2012届高考化学第一轮导学案复习：硫 硫酸

高 三 化 学（第23周）
【内容】
复习《硫 硫酸》
【目标】
1、熟练掌握硫、硫的氢化物、氧化物、硫酸、硫酸盐的重要性质及其相互转化关系。
2、掌握工业制取硫酸的原理主要设备，并了解有关环保知识。
3、熟练掌握离子反应、离子方程式的书写。
【教学过程】
一、硫
1、 游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。
存在
化合态——存在形式有：FeS2（非盐）、CuFeS2（复盐）、石膏、芒硝、煤和石油
中含少量硫——污染大气物主要来源。
2、物理性质：硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。常温为淡黄色晶体（淡黄色 固体有：Na2O2、AgBr、黄铁矿、T、N、T等）。
注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。
②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS2作溶剂。
3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。
（1）与金属反应 Na+S——Na2S （剧烈反应并发生爆炸）
（Na+S——Na2Sx）
Al+S △ Al2S2（制取Al2S3的唯一途径）
Fe+S △ FeS（黑色）
思考：①21g铁粉跟8g硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升？
（据Fe～FeS～H2S↑可知，不论谁过量，有1molFe，必须生成1mol气体，则所得气
Fe～H2↑
体体积为： ）
②若为21g硫粉和8g铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克？
（解：Fe + S △ FeS
56g 32g
8g 21g
则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O2反应生成了SO2气体，因此，所得固体只能为FeS。其质量为： ）
2Cu + S △ Cu2S（黑色）
思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中？
（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O2 △ CuO（黑色），铜转化为氧化铜，反应将不再发生）
②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl2的氧化性哪个更强？理由是什么？
（氯气更强，因为S只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价）
（2）与非金属的反应 S+O2 点燃 SO2
思考：已知2SO2+O2 2SO3+Q（Q>0）反应温度对SO3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO3？为什么？
（空气中。因为纯氧中燃烧，尽管O2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中）
S+H2 △ H2S（说明硫化 氢不稳定）
（3）与化合物的反应
S+6HNO3（浓） △ H2SO4+6NO2↑+2 H2O
S+2H2SO4（浓） △ 2SO2↑+2H2O
S+NaOH △ Na2S+Na2SO3+H2O
思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用 热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca (OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫？（因NaOH碱性强，腐蚀玻璃）
S + Na2S = Na2Sx
S + Na2SO3 △ Na2S2O3
例1、硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-；生成物继续与硫作用得Sz2-和S2O32-。过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足 量的SO2，SO2与Sz2-也完全转化为S2O32-。问：
（1）S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________
（2）amolS最终转化为Na2S2O3，需SO2、NaOH的物质的量分别为________
（3）若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH，则Na 2Sx中x值为
_________。
解析：3S+6OH △ 2S2-+SO32-+3H2O …………①
S2-+（x+1）S Sx2- ………………②
SO32-+S △ S2O32- ……………………③
由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH- = 2Sx2-+S2O32-+3H2O …………④
SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O ………………⑤
由④⑤迭加得：S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O …………………………⑥
答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因Sx2-、SO32-均为中间产物， 只要抓住反应物为S和SO2及OH-，生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-，则SO2和OH-分别为a、2amol。
