2020年高三化学 第四章 第三节 硫及其化合物学案 新人教版

硫及其化合物考点(一)O3和H2O2的性质及应用【精讲精练快冲关】[知能学通]1．臭氧的性质与用途(1)组成与物理性质：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体。O3是浅蓝色气体，有鱼腥臭味。(2)化学性质不稳定性O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为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=====放电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；O3在反应中作氧化剂时，生成物中一般有O2生成漂白性O3因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂(3)用途：①可用作脱色剂和消毒剂；②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．双氧水的结构与性质(1)结构电子式：HOOH，结构式：H—O—O—H。(2)化学性质不稳定性加热、光照或加催化剂都能使分解加快，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处，其分解的化学方程式为2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑弱酸性相当于二元弱酸H2O2H＋＋HO－2，HO－2H＋＋O2－2强氧化性①在工业上用10%的H2O2漂白羽毛及丝织品，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；②氧化Fe2＋、SO2－3、H2S、SO2等还原性物质：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，H2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O，H2O2＋H2S===S↓＋2H2O，H2O2＋SO2===H2SO4；③使湿润的淀粉­KI试纸变蓝：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O弱还原性①H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O；②H2O2被氧化成O2时，每生成1molO2转移2mol电子[题点练通]1．下列有关臭氧的说法中正确的是()A．常温常压下，臭氧和氧气都是无色气体B．臭氧与氧气可以相互转化，其反应属于氧化还原反应C．臭氧与氧气互为同素异形体D．臭氧是一种很好的消毒剂，空气中存在大量的臭氧有利于人体健康解析：选C常温常压下，氧气是无色气体，臭氧是蓝色气体，故A错误；氧气和臭氧间的相互转化属于化学反应，因为反应过程中没有元素化合价的变化，即没有电子的转移，所以不属于氧化还原反应，故B错误；臭氧具有强氧化性，可以杀菌消毒，产物为氧气，对水质无污染，臭氧的体积分数超过10－4%，除对人体有一定毒害外，引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，同时刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低，故D错误。2．下列有关H2O2的说法错误的是()A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在非极性共价键B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂C．H2O2既有氧化性，又有还原性，与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的氧化性D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同解析：选CH2O2、Na2O2都属于过氧化物，其中过氧根中的氧和氧之间就是非极性共价键，故A正确；双氧水有氧化性，被还原时产物为水，是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂，故B正确；H2O2既有氧化性，又有还原性，遇到强氧化剂时表现还原性，与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的还原性，故C错误；HClO、H2O2作漂白剂均是利用其氧化性，漂白原理类似，SO2的漂白性是其和有机色质的结合过程，不是氧化性作用的结果，故D正确。3.O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O33O2，O3O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2(X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)3O2(g)ΔH＝－144.8kJ·mol－1，t℃时K＝3×1076。下列说法不正确的是()A．O3转变为O2的能量曲线可用图示表示B．O3转变为O2为氧化还原反应C．臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂D．t℃时，3O2(g)2O3(g)，K≈3.33×10－77解析：选B图像中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热反应，故A正确；O2可以转化成O3，但元素化合价未变，不是氧化还原反应，故B错误；X参与反应，加快了速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变，属于催化剂，所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作为催化剂，故C正确；相同条件下，逆反应的K值是正反应K值的倒数，故D正确。4．双氧水(H2O2)是一种极弱电解质，也是一种“绿色氧化剂”。为了贮存、运输的方便，工业上将其转化为固态过碳酸钠(2Na2CO4·3H2O)，该物质具有Na2CO3与H2O2的双重性质。请回答下列问题：(1)写出H2O2的电子式：____________，并写出它与SO2反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)若把H2O2看成二元弱酸，写出它在水中第一步电离的方程式：________________________________________________________________________。(3)下列物质不会使过碳酸钠失效的是________(填标号)。A．MnO2B．NaHCO3C．H2SD．CH3COOH(4)稀H2SO4不与Cu反应，但在稀H2SO4中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目：_______________________。解析：(1)H2O2具有氧化性，能将SO2氧化成H2SO4，反应的化学方程式为H2O2＋SO2===H2SO4。(2)H2O2是二元弱酸，其一级电离方程式为H2O2H＋＋HO－2。(3)因过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质，加入MnO2能使H2O2分解，A错误；H2S具有还原性，能被H2O2氧化，C错误；CH3COOH的酸性强于H2CO3，加入CH3COOH能与过碳酸钠反应放出CO2，D错误。