学科: 数学
教学内容:第三章 高三化学硫、硫酸
一、考点:
1. 以硫元素为代表,了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质;理解氧族元素的性质递变规律;
2. 了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义;
3. 掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算;
4. 了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验;了解几种常见的硫酸盐。 5. 掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。
二、知识结构:
2. 硫的氢化物、氧化物及其水化物的结构、性质
3. 金属硫化物的颜色和溶解性
硫化物 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag
←−−−−−黑色− −−−−→←−−−−白色−−−−−→颜 色
溶于水 溶解性←−−−−−−→ 性 酸 −−→←−−且水解−−→←溶于盐酸→←−
只溶于强氧化
4.SO 2与Cl 2的漂白性比较
两种气体虽都有漂白性,但原理及现象又不同。Cl 2是由于溶于水生成的HClO 有强氧化性 ,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复到原来颜色——永久漂白,而SO 2是由于溶于水生成的H 2SO 3与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色——暂时漂白。
5. 可逆反应 在同一条件下,同时向正、逆反应方向进行的反应。 ........如:2H 2+O2
2H 2O ,2H 2O
2H 2↑+O2↑
这两个反应条件不同,故不能视为可逆反应。
而2SO 2+O22SO 3,SO 2+H2O H 2SO 3发生在同一条件下,它们均为可逆反应。
6. 常见气体的制取、收集和净化等知识归纳如下: (1)气体制取装置分为三类,见下图所示。
−→,可选用图(丙) 。可制取O 2、NH 3、CH 4等。
①固+固−
△
−→,可选用图(乙) 或(丁) 。图(乙) 可制取H 2、CO 2、H 2S 、NO 2、C 2H 2等。图(丁) ②固+液−
只可制取H 2、CO 2、H 2S(要注意启普发生器使用的三个条件) 。
−→,可选用图(甲) 。可制取Cl 2、HCl 、SO 2、CO 、NO 、C 2H 2等气体。 ③固(或液)+液−
(2)气体收集的三种方法:
△
(3)气体净化装置常见的有三种,如下图所示。
①装置(甲) 是洗气瓶。选择的除杂试剂的是液态。如H 2中的HCl 用NaOH 溶液除去;CO 2
中的SO 2用饱和NaHCO 3溶液除去;Cl 2中的HCl 用饱和食盐水除去;SO 2中的SO 3用饱 和NaHSO 3或H 2SO 4除去。
②装置(乙) 是干燥管。选择的除杂试剂是固态的。如H 2中水蒸气可用无水CaCl 2;CO 中的CO 2可用碱石灰。注意气体流入方向:“大进小出”。
③装置(丙) 是硬质玻璃管。选择的试剂是固体,需加热时采用此装置。如CO 2中的CO 用灼热CuO 除去,空气中的O 2用灼热的铜粉除去。
④尾气吸收装置有三种,如下图所示。
①(甲) 是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收HCl 、NH 3,用NaOH 溶液吸收HCl ,用氨水吸收SO 2等。
②(乙) 是能溶于溶液的气体吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。如用NaOH 溶液吸收Cl 2、H 2S ,用CuSO 4溶液吸收H 2S 等。
③(丙) 是CO 在空气中点燃的方法处理,防止污染大气。 三、知识点、知识点提示
1. 硫单质与氢化物、氧化物的性质及化合价关系
-
2
S S
+
4
S
+6
S
强还原性 氧化性、还原性 强氧化性
特别注意:中间价态的两类硫既有氧化性,又有还原性,SO 2、H 2SO 3、Na 2SO 3以 还原性为主。
2. 硫的四种价态间的含硫物质之间的网络关系 ①H 2S 是具有臭蛋气味的剧毒气体,其水溶液——氢硫酸是一种具有挥发性的二元弱酸,硫化氢、氢硫酸都具有强还原性可被碘水、溴水、氯水、FeCl 3溶液、HNO 3等氧化。H 2S 能燃烧,燃烧依反应条件不同而不同。
②硫与Fe 、Cu 反应时,由于其非金属性比氯弱,所以生成低价态的物质FeS 、Cu 2S 。 ③硫的氧化物有SO 2和SO 3,其中SO 2是一种有刺激气味的气体,易液化,易溶于水——其水溶液叫亚硫酸,是二元弱酸。SO 2是重要的大气污染物(其危害详见课本) ,防治方法有排烟除硫燃料脱硫等。
4. 离子反应是指在溶液中(或熔化状态) 有离子参加或生成的反应离子反应发生的条件是反 应前后至少有二种离子的数目发生了改变。离子方程式表示了反应的实质即所有同一类型的 离子之间的反应。其书写原则是:可溶性或微溶性的强电解质写离子形式,多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式,其它物质写分子式或化学式。检查离子方程式是否正确的三个规则①质量守恒——微粒种类与数目相等,②电荷守恒——方程式两边电荷总数相等,③得失电子相等——属于氧化还原反应的离子反应中得失电子数相等。离子共存问题应转化为离子之间能否反应来考虑。
5. 硫酸的化学性质①不挥发性强酸,如制取HF 、HCl 、HNO 3等②浓硫酸特性(ⅰ) 脱水性指将有机物中的H 、O 元素按水的组成(2∶1) 比脱去(ⅱ) 吸水性;但不能用浓硫酸干燥NH 3、
H 2S 、HBr 、HI 等。(ⅲ) 强氧化性,但常温下不与Fe 、Al 等金属反应。
6.H 2S 燃烧的两个反应:不完全燃烧: 2H 2S+O2
完全燃烧: 2H 2S+3O2
2SO 2+2H2O „„„b 2S+2H2O „„„„a
①当H 2S 为定值时,a 式表示O 2不足,b 式表示O 2充足; ②当O 2为定值时,b 式表示H 2S 不足,a 式表示H 2S 充足; ③当
n H 2S n O 2n H 2S n O 2
≥
2
