硫与硫化氢

5.1从黑火药到酸雨（1）知识要点一、硫1．自然界中硫的存在：含量低（硫元素在地壳中含量0.05%），分布广游离态——火山口附近化合态——芒硝、石膏、硫铁矿、黄铜矿等含硫化合物，生物体内蛋白质中2．硫的物理性质淡黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。可利用硫易溶于CS2的特点分离或除去硫，如可用CS2洗涤沾有硫粉的试管。3．化学性质硫是比较活泼的非金属元素。硫的原子结构示意图：，S原子最外层有6个电子，能得到2个电子成为-2价的硫，最高正价为+6价，此外硫的常见化合价还有+4价等。硫单质中硫为0价，在化学反应中，其化合价既能降低又能升高，因此硫既能作氧化剂又能作还原剂。（1）与金属反应S作氧化剂，与钠、铝、铁、铜、汞等金属单质都能反应，S被还原为S。具有可变价态的金属（如铁、铜）只能被硫氧化到较低价态。①2Na+SNa2S，常温下研磨即可剧烈反应。②Fe+SΔ→FeS，加热条件下反应。停止加热后，混合物仍保持红热状态（说明反应放热），生成黑褐色固体硫化亚铁。③2Cu+SΔ→Cu2S，Cu在S蒸气中燃烧，生成黑色固体硫化亚铜。④Hg+SHgS，实验室可利用此反应处理洒落的汞滴。（2）与非金属反应①与氢气，硫作氧化剂H2+SΔ→H2S②与氧气，硫作还原剂S+O2点燃→SO2硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。在点燃条件下，即使O2过量反应产物也是SO2，S和O2单质间化合产物不能写成SO3。（3）黑火药反应该反应中，S和KNO3为氧化剂，C为还原剂。二、硫化氢无色，有臭鸡蛋气味有毒气体，比空气重（标准状况下密度ρ=3422.4=1.52g/L），能溶于水，水溶液为氢硫酸。1．化学性质硫化氢气体具还原性，具体表现为能在O2中燃烧，能被Cl2、SO2等氧化，能使酸性高锰酸钾褪色等。0-2（1）可燃性氧气充足时，硫化氢气体完全燃烧：2H2S+3O2点燃→2SO2+2H2O氧气不足时，硫化氢气体不完全燃烧：2H2S+O2点燃→2S+2H2O（2）与SO2反应2H2S+SO23S+2H2OH2S与SO2在集气瓶内混合后，可在瓶壁观察到有水珠和淡黄色粉末出现。（3）与卤素单质反应H2S+Cl2S+2HCl，其他卤素单质，如Br2、I2等，也能与H2S有相似反应。（4）不稳定性H2SΔ→H2+S2．氢硫酸性质H2S的水溶液为氢硫酸，为二元弱酸。（1）酸的通性表现为能使酸碱指示剂变色；与活动性顺序在H前的活泼金属的单质反应，置换出H2；与碱反应；与碱性氧化物反应；与某些盐反应。如：H2S+2NaOHNa2S+2H2O，H2S+NaOHNaHS+H2O；H2S+CuSO4CuS+H2SO4，H2S+Pb(NO3)2PbS+2HNO3CuS、PbS均为不溶于酸的黑色沉淀，该性质可用于H2S和S2-的检验。（2）强还原性氢硫酸露置于空气中容易出现浑浊变质：2H2S+O22S+2H2O氢硫酸能使溴水褪色：H2S+Br2S+2HBr3．实验室制法（1）反应原理：FeS+H2SO4(稀)H2S+FeSO4或FeS+2HCl(稀)H2S+FeCl2盐酸有挥发性，所以一般不宜选用浓盐酸制备H2S；由于H2S有还原性，不宜选用强氧化性的酸，如硝酸、浓硫酸。（2）气体发生装置根据制备H2S的反应原理和条件，可用固液不加热型装置制取气体，与实验室制H2、CO2等气体采用的气体发生装置相同。（3）检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑。也可将气体通入硫酸铜溶液或硝酸铅溶液，有黑色沉淀生成。（4）净化和干燥除去H2S气体中可能混有的HCl气体，可采用饱和的NaHS溶液：HCl+NaHSH2S+NaCl除去H2S气体中的水蒸气，可选无水CaCl2或P2O5作干燥剂，不能选用碱石灰（碱性）或浓硫酸（强氧化性）：H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O（5）收集方法：向上排气法（6）尾气吸收：H2S有毒，多余的H2S气体可用NaOH或CuSO4溶液吸收。例题解析例1.下列化合物中能由单质直接化合而得到的是（）。A．Fe2S3B．Cu2SC．FeCl3D．FeCl2例2.某容器可能含有H2S、Cl2、HCl三种气体中的若干种，用湿润的蓝色石蕊试纸检验时，试纸先变红，后褪色。这种气体中一定含有，可能含有，一定没有。+1例3.把70mLH2S和90mLO2（标准状况）混合，在一定条件下点燃，使之完全反应后恢复到原来状况，可得到SO2的体积是（不考虑SO2在水中的溶解）（）。