最新高考化学《4.3硫的氧化物和硫酸》讲义(含解析)

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第三节硫的氧化物和硫酸
1.了解硫单质及其重要化合物的主要性质及应用。

(高频)
2.了解硫单质及其重要化合物对环境质量的影响。

(中频)
硫及其氧化物
1．硫的存在和性质
(1)存在
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化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。

常见的含硫化合物有：
硫铁矿黄铜矿石膏芒硝
FeS2CuFeS2CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O
(2)物理性质
颜色状态：黄色晶体。

溶解性：在水中难溶，在酒精中微溶，在CS2中易溶。

(3)硫的化学性质(写出有关化学方程式)
2．SO2的性质及其污染
(1)物理性质
颜色气味毒性密度溶解性
无色有刺激性气味有毒比空气大易溶于水
(2)化学性质
①具有酸性氧化物的性质。

(写出化学方程式)
与少量NaOH：SO2＋NaOH===NaHSO3，
与足量NaOH：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

②具有还原性，能被Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4等氧化剂氧化。

③具有氧化性：
与H 2S 反应：SO 2＋2H 2S===3S ↓＋2H 2O 。

④具有漂白性：
使品红溶液褪色(原理：SO 2＋有色物质―→无色物质――→加热
或见光有色物质＋
SO 2)。

(3)SO 2对大气的污染与防治
3．SO 3的性质
(1)SO 3的熔点为16.8_℃，沸点为44.8_℃，标准状况下SO 3为固态。

(2)SO 3是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与H 2O 、CaO 、Ca(OH)2反应的化学方程式分别为：
SO3＋H2O===H2SO4，CaO＋SO3===CaSO4，
SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O。

硫酸性质和SO2－4的检验
1．H2SO4物理性质
色、态：无色油状液体；挥发性：难挥发；有强吸水性；溶于水时放出大量的热。

2．稀H2SO4具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO2－4，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。

3．浓H2SO4的特性
1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)硫在过量的O2中燃烧可生成SO3()
(2)用澄清石灰水可以鉴别CO2和SO2()
(3)氯水具有漂白性，SO2具有漂白性，若将SO2通入氯水后溶液的漂白性增强了()
(4)浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成()
(5)某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀，说明溶液中一定含SO2－4()
(6)SO2通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色()
【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×
2．写出下列反应的离子方程式：
(1)SO2通入足量澄清石灰水中：_________________________________；
(2)SO2通入氯水中：___________________________________________；
(3)SO2通入少量的NaOH溶液中：_______________________________；
(4)稀H2SO4与Fe反应：_______________________________________；
(5)稀H2SO4与Ba(OH)2反应：_________________________________。

【答案】(1)SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O
(2)SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO2－4
(3)OH－＋SO2===HSO－3
(4)2H＋＋Fe===H2↑＋Fe2＋
(5)2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋BaSO4↓
3．将下列反应及用途所体现的浓硫酸的性质填在横线上。

(1)将浓硫酸滴到蔗糖上，蔗糖变黑并膨胀________。

(2)常温下，用铁制容器盛装浓硫酸________。

(3)铜与浓硫酸共热________。

(4)用浓硫酸干燥H2________。

(5)炭与浓硫酸共热________。

【答案】 (1)脱水性 (2)强氧化性 (3)强氧化性和酸性 (4)吸水性 (5)强氧化性
SO 2的4个化学性质：
①酸性氧化物的性质；②还原性；③氧化性；④漂白性。

浓H 2SO 4的3大特性：
①吸水性；②脱水性；③强氧化性。

4个方程式：
①SO 2＋2OH －===SO 2－
3＋H 2O ；
②SO 2＋X 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HX(X 为卤素)； ③Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ； ④C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。

浓H2SO4强氧化性的4个表现
①Fe、Al钝化；②与Cu反应；③与C反应；④与还原性化合物反应。

SO 2、CO2的性质比较及其鉴别
1.二氧化硫和二氧化碳化学性质的比较
SO2CO2
与水反应SO
2＋H2O H2SO3
CO2＋H2O
H2CO3
与碱反应通入澄清的石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解，XO2
代表CO2或SO2。

Ca(OH)2＋XO2===CaXO3↓＋H2O
CaXO3＋XO2＋H2O===Ca(HXO3)2
氧化性SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O CO
2＋C=====
高温
2CO
还原性能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘
水等氧化
无
漂白性能与某些有色物质生成不稳定的无色
物质而使其褪色
无
对环境的
影响
形成酸雨，直接危害人体健康引起温室效应
2.SO2与CO2的鉴别方法
(1)闻气味法
CO2无刺激性气味，而SO2有刺激性气味。

