新教材 苏教版高中化学必修第一册 专题4 硫及环境保护 知识点考点重点难点提炼汇总

专题4 硫及环境保护
第一单元含硫化合物的性质................................................................................................ - 1 - 第1课时二氧化硫的性质和应用.............................................................................. - 1 -
第2课时硫酸的工业制备浓硫酸的性质............................................................ - 6 - 第二单元硫及其化合物的相互转化.................................................................................. - 9 - 第三单元防治二氧化硫对环境的污染............................................................................ - 13 - 微专题5利用比较法全面认识物质的性质..................................................................... - 16 -
第一单元含硫化合物的性质
第1课时二氧化硫的性质和应用
一、硫的存在与性质
1．存在：自然界中硫元素有游离态和化合态两种存在形式。

自然界中的硫单质存在于火山喷口的岩层中。

2．物理性质：硫俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色的固体，质脆，易研成粉末。

难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。

3．化学性质：硫单质在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产物是二
氧化硫，化学方程式为S＋O
2=====
点燃
SO
2。

二、二氧化硫的性质和应用1．物理性质
2.
(1)性质实验
置后再加盐酸沉淀，加盐酸沉淀不溶解SO
2＋H
2
O
2
===H
2
SO
4
向SO
2
水溶液中滴加品红溶液，并加热品红褪色，把上述溶液加
热，又恢复红色
SO
2
具有漂白性，但漂白效
果不稳定
(2)酸性氧化物
①与水反应：
a．化学方程式：SO
2＋H
2
O H
2
SO
3。

b．产物：亚硫酸是一种弱酸，容易被氧化剂(如O
2、H
2
O
2
)氧化；H
2
SO
3
与O
2
的
反应：2H
2SO
3
＋O
2
===2H
2
SO
4。

c．不稳定、易分解，化学方程式：H
2SO
3
SO
2
＋H
2
O。

②与碱性氧化物反应，与CaO反应的化学方程式：SO
2＋CaO=====
△
CaSO
3
(除去燃
煤中的SO
2
)。

③与碱反应：与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋SO
2===Na
2
SO
3
＋H
2
O(用
于吸收SO
2
)；
与Ca(OH)
2反应的现象同CO
2
，化学方程式为
Ca(OH)
2＋SO
2
===CaSO
3
↓＋H
2
O
CaSO
3＋SO
2
＋H
2
O===Ca(HSO
3
)
2
(3)还原性
SO
2还原性较强，可被多种氧化剂[如O
2
、H
2
O
2
、X
2
(X＝Cl、Br、I)、HNO
3
、KMnO
4
等]氧化。

①与O
2反应：2SO
2
＋O
2
2SO
3
；
②与H
2O
2
反应：SO
2
＋H
2
O
2
===H
2
SO
4
；
③使酸性KMnO
4
溶液褪色；
④使溴水褪色SO
2＋Br
2
＋2H
2
O===H
2
SO
4
＋2HBr。

(4)弱氧化性
SO
2＋2H
2
S===3S↓＋2H
2
O。

(5)漂白性
二氧化硫能漂白某些有色物质，如品红。

①原理：二氧化硫与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质。

②特点：见光、加热或长久放置时，无色物质会分解，恢复原来的颜色。

3．用途
(1)漂白纸浆以及草帽等编织物。

(2)制硫酸和作防腐剂、杀菌、消毒剂。

微点拨： (1)SO
2与水反应生成的H
2
SO
3
，酸性比碳酸强，比盐酸、硫酸弱。

(2)SO
2
能漂白品红、鲜花，不能漂白酸碱指示剂，SO
2
只能使紫色石蕊溶液变红。

认识二氧化硫的漂白性
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
二氧化硫已成为食品安全的头号元凶——它被不法生产者用作腌制蔬菜中的防腐剂、米面食品中的美白剂、脱皮蔬果中的抗氧化剂、香蕉龙眼的催熟剂……
[问题1] 请你根据上图推测：二氧化硫美白食品利用了二氧化硫的哪种性质？
[提示]美白食品主要是利用漂白性。

