知识点一 硫及其化合物
硫与二氧化硫
1．硫
| 自然界存在 | 游离态 | 火山喷口附近或地壳的岩石里 |
| 化合态 | 主要以硫化物(FeS2)、硫酸盐[绿矾(FeSO4·7H2O)、CuSO4·5H2O、BaSO4、生石膏(CaSO4·2H2O)；熟石膏(2CaSO4·H2O)]形式存在 | |
| 物理性质 | 硫黄是一种淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 | |
| 化学性质
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氧化性 | S＋H2Δ(====)H2S S＋Hg＝HgS(撒硫粉处理洒落的汞)
S＋FeΔ(====)FeS S＋2CuΔ(====)Cu2S |
| 还原性 | S＋O2Δ(====)SO2 S＋2H2SO4(浓)Δ(====)3SO2↑＋2H2O
S＋6HNO3(浓)Δ(====)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O |
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| 氧化性还原性 | 3S＋6KOHΔ(====)2K2S＋K2SO3＋3H2O | |
| 用途 | 制农药、硫酸、黑火药、染料、橡胶制品及消除汞蒸气等 | |
2．二氧化硫
| 物理性质 | 无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大。易溶于水(常温下，1体积水溶解40体积SO2) | |
| 化学性质 | 酸性氧化物 | 与水反应：SO2＋H2OH2SO3 |
| 与碱性氧化物反应：SO2＋CaO＝CaSO3 | ||
| 与碱反应：SO2＋NaOH＝Na2SO3 SO2＋NaOH＝NaHSO3 | ||
| 与盐反应：SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2 SO2＋Na2SO3＋H2O＝2NaHSO3 | ||
| 强还原性 | O2：2SO2＋O2催化剂Δ2SO3 X2：如SO2＋Br2＋2H2O＝H2SO4＋2HBr
H2O2：SO2＋H2O2＝H2SO4 FeCl3：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ HNO3：3SO2＋2HNO3＋2H2O＝3H2SO4＋2NO KMnO4酸性溶液：褪色 |
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| 弱氧化性 | SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O 2Mg＋SO2点燃S＋2MgO | |
| 漂白性 | 可使品红溶液褪色，加热后红色恢复。漂白原理是非氧化还原反应。 | |
| 制备 | 实验室 | 原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O
装置：
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| 工业 | S＋O2Δ(====)SO2 4FeS2＋11O2高温(====)2Fe2O3＋8SO2 | |
| 污染与防治 | 来源 | 化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸的生产等 |
| 危害 | 污染大气、形成酸雨(pH＜5.6)，危害人体健康 | |
| 硫酸型
酸雨的形成 |
途径1：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4
途径2：2SO2＋O2催化剂Δ2SO3、SO3＋H2O＝H2SO4 |
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| 防治 | 开发新能源、燃煤脱硫、净化工业废气 | |
1．硫与氧反应无论O2少量或过量，均生成SO2而不是SO3。
2．使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，也可能是SO2。
3．漂白性：被漂白的物质是有机色质，不是有色的无机物质，如溴水、酸性高锰酸钾溶液等。
4．SO2通入BaCl2溶液无沉淀生成，但通入Ba(NO3)2溶液中则有白色沉淀生成。
5．SO3在标准状况下为无色、针状晶体。
6．物质的类型和漂白原理
| 漂白原理 | 用于漂白的物质 | 变化类型 | 漂白特点 |
| 吸附型漂白 | 活性炭 | 物理变化 | 不可逆 |
| 氧化型漂白 | HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3 | 化学变化 | 不可逆 |
| 化合型漂白 | SO2 | 化学变化 | 可逆 |
7．从物质类别和化合价维度设计的脱硫(SO2)方法
| 类型一：SO2是酸性氧化物，用加碱性物质脱硫(SO2)生成亚硫酸盐，亚硫酸盐容易被氧化成硫酸盐，制得有用产品；或者亚硫酸盐继续参加后续反应，重新生成SO2和碱性物质，碱性物质循环使用，SO2回收利用。 | |||||||||||||||