但是由于SO2有毒，此法一般不用。

(2)品红溶液法
(3)高锰酸钾(或溴水)法
SO2、CO2共存时二者的检验方法设计：
证明混合气体中含有CO2和SO2时通常设计以下装置进行检验
现象：A中褪色，C中不褪色，D中变浑浊，证明CO2、SO2共存。

(2010·课标全国卷，节选)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为____________________；
(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是________、________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为_______________；
(3)尾气可采用________溶液吸收。

【解析】本题结合实验考查验证了SO2的还原性、弱氧化性、漂白性、酸性氧化物通性等基本性质。

(1)A为生成SO2的装置，盛放亚硫酸钠的仪器名称是蒸馏烧瓶，反应原理为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。

(2)SO2具有还原性，被KMnO4酸性溶液氧化，故B中溶液由紫红色变为无色，离子方程式为：5SO2＋2MnO－4＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋；SO2又具有弱的氧化性，与Na2S反应生成单质S，使溶液变浑浊。

(3)SO2具有酸性氧化物的通性，吸收尾气可用强碱溶液。

【答案】(1)蒸馏烧瓶
Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性5SO2＋2MnO－4＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋
(3)NaOH
全面把握SO2的漂白性应从以下三个方面：①SO2使酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水褪色，是SO2的还原性而不是漂白性；②SO2的漂白性具有选择性，如不能使酸碱指示剂褪色；③SO2的漂白性具有可逆性，如溶有SO2的品红溶液(无色)，加热后溶液变红。

考向1SO2的主要性质判断
1．下列事实能说明SO2具有漂白性的是()
A．将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色
B．将SO2通入溴水中，溴水褪色
C．将SO2通入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
D．将SO2通入品红溶液中，溶液褪色
【解析】将SO2通入酸性高锰酸钾溶液或溴水中，SO2将高锰酸钾和溴水还原，体现了SO2的还原性；将SO2通入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色是因为SO2与H2O反应生成的H2SO3中和了NaOH的碱性，也不是SO2的漂白性。

【答案】 D
考向2SO2与CO2的鉴别
2．下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是()
①石灰水②稀硝酸③KMnO4溶液④溴水⑤酸化的Ba(NO3)2溶液⑥品红溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥
C．①D．③④
【解析】SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。

【答案】 C
考向3SO2、CO2的检验
3．检验SO2气体中是否含有CO2气体可采用的方法是()
A．通过澄清石灰水
B．先通过饱和碳酸氢钠溶液，再通过澄清石灰水
C．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水
D ．先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过品红溶液，最后通过澄清石灰水
【解析】 因为SO 2、CO 2均能使澄清石灰水变浑浊，所以首先用酸性高锰酸钾溶液除去SO 2(但不能用饱和碳酸氢钠溶液，因为SO 2与饱和碳酸氢钠反应生成CO 2)，然后再通入澄清石灰水。

【答案】 D
浓H 2SO 4的特性和SO 2－4、SO 2－3的检验
1.浓H 2SO 4的四大特性
(1)高沸点、难挥发
(2)吸水性⎩⎨⎧吸收气体中的水蒸气——作干燥剂吸收晶体中的结晶水——使蓝矾变为白色粉末
(3)脱水性：使有机物脱水炭化变黑，如浓H 2SO 4加入蔗糖中，蔗糖变黑膨胀 (4)强氧化性⎩⎨⎧常温使Fe 、Al 钝化
氧化不活泼金属如Cu 氧化非金属单质如C 、S 氧化还原性化合物如H 2S 、HI 2．SO 2－
4的检验 (1)检验SO 2－4时要防止其他离子的干扰
①Ag ＋干扰：先加稀盐酸，无沉淀，排除Ag ＋干扰。

②CO 2－3、SO 2－3干扰：
所用钡盐不能用Ba(NO 3)2溶液，因为在酸性条件下，SO 2－3、HSO －3、SO 2等
会被溶液中的NO －3氧化为SO 2－4，从而得出错误的结论。

(2)正确操作
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)。

3．SO 2－3的检验
加入氯化钡溶液生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味
的气体或产生使品红褪色的气体。

