氧、硫及其化合物

氧、硫及其化合物

考点一 O 3和H 2O 2的性质及应用

1．O 3

(1)组成：臭氧的分子式为O 3，与 O 2互为同素异形体。 (2)化学性质

①不稳定性：O 3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O 3===3O 2，在放电条件下空气中的O 2可以转化为O 3，反应的化学方程式为 3O 2=====放电

2O 3 。

②强氧化性：O 3容易使淀粉-KI 溶液变蓝色，反应的化学方程式为 2KI ＋O 3＋H 2O===I 2＋2KOH ＋O 2。 ③漂白性：O 3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．H 2O 2 (1)结构

电子式，结构式H —O —O —H ，是极性分子。 (2)化学性质

①不稳定性：加热、加催化剂都能使分解加快。 2H 2O 2=====MnO 2

2H 2O ＋O 2↑ 。

②弱酸性：相当于二元弱酸。

H 2O 2 H ＋＋HO －2，HO －2 H ＋＋O 2－

2。 ③强氧化性

a ．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品；

b ．氧化Fe 2＋、SO 2－

3等还原性物质：

H 2O 2＋2Fe 2＋＋2H ＋===2Fe 3＋

＋2H 2O ， H 2O 2＋Na 2SO 3===Na 2SO 4＋H 2O ；

c ．使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝：H 2O 2＋2I －＋2H ＋

===I 2＋2H 2O 。 ④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。

2KMnO 4＋5H 2O 2＋3H 2SO 4===K 2SO 4＋2MnSO 4＋5O 2↑＋8H 2O 。

判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

1．臭氧有漂白作用，其漂白原理与SO 2的漂白原理相同。( )

2．臭氧和氧气互为同素异形体，它们之间的转化是物理变化。( ) 3．H 2O 2是强氧化剂，只有氧化性。( )

命题角度一 臭氧的性质

1．据有关媒体报道，最近意大利一所大学的科学家使用普通的氧分子和带正电的氧离子制造出了一种新型氧

分子，并用质谱仪探测到了它的存在，这种新型氧分子是由4个氧原子构成的。下列有关这种新型氧分子的叙述正确的是( )

A．与168O互为同位素

B．等质量时所含的O原子数比O3的多

C．是除O2、O3外的又一种氧的同素异形体

D．与同质量的O2具有相同的体积(同温同压)

命题角度二 H2O2的性质

2．过氧化氢又称双氧水，它是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，双氧水近年来更受到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。

根据上述材料，完成下列问题：

(1)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的________性(填“氧化”、“还原”、“酸”或“碱”，下同)；双氧水能使含酚酞的NaOH溶液褪色，体现了双氧水的________性；SO2通入双氧水中，溶液酸性增强，体现了双氧水的________性，反应的离子方程式为____________________________________________________________________。

(2)你认为双氧水被称为绿色氧化_______________________________________。

(3)鉴于H2O2显弱酸性，写出它与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程式：________________________________________________________________________。

1．高考组合题——判断正误和填空

(1)(2013·天津高考)Na2SO3和H2O2的反应为氧化还原反应。( )

(2)(2013·江苏高考)Mg-H2O2电池如图所示，该电池工作时，H2O2在石墨电极上发生氧化反应。( )

(3)(2013·江苏高考)FeSO4被H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(4)(2013·海南高考)H2O2在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为________________________________________________________________________；

H2O2还可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为________________________________________________________________________。

2．(2009·四川高考节选)某化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选。)

请将他们的实验方法和实验现象填入表中：

考点二硫单质及其氧化物的性质和应用1．硫单质

(1)自然界中的硫

①游离态：硫单质俗称硫黄，主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。

(2)硫的物理性质

(3)硫的化学性质

2．二氧化硫

(1)物理性质：

(2)化学性质：

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： SO 3????

?

