾气处理的
是
选项
a 物质
b 物质
c 中气体
d 试剂
A
稀硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH 溶液
B
浓硝酸
铜片
NO2
NaOH 溶液
C
稀硫酸
FeS
H2S
稀硝酸
D
浓氨水
生石灰
NH3
蒸馏水
A．A
B．B
C．C
D．D
1．硫及其化合物在生产生活中有广泛的应用。请回答：
(1)室温下，
溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)下列关于硫及其化合物的说法，正确的是___________(填字母)。
A．硫元素在自然界中只能以化合态形式存在
B．
通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色
C．酸雨是
的降水，主要是由污染物
造成
D．浓硫酸中加入少量胆矾晶体，搅拌，固体逐渐变成白色
(3)光谱研究表明，
的水溶液中存在下列平衡：
其中
为各步的平衡常数，且
(
表示
的平衡压
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强)。
①当
的平衡压强为
时，测得
，则溶液的
。(用含
的式子表示)
②滴加
至
时，溶液中
。如果溶液中
，需加
将溶液
调整为约等于 。
(4)“钙基固硫”是利用石灰石将燃煤烟气中的
转化为
。但高温时
会与
反应而影响脱硫效率。相关反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
当
时，反应
，体系中
的比值随温度变
化如下表所示：
温
度
比
值
3.57
1.08
3.42
请结合题给反应过程能量图说明，
时，比值随温度升高逐渐减小的原
因是 。
(5)氨水也可吸收
：
，
15
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。能提高
去除率的措施有___________(填字
母)。
A．增大氨水浓度
B．加热煮沸
C．降低烟气的流速
D．补充
，将
氧化为
2．酸雨是全球三大环境危害之一，根据其所带的酸性物质不同，酸雨分为硫酸型酸雨
和硝酸型酸雨。
(1)酸雨的标准是：降水的pH 小于 。
(2)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示) 。
(3)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法，具体流程如下：
①写出装置C 中反应的离子方程式 。
②该流程中可以循环利用的物质是 (填写化学式)。
(4)还有学者提出利用
、
等离子的催化作用，常温下将
氧化成
而实现
的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化
器中
氧化成
的转化率。
①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中
的体积分数，X 溶液可以是
(选填字母)。
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a．碘的淀粉溶液 b．酸性高锰酸钾溶液 c．氢氧化钠溶液 d．氯化钡溶液
②若上述实验是在标准状况下进行的，欲测定转化器中
氧化成
的转化率。已
知气体流速，还需测定的数据有 、 。
3．硫化氢(H2S)是一种有毒气体，高于200℃分解，脱除H2S 的方法很多。
(1)Na2CO3吸收。含H2S 的气体与饱和Na2CO3溶液在吸收塔内逆流接触，生成两种酸
式盐。该反应的离子方程式为 。
(2)干法脱硫技术。①铁系脱硫剂：活性氧化铁(Fe2O3·H2O)是经典而有效的脱硫剂，脱
硫反应：Fe2O3·H2O+H2S—FeS+S+H2O(未配平)，再生反应：FeS+H2O+O2—
Fe2O3·H2O+S(未配平)。若处理标况下4.48LH2S 时，理论上消耗O2的物质的量为 。
②锌系脱硫剂：550℃时，将H2S 和还原性气体H2按一定比例混合，以一定的流速通
过装有锌的复合金属脱硫剂(ZnFe2O4)的反应器，脱硫过程中，ZnFe2O4与H2S、H2反应
生成了ZnS 和FeS，其化学方程式为 。
(3)Cu2+/ Fe3+体系湿式催化脱硫。研究表明，在室温下Cu2+和Fe3+参与了H2S 和O2反应
生成S 和H2O 的反应，且反应前后Cu2+和Fe3+的浓度基本不变，其反应机理如下：
H2S(g)
H2S(aq)
H＋+HS- HS-
H＋+S2- Cu2++S2-=CuS↓ 2Fe3++S2-=S↓+2Fe2+ 2Fe3++
CuS=S+2Fe2++Cu2+ 4Fe2+ +O2+4H＋=4Fe3++2H2O
Fe
①
3+在该反应过程中的作用可描述为 。
H
②
2S 的脱硫率随温度的变化如图所示，当温度高于45℃时，脱硫率随温度的升高而
降低的可能原因是 。
4．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
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(1)工业上利用克劳斯法将
转化为硫单质回收。该法首先将部分
燃烧转化为
，然后再将
与剩余的
混合。为实现硫的最大回收，用于燃烧的
和剩余
的
的物质的量之比为 。
(2)
化学反应循环制氢的原理如题图所示，按图示方法制氢，理论上，
可
制得
。
(3)活性炭
(多孔性活性炭为载体的
)是一种高效、可再生的脱硫剂。可用
于脱除
气体。活性炭
，脱除
后所得的含硫产物为
、
和
。其脱除原理如下：
①
；
②
和
反应生成
的化学方程式为 。
(4)
时，将一定比例
和
的混合气体以一定流速通过装有一定质量的活性炭
脱硫剂的反应器。调节脱硫剂中
，测得
随时间变化的曲线如题图所示。
、
分别为反应器入口气和出口气中
的含量。
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①从实验结果看，
合适的比值为 。
A．
B．
C．
D．
②当脱硫剂中含有
时，
内，
均为0 的原因是 。
③当
时，测得
时所用的时间为
；
当
时，测得
时所用的时间为
；
小于
的原因可能是 。
5．S、N 元素是重要的非金属元素，其化合物应用广泛。
(1)红热木炭与浓H2SO4反应的化学方程式是C+2H2SO4
CO2↑+2SO2↑+2H2O，该反应中
浓硫酸的作用是作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)SO2能够使品红溶液褪色，体现了二氧化硫具有 性(填“漂白性”或“还原
性”)。
(3)关于氮的变化关系图如下：
上述流程中能够实现氮的固定的是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
