教案 硫与硫的化合物
硫与硫的化合物
考点1 硫的性质
1.性质
硫有 同素异形体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。常温为 色晶体(淡黄色固体有： 等)。
2.化学性质
硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。
(1)与金属反应：Na+S (剧烈反应并发生爆炸)
Al+S (制取 的唯一途径) Fe+S (黑色)
(2)与非金属的反应：S+O2 S+H2 H2S
(3)与化合物的反应S+6HNO3(浓)
S+2H2SO4(浓) S+NaOH
[特别提醒]：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时
高中物理，有时称乳白色。②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理洗去试管壁上的硫，只能用CS2作溶剂。③由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，由于NaOH碱性强，腐蚀玻璃，故实验室常用热Ca(OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫。
[例1](1)将m g铁粉和n g硫粉均匀混合，在密闭容器中加热到红热，冷却后加入____Lb mol•L1的盐酸就不再产生气体。若把已放出的气体收集起来，在标准状况下的体积是______。
(2)若把0.1 mol铁粉和1.6 g硫粉均匀混合后，铺在石棉网上用酒精灯加热引燃，完全反应后，将残渣全部放入过量的稀H2SO4中充分反应，结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于2.24 L，其原因是__________________________________________________。
[解析](1)由Fe+S FeS，FeS+2HCl FeCl2+H2S↑，得Fe～2HCl;又由Fe+2HCl FeCl2+H2↑，得Fe～2HCl，即产生气体的总体积和消耗的盐酸的量与硫粉量无关，只由铁的量确定。
设加入b mol•L1盐酸的体积为V，则
×2=V×b mol•L1，得V= L或 mL
标准状况下产生气体的体积为 ×22.4 L•mol1=0.4m L。
(2)n(S)= =0.05 mol<0.1 mol，铁粉过量，过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化，生成的铁的氧化物与H2SO4反应不再放出H2，故放出气体的体积小于2.24 L。
【答案】(1) 0.4m L
(2)与硫反应的铁粉过量，过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化，生成了铁的氧化物，与H2SO4反应不再放出H2，故放出气体的体积小于2.24 L
【方法技巧】本题定量考查硫与铁化合及其生成的FeS与酸反应，通过分析，明确一定量的硫与铁的混合物反应后，加盐酸产生的气体的物质的量只与铁粉有关，且与铁的物质的量相等。但利用此结论解题时需注意反应的条件和环境。
考点2 二氧化碳和二氧化硫性质的异同
1.物理性质
相同点：常温下，都是 色气体，密度都 空气。
不同点：CO2 气味，SO2有 气味;CO2 毒，SO2 毒;CO2 水(1体积水大约溶解1体积气体)，SO2 水(1体积水大约溶解40体积气体);SO2易液化。
2.化学性质
相同点：都是 氧化物。
①都能和水反应，生成的酸 稳定，只能存在于溶液中CO2+H2O H2CO3;
SO2+H2O H2SO3。
②都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。
SO2、CO2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO2、CO2过量时又溶解。
Ca(OH)2+SO2 CaSO3+SO2+H2O
Ca(OH)2+CO2 CaCO3+CO2+H2O
不同点：
①SO2常表现 性：2SO2+O2 2SO3 CO2表现 性：CO2+C 2CO
SO2被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，CO2不能。
②SO2具有漂白性，能漂白某些有色物质，CO2不能。
③造成环境破坏的原因不同：SO2形成 ，CO2引起 。
[特别提醒]：①能使品红溶液腿色的物质有：SO2 、Cl2、O3、H2O2、Na2O2、活性碳等。
②SO2使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液腿色，不是由于其漂白性，而是因为其还原性。③干燥的SO2气体无漂白作用。④等物质的量SO2 和Cl2混合后通入品红溶液中，不能使之腿色。原因是SO2 和Cl2发生反应生成了无漂白性的盐酸和硫酸。
[例2] 下列实验能证明某无色气体为SO2的是 ( )
①能使澄清石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③能使品红试液褪色，加热后又显红色 ④能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生
A.①②③④ B.①③④ C.③④ D.②③④
[解析]能使澄清石灰水变浑浊的气体有SO2、CO2;能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体(如：HCl、HBr、SO2、CO2等);能使品红褪色的气体有Cl2、SO2，但Cl2有颜色，褪色后加热又显红色的只有SO2;能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，只有SO2气体符合。
【答案】C
【规律总结】 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用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。
②用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。2H2S+SO2 2H2O+3S↓
③用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。
2KMnO4+5SO2+2H2O K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
④用溴水，使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。Br2+2H2O+SO2 2HBr+H2SO4
⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。
2H2O+2HNO3+3SO2 3H2SO4+2NO Ba(NO3)2+H2SO4 BaSO4↓+2HNO3
⑥用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是SO2，无明显现象的是CO2。
2FeCl3+SO2+2H2O FeCl2+FeSO4+4HCl
考点3 浓硫酸和稀硫酸氧化性比较
比较项目 浓硫酸 稀硫酸
氧化性强弱 氧化性(S) 氧化性(H+)
氧化性的原因
还原产物 一般是 ，可以是硫单质 H2
与金属单质的反应 在常温下，使铁、铝钝化，因加热条件下可以反应。规律：金属+H2SO4→
能与排在金属活动顺序表氢之前的金属发生置换反应。
与非金属单质的反应 加热条件下可以和某些非金属单质反应 不能反应