与H 2O ：SO 3＋H 2O===H 2SO 4与碱性氧化物 CaO ：CaO ＋SO 3===CaSO 4

与碱[Ca OH 2]：SO 3＋Ca OH 2===CaSO 4＋H 2O

4．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2SO 2＋O 2 催化剂

2SO 3、 SO 3＋H 2O===H 2SO 4。 途径2：SO 2＋H 2O H 2SO 3、2H 2SO 3＋O 2===2H 2SO 4。

1．试管内壁沾有硫粉如何洗去？

2．SO 2具有漂白性，其漂白原理和漂白粉漂白原理是否相同？

3．SO 2可以使品红溶液、溴水、KMnO 4溶液、滴有酚酞的NaOH 溶液等褪色，是否都体现了SO 2的漂白性？ 4．雨水的pH ＜7时，一定属于酸雨吗？

命题角度一 硫单质的性质

1．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) ①CuS ②FeS ③SO 3 ④H 2S ⑤FeCl 2

A ．①③⑤

B ．①②③⑤

C ．①②④⑤

D ．全部 2．下列说法正确的是( )

A．硫单质常存在于火山喷口附近

B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外

C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀

D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3

命题角度二SO2的漂白性

[典例1] (2014·江西萍乡高三质检)下列说法正确的是( )

A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色

B．能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2

C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，且原理相同

D．等物质的量的SO2和Cl2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

3．能证明SO2有漂白性的是( )

A．酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫色消失

B．显红色的酚酞溶液中通入SO2气体后红色消失

C．品红溶液中通入SO2气体后红色消失

D．溴水中通入SO2气体后红色消失

4．已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生化合反应生成无色物质。

(1)为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：

a．将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现红色试纸均不褪色；

b．将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；

c．加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气味的气体，后者无明显现象；

d．将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊试液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。

请根据甲同学的实验事实，简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同与不同之处。

①相同之处：SO2和Cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是其与水反应后的产物________和________。

②不同之处：H2SO3只能与某些有机色质发生________反应，生成不稳定的无色物质，产物受热分解再放出SO2，是非氧化还原反应。HClO能与很多有机色质发生________反应，生成物较稳定。

(2)乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。

③消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是：每摩尔物质________相等。

④O3漂白速度较H2O2快的主要原因是__________________________________；

Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是______________________________________。

[总结提升]

常见的能用于漂白的物质的比较

命题角度三SO2的酸性、还原性和弱氧化性

[典例2] 如表所示的实验报告记录的实验现象正确的是( )

5．(2014·广西北海高三质检)如图，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。如表所示，对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( )

6．(2014·湖北重点中学调研)不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是( )

A.②③④ B ．②③④⑤ 命题角度四 CO 2与SO 2的区别

[典例3] (2014·河北张家口高三检测)一位同学设计了下列三个实验方案以验证某无色气体中既含有SO 2，又含有CO 2。

方案一 将无色气体通入酸性KMnO 4溶液，KMnO 4溶液褪色，反应后气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。即可证明原无色气体中既含有SO 2，又含有CO 2。

方案二 将无色气体通入溴水，溴水褪色，将反应后的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明原无色气体中既含有SO 2，又含有CO 2。

方案三 将无色气体通入品红试液后再依次通入酸性KMnO 4溶液、品红试液，最后通入澄清的石灰水。现象依次是品红试液褪色、KMnO 4溶液颜色变浅、品红试液不褪色、石灰水变浑浊，证明原无色气体既含有SO 2，又含有CO 2。

试回答上述三个方案中，能证明原无色气体中既含有SO 2，又含有CO 2的方案是________。 简述其理由：______________________________________________________。

思维模板——检验SO 2和CO 2同时存在的一般思路

SO 22

有时为使装置简化，可将除去SO 2和检验SO 2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO 4溶液，现象是酸性高锰酸钾溶液颜色变浅。

7．(2014·江苏启东中学摸底)SO 2和CO 2作为酸性氧化物，性质是极相似的。要检验SO 2气体中是否混有CO 2气体，可采用的方法是 ( )