（2）由④式可知 x=
例2、工业上将硫黄混入Na2SO3溶液中共热至沸可制取Na2S2O3。制备Na2S2O3的另一种方法是把SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量 逐渐增多，然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时，反应完成：
（1）写出用上述反应制备Na2S2O3的化学方程式
①_________________________ ②____________________
③_________________________ ④Na2SO3+S △ Na2S2O3
（2）原料中Na2CO3、Na2S、SO2的物质的量比最佳是___________________。
（3）若SO2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是（用离子方程式表示）______________。
解析：由于SO2溶于水生成H2SO3，而H2SO3是中强酸，其酸性比H3PO4还要强。则
（1）①SO2+H2O+Na2S= Na2SO3+H2S
②SO2+Na2CO3= Na2CO3+CO2
③SO2+2H2S= 3S↓+2H2O
（2）要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S和
Na2SO3，S由反应③生成，Na2SO3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS需2molH2S和1molSO2，则反应④可改为3Na2SO3+3S=3Na2S2O3，而生成2molH2S则需2molNa2S和2molSO2，同时生成2mol Na2SO3，现还差1mol Na2SO3，由反应②提供。则Na2CO3、Na2S、SO2的最佳物质的量比为1:2:4。
（3）若SO2过量，又生成3H2SO3，H2 SO3+S2O32- H2S2O3+SO32-，H2S2O3极不稳定，H2S2O3→H2O+S+SO2，SO2与SO32-又能继续转化为HSO3-，因此，该反应的离子方程式为：
SO2+H2O+S2O32-=S↓+2HSO3-
2e 10e
S + 3C +2KNO3 点燃 K2S+N2↑+3CO2（黑火药爆炸）
橡胶的硫化（化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性）
二、硫的氢化物和氧化物
1、硫化氢的制取
Fe+H2SO4=FeSO4+H2S↑
思考：制取H2S气体能否用浓H2SO4或浓盐酸或稀硝酸？
（不能用浓H2SO4或硝酸，因为均属于强氧化性酸，而H2S具有强还原性）
2、硫化氢的化学性质
（1）可燃性 当 ≥2/1时，2H2S+O2 点燃 2S+2H2O（H2S过量）
当 ≤2/3时，2H2S+3O2 点燃 2SO2+2H2O（O2过量）
当 时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有SO2，此时反应方程可直接根据两种气体物质的量书写。若H2S为amol（或体积）O2为bmol
（或体积）则 aH2S+bO2——S+SO2+H2O
配平时，先根据H原子守恒，得出H2O的计量系数为a，再根据氧原子守恒得出SO2的计量系数为 ，最后根据S原子守恒，得出S的计量系数为a- = 。
例：室温时，H2S和O2的混合气体100mL，点燃后充分反应，剩余25mL，求H2S和
O2的体积比。
解析：剩余的25mL气体可能是什么？①H2S ②O2和SO2 ③SO2
①若H2S过量，余25mL H2S 则参加反应的 =75mL× =50mL
=75mL× =25mL : =（50+25）:25=3:1
②若为O2和SO2 则O2过量，据：2H2S+3O2 = 2SO2+2H2O △V
2 3 2 3
2LH2S完全反应，体积减少3L，现减少100mL-25mL=75mL
则需H2S的体积为 ×75mL=50mL，O2的体积为75mL，75mL+50mL>100mL，不可能。
③两种反应物完全反应，产物为S、SO2和H2O
设H2S的体积为aO2的体积为b
则aH2S+bO2=（ a-b）S+（b- ）SO2+aH2O
a+b=100
a=50mL b=50mL
b- =25
体积比为1:1。
（2）强还原性 常见氧化剂为：Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4，甚至SO2均可将H2S氧化。
3、二氧化硫
（1）强还原性 常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应
（2）酸性氧化物通性
（3）漂白性
例1、为降低SO2对大气的污染，工业用煤可伴入少量生石灰，可减少污染，另一种方法是将烟道气通入石灰乳中，既起到“固硫”的作用，防治酸雨，又能制得石膏，请写出有关化学方程式。
解析：SO2+CaO=CaSO3 SO2+Ca (OH)2= CaSO3+H2O
2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
例2、白色的亚铜化合的Cu（NH4）SO3难溶于水，若与足量的10mol?L-1的硫酸溶
液混合并微热，生成铜和SO2气体及溶液。
（2）完成并配平化学方程式：Cu（NH4）SO3+H2SO4-Cu+SO2+CuSO4+_________
（3）按上述操作，铜的最高转化率是多少_______________
（4）有人设计让上述实验在密闭容器中进行，结果铜的转化率大大提高，问在密闭
容器中进行反应，铜的最高转化率是多少？请说明理由。