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| 类型二：SO2中S的化合价为＋4价，加氧化剂(如NaClO、NaClO2等)脱硫生成硫酸盐，或者加还原剂(如CO等)脱硫生成硫单质。 | |||||||||||||||
| 8．检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，在检验CO2之前应先除去SO2。
说明 有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。 9．除去CO2中的SO2气体方法的选择 将CO2和SO2混合气体通过溴水、酸性高锰酸钾溶液或饱和NaHCO3溶液均能除去SO2。如在检验浓硫酸与碳反应的产物时不可用饱和NaHCO3溶液来除去SO2，因为NaHCO3与SO2反应产生的CO2会对实验造成干扰。 |
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硫酸 硫酸根离子的检验
1．浓硫酸
| 物理性质 | 无色油状液体，高沸点，难挥发，与水以任意比互溶，但密度比水大 | |
| 稀释 | 浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(酸入水) | |
| 化学性质 | 吸水性 | 往盛有少量胆矾(CuSO4·5H2O)的试管中加入适量的浓硫酸，搅拌，蓝色固体变成无色 |
| 浓硫酸可以干燥H2、O2、CO2、HCl、SO2、Cl2等 | ||
| 脱水性 | 用玻璃棒蘸浓硫酸在白纸上写字，字迹变黑 | |
| 浓硫酸使棉织品、木材变黑 | ||
| 强氧化性 | 铁、铝的钝化 | |
| 浓硫酸与碳、硫加热反应：C＋2H2SO4(浓)Δ(====)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O | ||
| 氧化性和酸性 | Cu＋2H2SO4(浓)Δ(====)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
产生的气体能使品红溶液褪色，将试管内物质倒入水中，溶液变蓝色 |
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| 脱水性和
强氧化性 |
向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑(脱水性)，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，放出能使品红褪色的有刺激性气味的气体(氧化性) | |
| 催化剂和吸水剂 | CH3CO18OH＋C2H5OH浓H2SO4CH3COOC2H5＋H218O | |
2．硫酸的工业制备——接触法
| 三设备 | |||
| 三原料 | 硫、黄铁矿 | 空气 | 浓硫酸 |
| 三阶段 | 二氧化硫的制取 | SO2催化氧化 | 三氧化硫的吸收 |
| 三反应 | S＋O2Δ(====)SO2
4FeS2＋11O2高温(====)2Fe2O3＋8SO2 |
2SO2＋O2催化剂Δ2SO3 | SO3＋H2O＝H2SO4
用98.3%的浓硫酸代替水 |
| 尾气吸收 | ①用石灰浆吸收二氧化硫后酸化：SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3＋H2O，CaSO3＋2H＋＝Ca2＋＋SO2↑＋H2O(SO2回收循环利用) | ||
| ②与氨水反应制氮肥 | |||
3．硫酸根的检验
法一：待测液→盐酸酸化(如有沉淀则过滤)→加BaCl2溶液，如有白色沉淀，则证明含有SO42－。
注意：不能用HNO3酸化(以防SO32－被氧化为SO42－)（易错点）。
法二：待测液（如NO3－、SO32－共存时）→Ba(NO3)2溶液→过滤→白色沉淀中加入过量盐酸，如沉淀不溶，则证明含有SO42－。
注意：Ba(NO3)2不能能改用BaCl2，HCl不能改用HNO3
1．浓硫酸的吸水性：水可以是气态水、液态水和结晶水。脱水性：按照H、O个数比为2∶1脱去水。
2．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜从而阻止反应进一步发生。钝化不是“不发生化学反应”。
3．浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1 mol。
4．浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小，变成稀硫酸，稀硫酸与Zn反应产生H2。
5．稀硫酸在酯、糖的水解反应中作催化剂。在配制高锰酸钾溶液时作酸化剂。
不同价态含硫物质间的转化
1．硫及其化合物的氧化还原转化
（1）-2(S)氧化0(S)氧化+4(S)氧化+6(S)
| ①H2S＋Cl2＝2HCl＋S 2H2S＋O22H2O＋S
②2H2S＋3O22H2O＋2SO2 ③Na2S＋Cl2＝2NaCl＋S↓ Na2S＋I2＝2NaI＋S↓ ④S＋O2SO2 ⑤S＋H2H2S ⑥SO2＋2H2S＝3S＋2H2O ⑦2SO2＋O2催化剂2SO3 ⑧SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl ⑨2H2SO3＋O2＝2H2SO4 ⑩2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋2SO2↑＋2H2O ⑪SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O ⑫2Na2SO3＋O2＝2Na2SO4 |
