第二节硫和硫的化合物【易错指津】1.掌握常见物质的俗名、组成、用途,防止张冠李戴。
本章中出现的物质俗名比较多,有些名称之间又特别容易混淆,如冰晶石和重晶石、芒硝和硝石、大苏打和苏打或小苏打等,还有名目繁多的矾盐。
这些虽属识记性的知识,但也应做到在理解的基础上进行记忆,注意它们的性质和用途,对记忆其化学组成有帮助。
同时要及时归纳和比较,以便清楚地区别它们。
2.熟悉有关各种价态的硫元素性质及转化,以作推断题(主要是框图型)。
牢固掌握各种代表物性质及它们之间的知识网络和反应原理,就可避免死搬硬套。
对于框图型等推断题,也要善于找“题眼”,挖掘题中隐含的提示,注意对题设条件的充分应用,尽量缩小范围。
推断时不仅要关注网络的结构,还要注意题干提供的不起眼的信息,如颜色、状态、式量、用途等都可能成为突破的切入口。
3.二氧化硫和氯气的漂白性SO 2和Cl 2虽都有漂白性,但漂白原理和现象有不同特点。
氯气的漂白原理是由于溶于水生成次氯酸的具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复原来的颜色。
而SO 2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件例1 导致下列现象的主要原因与排放SO 2有关的是(2000年全国高考题)A.酸雨B.光化学烟雾C.臭氧空洞D.温室效应 思路分析:该题看似简单,实际提出了3个热点概念,因此必须搞清4个概念的内涵,方可做出正确的选择。
题中列举的大气环境问题都与化学有密切关系,其中由SO 2引发的现象是酸雨。
降水时,硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸盐随着雨雪降到地面,称之为“酸雨”,其发生的主要反应:2SO 2+O 2−−→−飘尘2SO 3,SO 2+H 2O=H 2SO 3,2H 2SO 3+O 2=H 2SO 4。
溶于雨水中的酸性物质,使雨水中pH 在4.5左右。
光化学类雾由氮氧化物造成;臭氧空洞主要由氯氟烃、一氧化氮等造成;温室气体主要为二氧化碳等。
答案:A方法要领:这是一道有关环境保护问题的试题,SO 2等气体引发酸雨,O 3、氮氧化物、有机烃等引发光化学类烟雾,氟利昂、氮氧化物等造成臭氧空洞,CO2气体导致的温室效应。
这些导致环境污染的热点问题,复习中应予以重视。
例2在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见右图)。
按此密闭体系中气体的流向,则在A处流出的气体为(1999年上海高考题)A.SO2B.SO3 O2C.SO2 O2D.SO2 SO3思路分析:本题是联系生产实际的题目,结合硫酸工业生产,考核学生对工业生产中的热交换原理的理解。
答案:C方法要领:对教材中工业生产中典型设备的结构(包括进出口方向)、原理及发生的反应必须有足够的重视。
通入接触室的气体主要是SO2和O2,经过热交换后从A处流出,然后才能接触催化剂,反应后的气体经过内管又从下口通出。
故A处流出的气体仍为SO2和O2。
例3过氧化氢的沸点比水高,但受热容易分解。
某试剂厂制得7%~8%的过氧化氢溶液,再浓缩成30%的溶液时,可采用的适宜方法是(上海市高考题)A.常压蒸馏B.减压蒸馏C.加生石灰常压蒸馏D.加压蒸馏思路分析:液态物质的沸点与压强有关,减小压强,能降低其沸点,这样就能在温度不高的情况下使水蒸发而H2O2又不会分解。
答案:B方法要领:要从混合液中分离出受热易分解的液体物质,一般采用减压蒸馏或减压分馏。
防止选A,在常压下蒸馏,H2O2受热分解。
例4下列反应中,调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是(1998年上海高考题)A.硫化氢在氧气中燃烧B.铁在硫蒸气中燃烧C.二氧化硫通入石灰水D.硫酸中加入锌粉思路分析:A中O2少量生成S,O2过量生成SO2;B中产物唯一;C中可生成CaSO4或Ca(HSO4)2;D中浓硫酸生成SO2,稀硫酸生成H2。
答案:B方法要领:复习中应注意反应条件对产物的影响,与外界条件有关的反应如下:1.反应温度①4Na+O2(常温)=4Na2O、2Na+O2(加热)= Na2O2;②乙醇+浓硫酸2.反应物的用量或浓度①酸式盐+碱;②铝盐+碱;③偏铝酸盐+酸或CO2;④硝酸银+氨水;⑤FeBr2(FeI2)+Cl2;⑥C+ O2;⑥P+ Cl2等。
例5 标准状况下H2S和O2混合气体100mL,经点燃后反应至完全,所得气体经干燥后,恢复到原来状况时体积为10mL,该10mL气体可能是(2001年上海市高考题)A.H2S、SO2B.O2C.H2SD.SO3思路分析:H2S和O2反应后的气体产物可能为①H2S;②SO2;③SO2和O2。
如为情况①,说明H2S过量。
则由:2H2S+O2=2H2O+2S体积减少2 1 36030100-10=90参加反应的H2S和O2的总体积为60+30=90,则余下的10mL气体为H2S。
若为情况②或③,说明O2过量。
则由:2H2S+3O2=2H2O+2SO2体积减少2 3 2 360 90 90则参加反应的H2S和O2的总体积为60+90=150>100,所以这两种情况不存在。
答案:C方法要领:本题为过量计算,由于只告诉两气体的总体积,因此按两种反应恰好发生的两反应分别讨论,具体计算中注意气体体积的计算可用差量法技巧。
例6 向50mL18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。
充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量(1997年全国高考题)A.小于0.45molB.等于0.45molC.在0.45mol和0.90mol之间D.大于0.90mol思路分析:本题考查了氧化还原反应的条件的重要性。