,按a 式反应,产物全是S ; 1
2
,按b 式反应,产 物全是SO 2; 3
当
≤
2n H 2S 2当<<,按a 式和b 式反应,产物是S 和SO 2;
3n O 21
【同步达纲练习】
1. 下列说法不正确的是( )
A. 硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体
B. 硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里 C. 硫与氧属于同一主族
D. 硫在空气中的燃烧产物是SO 2,在纯氧中燃烧产物是SO 3 考查目的:考查硫单质以及硫化物的一些物理和化学性质。 2. 下列氢化物的还原性按由强到弱的顺序排列的是( )
A.H 2Se>H2S>HI>HBr>HCl B.H2S>H2Se>HI>HBr>HCl C.HI>HBr>HCl>H2S>H2Se D.H2Se>H2S>HCl>HBr>HI 考查目的:考查一些非金属元素氢化物的还原性大小的比较。
3. 将绿矾晶体加强热,除生成水蒸气以外,还发生如下反应:2FeSO 4Fe 2O 3+SO2↑+SO3↑,如将生成的混和气体通过氯化钡溶液,应发生的现象有( ) A. 一定产生BaSO 4沉淀 B.一定产生BaSO 3沉淀 C. 一定有SO 2逸出 D.一定有SO 3气体逸出
考查目的:通过对SO 2、SO 3水溶液性质的考查,要求学生有准确的分析及推断能力。 4. 下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO 4的是( )
22
−−−→白色沉淀 A.Fe(NO3) 2溶液−−−−−−
+过量盐酸,通SO ,+BaCl 溶液
23−−−→白色沉淀 B.Ba(NO3) 2溶液−−−−−
+过量盐酸,+Na SO 溶液
32
C. 无色溶液−−−−−−−→白色沉淀
+稀HNO ,+BaCl 溶液
2D. 无色溶液−−−−→无色溶液−−−→白色沉淀
+过量盐酸+BaCl
2-考查目的:通过对SO 3的还原性的考查,训练学生的辨别比较能力。
5. 关于酸雨的下列分析正确的是( )
A. 因空气中无催化剂,SO 2不能转化成SO 3,酸雨中只含H 2SO 3 B.SO 2在空气中有条件形成SO 3,所以酸雨中含H 2SO 4 C. 酸雨是无法避免的
D.H 2SO 4形成的酸雨比H 2SO 3危害大
考查目的:考查酸雨的形成原因,以及对环境保护的认识。
6. 为了除去混在CO 2中的SO 2和O 2,下列试剂使用的顺序正确的是①饱和Na 2CO 3溶液;②饱和NaHCO 3溶液;③浓硫酸;④灼热的铜网;⑤碱石灰( )
A. ①②③ B.②③④ C.②⑤④ D.③④⑤ 考查目的:考查学生对基础知识掌握的程度及逻辑思维能力。
7. 钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及其化合物最不可能具有的性质是( ) A. 钋是能导电的固体
B. 钋的氧化物的水化物至少有两种 C. 钋与氢气不能直接化合 D. 钋的氢化物很稳定
考查目的:考查放射性元素钋以及钋的氧化物的性质,培养学生综合推理能力。
8. 在一定条件下,将70ml H 2S 气体和90ml O 2混合,点燃并使其均反应完。再恢复到原来条件则生成SO 2生成气体的体积为( )
A.70ml B.60ml C.55ml D.50ml
考查目的:H 2S 与O 2反应,是考试热点内容,必须熟练掌握有关的知识及计算技巧,训练培养综合分析问题的能力。 9. 对于反应Br 2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO 4和2HBr+H2SO 4(浓) Br 2+SO2↓+2H2O 下列说法中正确的是( ) A. 它们互为可逆反应
B. 它们互相矛盾,不可能符合事实
C. 反应条件的改变引起了反应方向的改变,它们都符合事实 D. 氧化性:(浓)H 2SO 4>Br 2;还原性:SO 2>HBr 考查目的:通过对可逆反应的概念及氧化还原反应知识的运用的内容的考查,训练学生的辨别比较能力。
10. 只能表示一个化学方程式的离子方程式为( )
-
A.Ba +2OH+2H+SO 24
2+
-+
BaSO 4↓+2H2O
2-B. CO 3+2H
+
H 2O+CO2↑ 2Cl +Br2
-
4H +2Cl+SO 24
+
--
C.2Br +Cl2D.SO 2+Cl2+2H2O
-
考查目的:通过对离子反应及离子方程式知识点的考查,训练学生归纳比较能力。
11. 下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( ) A.CO 3、HCO 3、OH 、Na
+
-+
2---+
2-
B.K 、Cl 、S 、CO 3
+
-2-2+
2+
-
2-2-
C.H 、Br 、Na 、SO 3 D.Ba 、Cu 、NO 3、SO 4
考查目的:离子能否共存就是看这些离子在溶液中能否发生反应(复分解反应、氧化还原反应) ,本题对学生分析能力进行考查。 12. 固体A 、B 都由两种相同的元素组成。在A 、B 中两种元素的原子个数比分别为1∶1和1∶2。将A 和B 在高温时燃烧,产物都是C(固体) 和D(气体) 。由D 最终可制得E(酸) ,E 和另一种酸 组成的混酸常用于制取有机炸药。E 的稀溶液和A 反应时,生成G(气体) 和F(溶液) ,G 通入D 的 水溶液,有浅黄色沉淀生成。在F 中滴入溴水后,加入氢氧化钾溶液,有红褐色沉淀生成, 该沉淀加热时又能转变为C 。根据上述事实回答: (1)A的化学式是 ,B 的化学式是 。 (2)写出下列反应的化学方程式。
①B 煅烧生成C 和D ②G 通入D 溶液中 ③在F 中滴入溴水 ④A 和E 的反应 考查目的:硫的化合物的一些性质以及学生综合推理能力。
13. 接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的SO 2,为防止污染大气,排放前应进行尾气处理,使其得到综合利用。
3
(1)某硫酸厂每天排放5000m (标况) 尾气,其中SO 2的体积分数为0.2%,若用NaOH 溶液、石灰及氧气等物质处理,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO4·2H 2O )?