[问题2] 据了解，目前市场上用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜的现象相当普遍。

“不浸泡的话，蔬菜一般几小时就变得颜色暗淡不新鲜。

经营者为了能使产品卖相好看，采用这种方法不仅能抑制氧化，还能使食物表面光洁、颜色润白，且很少有疤痕。

”执法人员透露，几乎90%的脱皮蔬菜二氧化硫超标。

二氧化硫能抑制氧化，说明它具有怎样的性质？
[提示]二氧化硫具有还原性。

[问题3] 分别将SO
2和Cl
2
通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别
通入紫色石蕊溶液中呢？
[提示]
[问题4] 把SO
2和Cl
2
同时通入溶液中，溶液的漂白性是“强强联合”吗？
[提示]若将等物质的量的Cl
2和SO
2
气体相混合后，在溶液中发生反应：SO
2
＋Cl
2＋2H
2
O===H
2
SO
4
＋2HCl，从而失去漂白能力。

1．常见的能用于漂白的物质的比较分析
用于漂白的物质
漂白原理和特点漂白范围
活性炭吸附性，不可逆一般用于溶液漂白
次氯酸、次氯酸盐、过氧化钠、过氧化氢利用相关物质的强氧化性
漂白，不可逆
可漂白所有有机色质
二氧化硫与有色物质化合生成不稳
定的无色物质，可逆
漂白品红溶液以及棉、麻
等物品
2.SO
2
的漂白性
(1)SO
2
的漂白具有选择性，可以漂白品红溶液，以及棉、麻等物品，但不能漂白酸碱指示剂，如石蕊、酚酞等。

(2)SO
2能使溴水、酸性KMnO
4
褪色，是因为SO
2
的还原性而非漂白性。

(3)利用氯水、SO
2的漂白性，可以鉴别Cl
2
和SO
2
，方法是将气体分别通入品
红溶液，品红溶液均褪色，然后再加热褪色后的溶液，恢复红色的则通入的是SO
2
，
不恢复原来红色的则通入的为Cl
2。

二氧化硫与二氧化碳的鉴别、净化及检验
(素养养成——科学探究与创新意识)
通常使用的火柴头上的易燃物中含有硫，学习兴趣小组的同学设计了如图所示的装置验证火柴燃烧的产物中含有二氧化硫。

[问题1] 根据装置分析怎样设计操作验证火柴燃烧的产物中含有二氧化硫？
[提示]将多根火柴放在如图所示的实验装置中的漏斗下面，用点燃几根火柴，慢慢拉动注射器活塞抽气，让火柴燃烧产生的气体通过反应液，如果溶液褪色，则说明火柴燃烧的产物中含有二氧化硫。

[问题2] 在上述方案中能否使用饱和石灰水来代替品红溶液？为什么？
[提示]不能。

火柴燃烧有二氧化碳生成，二氧化硫、二氧化碳均能使澄清石灰水变浑浊，无法证明二氧化硫的存在。

[问题3] 若要证明某气体是CO
2和SO
2
的混合气体，需用哪些试剂？顺序如
何确定？
[提示]可用品红溶液、酸性KMnO
4
溶液和澄清石灰水。

混合气体→品红溶液
→酸性KMnO
4
溶液→品红溶液→澄清石灰水。

1．鉴别SO
2和CO
2
的常用方法
(1)用品红溶液鉴别：褪色的是SO
2，不褪色的是CO
2。

(2)用酸性KMnO
4溶液鉴别：褪色的是SO
2
，不褪色的是CO
2。

(3)用氯水(或溴水)鉴别：褪色的是SO
2，不褪色的是CO
2。

(4)用H
2S溶液鉴别：出现淡黄色浑浊的是SO
2
，无明显现象的是CO
2。

2．SO
2和CO
2
混合气体的检验和除杂方法
(1)除去CO
2中混有的SO
2
，常将混合气体通过盛有饱和NaHCO
3
溶液的洗气瓶洗
气。

(2)检验SO
2和CO
2
混合气体中CO
2
的方法
第2课时硫酸的工业制备浓硫酸的性质一、硫酸的工业制备
1．以硫铁矿(FeS
2
)为原料制备硫酸的主要设备和流程
根据上图回答下列问题：
(1)填写下列各进口或出口物质的名称：
A含硫矿石(如FeS
2)；B炉渣；C二氧化硫、氧气；D尾气(SO
2
、O
2
)。