A．50mLB．55mLC．60mLD．70mL例4.在标准状况下，将3.36LH2S气体通入一定量的NaOH溶液中全部被吸收，氢氧化钠也完全反应。然后在低温下小心蒸干，得到不含结晶水的固体10.6g，问所得固体含什么物质，质量各为多少？巩固练习一、选择题1.下列关于硫的叙述中不正确的是（）。A．粘附在试管壁上的硫可用CS2或热的烧碱溶液清洗。B．硫既有氧化性也有还原性。C．硫在自然界中仅以化合态形式存在。D．硫粉和铜粉共热生成黑色的硫化亚铜。2.以下能说明氯气氧化性比硫强的最主要事实是（）。A．在通常情况下，硫为浅黄色固体，而氯为黄绿色气体。B．硫不溶于水，而氯气溶于水。C．跟金属或氢气反应时，硫最终显-2价，而氯最终显-1价。D．跟同种变价金属（如铜或铁）反应时，金属被硫氧化到低价态，被氯氧化到高价态。3.比较氧和硫元素的下列性质，前者小于后者的有（）。①单质的沸点②单质的氧化性③阴离子的还原性④与H2反应的能力⑤氢化物的稳定性⑥阴离子半径A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．①③⑥4.某金属分别和足量的氯气及硫反应，与0.1mol该金属反应时，消耗氯气为0.15mol，消耗硫为0.1mol，则该金属可能是（）。A．FeB．CuC．NaD．Al5.已知非金属性的强弱顺序为IS，则下列各化学方程式中，错误的是（）。A．Cl2+2KI2KCl+I2B．H2S+Br22HBr+SC．S+2KI2K2S+I2D．H2S+I22HI+S6.有关硫化氢的叙述正确的是（）。A．氢硫酸因含有-2价的硫，所以只有还原性。B．硫化氢与硫酸亚铁溶液反应，有黑色沉淀硫化亚铁生成。C．实验室制取硫化氢时，只能用稀盐酸或稀硫酸，不能用浓硫酸或稀硝酸。D．硫化氢不能与硫化钠溶液反应。二、填空题7.黑火药是我国古代四大发明之一，其组成可简单的称作：一硫、二硝、三炭。写出黑火药爆炸的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：。其中氧化剂是：，还原剂是：。如有1mol硝酸钾参加反应，被硝酸钾氧化的C的质量是g。8.H2S的电子式：，属于（填“离子”或“共价”）化合物，例举一个与H2S有相同电子数和质子数的微粒；Na2S的电子式：，属于（填“离子”或“共价”）化合物。9.把50mLH2S和60mLO2混合，在一定条件下点燃，使之反应。当反应完全后恢复到原来状况时，产生SO2的体积是（不考虑SO2在水中溶解）mL。10.(1)实验室制取H2S气体的化学方程式：。(2)为了除去中H2S气体的水蒸气，应该选用下列方法中的：。A．将混合气体通过盛氢氧化钠固体的干燥管B．将混合气体通过盛碱石灰的U型管C．将混合气体通过盛无水氯化钙的干燥管D．将混合气体通过盛浓硫酸的洗气瓶(3)标准状况下，H2S气体的密度。用排空气法收集H2S气体，经测定知道混合气体的平均式量为33，则混合气体中H2S的体积分数为。(4)既能检验又能吸收H2S气体的试剂是，写出相关反应的化学方程式。11.硫与KOH溶液共热时，生成硫化钾、亚硫酸钾和水。写出该反应的化学方程式：；该反应中，被氧化的硫与被还原的硫的质量比为。12.某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如下图所示装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL(己折算成标准状况)，由上述实验事实可知：(1)①固体M中一定有的物质是(填化学式)，理由是。②其中一种物质的质量可以确定为g(用代数式表示)。(2)B装置的名称是，B装置中反应的化学方程式为。(3)C装置的作用是。如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是。(4)若稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是。13.（1）写出下列反应的化学方程式：少量H2S气体与NaOH溶液反应，足量H2S气体与NaOH溶液反应，（2）填表：将amolH2S气体通入含xmolNaOH的VL溶液中。当a与x为下列比值时，溶液中各留下什么溶质（钠的化合物）。a/x溶液中溶质a/x溶液中溶质210xa121xa21xa1xa（3）含8gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称量得到的无水物7.9g。则该无水物中一定含有的物质是（）。A．Na2SB．NaHSC．Na2S和NaHSD．NaOH和NaHS