与H2S等还原性物质反应 能够反应 不能反应
[特别提醒]：①硫酸的性质取决于硫酸的浓度。②98.3%的浓H2SO4密度为1.84 g•cm3，比水的密度大;硫酸的浓度越大，密度越大，如将50%的H2SO4溶液和10%的H2SO4溶液等体积混合，则所得溶液的质量分数大于30%;浓H2SO4或密度小于浓硫酸的溶液被稀释或与浓H2SO4混合时，都是将浓H2SO4沿玻璃棒注入其中，并不断搅拌，使其散热。
[例3](2008届创博智典联考题)教材化学第一册有如下图1所示的铜与浓硫酸反应实验装置，该实验过程中会有二氧化硫气体放出，污染室内空气，严重地损害师生.为此某课外小组对此实验进行如图2所示的改进，改进的实验操作简单现象明显，并且几乎无二氧化硫气体泄漏。实验步骤如下：
图1 图2
①首先按装置图安装仪器，安装仪器时，在支管胶塞的铁丝构上挂一片品红试纸。
②向试管中加入约10毫升的浓硫酸，加热(在加热浓硫酸时，将铜片向上提起，铜片先不要伸入浓硫酸中)，当加热至沸腾时，把铜片放下，使其完全浸入浓硫酸中，反应即刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起，离开浓硫酸，反应就停止了。
回答下列问题：
(1)如图2所示，铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有： ;
(2)塑料袋作用是： ;
(3)为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境，可进行的操作是： ;相关的离子方程式是： 。
[解析]当铜片接触热浓硫酸时，有大量的白雾产生(白雾是由于二氧化硫气体与水结合形成亚硫酸小液滴缘故)并沿支管口喷在品红试纸上，使品红试纸的红色开始褪色，而且原来无色硫酸溶液开始变绿，当品红试纸完全褪成白色后，把铜片向上提使其离开浓硫酸溶液，反应马上停止。
【答案】(1)支管口有白雾，试管中出现绿色，品红试纸褪色，铜片部分溶解。
(2)收集多余的SO2气体，防止污染空气;
(3)在反应后的试管中、塑料袋中加适量的碱吸收SO2气体
SO2+2OH H2O+SO32或SO2+OH HSO3
【规律总结】浓硫酸的吸水性：吸收物质中由水分子组成的的水蒸气或结晶水。可用作干燥剂，但一般不能干燥碱性和还原性气体。脱水性：将某些化合物中(主要是有机化合物)中H、O两原子按水的组成比2∶1脱去。(浓硫酸可用作有机反应的催化剂和脱水剂)
浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红(酸性引起)，后变黑(脱水性引起);而稀硫酸则只能使湿润的石蕊试纸变红，不能使之变黑或褪色。
考点4 溶液中SO42的检验
1.原理：利用Ba2++SO42 BaSO4↓(白色)，BaSO4 盐酸、硝酸的特性。
2.试剂： 。
3.检验的误区
干扰检验的离子：Ag+能与SO42离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag 2SO4;Ag+还能与Cl反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl;SO32、CO32、SiO32、PO43等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀。但这些白色沉淀溶于强酸中。
4.检验步骤
①在待测溶液中加入 ，排除 等离子的干扰。注意一般不用稀HNO3，因为稀HNO3能将 氧化成 而被漏检。
②在排除干扰后的溶液中加入 ，产生的白色沉淀一定是BaSO4，则此溶液中一定含有SO42。
[特别提醒]：检验SO42的关键是既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排除干扰离子的误导，要全面考虑，综合分析，正确推导。
[例4]对某酸性溶液(可能含有Br、SO42、H2SO3、NH4+)分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色 ②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液时，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是 ( )
A.Br B.SO42 C.H2SO3 D.NH4+
[解析]①加热时放出的气体可以使品红褪色，则溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不稳定，分解产生的SO2可使品红褪色。②加碱后加热，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有NH3产生，说明溶液中一定含有NH4+。③加氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br。再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成，说明此时溶液中含SO42，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3产生的，故不能确定的为SO42。
【答案】B
【误区警示】SO42检验的误区：
①只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO32、PO43、SO32、Ag+等干扰离子判成SO42，此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、AgCl的白色沉淀。
②误将Ag+、Pb2+判成SO42。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加盐酸有白色沉淀便断定含SO42。其错误是未注意溶液中不含SO42而含Ag+或Pb2+也会有同样现象。
因为Ag++Cl AgCl↓(白色) Pb2++2Cl PbCl2↓(白色)
③误将SO32判成SO42。如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO42。该错误是未注意NO3具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2++
SO32 BaSO3↓(白色)，3BaSO3+2H++2NO3 3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O
再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO42，也同样是落入干扰离子转化为SO42从而生成BaSO4的陷阱中。
参考答案
考点1 硫的性质
1. 多种 淡黄 Na2O2、AgBr、黄铁矿、TNT
2. (1)Na2S Al2¬S3 Al2S3 FeS (2)SO2
(3)H2SO4+6NO2↑+2H2O 2SO2↑+2H2O Na2S+Na2SO3+H2O
考点2 二氧化碳和二氧化硫性质的异同
1.无 大于 没有 刺激性 无 有 能溶于 易溶于
2.酸性 不 CaSO3↓+H2O Ca(HSO3)2 CaCO3↓+H2O Ca(HCO3)2 还原 氧化 酸雨 温室效应
考点3 浓硫酸和稀硫酸氧化性比较
强 弱 分子中+6价的硫元素 离出来的H+ SO2 硫酸盐+SO2↑+H2O
考点4 溶液中SO42的检验
1.不溶于 2.可溶性钡盐〔BaCl2或Ba(NO3)2溶液〕、盐酸
4.①稀盐酸 Ag+、SO32、CO32、SiO32、PO43 SO32- SO42- ②氯化钡溶液
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