发生反应的离子反应方程式为SO 2－3＋Ba
2＋===BaSO 3↓，BaSO 3＋2H ＋===Ba 2＋＋SO 2↑＋H 2O 。

浓硫酸具有以下A ～F 的性质：
A ．酸性
B ．高沸点难挥发
C ．吸水性
D ．脱水性
E ．强氧化性
F ．溶于水放出大量热
(1)浓硫酸与铜共热发生反应的化学方程式为__________________________________。

浓硫酸在该实验中表现的性质有________。

(浓硫酸性质用“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”填空，下同)
(2)实验证明铜不能在低温下与O 2反应，也不能与稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并通入空气来制备CuSO 4溶液。

铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为___________。

硫酸在该反应中表现的性质是______。

(3)在过氧化氢与稀硫酸的混合溶液中加入铜片，常温下就生成蓝色溶液。

写出有关反应的化学方程式：_____________。

与(2)中反应比较，反应条件不同的原因是______________________________。

(4)向蔗糖晶体中滴2～3滴水，再滴入适量的浓硫酸。

发现加水处立即变黑，黑色区不断扩大，最后变成一块疏松的焦炭，并伴有刺激性气味的气体产生。

写出产生有刺激性气味气体的化学方程式：_______________。

该实验中浓硫酸表现的性质有_________________。

【解析】 (1)浓硫酸有强氧化性，与铜共热的化学方程式为2H 2SO 4(浓)＋Cu=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，反应中硫元素化合价由＋6降到＋4，浓硫酸表现了强氧化性，同时有一部分H 2SO 4中各元素化合价均未改变，表现出了酸性。

(2)废铜屑倒入热的稀硫酸中并通入空气制备CuSO 4溶液的反应方程式为2Cu ＋
O 2＋2H 2SO 4=====△2CuSO 4＋2H 2O ，硫酸表现出了酸性。

(3)过氧化氢有强氧化性，
常温下向过氧化氢与稀硫酸的混合溶液中加入铜片发生反应的化学方程式为Cu ＋H 2O 2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O ，由此可证明过氧化氢的氧化性大于氧气。

(4)根据题给现象，说明浓硫酸有脱水性、吸水性、强氧化性，同时，浓硫酸溶于水
会放出大量的热，可发生反应2H 2SO 4(浓)＋C=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。

【答案】 (1)2H 2SO 4(浓)＋Cu=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O AE
(2)2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△2CuSO 4＋2H 2O A
(3)Cu ＋H 2O 2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O 过氧化氢的氧化性比氧气强
(4)2H 2SO 4(浓)＋C=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O CDEF
考向1 浓H 2SO 4的主要性质
4．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是( )
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应 ③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 ④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成 ⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO 2 ⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu 发生剧烈反应 ⑧浓硫酸具有强氧化性，SO 2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO 2
A ．①②③
B ．①④
C ．③⑤
D ．⑥⑦⑧
【解析】 ②随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以有硫酸剩余，剩余的稀硫酸还能与铁反应放出H 2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应。

【答案】 B
考向2 SO 2－4、SO 2－3的检验
5．下列说法正确的是( )
A ．浓H 2SO 4滴在润湿的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最后变黑，说明浓H 2SO 4具有酸性、氧化性和吸水性
B ．样品――→盐酸 无明显现象――→氯化钡溶液
出现白色沉淀，说明样品中含SO 2－4 C ．常温下浓H 2SO 4能用铁制容器盛装，说明浓H 2SO 4与Fe 不反应
D ．样品――→盐酸
得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含SO 2－3或HSO －3 【解析】 A 项中，最后变黑，说明具有脱水性；C 项中，常温下Fe 遇浓
H 2SO 4钝化；D 项中，样品中可能含CO 2－3或HCO －3。

【答案】 B
常见漂白剂的比较
用于漂
白的物
质
实际参与漂白的物质 漂白原理 变化类别 漂白特点 能漂白的物质 活性炭
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 氯气
次氯酸 利用次氯酸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
次氯酸
过氧化
钠
过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 可以漂白所有有机色质 过氧化
氢
二氧化
硫 二氧化硫 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定
的无色物质 非氧化还原漂白，可逆 具有选择性，如品红、棉、麻、草等
为了探索比较SO 2和Cl 2的漂白原理，某同学做了如下对比
实验：
a ．将干燥的SO 2和干燥的Cl 2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，并产生刺激性气体，后者不能；
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的漂白原理相同与不同之处。

(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。

【解析】实验a，说明干燥的SO2和Cl2均无漂白性；实验b，说明在水的参与下SO2、Cl2具有漂白性；实验c，说明HClO的漂白稳定，SO2的漂白不稳定；实验d，说明SO2的漂白对象较少，而HClO的漂白对象较多，能使指示剂褪色。

