氧硫及其化合物

一、硫及其重要化合物的主要性质及用途
1、硫
（1）物理性质：硫为 固体； 溶于水，微溶于酒精，易溶于CS 2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。

硫在元素周期表中的位置
硫原子结构示意图 硫离子结构示意图 （2）化学性质：硫原子最外层 个电子，较易 电子，表现较强的 。

①与金属反应（与变价金属反应，均把金属氧化成低价态，如Na 、Al 、Fe 、Cu ） （剧
烈
反
应
并
发
生
爆
炸
）
（制取Al 2S 3的唯一途径） （
色
）
（ 色）
②与非金属反应（O 2、H 2）
、 （说明硫化氢不稳定） ③与化合物的反应
S + HNO 3（浓）= S + H 2SO 4（浓）= S + NaOH = （用热碱溶液清洗硫） （3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。

2、硫的氢化物
①硫化氢——H 2S 是无色、有 气味的有毒气体； 溶于水，密度比空气略 。

②硫化氢的化学性质
A ．可燃性：当22/O S H n n ≥2/1时， （H 2S 过量） 当22/O S H n n ≤2/3时， （O 2过量） 当
2322
2<<O S
H n n 时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有SO 2 B ．强还原性：常见氧化剂Cl 2、Br 2、I 2、Fe 3+、HNO 3、浓H 2SO 4、KMnO 4等均可将H 2S 氧化。

C．不稳定性：300℃以上易受热分解
③H2S的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。

电离方程式
氢硫酸在空气中放置变浑浊，方程式
④实验室制法：
化学方程式：FeS+2H+===Fe2++H2S↑(稀HCl 、稀H2SO4)
不用浓硫酸、浓盐酸制H2S的原因浓H2SO4有强氧化性，能氧化H2S；浓盐酸有挥发性，使产生的H2S气体中混有HCl气体。

⑤不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有CuS（黑）、Ag2S（黑）、PbS（黑）它们可溶于浓硝酸。

所以CuSO4、Pb（NO3）2可以与H2S反应生成沉淀：Pb(NO3)2+H2S===PbS↓+2HNO3。

⑥检验：用湿润的Pb（CH3COO）2试纸检验H2S：Pb（CH3COO）2+H2S===PbS↓+2 CH3COOH；除杂：用CuSO4溶液除去H2S：CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4
3、硫的氧化物
（1）二氧化硫：
①SO2是色而有气味的有毒气体，密度比空气，容易液化，溶于水。

②SO2是氧化物，能跟水反应生成，亚硫酸是中强酸。

③SO2有强还原性常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应
如：（与氯水反应）
与氧气反应
与卤素X2 ( Cl2、Br2、I2)反应
④SO2也有一定的氧化性H2S + SO2 =
⑤SO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应）
⑥与碱反应生成盐和水
与足量NaOH反应：可用于SO2
与少量NaOH反应：
与足量Ca(OH)2反应：
与少量Ca(OH)2反应：
⑦与碱性氧化物的反应如“钙基固硫” SO2+ CaO===
⑧实验室制法：Na2SO3 + H2SO4(浓) =
或Cu + 2H2SO4(浓) =
⑨SO2鉴别：SO2气体能使，加热时又恢复红色。

如何鉴别SO2、CO2混合气中含有CO2？
先除SO2，再检验SO2是否除尽，最后用检验CO2，
如何除去CO2中的SO2气体？_______________________________________________
如何检验SO2是否除尽？____________________________________________________
⑩SO32-、S2-检验（加稀盐酸或稀H2SO4产生SO2、H2S）
离子方程式为、
弱酸根离子一般应用强酸（HCl、H2SO4）检验。

⑾亚硫酸盐在空气中长期放置，变质的原因
写出Na2SO3与HCl、O2、SO2、BaCl2反应的离子方程式：
、
、
（2）三氧化硫：SO3在标况下不是气体，是固体，是一种没有颜色易挥发的晶体。

它是的酸酐，具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。

气态：具有强刺激性臭味有毒气体。

SO3与NaOH反应：
（3）比较SO2与CO2、SO3
SO2CO2SO3
主要物性无色、有刺激性气体、易液化
易溶于水(1:40) 无色、无气味气体能溶于水
(1:1)
无色固体.熔点（16.8℃）
与水反应
中强酸弱酸强酸
与碱反应Ca(OH)2少量SO2
过量SO2
少量CO2
过量CO2
紫色石蕊品红
鉴定存在
氧化性
还原性
与Na2O2作用
除杂CO2（SO2）
（4）酸雨的形成和防治
酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。