解析：（1）上述反应打用逆向配平（歧化反应，铜元素化合价既升高又降低）缺项显然为（NH4）2SO4，各计量系数依次为2，2，1，2，1，2，1。
（2）2molCu (NH4)SO3中的铜1mol转化为单质铜，1mol转化为CuSO4，因此，转化率为50%。
（3）若在密闭容器中进行，为何铜的转化率会提高？显然Cu（I）自身岐化转化率只能为50%，必有其它还原剂才能提高其转化率。由于产物中含SO2，SO2具有强还原性，能将Cu（II）还原为零价。其最高转化率可达100%，原因是：每生成1molCuSO4可生成2molSO2，它可提供4mol电子，完全可将CuSO4还原且SO2仍过量。
三、离子方程式
离子方程式的书写要特别注意以下两个问题：
1、产物与事实是否相符
例如：①Mg (HCO3)2与碱溶液的反应，无论谁过量一定生成Mg (OH)2而不是MgCO2②SO2+Ca (Cl O)2+H2O——该反应粗看与CO2通入漂 *** 相似，其实不同，它们一定
发生氧化还原反应。
③FeCl2+KMnO4+H2SO4——该反应同学们往往只注意MnO4-氧化Fe2+，其实还要氧化Cl 。
④FeBr2+Cl2——一定要注意定量关系，Cl2不足量只能氧化Fe2+或将Fe2+全部氧化后再氧化部分Br-。
⑤ O O-+H2O+CO2——无论CO2是否过量，一定生成HCO3-（为什么？）
2、要注意等式两边是否遵循质量守恒和电荷守恒。
例如：①Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
②Cu+4H++NO3-=Cu2+NO↑+2H2O
③Fe+Fe3+=2Fe2+
【能力训练】
一、选择题（每小题有1～2个正确答案）
1、下列物质既能跟浓H2SO4反应，又能烧碱反应的是（ ）
①MgCl2 ②NaH2PO4 ③(NH4)2 S ④Al (OH)3
A、只有④ B、除①外 C、除①③ D、全部都可以
2、下列各组混合物中，加入过量的稀H2SO4有气泡并有沉淀的是（ ）
A、FeS、Fe2O3 B、Na2CO3、AgCl
C、Pb (NO3)2、FeS D、Na2CO3、NaHCO3
3、Na2SO3和浓H2SO4作用产生气体X，碳酸氢铵热分解生成的气体依次通过硅胶
Na2O2、浓H2SO4，最后得到气 体Y，将X、Y分别适入氢硫酸中产生的现象是（ ）
A、通入X溶液浑浊，通入Y无明显现象 B、通入X现象不明显，通入Y溶液浑浊
C、通入X和Y溶液均无明显现象 D、通入X和Y溶液均浑浊
4、下列变化中证明硫酸是强酸的是（ ）
A、和铜反应 B、和锌反应放出H2
C、与NaCl反应制HCl D、与Ca3(PO4)2反应制H3PO4
5、化学上鉴定S2O32-的方法之一是使用AgNO3作试剂。将AgNO3溶液逐渐滴
入含有S2O32-的溶液中时，会有以下反应发生：Ag++2S2O32-= [Ag (S2O3)2 ]3-，3 Ag++[Ag (S2O3)2 ]3-=2 Ag 2S2O3↓（白），Ag 2S2O3+H2O=Ag2S↓（黑）+ H2SO4对于鉴定S2O32-的下列叙述不正确的是（ ）
A、该鉴定可在酸性或碱性或中性溶液中进行 B、该鉴定只能在中性溶液中进行
C、AgNO3必须过量 D、S2-对该鉴定有干扰
6、标况11.2LH2S燃烧用样O2100.8L，燃烧后恢复至原状况，剩余气体体积缩小为原
混合气体体积的21.05%，则充分燃烧的H2S占H2S总体积的（ ）
A、40% B、32% C、74% D、80%
二、填空
1、298k时，向VL真空容器内通入nmolSO2和mmolH2S
（1）若n=2，当m= ______时，反应后容器内气体密度最小；
（2）若2n>m，则反应后氧化产物与还原产物质量差为 ______g；
（3）若5n=m，且反应后氧化产物与还原产物的质量差为48g，则m+n= ______。
2、同族元素的单质及其化合物在性质上有许多相似之处，硫化物类似于氧化物也有
碱性、酸性之分和氧化性还原性之分，也以能发生类似于氧化物与氧化物之间的反应，根据上述叙述，完成下列化学方程式。
（1）Na2S+As2S5——
（2）Na2S2+SnS——
（3）Na2S+CS2——
3、把密度为1.68g?cm-3的液态S2Cl210mL溶于石油醚中，得到100mL溶液，把它
慢慢加入到50mL3.2mol?L-1的SO2水溶液中，振荡使之充分反应，当加入的S2Cl2溶液为64.3mL时，反应恰好完全，生成物用KOH中和后，完全转化为KCl水溶液和一种二元含氧酸的钾盐晶体，试通过计算确定S2Cl2和SO2在水溶液中反应的化学方程式______________________________________________________。
三、计算题：
1、某黄铁矿中含FeS285%及惰性杂质15%，在给定温度下发生下述反应：4FeS2 (s)+11O2
(g)=2Fe2O3(s)+8SO2 (g)+3319kJ，又知反应后的固体残渣中含有4%的FeS2，试计算燃烧1kg，这种黄铁矿时放出的热量。

2、将H2S和O2的混合气体通入温度为220℃的密闭容器中，在高温下使之燃烧反应后再恢复到原来温度，测得此时容器中气体的压强比起起时减小28.6%，若再向密闭容器中通入80gO2，高温下使之燃烧，反应后冷却至220℃，测得容器中压强有为起始时的1.43倍，又知反应容器O2有剩余，计算原混合气体中H 2S和O2的物质的量。

【能力训练答案】
一、1、D 2、BC 3、D 4、D 5、A 6、A
二、1、（1）4 （2）16m （3）9
2、（1）3Na2S+As2S5=2Na3AsS4
（2）Na2S2+SnS=Na2SnS3
（3）Na2S+CS2=Na2CS3
3、S2Cl2+2SO2+2H2O=2HCl+H2S4O6
三、1、5674.8kJ
2、H2S2mol，O21.5mol或H2S为2.25mol，O2为0.9mol

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