-1
(2)如果将一定体积的尾气通入200mL2 mol·L 的NaOH 溶液中,使其完全反应,经测定所得溶液含33.4g 溶质,试分析溶液的成分,并通过计算确定各成分的物质的量。 考查目的:SO 2的处理与回收,培养学生的环保意识。
14. 亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性。现有试剂:溴水、硫化钠溶液、亚 硫酸钠溶液、稀硫酸、烧碱溶液、氨水。
①要证明Na 2SO 3具有还原性,应选用的试剂有 ,看到的现象 ,反应的离子方程式为 。
②要证明Na 2SO 3具有氧化性,应选用的试剂有 、 看到的现象 ,反应的离子方程式为
考查目的:这道题要用到的知识有+4价硫的氧化还原性,氧化还原反应发生的条件及现象, 离子方程式的书写等,是一道综合题,考查学生的综合思维能力。
15. 摄影工艺中的废定影液的PH 值小于7,其中含有银的复杂化合物,为了回收银,进行如下操作:向盛有定影液的烧杯中,加入少量稀NaOH 溶液,再加入硫化钠溶液,生成黑色沉淀。过滤,将固体移入坩埚中加碳酸钠和硼砂(催化剂) 混合加热,放出二氧化碳和氧气。将残留的固体用水洗涤,即得到固体银,而洗涤液中主要含有硫化钠,试回答下列问题:(1)开始时为何要向废液中加入少量氢氧化钠溶液?(2)过程中的黑色沉淀物质是什么?(3)写出加热时坩埚内发生的反应的化学方程式。
考查目的:这是一道信息题,用学习过的化学知识解释实际问题,培养学生解决实际问题的 能力。
-+6
16. 氯酸钾和亚硫酸氢钠间氧化还原反应生成Cl 和S 的速度,如下图所示,又已知这个反应的速度随着溶液中氢离子浓度增大而加快。
(1)为什么反应开始时反应速度加快? (2)为什么后期反应速度下降?
考查目的:本题涉及的知识是氧化还原反应,仔细分析反应式,是能回答问题的,考查分析问题能力。
17. 将0.8g 某种铁的硫化物在O 2流里灼烧,使硫全部氧化为二氧化硫,再将所得的SO 2通过氧化剂使之全部转化为三氧化硫,并与水化合完全转化为硫酸。这些硫酸恰好与40ml0.5 mol/L NaOH溶液中和,则某种铁的硫化物中含硫的质量分数 。
考查目的:这是一道多步反应的计算题,只要从多步反应中找出需要的关系式,便能解答。 训练学生的归纳、分析能力。
18. 某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种:(A)氯化钠 (B)硫化钠 (C)亚硫酸钠 (D)硫 代硫酸钠 (E)硫酸钠 (F)碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸,有浅黄色的沉淀析出,同 时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味,可使澄清的石灰水变浑浊,不能使品红试液褪色。根 据上述实验现象回答下列问题。
(1)不能使品红试液褪色,说明该气体中不含 (填分子式) 。
(2)此无色溶液中至少存在哪几种钠盐? 请写出全部可能的情况(填写相应的字母) 。
第一种情况是 ,第二种情况是 ,第三种情况是 ,第四种情况是 。(可不填满,也可补充) 考查目的:有关硫的化合物的知识和思维能力。 19. 有一瓶亚硫酸钠溶液已部分氧化变质:2Na 2SO 3+O22Na 2SO 4,某学生 设计了下列实验,确定Na 2SO 3的纯度:
①称取ag 样品。称量时所用主要仪器的名称是 ②样品的溶解。溶解过程中使用玻璃棒搅拌的目的 ③在溶液中加入过量的BaCl 2溶液且用盐酸酸化。 (1)为什么要用盐酸酸化?