①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。
如：H2S＋H2SO4(浓)＝S↓＋SO2＋2H2O，即H2S→S，H2SO4→SO2。
②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。
③含硫物质的连续氧化
硫元素H2SO4(――→)
（2）含硫化合物的非氧化还原反应
①－2价硫化合物间的转化
| ①FeS＋2HCl＝FeCl2＋H2S↑ ②H2S＋2NaOH＝Na2S＋2H2O ③H2S＋NaOH＝NaHS＋H2O ④Na2S＋H2SO4＝Na2SO4＋H2S↑ ⑤Na2S＋FeSO4＝FeS↓＋Na2SO4 ⑥Na2S＋HCl＝NaHS＋NaCl ⑦NaHS＋NaOH＝Na2S＋H2O |
②＋4价硫化合物间的转化
| ①SO2＋H2O＝H2SO3 ②SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O ③SO2＋NaOH＝NaHSO3 ④H2SO3SO2↑＋H2O ⑤H2SO3＋2NaOH＝Na2SO3＋2H2O ⑥H2SO3＋NaOH＝NaHSO3＋H2O ⑦NaHSO3＋HCl＝NaCl＋SO2↑＋H2O ⑧NaHSO3＋NaOH＝Na2SO3＋H2O ⑨Na2SO3＋HCl＝NaHSO3＋NaCl ⑩Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O |
②＋6价硫化合物间的转化
| ①SO3＋H2O＝H2SO4 ②SO3＋2NaOH＝Na2SO4＋H2O ③SO3＋BaCl2＋H2O＝BaSO4↓＋2HCl ④H2SO4SO3↑＋H2O ⑤H2SO4＋BaCl2＝BaSO4↓＋2HCl ⑥H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O ⑦Na2SO4＋Ba(OH)2＝BaSO4↓＋2H2O |
1．H2S与O2的反应产物与O2的用量有关，若O2过量则生成SO2。
2．一般弱酸不能制强酸，但有例外，如：H2S＋CuSO4＝CuS↓＋H2SO4。
一、判断下列说法的正误，并说明原因。
| 说法 | 正误及解释 | |
| 1 | 硫只以化合态存在于自然界中 | 错误 在火山口附近或地壳的岩层中，S以游离态存在 |
| 2 | 硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 | 错误 硫与O2反应只生成SO2 |
| 3 | 向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SO4(2－) | 错误 SO2通入水中生成H2SO3，使得溶液显酸性，SO3(2－)在酸性条件下被NO3(－)氧化成SO4(2－) |
| 4 | 向溴水溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性 | 错误 SO2＋Br2＋2H2O＝H2SO4＋2HBr，使溴水褪色，SO2具有还原性 |
| 5 | 向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明H2SO3的酸性强于H2CO3 | 正确 有气泡生成，说明生成了H2CO3(分解生成CO2气体)，故酸性：H2SO3＞H2CO3 |
| 6 | 室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 | 错误 室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成氧化物 |
| 7 | 一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体 | 正确 Zn与浓硫酸反应产生SO2，变为稀硫酸时产生H2 |
| 8 | 2 mol SO2和1 mol O2在密闭容器中混合充分反应，转移电子的数目为4×6.02×1023 | 错误 SO2与O2反应有一定限度 |
| 9 | 向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀，再加入足量盐酸，白色沉淀不消失，则原溶液中有SO4(2－) | 错误 Ba(NO3)2溶液中加入足量盐酸，相当于加入了强氧化性的HNO3，则原溶液中可能含有SO3(2－) |
| 10 | 用热的NaOH溶液溶解S：3S＋4OH－Δ(====)2S2－＋SO2↑＋2H2O | 错误 反应的方程式为3S＋6OH－Δ(====)2S2－＋SO3(2－)＋3H2O |
二、选择
1．（2022·贵州黔东南州下学期期末）下列关于硫单质的叙述错误的是
A．硫是一种黄色晶体 B．自然界中有单质硫存在
C．硫在空气中燃烧时生成SO3 D．难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2