A ．通过品红溶液

B ．通过澄清石灰水

C ．先通过NaOH 溶液，再通过澄清石灰水

D ．先通过酸性KMnO 4溶液，再通过品红溶液，再通过澄清石灰水

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)(2013·四川高考)二氧化硫可广泛用于食品的漂白。( ) (2)(2013·广东高考)用SO 2漂白纸浆和草帽辫。( )

(3)(2012·广东高考)SO 2有漂白性，所以SO 2可使溴水褪色。( )

(4)(2012·江苏高考)S =====O 2/点燃SO 3=====H 2O

H 2SO 4。( )

(5)(2012·山东高考)Cl 2、SO 2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性。( ) (6)(2012·天津高考)CaO 能与SO 2反应，可作工业废气的脱硫剂。( ) (7)(2010·全国高考)将SO 2通入BaCl 2溶液中可生成BaSO 3沉淀。( )

(8)(2009·江苏高考)向SO 2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl 2溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO 3难溶于盐酸。( )

(9)(2009·山东高考)将SO 2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将SO 2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色。( )

2．(2012·海南高考)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( )

A．CO2属于大气污染物

B．酸雨是pH小于7的雨水

C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成

D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧

3．(2011·上海高考)下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )

A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2

C．Na2S D．BaCl2

4．(2013·上海高考)二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，图中可选用的发生装置是______(填写字母)。

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36 L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠________g(保留一位小数)；如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠________g (保留一位小数)。

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。

石灰-石膏法的吸收反应为SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O。其流程如图：

碱法的吸收反应为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图：

已知：

。和碱法相比，石灰-石膏法的优点是__________________，缺点是__________________。

考点三硫酸及硫酸根离子的检验

1.物理性质

H2SO4不挥发，易溶于水，浓H2SO4溶于水放热，所以稀释浓H2SO4时，应将浓 H2SO4沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。

2．稀硫酸具有酸的通性

3．浓硫酸的特性

将有机物中的H 、O 以原子数2∶1比例脱去， 如使蔗糖变黑

4．SO 2－

4的检验

被检液――→加足量盐酸酸化取清液――→滴加BaCl 2溶液有无白色沉淀(判断有无SO 2－

4)

1．浓H 2SO 4具有强氧化性，能否干燥具有还原性的SO 2气体？

2．浓硫酸使蓝矾(CuSO 4·5H 2O)变成白色粉末，体现了浓H 2SO 4的脱水性吗？ 3．浓H 2SO 4与Cu 、C 的反应中，分别体现了H 2SO 4的什么性质？

4．检验SO 2－

4时先加稀盐酸酸化的目的是什么？能否先用硝酸酸化？

命题角度一 浓硫酸的特性

1．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是 ( ) A ．酸性 B ．脱水性 C ．强氧化性 D ．吸水性

2．在下列用途或反应中，硫酸表现出的性质为：(A)高沸点(难挥发性)；(B)酸性；(C)强酸性；(D)吸水性；(E)脱水性；(F)强氧化性。试用字母填空：

(1)实验室制取氢气：__________________； (2)实验室制取HCl 气体：______________；

(3)干燥二氧化硫：____________________；

(4)浓硫酸溶解金属铜：________________；

(5)浓硫酸可用钢瓶贮运：______________；

(6)生产过磷酸钙化肥：________________；

(7)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后变黑：________________________________________________________________________；

(8)将浓硫酸加到浓盐酸中产生白雾：____________。

[总结提升]

命题角度二SO2－4的检验

[

3．(2014·黑龙江伊春三校联考)要检验某无色溶液是否含有SO2－4，下列操作最合理的是( )