(2)BaCl2为什么要过量? (3)怎样检验BaCl 2溶液是否过量? (4)为什么要洗涤沉淀?
(5)怎样洗涤沉淀?
(6)怎样判断沉淀是否洗净?
(7)烘干沉淀并计算。烘干后称量沉淀质量为bg ,列出计算Na 2SO 3纯度的计算式。
考查目的:这是一道综合实验题,要回答完整本题必须对这个实验有一条清晰的实验方案, 考查实验能力。
20. 将amol H2S 和1mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应。维持容器内气体的压强不变(101KPa),在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d 1和d 2。若a 的取值不同,则H 2S 的氧化产物可能有如下三种情况:
(1)全部是SO 2,此时a 的取值范围是 。 (2)全部是S ,此时a 的取值范围是 ,并且d 1 d2(填“小于”、“大于”或“等于”) 。
(3)部分是SO 2,部分是S ,此时a 的取值范围是 。反应所生成SO 2的物质的量为 mol。容器内气体的物质的量之和为 mol(以含a 的代数式表示) 。
考查目的:H 2S 气体的燃烧问题是一个考试热点,完成本题要对H 2S 燃烧原理、条件非常熟练。考查学生的综合解题能力。 21. 某工厂处理含二氧化硫废气时采用“将二氧化硫转化为硫酸铵”的方法。该厂初步处理 后
3
的废气中氧气的体积分数为10%,二氧化硫的体积分数为0.2%。使该废气在400℃时以5m /h的速率通过催化剂层与速率为20L/h的氨气混合,再喷水使之发生反应,2NH 3+H2SO 4(NH4) 2SO 4将得到的溶液在结晶装置中处理,可得到硫酸铵晶体。将气体都折合为标准状况下进行计算:
3
(1)该工厂为什么将废气以5m /h的速率与速率为20L/h的氨气混合为最佳配比(用计算说明 )?
3
(2)若该厂每天排放10000m 这种废气,按上述方法该厂每月(30天) 计算可得到硫酸铵多少
3
吨? 消耗氨气多少m ?
考查目的:本题是为保护环境处理废气中的SO 2的方法之一,并且要从量的角度对处理过程中所涉及的反应物、生成物进行计算。培养学生的环保意识及分析处理实际问题的能力。
参考答案
【同步达纲练习】
1.AD 2.A 3.AC 4.C 5.BD 6.B 7.D 8.C 9.CD 10.AD 11.B 12.(1)FeS FeS2 (2)①4FeS 2+11O2
2Fe 2O 3+8SO2↑ ②2H 2S+SO2=2H 2O+3S↓
③6FeSO 4+3Br2=2Fe 2(SO4) 3+2FeBr3 ④FeS +H2SO 4=FeSO 4+H2S ↑ 13.(1) S ~ CaSO4·2H 2O 1mol 172g
5000 103 ×0.2% x
22. 4
x =76780g =76.78kg
+-1
(2)若溶液中溶质全为Na 2SO 3,则Na =2mol ·L ×0.2L =0.4 mol, Na2SO 3质量为0.2 mol×126g/mol=25.2g
若溶质是NaHSO 3,则质量是:
0.4 mol×104g/mol=41.6g>33.4g
所以,33.4g 溶质是Na 2SO 3和NaHSO 3的混合物。 设Na 2SO 3的物质的量为x ,NaHSO 3为y
⎧2x +y =0. 4
⎨
⎩126x +104y =33. 4
解得:x =0.1 mol, y=0.2 mol 14. ①溴水,溴水褪色
Br 2+SO3+H2O
2-
-
2H +SO 24+2Br
+
-
②稀H 2SO 4、Na 2S 溶液,生成浅黄色沉淀
2-
2S +SO 3+6H
2-+
3S ↓+3H2O
15.(1)中和酸,防止加Na 2S 时产生H 2S 气体 (2)Ag2S
(3)2Ag2S+2Na2CO 3
-16. 反应式:ClO 3+3HSO 3
-+
+
4Ag+2Na2S+2CO2↑+O2↑
-
Cl +3SO 24+3H
-+
(1)反应刚开始有H 产生,H 浓度逐渐增大,反应速度增大
++-+
(2)反应物浓度下降,H 因反应H +HSO3H 2O+SO2↑,H 离子浓度逐渐减小,反应速度减小。 17.40%
18.(1)SO2 (2)第一种情况是:B 、C 、F ,二种情况是:B 、D 、F 。 19. ①天平、砝码、药匙 ②加速物质的溶解 (1)防止BaSO 3的沉淀生成
-
(2)使SO 24完全沉淀
(3)取滤液滴入BaCl 2看是否有白色沉淀 (4)防止混有可溶性物质
(5)将沉淀置于过滤器中用蒸馏水冲洗
(6)取洗涤液滴入少量AgNO 3溶液看是否有白色沉淀产生 (7)
223a -142b
×100%
233a
a a ;1+ 22
20.(1)a≤2/3 (2)a≥2;大于 (3)2/3<a <2;1-
21. 废气中SO 2的体积为10L/h,而NH 3体积为20L/h,其体积比1∶2 与反应式: 2SO2+
O 22SO 3、SO 2+2NH3+H2O (NH4) 2SO 4中系数1∶2相一致。
33
(2)3.5357吨 1.2×10m
学科: 数学
教学内容:第三章 高三化学硫、硫酸
一、考点:
1. 以硫元素为代表,了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质;理解氧族元素的性质递变规律;
2. 了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义;
3. 掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算;
4. 了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验;了解几种常见的硫酸盐。 5. 掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。
二、知识结构:
