2017-2018高中化学竞赛辅导(试题、讲解及答案)--硫和硫化物

元素化学 09：硫和硫化物

（时间：2.5 小时 满分：100 分）

第一题（10 分）硫化氢及其衍生物

2003 年 12 月重庆发生了重大井喷事件，中毒者无数，死亡160 多人。中毒原因是因为所

喷发出来的天然气中含有高浓度的气体 H 2S 。H 2S 是无色有恶臭的剧毒气体，空气中 H 2S 浓度 达 5mg·L －1 时就会使人感到烦躁，达 100mg·L －1 就会使人休克而致死亡。在这次事故中，很多 受害群众用湿润的毛巾掩住嘴鼻或者将脸贴近湿润的土地，结果逃过了大劫。

1．如上所述，受害群众自我解救的方法是利用了 H 2S 的溶解性。101.325kPa ，293K 时， 1 体积水能溶 2.6 体积 H 2S 气体，求该条件下饱和 H 2S 水溶液的物质的量浓度和 pH 值（忽略 溶液体积的变化，H 2S 的 K 1＝9.1×10－8）

2．主要是混杂在天然气中的剧毒气体除 H 2S 外，还有什么气体。检测 H 2S 可用什么试纸。

“灾区”群众最好用何种溶液浸湿毛巾防毒？

3．硫和氧都是ⅥA 族的元素，硫化氢中的一个 H 可以被乙基替代，得到乙硫醇。类似地，

如果丙酮中的 O 被 S 替代，得到 CH 3－CS －CH 3，则其命名为 ；同样，已知 CH 3－CO －SH 命名为乙硫羟酸，则 CH 3－CS －OH 可命名为

。

4．苯硫酚的酸性比苯酚

。

1mol 化合物 HSCH 2CH(NH 2)COOH 能与 mol 的 NaOH 反应。 5．HSCH CH(NH )COOH 电离常数分别 Ka 、Ka 、Ka （Ka ＞Ka ＞Ka ），指出 Ka 、Ka 、

2 2 1 2

3 1 2 3 1 2

Ka 相对应的基团各是哪个？

3

6．在浓 Na 2S 溶液中滴入少量氯水，经振荡，未发现生成沉淀物；在足量氯水中，滴入少

量 Na 2S 溶液，经振荡，也未发现生成沉淀物。分别写出反应的离子方程式。

第二题（11 分）S 2Cl 2 的结构、制备与性质

S Cl 是黄红色油状发烟液体，有刺激性臭味，熔点－80℃，沸点 136℃。蒸气有腐蚀性， 2 2

遇水分解，易溶解硫黄；将适量氯气通入熔融的硫黄而得。S 2Cl 2 用作有机化工产品、杀虫剂、 硫化染料、合成橡胶等生产中的氯化剂和中间体，也用于橡胶硫化、糖浆纯化、软水硬化等。

1．S Cl 的结构简式是

；空间构型为 型（直线、折线）

2

2

2．根据 S Cl 的结构特点，它应属于 （类别），再列举两例此类常见化合

2

2

物

、

（共价化合物或离子化合物各 1 例）；

3．制备 S Cl 的化学方程式是

，实际得到的产物

2

2

是，如何用简单的实验方法得到较纯的S Cl ：。

4．写出 S Cl 遇水分解和溶于 NaOH 溶液的化学方程式；

2

2

5．S Cl 与 CH ＝CH 反应，可用来制备芥子气 (ClCH CH ) S 。写出化学方程式。

2

2 2 2 2 2 2

6．S Cl 在惰性溶剂 CCl 中氨解可得到二元化合物 X ，X 与氯化亚锡（Ⅱ）的乙醇溶液反

2 2 4

应，所得主要产物 Y 的分子含氢 2.14%（质量分数），且 Y 的摩尔质量比 X 略大；Y 是高度对 称的分子，结构中存在四重对称轴（旋转 90°重合）。写出 Y 的结构简式并写出合成 X 、Y 的方 程式。

第三题（9 分）多硫化物

多硫化物 S x2－（2～6）在碱性溶液中被 BrO 3－氧化为 SO 42－；多硫化物在酸性溶液中析出 多硫化氢，多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体，能迅速分解。

1．写出碱性溶液中 BrO －氧化 S 2－的离子反应方程式；

3

x

2．如果上述反应中 BrO －和 OH －的物质的量的比为 2︰3，计算 S 2－中 x 的值；如果生成

3 x

0.1mol Br －，计算转移的电子的物质的量；

3．Na S 溶液中滴入稀硫酸，可观察到什么现象？写出总反应方程式；

2 x

4．过量 S 和 NaOH 溶液共煮，产物之一是 Na S ，写出总反应方程式；

2 x

上述溶液中通入 SO 2，可以除去 Na 2S x ，得到无色溶液，写出总反应方程式

5．多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢，说明多硫化钙具有杀 虫作用的原因。

第四题（7 分）S 2－的生成与沉淀金属离子

在含 Zn 2＋的溶液中去除含有的 Cu 2＋、Hg 2＋、Bi 3＋，Pb 2＋等离子时，可加入硫代乙酰胺

（CH 3CSNH 2），并控制溶液的酸度为 0.3mol/L 。

1．写出该条件下硫代乙酰胺水解的反应方程式；

2．酸度太高或太低对分离有何影响？

3．控制酸度为什么要用 HCl 溶液，而不用 HNO 3 溶液？

4．在沉淀过程中，为什么还要加水稀释溶液？

5．洗涤 CuS ，HgS ，Bi 2S 3，PbS 沉淀时，为什么要用约 0.1mol/L 的 NH 4NO 3 溶液？

6．如果沉淀没有洗净还沾有 Cl －时，对 HgS 与其他硫化物的分离有何影响？

第五题（6 分）SF 6的结构、制备与性质

纯净的 SF 6 是一种无色无味的气体，具有良好的化学稳定性和热稳定性、卓越的电绝缘性 能和灭弧性能。主要用于大型发电厂的介电绝缘介质，半导体制造业等。

1．工业上 SF 6 通常是由电解产生的氟在高温下与硫反应来制备的。方法是将氟气与熔融 硫磺反应，使反应器中的硫磺保持在 120℃～180℃的熔融状态与通入的氟气反应。此法反应温 度较易控制，须保证氟气适当过量。请给出氟气适当过量的理由；

2．Eugene H.Man 等提出的合成 SF 6 方法是电解 HF 与 SF 4 的液态混合物。电解过程中需 避免氟以外的卤素介入，电解液的比例（HF ︰SF 4）控制在 1︰1～1︰5 之间，氮气流缓慢通过 电解槽以利于收集产品气，并用干冰和液氮冷却的冷阱收集产品气体。

（1）写出制备反应的化学方程式；

（2）对产品气体的分析显示，主要成分为 SF 6 和部分未反应的 SF 4，同时含有微量的 SOF 4，

SiF 4、SOF 2、H 2 和 CO 2。请设计出一种除去 SF 6 中 SF 4 的简单的化学方法，并写出反应方程式。

3．空气中的氧气在高压或电火花的作用下会与六氟化硫反应生成一系列的氟化物，若高 压下 SF 6 放电，生成物 A 的相对分子量为 86。

（1）写出反应的化学方程式；

（2）SF 6 和 A 的分子构型分别是什么？