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(4)氨的催化氧化是工业上制硝酸的重要步骤，其反应为：4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)
+6H2O(g)。
①一定条件下，在体积10 L 的密闭容器中进行，半分钟后，NO 的物质的量增加了4.5
mol，则此反应的平均速率v(NH3)= mol·(L·s)-1；
②在相同温度下，向该容器中通入一定量的NH3气体，反应速率将 (填“加
快”“减慢”或“不变”)。
6．硫元素是动植物生长不可缺少的元素，图1 是自然界中硫元素的存在示意图。图2
是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系，回答下列问题。
(1)图1 中与图2 中M、N 对应的物质分别是 、 。
(2)X 与Y 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)Na2SO3溶液易变质，实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是 。
(4)SO2和氯水都有漂白性，有人为增强漂白效果，将Cl2和SO2混合使用，结果适得其
反，几乎没有漂白效果，用离子方程式表示其原因： 。
(5)硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。甲、乙两
位同学用铜和硫酸做原料，设计了两种制取硫酸铜的方案。
方案甲：铜与浓硫酸加热直接反应，即Cu→CuSO4
方案乙：由Cu→CuO→CuSO4
①方案甲，中铜和浓硫酸反应的化学方程式是 。该反应体现了浓硫酸的
性。
②这两种方案，你认为哪一种方案更合理？ 。理由是
7．
和氮氧化物(NOx)都是空气污染物，科学处理及综合利用是环境科学研究的热
点。
(1)某科研小组研究不同条件下0.4mol L-1(NH
⋅
4)2S 溶液常压下吸收SO2烟气的吸收率。
①溶液pH：随着含SO2烟气的不断通入，SO2和硫的吸收率如图-1 所示：
20
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i：当pH=10-8.6，硫的总吸收率不断减小，因为S2-浓度较高与SO2反应，生成S，同
时产生大量的 ，导致硫的总吸收率减小。
ii：当pH=8-3，硫的总吸收率增大，生成的主要产物为(NH4)2S2O3和NH4HSO3。
(NH4)2S2O3和NH4HSO3一定条件下反应，生成硫磺和(NH4)2SO4最终回收，反应的化学
方程式为 。
iii：当pH<3 时， 导致SO2和硫的总吸收率降低。
②温度：如图-2 所示，该项目选择常温，一是为了节能，另一个原因是 。
(2)联合脱硫脱硝技术，是一种工业工艺技术，采用“35%的氯酸(HClO3)同时脱硫脱氮
技术”，处理烟气(含SO2、NO)可获得H2SO4、HCl、HNO3副产品，通过实验发现，
当氯酸的浓度小于35%时，SO2和NO 的脱除率几乎不变，但生成HNO3的量远小于理
论值，可能的原因是 。
8．硅、硫、氮等非金属元素在化工生产中扮演着重要角色。
I．下列物品或设施：
①陶瓷餐具 ②门窗玻璃 ③水晶镜片 ④硅太阳能电池 ⑤光导纤维 ⑥手机芯片。
(1) 直接使用了硅单质的是(用序号填空) ，
(2) 直接使用了二氧化硅的是(用序号填空) ，
II．在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。
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(1)写出简单气态氢化物B 的结构式： 。
(2)写出SO2转化为A 的化学方程式： 。
(3)下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色
①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH 溶液 ⑤淀粉碘溶液
体现了SO2漂白性的是(用序号填空) 。
体现了SO2还原性的是(用序号填空) 。
写出SO2通入酸性KMnO4溶液反应的离子方程式： 。
(4)工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如图所示：
NO2被吸收过程的离子方程式是
(5)若32.0 gCu 与一定量的HNO3溶液反应，当Cu 反应完时，共产生标准状况下的
13.44 L 气体(NO 和NO2)，则消耗的HNO3溶液中溶质的物质的量为 。
9．利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化
合价与部分物质类别的对应关系：
(1)将X 与Y 混合可生成淡黄色固体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
。
(2)Z 的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为
。
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(3) Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析，下列制备 Na2S2O3的方
案理论上可行的是 (填字母) 。
a.Na2S＋S b.Na2SO3＋S c.SO2＋Na2SO4 d.Na2SO3＋Na2SO4
(4)已知 Na2SO3能被 K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则 24 mL 0.05 mol·L-1的 Na2SO3溶液与
20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液恰好反应时，Cr 元素在还原产物中的化合价为
。
10．工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如下：
(1)沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2，该反应属于
(填标号)。
A．氧化还原反应 B．复分解反应 C．置换反应
(2)利用Fe2O3废渣(俗称“红砂”)制备废水除砷剂的第一步是将“红砂”与硫酸混合，
该步反应的化学方程式为 。
(3)从接触室出来的混合气体中含有SO2、SO3、O2、N2等气体，设计一个实验方案证明
其中含有SO2： 。
(4)浓硫酸在常温下可用铁制容器盛放，原因是 。
(5)废气中的SO2对环境的危害有 (举一例)。我国二氧化硫排放标准限值为100
mg•m-3.硫酸工业废气(假设含硫化合物均为SO2)可采用雾化的氨水与废气中的SO2直接
接触吸收SO2，若烟气SO2含量为amg•m-3(a＞100)，试计算每立方米烟气至少需要浓
度为b mol•L﹣1氨水 L(用含a、b 的代数式表示)。
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