2. 硫的氢化物、氧化物及其水化物的结构、性质
3. 金属硫化物的颜色和溶解性
硫化物 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag
←−−−−−黑色− −−−−→←−−−−白色−−−−−→颜 色
溶于水 溶解性←−−−−−−→ 性 酸 −−→←−−且水解−−→←溶于盐酸→←−
只溶于强氧化
4.SO 2与Cl 2的漂白性比较
两种气体虽都有漂白性,但原理及现象又不同。Cl 2是由于溶于水生成的HClO 有强氧化性 ,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复到原来颜色——永久漂白,而SO 2是由于溶于水生成的H 2SO 3与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色——暂时漂白。
5. 可逆反应 在同一条件下,同时向正、逆反应方向进行的反应。 ........如:2H 2+O2
2H 2O ,2H 2O
2H 2↑+O2↑
这两个反应条件不同,故不能视为可逆反应。
而2SO 2+O22SO 3,SO 2+H2O H 2SO 3发生在同一条件下,它们均为可逆反应。
6. 常见气体的制取、收集和净化等知识归纳如下: (1)气体制取装置分为三类,见下图所示。
−→,可选用图(丙) 。可制取O 2、NH 3、CH 4等。
①固+固−
△
−→,可选用图(乙) 或(丁) 。图(乙) 可制取H 2、CO 2、H 2S 、NO 2、C 2H 2等。图(丁) ②固+液−
只可制取H 2、CO 2、H 2S(要注意启普发生器使用的三个条件) 。
−→,可选用图(甲) 。可制取Cl 2、HCl 、SO 2、CO 、NO 、C 2H 2等气体。 ③固(或液)+液−
(2)气体收集的三种方法:
△
(3)气体净化装置常见的有三种,如下图所示。
①装置(甲) 是洗气瓶。选择的除杂试剂的是液态。如H 2中的HCl 用NaOH 溶液除去;CO 2
中的SO 2用饱和NaHCO 3溶液除去;Cl 2中的HCl 用饱和食盐水除去;SO 2中的SO 3用饱 和NaHSO 3或H 2SO 4除去。
②装置(乙) 是干燥管。选择的除杂试剂是固态的。如H 2中水蒸气可用无水CaCl 2;CO 中的CO 2可用碱石灰。注意气体流入方向:“大进小出”。
③装置(丙) 是硬质玻璃管。选择的试剂是固体,需加热时采用此装置。如CO 2中的CO 用灼热CuO 除去,空气中的O 2用灼热的铜粉除去。
④尾气吸收装置有三种,如下图所示。
①(甲) 是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收HCl 、NH 3,用NaOH 溶液吸收HCl ,用氨水吸收SO 2等。
②(乙) 是能溶于溶液的气体吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。如用NaOH 溶液吸收Cl 2、H 2S ,用CuSO 4溶液吸收H 2S 等。
③(丙) 是CO 在空气中点燃的方法处理,防止污染大气。 三、知识点、知识点提示
1. 硫单质与氢化物、氧化物的性质及化合价关系
-
2
S S
+
4
S
+6
S
强还原性 氧化性、还原性 强氧化性
特别注意:中间价态的两类硫既有氧化性,又有还原性,SO 2、H 2SO 3、Na 2SO 3以 还原性为主。
2. 硫的四种价态间的含硫物质之间的网络关系 ①H 2S 是具有臭蛋气味的剧毒气体,其水溶液——氢硫酸是一种具有挥发性的二元弱酸,硫化氢、氢硫酸都具有强还原性可被碘水、溴水、氯水、FeCl 3溶液、HNO 3等氧化。H 2S 能燃烧,燃烧依反应条件不同而不同。
②硫与Fe 、Cu 反应时,由于其非金属性比氯弱,所以生成低价态的物质FeS 、Cu 2S 。 ③硫的氧化物有SO 2和SO 3,其中SO 2是一种有刺激气味的气体,易液化,易溶于水——其水溶液叫亚硫酸,是二元弱酸。SO 2是重要的大气污染物(其危害详见课本) ,防治方法有排烟除硫燃料脱硫等。
4. 离子反应是指在溶液中(或熔化状态) 有离子参加或生成的反应离子反应发生的条件是反 应前后至少有二种离子的数目发生了改变。离子方程式表示了反应的实质即所有同一类型的 离子之间的反应。其书写原则是:可溶性或微溶性的强电解质写离子形式,多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式,其它物质写分子式或化学式。检查离子方程式是否正确的三个规则①质量守恒——微粒种类与数目相等,②电荷守恒——方程式两边电荷总数相等,③得失电子相等——属于氧化还原反应的离子反应中得失电子数相等。离子共存问题应转化为离子之间能否反应来考虑。
5. 硫酸的化学性质①不挥发性强酸,如制取HF 、HCl 、HNO 3等②浓硫酸特性(ⅰ) 脱水性指将有机物中的H 、O 元素按水的组成(2∶1) 比脱去(ⅱ) 吸水性;但不能用浓硫酸干燥NH 3、
H 2S 、HBr 、HI 等。(ⅲ) 强氧化性,但常温下不与Fe 、Al 等金属反应。
6.H 2S 燃烧的两个反应:不完全燃烧: 2H 2S+O2
完全燃烧: 2H 2S+3O2
2SO 2+2H2O „„„b 2S+2H2O „„„„a
①当H 2S 为定值时,a 式表示O 2不足,b 式表示O 2充足; ②当O 2为定值时,b 式表示H 2S 不足,a 式表示H 2S 充足; ③当
n H 2S n O 2n H 2S n O 2
≥
2
,按a 式反应,产物全是S ; 1
2
,按b 式反应,产 物全是SO 2; 3
当
≤
2n H 2S 2当<<,按a 式和b 式反应,产物是S 和SO 2;
3n O 21
【同步达纲练习】
1. 下列说法不正确的是( )
A. 硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体