C 解析：A项，硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，正确；B项，自然界中有单质硫和硫的化合物存在，正确；C项，硫在空气中燃烧时生成SO2，错误；D项，硫的溶解性为：难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，正确。
2．（2022·云南保山昌宁县下学期期中）用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是
途径①：S浓HNO3———→———→H2SO4
途径②：SO2—→—→SO2O2—→—→SO3H2O——→——→H2SO4
途径③：FeS2O2—→—→SO2O2—→—→SO3H2O——→——→H2SO4
A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性
B．途径②③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本
C．由途径①②③分别制取1 mol H2SO4，理论上各转移6 mol e－
D．途径②③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念
C 解析：A项，S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水，该反应中体现了浓硝酸的强氧化性，正确；B项，增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本，正确；C项，途径①和②都是由S来制备H2SO4，S的化合价从0价升高到＋6价，制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－，途径③中S的化合价从－1价升高到＋6价，制取1 mol H2SO4，转移7 mol e－，错误；D项，途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水，有副产物二氧化氮，而且二氧化氮会污染大气，所以途径②、③与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念，正确。
3．（2022·吉林通化部分重点中学下学期期末）下列反应中，调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是
A．H2S在O2燃烧 B．铁在硫蒸气中燃烧
C．SO2通入澄清石灰水中 D．硫酸中加入锌粉
B 解析：A项，H2S和O2的反应有两种情况，O2不足：2H2S＋O2点燃2S+2H2O，O2过量：2H2S＋3O2点燃2SO2＋2H2O，错误；B项，Fe和S反应只会生成FeS，与反应物用量或者浓度无关，正确；C项，SO2和澄清石灰水反应有两种情况，SO2不足：SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3↓＋H2O，SO2过量：Ca(OH)2＋2SO2＝Ca(HSO3)2，错误；D项，Zn和硫酸反应有两种情况，Zn和稀硫酸反应放出氢气，和浓硫酸反应放出SO2，错误。
4．（2022·山东聊城下学期期末）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
A．新制银氨溶液中加入葡萄糖溶液，水浴加热，产生光亮银镜，因为葡萄糖含羟基
B．常温下，Al放入浓H2SO4中，无明显现象，说明Al与浓H2SO4不反应
C．SO2通入H2S溶液中，溶液出现乳白色浑浊，因为SO2具有氧化性
D．将SO2通入氯化钡溶液中，出现白色沉淀，因为SO2与BaCl2反应生成了BaSO3
C 解析：A项，新制银氨溶液中加入葡萄糖溶液，水浴加热，产生光亮银镜，因为葡萄糖含醛基，羟基不能发生银镜反应，错误；B项，常温下，Al放入浓H2SO4中发生钝化，因此无明显现象，钝化发生化学变化，错误；C项，SO2通入H2S溶液中发生氧化还原反应生成单质硫和水，因此溶液出现乳白色浑浊或淡黄色浑浊，说明SO2具有氧化性，正确；D项，盐酸的酸性强于亚硫酸，将SO2通入氯化钡溶液中不会生成亚硫酸钡，因此不出现白色沉淀，错误。
三、（2022·四川凉山下学期期末）I．用下图装置制取SO2并验证SO2的某些性质。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是_________________，仪器b的作用是___________。
（2）装置②中的实验现象是_________________________。反应结束后，对装置③的试管加热可观察到的现象是______________________。
（3）装置④中发生反应的化学方程式为_____________________________，在该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为___________。
（4）SO2可用于杀菌、消毒。葡萄酒里含有微量SO2，起保鲜、杀菌和抗氧化作用，其中抗氧化作用是利用了SO2的___________性。氯水和SO2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：___________________________________。