2．接触法制硫酸分为三个阶段，填写下表：
三原料硫黄或含硫矿石
(硫铁矿)
空气98.3%的浓硫酸
三阶段造气(生成SO
2)
接触氧化(生成
SO
3
)
SO
3
被吸收(生成
H
2
SO
4
)
三设备沸腾炉接触室吸收塔
三反应(均放热) S＋O
2=====
点燃
SO
2
；2SO2＋O2SO3＋H2O===H2SO4
4FeS
2＋11O
2
=====
高温
2Fe
2O
3
＋8SO
2
3
二、浓硫酸的性质
1．吸水性
(1)浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。

(2)常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H
2、Cl
2
、SO
2
等)，不能干燥碱
性气体(如NH
3等)和强还原性气体(如H
2
S等)。

2．脱水性
(1)浓硫酸能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。

(2)实验探究。

现象1：蔗糖逐渐变黑。

原因是浓硫酸具有脱水性：
C 12H
22
O
11
――→
浓硫酸
12C＋11H
2
O
现象2：蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气
味的气体。

原因是浓硫酸具有强氧化性，把炭氧化成CO
2，并有SO
2
气体放出。

微点拨：浓硫酸的脱水作用一般适用于含C、H元素的有机物，这些有机物本
身没有H
2O，但有H、O元素，浓硫酸能把有机物中的H、O元素按H
2
O的组成比(H∶O
＝2∶1)脱出来，使这些有机物发生化学变化。

3．强氧化性
(1)与金属铜的反应
实验装置
实验现象
a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；
b试管中的品红溶液逐渐变为无色；
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；
冷却后，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。

实验结论
铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，化学方程式为Cu＋
2H
2SO
4
(浓)=====
△
CuSO
4
＋SO
2
↑＋2H
2
O。

(2)与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式： C＋2H
2SO
4
(浓)=====
△
CO
2
↑＋2SO
2
↑＋2H
2
O。

C、Cu分别与浓硫酸反应时，浓硫酸各表现出什么性质？
[提示]与碳反应时体现浓硫酸的强氧化性；与Cu反应时体现浓硫酸的酸性和强氧化性。

理解掌握浓硫酸的特性
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
化学兴趣小组的同学设计改进了蔗糖与浓硫酸反应的“黑面包”实验，并验证反应过程中的产物，实验装置如下所示：
[问题1] 猜想品红1溶液褪色的原因吗？高锰酸钾溶液褪色起怎样的作用？为什么要用品红2溶液？
[提示]用品红1溶液褪色验证二氧化硫，再用高锰酸钾吸收多余的二氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被吸收，最后才验证二氧化碳。

[问题2] 实验中为什么要加水？
[提示]浓硫酸与碳的反应需要加热，加水的作用是产生热量，引发反应。

[问题3] 该实验主要体现了浓硫酸的哪些特性？
[提示] 脱水性和强氧化性。

1．浓硫酸吸水性和脱水性的区别
由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。

2．浓硫酸的强氧化性
(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H 2SO 4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。

(2)反应规律：
①常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO 2，硫酸变稀后，生成的气体为H 2。

②与不活泼金属和非金属反应的规律 a ．反应需要加热，否则不反应。

b ．还原产物一般是SO 2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。

c ．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。

d ．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。

③与具有还原性的化合物反应，如与H 2S 、HI 、HBr 、FeCl 2等物质反应。

第二单元 硫及其化合物的相互转化
一、含硫物质之间的转化 1．硫及其化合物转化原理
(1)通过氧化还原反应可以实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化。

(2)通过非氧化还原反应可以实现含有相同价态硫元素的不同物质之间的转
化。

2．通过下表中实验可完成不同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表： 实验内容
现象
化学方程式 价态变化
汞与硫黄反应
有黑色固体生成 Hg ＋S===HgS
S 0
→S －2
硫黄在氧气中点燃 硫黄在O 2中燃烧，
产生明亮的蓝紫色
火焰
S ＋O 2=====点燃SO 2
S 0 →S ＋4
Na 2SO 3被空气中的
氧气氧化
无明显现象
2Na 2SO 3＋O 2===2Na 2SO 4
S ＋4
→S ＋6
硫化物。