B. 硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里 C. 硫与氧属于同一主族
D. 硫在空气中的燃烧产物是SO 2,在纯氧中燃烧产物是SO 3 考查目的:考查硫单质以及硫化物的一些物理和化学性质。 2. 下列氢化物的还原性按由强到弱的顺序排列的是( )
A.H 2Se>H2S>HI>HBr>HCl B.H2S>H2Se>HI>HBr>HCl C.HI>HBr>HCl>H2S>H2Se D.H2Se>H2S>HCl>HBr>HI 考查目的:考查一些非金属元素氢化物的还原性大小的比较。
3. 将绿矾晶体加强热,除生成水蒸气以外,还发生如下反应:2FeSO 4Fe 2O 3+SO2↑+SO3↑,如将生成的混和气体通过氯化钡溶液,应发生的现象有( ) A. 一定产生BaSO 4沉淀 B.一定产生BaSO 3沉淀 C. 一定有SO 2逸出 D.一定有SO 3气体逸出
考查目的:通过对SO 2、SO 3水溶液性质的考查,要求学生有准确的分析及推断能力。 4. 下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO 4的是( )
22
−−−→白色沉淀 A.Fe(NO3) 2溶液−−−−−−
+过量盐酸,通SO ,+BaCl 溶液
23−−−→白色沉淀 B.Ba(NO3) 2溶液−−−−−
+过量盐酸,+Na SO 溶液
32
C. 无色溶液−−−−−−−→白色沉淀
+稀HNO ,+BaCl 溶液
2D. 无色溶液−−−−→无色溶液−−−→白色沉淀
+过量盐酸+BaCl
2-考查目的:通过对SO 3的还原性的考查,训练学生的辨别比较能力。
5. 关于酸雨的下列分析正确的是( )
A. 因空气中无催化剂,SO 2不能转化成SO 3,酸雨中只含H 2SO 3 B.SO 2在空气中有条件形成SO 3,所以酸雨中含H 2SO 4 C. 酸雨是无法避免的
D.H 2SO 4形成的酸雨比H 2SO 3危害大
考查目的:考查酸雨的形成原因,以及对环境保护的认识。
6. 为了除去混在CO 2中的SO 2和O 2,下列试剂使用的顺序正确的是①饱和Na 2CO 3溶液;②饱和NaHCO 3溶液;③浓硫酸;④灼热的铜网;⑤碱石灰( )
A. ①②③ B.②③④ C.②⑤④ D.③④⑤ 考查目的:考查学生对基础知识掌握的程度及逻辑思维能力。
7. 钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及其化合物最不可能具有的性质是( ) A. 钋是能导电的固体
B. 钋的氧化物的水化物至少有两种 C. 钋与氢气不能直接化合 D. 钋的氢化物很稳定
考查目的:考查放射性元素钋以及钋的氧化物的性质,培养学生综合推理能力。
8. 在一定条件下,将70ml H 2S 气体和90ml O 2混合,点燃并使其均反应完。再恢复到原来条件则生成SO 2生成气体的体积为( )
A.70ml B.60ml C.55ml D.50ml
考查目的:H 2S 与O 2反应,是考试热点内容,必须熟练掌握有关的知识及计算技巧,训练培养综合分析问题的能力。 9. 对于反应Br 2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO 4和2HBr+H2SO 4(浓) Br 2+SO2↓+2H2O 下列说法中正确的是( ) A. 它们互为可逆反应
B. 它们互相矛盾,不可能符合事实
C. 反应条件的改变引起了反应方向的改变,它们都符合事实 D. 氧化性:(浓)H 2SO 4>Br 2;还原性:SO 2>HBr 考查目的:通过对可逆反应的概念及氧化还原反应知识的运用的内容的考查,训练学生的辨别比较能力。
10. 只能表示一个化学方程式的离子方程式为( )
-
A.Ba +2OH+2H+SO 24
2+
-+
BaSO 4↓+2H2O
2-B. CO 3+2H
+
H 2O+CO2↑ 2Cl +Br2
-
4H +2Cl+SO 24
+
--
C.2Br +Cl2D.SO 2+Cl2+2H2O
-
考查目的:通过对离子反应及离子方程式知识点的考查,训练学生归纳比较能力。
11. 下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( ) A.CO 3、HCO 3、OH 、Na
+
-+
2---+
2-
B.K 、Cl 、S 、CO 3
+
-2-2+
2+
-
2-2-
C.H 、Br 、Na 、SO 3 D.Ba 、Cu 、NO 3、SO 4
考查目的:离子能否共存就是看这些离子在溶液中能否发生反应(复分解反应、氧化还原反应) ,本题对学生分析能力进行考查。 12. 固体A 、B 都由两种相同的元素组成。在A 、B 中两种元素的原子个数比分别为1∶1和1∶2。将A 和B 在高温时燃烧,产物都是C(固体) 和D(气体) 。由D 最终可制得E(酸) ,E 和另一种酸 组成的混酸常用于制取有机炸药。E 的稀溶液和A 反应时,生成G(气体) 和F(溶液) ,G 通入D 的 水溶液,有浅黄色沉淀生成。在F 中滴入溴水后,加入氢氧化钾溶液,有红褐色沉淀生成, 该沉淀加热时又能转变为C 。根据上述事实回答: (1)A的化学式是 ,B 的化学式是 。 (2)写出下列反应的化学方程式。
①B 煅烧生成C 和D ②G 通入D 溶液中 ③在F 中滴入溴水 ④A 和E 的反应 考查目的:硫的化合物的一些性质以及学生综合推理能力。
13. 接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的SO 2,为防止污染大气,排放前应进行尾气处理,使其得到综合利用。
3
(1)某硫酸厂每天排放5000m (标况) 尾气,其中SO 2的体积分数为0.2%,若用NaOH 溶液、石灰及氧气等物质处理,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO4·2H 2O )?