（1）分液漏斗 防倒吸 （2）石蕊溶液变红 溶液恢复红色 （3）SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O 2∶1 （4）还原 SO2＋Cl2＋2H2O＝4H＋＋SO42－＋2Cl－ 解析：（1）由实验装置图可知，仪器a的名称是分液漏斗，仪器b的作用是防止倒吸，故答案为：分液漏斗；防止倒吸；（2）SO2＋H2OH2SO3，即SO2溶于水后显酸性，SO2的漂白性不能使指示剂褪色，故装置②中的实验现象是紫色石蕊试液变红，SO2的漂白是暂时的可逆的，反应结束后，对装置③的试管加热可观察到的现象是溶液恢复红色，故答案为：紫色石蕊试液变红；溶液恢复红色；（3）由分析可知，装置④中发生反应的化学方程式为SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O ，在该反应中S的化合价由＋4价变为0价，化合价降低被还原，此时S为还原产物，S由－2价升高为0价，此时S为氧化产物，故氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1，答案为：SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O；2∶1；（4）SO2可用于杀菌、消毒。葡萄酒里含有微量SO2，起保鲜、杀菌和抗氧化作用，其中抗氧化作用是利用了SO2的还原性，氯水和SO2都有漂白性，有人为增强漂白效果，由于反应：SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl，则将Cl2和SO2混合使用，结果适得其反，几乎没有漂白效果，反应的离子方程式为：SO2＋Cl2＋2H2O＝4H＋＋SO42－＋2Cl－，故答案为：还原；SO2＋Cl2＋2H2O＝4H＋＋SO42－＋2Cl－。
四、（2022·广东揭阳市揭东区下学期期末）浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应，为检验反应的产物，某同学设计了如下图所示的实验。请据此回答下列问题：
（1）圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为____________________________________________________。
（2）A装置中的现象是__________________________________，证明产物中有生成__________(填写化学式，下同)。
（3）B装置证明产物中有_______生成，现象是_______________________________。
（4）D装置中的现象是_______________________________________。
（5）C装置发生反应的离子方程式是_________________________________________________________。
（1）C＋2H2SO4(浓)Δ(====)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O （2）无水硫酸铜变蓝 H2O （3）SO2 品红溶液褪色 （4）澄清石灰水变浑浊 （5）5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝2Mn2＋＋5SO42－＋4H＋ 解析：浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，用无水硫酸铜检验水，用品红检验二氧化硫，先用酸性高锰酸钾溶液除掉二氧化硫，再用澄清石灰水检验二氧化碳。
（1）圆底烧瓶内发生反应的是碳和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，其反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)Δ(====)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；故答案为：C＋2H2SO4(浓)Δ(====)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；（2）无水硫酸铜遇水变蓝，则A装置中的现象是无水硫酸铜变蓝，证明产物中有生成H2O；故答案为：无水硫酸铜变蓝；H2O；（3）二氧化硫使品红溶液褪色，因此B装置证明产物中有SO2生成，现象是品红溶液褪色；故答案为：SO2；品红溶液褪色；（4）D装置中的现象是澄清石灰水变浑浊；故答案为：澄清石灰水变浑浊；（5）C装置是二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应生成锰离子、硫酸根，其反应的离子方程式是5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝2Mn2＋＋5SO42－＋4H＋；故答案为：5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝2Mn2＋＋5SO42－＋4H＋。
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