主要涉及反应：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4；液相反应：SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。

总反应：。

硝酸型酸雨的形成过程为：、
在含硫矿物燃料中加生石灰，及时吸收燃烧过程中产生的SO2，这种方法称为“钙基固硫”，其反应方程式为：SO2+CaO=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4；也可采用烟气脱硫技术，用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环，吸收烟气中的SO2，其反应方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4。

在冶金工业的烟道废气中，常混有大量的SO2和CO，它们都是大气的污染物,在773Ｋ和催化剂(铝矾土)的作用下，使二者反应可收回大量的硫黄，其反应原理为：SO2+2CO==S+CO2
4、硫酸
（1）稀H2SO4具有酸的一般通性
（2）浓硫酸的一般性质：
高沸点的二元强酸。

此外还有吸水性、脱水性、强氧化性等特性，其强氧化性体现在H2SO4分子中的+6价S上。

①铜与浓硫酸反应方程式，由此可知，金属与浓硫酸反应一般需，金属被氧化为，浓硫酸一般还原为，不产生，被还原的硫酸占反应硫酸的。

②C与热的浓硫酸反应方程式，非金属被氧化成
浓H 2SO 4 氧化性 Br 2(I 2、S)+SO 2+H 2O
S 、△
C 、△
Al(或Fe)
冷
足量Cu 、△
足量Zn 、△
Fe 2+
HBr(HI 、H 2S)
SO 2+H 2O SO 2+CO 2+H 2O
钝化→运装浓H 2SO 4 CuSO 4+SO 2+H 2O ZnSO 4+SO 2(后有H 2)+H 2O Fe 3++SO 2+H 2O
只表现强 氧化性
兼有
酸性
脱水性
吸水性 C 2H 5OH 去结晶水 胆矾
作干燥剂
C+H 2O
C 2H 4+H 2O 糖等
无水CuSO 4
中性气体 无强还原性气体 非碱性气体
可干燥 1700
③浓硫酸常温下使 钝化。

（3）浓H 2SO 4和稀H 2SO 4的比较
浓H 2SO 4
稀H 2SO 4
1 主要以H 2SO 4分子形式存在 以 形式存在
2 强氧化性（S ）与Cu 、C 加热反应
弱氧化性（H+）与Cu 、C 不反应
3 有吸水性，脱水性 无
4 使Al 、Fe 钝化（常温） 使Al 、Fe 溶解
5
与金属反应，还原为SO 2
与H 前金属反应还原为
（4）SO 42—的鉴定（干扰离子可能有：CO 32-、SO 32-、SiO 32-、Ag ＋
、PO 43－
等）：
待测液 澄清液 白色沉淀（说明待测液中含有SO 42-离子）
（5）硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。

二、硫酸的工业制法──接触法
1、生产过程:
三阶段 SO 2制取和净化 SO 2转化为SO 3 SO 3吸收和H 2SO 4的生成 三方程
△H=-3412 kJ/mol
△H ＝-196.6 kJ/mol
△H=-130.3 kJ/mol
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
有关原理 矿石粉碎，以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率 逆流原理(热交换器)目的：冷热气体流向相反，冷的SO 2、O 2、N 2被
预热，而热的SO 3、SO 2、O 2、N 2被冷却
逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全
设备中排出的气 体
炉气：SO 2，N 2，O 2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤). H 2O 气(干燥)……
净化气：SO 2、N 2、O 2 SO 2、O 2、N 2、SO 3
尾气：SO 2及N 2、O 2 不能直接排入大气中
说 明
矿尘.杂质:易使催化剂“中毒”
H 2O 气：腐蚀设备、影响生产
反应条件________
理论需要：低温、高压、催化剂；实际应用：400℃～500℃、常压、催化剂
实际用98.3%的浓硫酸吸收
SO 3，以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收
2、尾气处理：
−−−−−→−)
,(222等含O N SO
−−→−42SO H NH 4HSO 3 三、氧族元素
1．氧族元素符号及核电荷数 。