Cu和H2SO4反应的前提条件是浓H2SO4,开始18mol/L为浓的,但随着Cu参加反应,H2SO4被消耗变稀,此时反应已终止。
其次,考查了氧化性酸在与金属发生反应时,其作用分两部分:一部分充当氧化剂,使其得电子数与金属失电子数相同,另一部分是生成的金属阳离子与酸根结合生成盐。
由Cu+2H2SO4=Cu SO4+SO2↑+2H2O可知如果H2SO4完全反应,也只有一半充当氧化剂被还原,故被还原18mol/L H2SO4的最大量为(18mol/L×0.05L)÷2=0.45mol。
答案:A方法要领:该类题的解答关键是判明充当氧化剂的那部分量的确切值。
本题如果改成炽热的碳与上述量的浓H2SO4作用,被还原的H2SO4的物质的量的多少又该如何考虑?因此,做题时应看清单质的类别:即是否已告知为金属单质,或为非金属单质,或者为单质?常见氧化剂的酸为浓H2SO4、浓HNO3或稀HNO3。
另MnO2只与浓HCl反应,与稀HCl是不反应的。
例7为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。
请写出燃烧时,有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式(1996年上海市高考题)思路分析:煤中含硫,硫燃烧时生成的酸性氧化物SO2与碱性氧化物CaO作用生成含氧酸盐CaSO3,CaSO3易被空气中的O2氧化成CaSO4。
答案:CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4方法要领:上述方法称为“钙基固硫法”。
这种方法实际上是把生石灰或石灰石的粉粒掺入煤中,再进行燃烧。
利用石灰石分解生成的CaO也能吸收SO2,但因石灰石分解是吸热反应,所以用CaCO3固硫比用CaO固硫多消耗部分热量。
2CaSO3+O2=2CaSO4这反应易漏写,在有空气存在和高温条件下,CaSO3易被氧化为CaSO4,这可以得出一条规律:温度高时,热稳定性不够好的物质将向热稳定性好的物质转化,如本题涉及CaCO3→CaSO3→CaSO4的转化。
以防漏写其中一个方程式。
例8对下列事实的解释错误的是(2000年上海高考题)A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定C.常温下,浓硝酸可以用铝贮存,说明铝与浓硝酸不反应D.反应CuSO4+H2S→CuS↓+H2SO4能进行,说明硫化铜既不溶于水,也不溶于稀硫酸思路分析:本题旨在考查一些常见的化学反应原理。
Al与冷、浓硝酸发生钝化,属化学反应,因表面迅速形成致密的氧化膜而不呈明显的反应现象。
答案:C方法要领:本题提醒我们在复习中要注意物质的特殊性,并注意总结归纳,从而全面掌握知识。
例9针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平),填写空白:(1999年广东省高考题)A.Na2O2+HCl——H2O2+NaClB.Ag2O+H2O2——Ag+O2+H2OC.H2O2——H2O+O2D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH——K2CrO4+K2SO4+H2O(1)H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号),该反应配平的化学方程式为(2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是(填代号)(3)H2O2体现弱酸性的反应是(填代号),其理由为思路分析:H2O2中氧元素的化合价为-1价,在氧化还原反应中既可升高成0价(表现还原性),又可降到-2价(表现氧化性)。
在四个反应中,只有D中的H2O2中O的价态降为-2价,表现氧化性;C中的H2O2中O的价态既升高又降低,表现出氧化性和还原性;B中的H2O2中O由-1升为0价,表现还原性;只有A中Na2O2的跟强酸盐酸反应生成了H2O2和NaCl,这可看作是一个“强酸跟弱酸的盐反应,生成弱酸和强酸盐”的反应,认为在此反应中H2O2体现了弱酸性。
答案:(1)D,3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O(2)C(3)A,此反应可看作是强酸制弱酸的反应。
方法要领:这是一个以H2O2的性质为载体,考查无机化学基本原理等方面知识的题目。
题目中提出了三个问题:氧化性、还原性的含义,方程式的配平和强酸制弱酸的规律。
只要紧紧扣住价态的变化进行分析,就可准确解答。
对第3问,在判断了B、C、D均是氧化还原反应后,“酸性”则应体现于非氧化还原反应中,然后再从反应物强酸(HCl )制得H 2O 2,联系强酸制弱酸原理作答。
例10 某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验:(2000年全国高考题)(1)在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是________________溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是: ,(2)在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是________________溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因______________________。
思路分析:题设情境有三大特点:①反应装置由常见的“开放型”到了“封闭型”;②溶液颜色由常见的“静态稳定型”到了“动态变化型”;③溶液成分由常见的“单一溶质型”到了“多种溶质型”。