(4)Cu与稀H2SO4、H2O2反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，反应中Cu作还原剂，H2O2作氧化剂，1molH2O2反应转移2mol电子。答案：(1)HOOHH2O2＋SO2===H2SO4(2)H2O2H＋＋HO－2(3)B考点(二)硫及其氧化物和氢化物【点多面广精细研】1．自然界中的硫(1)物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体不溶微溶易溶(2)化学性质H2S－2――→氧化性S0――→还原性S＋4O2①与金属反应Cu：2Cu＋S=====△Cu2SFe：Fe＋S=====△FeS表现氧化性②与非金属反应O2：S＋O2=====点燃SO2，表现还原性H2：H2＋S=====△H2S，表现氧化性③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)=====△3SO2↑＋2H2O，表现还原性。④与NaOH溶液反应：3S＋6NaOH=====△2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表现氧化性和还原性。2．二氧化硫(1)物理性质色、味、态密度溶解性是否易液化无色、刺激性气味气体比空气大易溶于水易液化(2)化学性质(反应用化学方程式表示)(3)SO2的实验室制法①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；②固体Cu与浓H2SO4混合加热：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)SO2和CO2的鉴别方法①闻气味法：CO2无气味，SO2有刺激性气味。②品红溶液法：能使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。③酸性高锰酸钾溶液或溴水法：使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2，不能使它们褪色的是CO2。(5)SO2对大气的污染与防治①形成酸雨的反应过程②SO2对大气的污染与防治来源化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等危害危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)治理燃煤脱硫、改进燃烧技术、开发新能源3.三氧化硫(1)物理性质熔点16.8℃，沸点44.8℃，常温下为液态，标准状况下为固态。(2)化学性质三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：4．硫化氢(1)物理性质H2S是一种具有臭鸡蛋气味的气体，ρH2S＞ρ空气，能溶于水。(2)化学性质弱酸性H2S的水溶液称为氢硫酸H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－不稳定性H2S=====△H2＋S还原性2H2S＋3O2(足量)=====点燃2SO2＋2H2O2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O沉淀溶液中的某些金属离子H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋(3)实验室制取方法FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑。[小题练微点]判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)硫在自然界中仅以化合态存在()(2)硫与铁反应生成硫化亚铁()(3)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫()(4)二氧化硫可广泛用于食品的漂白()(5)SO2和Ca(OH)2、NaHCO3均能发生化学反应()(6)除去SO2中的少量HCl的实验方法如图()(7)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水、石蕊溶液褪色()(8)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好()(9)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同()(10)标准状况下，22.4LSO3含有的原子总数为4NA()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×(9)×(10)×[学霸微提醒](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。(3)洗涤附着在试管内壁上的硫，可用CS2或热强碱液洗涤。因为硫单质易溶于CS2，也可以与热的强碱溶液反应：3S＋6NaOH=====△2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。(4)除了Na＋、K＋、NH＋4之外，一般金属硫化物都为沉淀，如FeS、CuS。SO2的还原性与漂白性1.判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2018·全国卷Ⅱ)密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA()(2)(2017·北京高考)SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液，产生白色沉淀，说明SO2有还原性()(3)(2017·北京高考)SO2通入酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色，说明SO2有漂白性()(4)(2016·海南高考)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×2．(2017·江苏高考)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是()解析：选B需用浓H2SO4与Cu反应制取SO2，A项不能达到实验目的；SO2可以使品红溶液褪色，以验证其具有漂白性，B项能达到实验目的；SO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，导气管应“长进短出”，C项不能达到实验目的；SO2与饱和NaHSO3溶液不反应，应用碱液(NaOH溶液)吸收，D项不能达到实验目的。[归纳拓展]1．注意SO2的漂白性和还原性的区别SO2使品红溶液褪色表现的是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、碘水褪色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。2．常见的用于漂白的物质的比较用于漂白的物质漂白原理变化类型漂白特点能漂白的物质活性炭吸附漂白物理变化物理漂白，不可逆一般用于溶液漂白Cl2利用HClO的强氧化性进行漂白化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质次氯酸盐HClONa2O2H2O2的强氧化性化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质H2O2SO2SO2与H2O生成H2SO3，再与有色物质化合生成不稳定的无