最外层电子数为___,最高正价 最低负价 2．共性（用R 表示氧族元素）：
（1）氢化物通式 ，除H 2O 外，氢化物的水溶液显 性。

（2）除O 外，都有氧化物 、 ，及其水化物 、 ，其中化合
价是 ；最高价氧化物的水化物的化学式为 , 最高价含氧酸酸性 3．氧族元素性质递变：从O — Te ，非金属性___________，金属性____________。

（1）与H 2化合的能力及氢化物稳定性（从上到下）______________（Te 与H 2不直接化合），氢化物的酸性、还原性_________________。

（2）单质熔沸点、密度____________，Se 为半导体。

（
3
）
氧
族
比
同
周
期
卤
素
非
金
属
性
要
______， ，
Cl 2 + H 2S = ， H 2S + I 2 = 。

4．原子半径 单质氧化性
氨水 (NH 4)2SO 3
NH 4HSO 3
单质颜色、灰色银白色
单质状态、、、
5．O2和O3比较
O2O3
颜色气态—淡蓝色气味刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧气的大
密度臭氧比氧气易溶于水
氧化性强
（不易氧化Ag、Hg等）极强（O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2）（易氧化Ag、Hg等不活泼金属）
漂白性无有（极强氧化性—作消毒剂和脱色剂）稳定性＞
3O22O32O3===3O2
相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体
6、比较H2O和H2O2
H2O H2O2
电子式
化学键
分子极性
稳定性
氧化性较弱（遇强还原剂反应）较强（遇还原剂反应）
SO2 + H2O2 =
还原性较弱（遇极强氧化剂反应）较强（遇较强氧化剂反应）
MnO4—+ H2O2+ H+ ==
作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等四、硫及其化合物相互转化关系
H
2
S S SO2SO3Na2SO4 FeS FeS2Na2SO3H2SO3H2SO4BaSO4
HCl
H2,△
O2,燃烧
H2S
O2,燃烧
①加热分解
②不完全燃烧
O2,催化剂,△NaOH
NaOH O
2
BaCl2
H2O
BaCl2
①
浓
酸
,C
u,△
②
浓
酸
,
C
,
△
H2O
H2
S
O4
O2
,高
温
F
e
,
△
例1.一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6 L。

将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H+)＝0.1 mol·L－1。

则生成的气体中SO2和H2的体积比为（）
A．1：2B．2：1C．1：4D．4：1
拓展变式练习
1.SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2的含量不得超过0.02 mg·L－1。

下列措施中能够减少SO2排放量的是()
①用天然气代替煤炭做民用燃料②提高热能利用率③硫酸厂采用更好的催化剂使SO2氧化成SO3④使用CS2萃取煤炭中的硫⑤燃煤中加入石灰后再使用
A．①②⑤B．①③⑤C．①③④D．③④⑤2向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是（）A．BaSO4B．FeS C．BaSO3D．S 3.将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体仍无沉淀产生，则通入的气体可能是（）
A．CO2B．NH3C．NO2D．Cl2 4.将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体仍无沉淀产生，则通入的气体可能是（）
A．CO2B．NH3C．NO2D．Cl2 5.把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。

在上述一系列变化过程中，最终被还原的是() A．SO2B．Fe2＋C．Fe3＋D．NO－3 6．下列说法正确的是()
A．SO2能使酸性KMnO4溶液迅速褪色B．可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 D．少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
例2.臭氧（O3）可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，其反应方程式为：KI+O3+H2O→KOH+I2+O2（未配平）。

由此得出的结论正确的是（）
A．臭氧在反应中被氧化为O2B．H2O是氧化剂
C．1molO3在反应中得2mol电子D．氧化产物O2与还原产物I2的物
D E E △
E 点燃
B
MnO 2 ② △
MnO 2 ①
A
F
C
G
B
D
H
质的量之比为1∶1
拓展变式练习
7.下列各组气体中，在通常状况下能共存，并且都能用浓硫酸干燥的是( )
A ．SO 2、H 2S 、Cl 2
B ．NO 、O 2、HBr
C ．SO 2、CO 2、O 2
D ．HCl 、HBr 、HI
8.下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的组合正确的是( ) ①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水 A ．①②④ B ．②③⑤ C ．②④⑤⑥ D ．③④⑥
9.某学生将H 2O 2(具有弱酸性)滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，观察到溶液的红色消失。