A．加入Ba(NO3)2溶液后再加稀HNO3酸化

B．加入BaCl2溶液后再加盐酸酸化

C．加入稀HNO3(酸化)后再加Ba(NO3)2溶液

D．加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液

4．甲、乙二位同学各设计一个实验来检验SO2－4离子，且都认为自己的试样中含有SO2－4离子，其方案如下：

甲：

试样X

无色溶液

――→

加BaCl2溶液

白色沉淀――→

加足量稀盐酸沉淀

不溶解

乙：

试样Y 无色溶液――→加Ba NO 3 2溶液白色沉淀――→加足量稀硝酸 沉淀

不溶解

回答以下问题：

(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲________；乙________(填“严谨”或“不严谨”)，并说明理由：___________________________________________。

(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案________________________________________________________________________。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)(2013·广东高考)用硫酸清洗锅炉中的水垢。( )

(2)(2013·广东高考)将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，说明浓硫酸有脱水性和强氧化性。( )

(3)(2012·广东高考)用BaCl 2溶液鉴别SO 2－4与SO 2－

3。( )

(4)(2012·广东高考)浓硫酸有强氧化性，所以浓硫酸可用于干燥H 2和CO 。( )

(5)(2012·四川高考)50 mL 18.4 mol/L 浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO 2分子的数目为0.46 N A 。( )

(6)(2012·山东高考)向溶液中滴加酸化的Ba(NO 3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO 2－

4。( ) (7)(2011·江苏高考)常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸。( )

2．(2010·北京高考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )

A ．上下移动①中铜丝可控制SO 2的量

B ．②中选用品红溶液验证SO 2的生成

C ．③中选用NaOH 溶液吸收多余的SO 2

D ．为确认CuSO 4生成，向①中加水，观察颜色

3．(2009·全国高考)浓H 2SO 4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是

2H 2SO 4 (浓)＋C=====△

CO 2↑＋2H 2O ＋2SO 2↑

请从图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H 2SO 4、木炭和酸性KMnO 4溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)

将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入表中，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

考点四 硫及其化合物的相互转化

1.

2．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 如： H 2S ＋H 2SO 4(浓)=====△

S↓＋SO 2↑＋2H 2O

3．相邻价态的微粒不发生氧化还原反应

如S 和H 2S 、S 和SO 2、SO 2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 4．含硫物质的连续氧化

硫元素???

??

H 2S ――→足量O 2SO 2――→O 2SO 3――→H 2O H 2SO 4

S ―

―→O 2SO 2――→O 2SO 3――→H 2O H 2SO 4

1．已知C 、D 、E 、F 4种无机物均由短周期元素组成，且它们之间的转化关系如图，下列说法正确的是

( )

C ――→O 2

D ――→O 2

E ――→H 2O F

A ．C 一定为单质

B ．E 为氧化物

C ．F 为酸

D ．C 、D 、

E 、

F 的相对分子质量之差为16或16的倍数

2．(2014·甘肃武威模拟)如图，A 为单质，B 为一种具有还原性的二元含氧酸，C 为溶液，且溶液中仅有一种溶质，D 为气体，E 、F 为白色沉淀。物质间转化过程中需要加入的试剂未完全写出。回答下列问题：

(1)在空格处写出相应物质的化学式：

A 为________；D 为________；E 为________。

(2)③中所加的试剂应该具有________性(填“氧化”或“还原”)，可能为________或________。 (3)写出B→E 的离子方程式：

________________________________________________________________________。 写出C→F 的离子方程式：

________________________________________________________________________。

3．某同学用如图所示装置探究SO 2的性质及其有关实验。

(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸溶液反应制备SO 2气体，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中，请回答下列问题：

①少量SO2通入紫色石蕊试液，现象是________________________________，

继续通入过量SO2气体，现象是______________________________________

____________________________________________。

②SO2通入紫红色KMnO4溶液，现象是________________________________

____________________________________________________________，

其反应的离子方程式为________________________________________。

③过量SO2慢慢地通入澄清石灰水中，现象是_______________________________

________________________________________________________________________。

④若C为双氧水，则通入SO2后，请大胆判断所得溶液的溶质是____________(填化学式)，若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体，产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混有________________________________________________________________________。