3．下表中的实验可完成相同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表： 实验内容 现象
化学方程式 价态变化
Na 2SO 3与H 2SO 4反应制SO 2
产生有刺激性气味的气体
Na 2SO 3＋H 2SO 4 ===Na 2SO 4＋SO 2↑＋H 2O
S ＋4
→S ＋4
，
S ＋6
→S ＋6
过量NaOH 溶液吸收SO 2
无明显现象
SO 2＋2NaOH=== Na 2SO 3＋H 2O
S ＋4
→S ＋4
1．氧化还原方程式配平的基本原则
2．氧化还原反应方程式配平的步骤
(1)标变价：写出反应物、生成物的化学式。

在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。

C 0
＋H 2S ＋6
O 4(浓)——C ＋4
O 2＋S ＋4
O 2＋H 2O
(2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。

(4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。

C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O
含硫物质之间的转化
(素养养成——科学探究与创新意识)
1831年，英国人菲利浦(P.Philips)把硫黄装入内部镶有铂催化剂的瓷管里加热，并通入足量的空气与其反应，再将生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。

这就是接触法制硫酸的雏形。

后来，人们对这种方法进行了改进，如用钒代替铂做催化剂、用氧气代替空气等，使生产效率得到极大提高。

现代工业上制备硫酸的过程如下所示：
[问题1] 利用含硫物质制备硫酸的过程就是含硫物质转化的过程。

接触法制硫酸的三部分装置中发生的主要化学反应是什么？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的反应都是氧化
还原反应吗？
[提示]Ⅰ中S＋O
2=====
点燃
SO
2
；Ⅱ中2SO
2
＋O
2
2SO
3
；Ⅲ中SO
3
＋
H 2O===H
2
SO
4。

Ⅰ、Ⅱ中的反应是氧化还原反应，Ⅲ中的反应不是氧化还原反应。

[问题2] 将0.5 g硫粉和1 g铁粉均匀混合，放在石棉网上堆成条状。

用灼
热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒。

预测你能看到什么现象？最终可能生成什么物质？
[提示]条状混合物继续反应，从一端开始逐渐变红热，反应过程中有刺激性气味的气体产生，冷却后有黑色固体生成。

该黑色物质可能是FeS。

1．硫及其化合物的转化关系
SO
2、SO
3
是酸性氧化物，H
2
SO
3
、H
2
SO
4
是酸，物质的类别可以帮助我们理解它们
的性质。

相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。

如
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。

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
第三单元防治二氧化硫对环境的污染一、自然界中的硫循环
1．转化途径
矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式放出SO
2、H
2
S等气体，这些气体
有些进入大气，有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋，还有有些则被土壤中的硫化细菌吸收。

2．过渡排放的危害
世界各国在工业化过程中，大量使用化石燃料，导致SO
2
过度排放，影响了自然界中硫的循环，造成酸雨、土壤酸化等环境问题。

二、酸雨及其治理
1．酸雨的形成
(1)酸雨： pH<5.6的降雨。

(2)H
2SO
4
型酸雨形成的主要反应：
2．酸雨的危害
湖泊酸化、土壤贫瘠、森林大面积死亡、饮用水中重金属元素含量增加。

3．酸雨的防治措施
(1)消除污染源，研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能)。

(2)对含硫燃料进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放，并对生产中的二氧化硫废气进行处理或回收利用。

(3)对含SO
2废气进行处理或回收利用。

用石灰乳吸收SO
2
的反应方程式为
Ca(OH)
2＋SO
2
===CaSO
3
＋H
2
O。

三、空气质量评价1．空气质量指数
(1)根据空气中的细颗粒物(PM
2.5)、可吸入颗粒物(PM
10
)、二氧化硫、二氧化氮、
臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。

空气质量指数越小，空气质量越好。

(2)质量指数最大的污染物被确定为首要污染物，首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。

2．认识雾霾
(1)大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空气中，这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于10 km，这种空气混浊现象叫作雾霾。

(2)根据颗粒物直径的大小可以将其分为细颗粒物(PM
2.5
，直径小于2.5 μm)、
可吸入颗粒物(PM
10
，直径小于10 μm)等。

3．大气污染防治
(1)企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放。

(2)政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督，共同打赢蓝天保卫战。

二氧化硫的处理方法(素养养成——科学探究与创新意识)
直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。

硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不
含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。

[问题1] 煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有哪些？
[提示]温室效应、酸雨、粉尘污染。

[问题2] 在烟气脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙，写出反应化学方程式。

[提示]Ca(HSO
3)
2
＋O
2
===CaSO
4
＋H
2
SO
4。

四种常见的SO
2
尾气处理方法
方法一：石灰石——石膏法
为防治酸雨，工业上常用石灰石粉末和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、
石灰石、O
2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaCO
3
=====
△
CaO＋CO
2↑，CaO＋SO
2
=====
△
CaSO
3,
2CaSO
3
＋O
2
=====
△
2CaSO
4
，总反应方程式为 2CaO＋
2SO
2＋O
2
=====
△
2CaSO
4。

方法二：氨脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO
2
直接接触吸收SO
2
，其
反应的化学方程式为2NH
3＋SO
2
＋H
2
O===(NH
4
)
2
SO
3,
2(NH
4
)
2
SO
3
＋O
2
===2(NH
4
)
2
SO
4。

(或
生成NH
4HSO
3
，然后进一步氧化)
方法三：钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH/Na
2CO
3
吸收烟气中的SO
2
，得到Na
2
SO
3
和NaHSO
3
，发生
反应的化学方程式为2NaOH＋SO
2===Na
2
SO
3
＋H
2
O，Na
2
CO
3
＋SO
2
===Na
2
SO
3
＋CO
2
，Na
2
SO
3
＋SO
2＋H
2
O===2NaHSO
3。

方法四：双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO
2
，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH溶液可循环使用，化学反应原理为
①吸收反应：2NaOH＋SO
2===Na
2
SO
3
＋H
2
O,2Na
2
SO
3
＋O
2
===2Na
2
SO
4。

②再生反应：Na
2SO
3
＋Ca(OH)
2
===CaSO
3
＋2NaOH，Na
2
SO
4
＋Ca(OH)
2
===CaSO
4
＋
2NaOH。

微专题5利用比较法全面认识物质的性质
1．SO
2
的重要性质
(1)物质漂白性的比较
漂白类型漂白原理常见代表物漂白特点
加合型与有机色质结合，
形成不稳定的无色
化合物
SO
2
一定条件下，SO
2
放
出，又恢复原色
氧化型将有色物质氧化为
无色物质
氯水、HClO、Ca(ClO)
2
、
O
3
、H
2
O
2
、Na
2
O
2
褪色后不能恢复原
色
吸附型吸附作用物理变化活性炭通过一定的处理可以重复使用
22
二氧化硫二氧化碳
物理性质
气味有刺激性气味无味
毒性有毒无毒
溶解性
易溶(与水的体积比
1∶40)
可溶(与水的体积比1∶1)
化学性质
与水反应SO
2
＋H
2
O H
2
SO
3
CO
2
＋H
2
O H
2
CO
3
与碱
[Ca(OH)
2
]反
应
SO
2
和CO
2
通入澄清石灰水中，都先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)
2
＋SO
2
===CaSO
3
↓
＋H
2
O、CaSO
3
＋SO
2
＋
H
2
O===Ca(HSO
3
)
2
Ca(OH)
2
＋CO
2
===CaCO
3
↓＋H
2
O、
CaCO
3
＋CO
2
＋H
2
O===Ca(HCO
3
)
2
(1)称量：取等体积，重者为浓硫酸(用手掂掂也能分辨出来)。

(2)放出H
2
：分别加入到有铁片的试管中，放出气体者为稀硫酸。

(3)脱水性：用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字，在常温下，一会儿变黑者为浓硫酸。

也可用锯末、蔗糖等做相似的实验。

(4)吸水性：加到CuSO
4·5H
2
O晶体中，使晶体变白者为浓硫酸，得蓝色溶液
者为稀硫酸。

(5)吸水性：各取等质量试样，敞口放置一段时间后称量，增重者为浓硫酸。

(6)氧化性：分别加入到有铜片的试管中，加热，放出刺激性气味气体者为浓硫酸。

(7)酸碱指示剂：在蓝色石蕊试纸上滴1～2滴待测溶液，变红色者为稀硫酸，先变红再变黑者为浓硫酸。