-1
(2)如果将一定体积的尾气通入200mL2 mol·L 的NaOH 溶液中,使其完全反应,经测定所得溶液含33.4g 溶质,试分析溶液的成分,并通过计算确定各成分的物质的量。 考查目的:SO 2的处理与回收,培养学生的环保意识。
14. 亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性。现有试剂:溴水、硫化钠溶液、亚 硫酸钠溶液、稀硫酸、烧碱溶液、氨水。
①要证明Na 2SO 3具有还原性,应选用的试剂有 ,看到的现象 ,反应的离子方程式为 。
②要证明Na 2SO 3具有氧化性,应选用的试剂有 、 看到的现象 ,反应的离子方程式为
考查目的:这道题要用到的知识有+4价硫的氧化还原性,氧化还原反应发生的条件及现象, 离子方程式的书写等,是一道综合题,考查学生的综合思维能力。
15. 摄影工艺中的废定影液的PH 值小于7,其中含有银的复杂化合物,为了回收银,进行如下操作:向盛有定影液的烧杯中,加入少量稀NaOH 溶液,再加入硫化钠溶液,生成黑色沉淀。过滤,将固体移入坩埚中加碳酸钠和硼砂(催化剂) 混合加热,放出二氧化碳和氧气。将残留的固体用水洗涤,即得到固体银,而洗涤液中主要含有硫化钠,试回答下列问题:(1)开始时为何要向废液中加入少量氢氧化钠溶液?(2)过程中的黑色沉淀物质是什么?(3)写出加热时坩埚内发生的反应的化学方程式。
考查目的:这是一道信息题,用学习过的化学知识解释实际问题,培养学生解决实际问题的 能力。
-+6
16. 氯酸钾和亚硫酸氢钠间氧化还原反应生成Cl 和S 的速度,如下图所示,又已知这个反应的速度随着溶液中氢离子浓度增大而加快。
(1)为什么反应开始时反应速度加快? (2)为什么后期反应速度下降?
考查目的:本题涉及的知识是氧化还原反应,仔细分析反应式,是能回答问题的,考查分析问题能力。
17. 将0.8g 某种铁的硫化物在O 2流里灼烧,使硫全部氧化为二氧化硫,再将所得的SO 2通过氧化剂使之全部转化为三氧化硫,并与水化合完全转化为硫酸。这些硫酸恰好与40ml0.5 mol/L NaOH溶液中和,则某种铁的硫化物中含硫的质量分数 。
考查目的:这是一道多步反应的计算题,只要从多步反应中找出需要的关系式,便能解答。 训练学生的归纳、分析能力。
18. 某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种:(A)氯化钠 (B)硫化钠 (C)亚硫酸钠 (D)硫 代硫酸钠 (E)硫酸钠 (F)碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸,有浅黄色的沉淀析出,同 时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味,可使澄清的石灰水变浑浊,不能使品红试液褪色。根 据上述实验现象回答下列问题。
(1)不能使品红试液褪色,说明该气体中不含 (填分子式) 。
(2)此无色溶液中至少存在哪几种钠盐? 请写出全部可能的情况(填写相应的字母) 。
第一种情况是 ,第二种情况是 ,第三种情况是 ,第四种情况是 。(可不填满,也可补充) 考查目的:有关硫的化合物的知识和思维能力。 19. 有一瓶亚硫酸钠溶液已部分氧化变质:2Na 2SO 3+O22Na 2SO 4,某学生 设计了下列实验,确定Na 2SO 3的纯度:
①称取ag 样品。称量时所用主要仪器的名称是 ②样品的溶解。溶解过程中使用玻璃棒搅拌的目的 ③在溶液中加入过量的BaCl 2溶液且用盐酸酸化。 (1)为什么要用盐酸酸化?