【答案】(1)H2SO3HClO(2)化合氧化还原
考向漂白剂漂白能力大小的探究
6．某同学为了探索对比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。

(1)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。

(2)O3漂白速度比H2O2漂白速度快的主要原因是__________________________________；
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是____________________________________________。

【解析】O3、H2O2、Cl2的漂白原理均是利用其强氧化性，利用得电子能力，根据消耗的物质的量说明得电子的多少，根据褪色时间说明得电子的能力即漂白能力。

【答案】(1)得电子数目(2)氧化性O3>H2O2
Cl2与H2O反应生成的HClO浓度较小
性质探究型实验题
【典题例证】(2010·福建高考改编)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动。

【探究一】
(1)甲同学将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是__________________________________。

【探究二】
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X 并收集到气体Y。

乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。

由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。

分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。

为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)：
(3)装置B中试剂的作用是________。

(4)认为气体Y中还含有Q的理由是_________________________(用化学方程式表示)。

(5)为确认Q的存在，需在装置中添加M于________(选填序号)。

a．A之前b．A—B间
c．B—C间d．C—D间
(6)如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是_____________________________。

解题关键点：(1)明确冷浓H 2SO 4遇Fe 、Al 钝化原理，但加热浓H 2SO 4与Fe 、Al 反应。

(2)明确铁钉的成分含有Fe 、C ，加热时浓H 2SO 4能氧化Fe 、C ，生成的气体产物含有SO 2和CO 2。

(3)明确活泼金属(Fe)与浓H 2SO 4反应，开始生成气体SO 2，后期变成稀H 2SO 4又生成H 2。

(4)明确装置图中各部分作用：A 吸收SO 2，B 检验SO 2是否吸收干净，C 吸收酸性气体和H 2O(g)，D 检验还原气体H 2，E 检验H 2O 的生成，F 吸收H 2O(g)，防止外界H 2O(g)进入，M 检验CO 2的生成，但要防止SO 2的干扰。

解题疑惑点：(1)铁钉放入冷浓H 2SO 4中发生钝化，表面形成氧化膜，与CuSO 4不再反应。

(2)由SO 2～H 2SO 4～BaSO 4知
n (SO 2)＝n (BaSO 4)＝0.01 mol ，
SO 2体积分数为0.01 mol ×22.4 L ·mol －1
0.336 L
×100%＝66.7%。

(4)因铁钉是碳素钢，含有碳单质，加热时被浓H 2SO 4氧化生成CO 2，随着反应的进行，浓H 2SO 4变为稀H 2SO 4，与Fe 反应生成H 2。

为了防止SO 2干扰CO 2，B 中试剂是检验SO 2是否除尽。

(5)为了检验CO 2存在，应在完全除尽SO 2以后，即B ～C 间。

(6)H 2还原CuO 生成H 2O ，H 2O 遇无水CuSO 4变蓝。

【答案】 (1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)
(2)66.7%(或其他合理答案)
(3)检验SO 2是否除尽
(4)C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O
(5)c
(6)D 中固体由黑变红和E 中固体由白变蓝
SO2的漂白性特点
高考母题
D
(2010·课标全国卷节选)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象：______________。

【答案】品红溶液褪色后，停止通SO2，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色
教材溯源
(人教必修1P90实验4－7)
SO2的水溶液，滴入1～2滴品红溶液，振荡，观察颜色变化。

加热，再观察。

命题展望
SO2的漂白性是SO2的主要特性。

教材以SO2的漂白性实验给予关注，高考命题以此为题源，进行命题设计。

今后命题者还可从下面几点进行关注。

1．SO2、Cl2均可使品红溶液褪色，如何鉴别？
【提示】可将褪色后的溶液加热，看是否恢复红色。

2．SO2能使紫色石蕊试液变红，最后能褪色吗？
【提示】不能褪色。

3．SO2和Cl2按物质的量比1∶1混合后通入品红溶液中，溶液褪色吗？
【提示】不褪色。

4．SO2使酸性KMnO4或溴水褪色的原理是什么？
【提示】SO2的还原性。

5．SO2和氯水的漂白原理有什么不同？效果如何？
【提示】SO2的漂白原理是与有色物化合成不稳定的无色物，而氯水的漂白原理是氧化有色物而使之褪色。

SO2的漂白具有可逆性、不稳定性，氯水的漂白具有不可逆性，持久性。