为了证明溶液褪色的实质：H 2O 2中和氢氧化钠（或H 2O 2氧化酚酞）使得溶液褪色。

若在溶液中再加入一种试剂，通过观察现象就可判断其实质，其试剂为 （ ）
A ．盐酸至过量
B ．NaOH 溶液至过量
C ．品红
D ．MnO 2 10.下列实验过程中，始终无明显现象的是
A ．NO 2通入FeSO 4溶液中
B ．CO 2通入CaCl 2溶液中
C ．NH 3通入AlCl 3溶液中
D ．SO 2通入已酸化的Ba(NO 3)2溶液中 11.下图所涉及的物质均为中学化学中常见的物质，其中C 、D 、
E 为单质，其余为化合物。

它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要的产物均已略去。

（1）写出化学式：B ，E 。

（2）指出MnO 2在相关反应中的作用：反应①中是 ___ 剂，反应②中是 剂。

（3）完成F 与B 发生反应的化学方程式 。

（4）若反应①是在加热条件下进行，A 是 ；若反应①是在常温条件下进行，A 是 。

若在上述两种条件下得到等量的C 单质，反应中转移的电子数之比为 。

一、选择题
1.化学与生活密切相关,下列说法不正确的是( )
A.二氧化硫可广泛用于食品的增白
B.葡萄糖可用于补钙药物的合成
C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装
D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 2.下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是（ ）
A.常温下浓硫酸能与铝发生钝化，可在常温下作用铝制贮藏贮运浓硫酸
B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀 3.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L
－1
浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A
33.6 L(标准状况)。

将反应后的溶液稀释至1 L ，测得溶液的pH ＝1，则下列叙述中错误的是( )
A ．气体A 为SO 2和H 2的混合物
B ．反应中共消耗Zn 97.5 g
C ．气体A 中SO 2和H 2的体积比为4∶1
D ．反应中共转移3 mol 电子 4.下列溶液能够区别SO 2和CO 2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H 2S 溶液 ③酸性KMnO 4溶液④氯水 ⑤品红溶液 A ．①②③ B ．②③④ C ．除①以外 D ．全部 5.向5 mL 18 mol·L
－1
的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应，下列说法正确的是（ ）
A ．有0.09 mol 的硫酸被还原
B ．有0.045 mol 的硫酸被还原
C ．充分反应后体系无硫酸剩余
D ．消耗铜的质量一定小于2.88 g 6.下列说法正确的是( )
A ．SO 2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO 2具有漂白性
B ．SO 2和Cl 2都有漂白作用，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白作用
C ．活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性，使有色物质发生还原反应
D ．SO 2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色。

二、解答题
7.已知X 是淡黄色固体，A 、B 是钠盐，C 是硫酸盐，D 、E 是无色气体。

这六种物质之间存在反应：
①B ――→氧化
C ；②A ＋H 2SO 4(稀)===C ＋
D ↑；③B ＋H 2SO 4(稀)===C ＋
E ↑＋H 2O ；④D ＋E===X ＋H 2O ；
⑤X ＋NaOH=====△
A ＋
B ＋H 2O
根据上述反应可以判断(写化学式)
X__________，A____________，B___________，C___________，D_______________，E_____________。

8.已知A 、B 、D 、E 四种物质中均含有同一种短周期元素，D 为气体单质，E 为黑色粉末，在下述转化中E 均起催化作用（某些产物已略去）。

请回答：
A （固体）
B （溶液）
D
E
E
加热
（1）A 的化学式为 ；B 的电子式为 。

（2）已知E 与含A 中某种元素的酸在一定条件下反应，产生一种含有元素的气体X ，某校化学兴趣小组为研究该气体的性质，设计下图所示装置进行实验。

装置Ⅲ中夹持装置已略去，其中a 为干燥的品红试纸，b 为湿润的品红试纸。

①加入药品前，检查Ⅰ中气体发生装置气密性的操作是 。

②写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式 ； ③实验过程中，观察到装置Ⅳ中出现淡黄色沉淀，其主要反应的离子方程式为： ；
④实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中观察到b 的红色褪去，但是并未观察到“a 无明显变化”这一预期现象。

为了达到这一实验目的，你认为在（选填装置序号） 之间，还需添加洗气瓶，该装置的作用是 ；
（3）气体X 能与溶液B 反应，生成气体D ，写出反应的化学方程式 。

Ⅴ Ⅰ Ⅱ Ⅲ a b Ⅳ Na 2S 溶液 NaOH 溶液 NaCl
溶液
E
固体
c。