(2)BaCl2为什么要过量? (3)怎样检验BaCl 2溶液是否过量? (4)为什么要洗涤沉淀?
(5)怎样洗涤沉淀?
(6)怎样判断沉淀是否洗净?
(7)烘干沉淀并计算。烘干后称量沉淀质量为bg ,列出计算Na 2SO 3纯度的计算式。
考查目的:这是一道综合实验题,要回答完整本题必须对这个实验有一条清晰的实验方案, 考查实验能力。
20. 将amol H2S 和1mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应。维持容器内气体的压强不变(101KPa),在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d 1和d 2。若a 的取值不同,则H 2S 的氧化产物可能有如下三种情况:
(1)全部是SO 2,此时a 的取值范围是 。 (2)全部是S ,此时a 的取值范围是 ,并且d 1 d2(填“小于”、“大于”或“等于”) 。
(3)部分是SO 2,部分是S ,此时a 的取值范围是 。反应所生成SO 2的物质的量为 mol。容器内气体的物质的量之和为 mol(以含a 的代数式表示) 。
考查目的:H 2S 气体的燃烧问题是一个考试热点,完成本题要对H 2S 燃烧原理、条件非常熟练。考查学生的综合解题能力。 21. 某工厂处理含二氧化硫废气时采用“将二氧化硫转化为硫酸铵”的方法。该厂初步处理 后
3
的废气中氧气的体积分数为10%,二氧化硫的体积分数为0.2%。使该废气在400℃时以5m /h的速率通过催化剂层与速率为20L/h的氨气混合,再喷水使之发生反应,2NH 3+H2SO 4(NH4) 2SO 4将得到的溶液在结晶装置中处理,可得到硫酸铵晶体。将气体都折合为标准状况下进行计算:
3
(1)该工厂为什么将废气以5m /h的速率与速率为20L/h的氨气混合为最佳配比(用计算说明 )?
3
(2)若该厂每天排放10000m 这种废气,按上述方法该厂每月(30天) 计算可得到硫酸铵多少
3
吨? 消耗氨气多少m ?
考查目的:本题是为保护环境处理废气中的SO 2的方法之一,并且要从量的角度对处理过程中所涉及的反应物、生成物进行计算。培养学生的环保意识及分析处理实际问题的能力。
参考答案
【同步达纲练习】
1.AD 2.A 3.AC 4.C 5.BD 6.B 7.D 8.C 9.CD 10.AD 11.B 12.(1)FeS FeS2 (2)①4FeS 2+11O2
2Fe 2O 3+8SO2↑ ②2H 2S+SO2=2H 2O+3S↓
③6FeSO 4+3Br2=2Fe 2(SO4) 3+2FeBr3 ④FeS +H2SO 4=FeSO 4+H2S ↑ 13.(1) S ~ CaSO4·2H 2O 1mol 172g
5000 103 ×0.2% x
22. 4
x =76780g =76.78kg
+-1
(2)若溶液中溶质全为Na 2SO 3,则Na =2mol ·L ×0.2L =0.4 mol, Na2SO 3质量为0.2 mol×126g/mol=25.2g
若溶质是NaHSO 3,则质量是:
0.4 mol×104g/mol=41.6g>33.4g
所以,33.4g 溶质是Na 2SO 3和NaHSO 3的混合物。 设Na 2SO 3的物质的量为x ,NaHSO 3为y
⎧2x +y =0. 4
⎨
⎩126x +104y =33. 4
解得:x =0.1 mol, y=0.2 mol 14. ①溴水,溴水褪色
Br 2+SO3+H2O
2-
-
2H +SO 24+2Br
+
-
②稀H 2SO 4、Na 2S 溶液,生成浅黄色沉淀
2-
2S +SO 3+6H
2-+
3S ↓+3H2O
15.(1)中和酸,防止加Na 2S 时产生H 2S 气体 (2)Ag2S
(3)2Ag2S+2Na2CO 3
-16. 反应式:ClO 3+3HSO 3
-+
+
4Ag+2Na2S+2CO2↑+O2↑
-
Cl +3SO 24+3H
-+
(1)反应刚开始有H 产生,H 浓度逐渐增大,反应速度增大
++-+
(2)反应物浓度下降,H 因反应H +HSO3H 2O+SO2↑,H 离子浓度逐渐减小,反应速度减小。 17.40%
18.(1)SO2 (2)第一种情况是:B 、C 、F ,二种情况是:B 、D 、F 。 19. ①天平、砝码、药匙 ②加速物质的溶解 (1)防止BaSO 3的沉淀生成
-
(2)使SO 24完全沉淀
(3)取滤液滴入BaCl 2看是否有白色沉淀 (4)防止混有可溶性物质
(5)将沉淀置于过滤器中用蒸馏水冲洗
(6)取洗涤液滴入少量AgNO 3溶液看是否有白色沉淀产生 (7)
223a -142b
×100%
233a
a a ;1+ 22
20.(1)a≤2/3 (2)a≥2;大于 (3)2/3<a <2;1-
21. 废气中SO 2的体积为10L/h,而NH 3体积为20L/h,其体积比1∶2 与反应式: 2SO2+
O 22SO 3、SO 2+2NH3+H2O (NH4) 2SO 4中系数1∶2相一致。
33
(2)3.5357吨 1.2×10m