高三化学复习《硫硫酸》

高三化学（第23周）【教学内容】高三化学复习《硫硫酸》【教学目标】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：LmolLmolgg4.8/.4.22/5621）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△FeS56g32g8g21g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：gmolgmolgg788/88/568）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+O22SO3+Q（Q0）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↑+2H2OS+2H2SO4（浓）△2SO2↑+2H2OS+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=Na2SxS+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Na2Sx中x值为_________。解析：3S+6OH-△2S2-+SO32-+3H2O…………①S2-+（x+1）SSx2-………………②SO32-+S△S2O32-……………………③由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH-=2Sx2-+S2O32-+3H2O…………④SO2+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6622axx=12a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+H2S②SO2+Na2CO3=Na2CO3+CO2③SO2+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2molNa2SO3，现还差1molNa2SO3，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，H2SO3+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↓+2HSO3-2e10eS+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22/OSHnn≥2/1时，2H2S+O2点燃2S+2H2O（H2S过量）当22/OSHnn≤2/3时，2H2S+3O2点燃2SO2+2H2O（O2过量）当23222OSHnn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22ab，最后根据S原子守恒，得出S的计量系数为a-22ab=ba23。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？①H2S②O2和SO2③SO2①若H2S过量，余25mLH2S则参加反应的SHV2=75mL×32=50mL2OV=75mL×31=25mLSHV2:2OV=（50+25）:25=3:1②若为O2和SO2则O2过量，据：2H2S+3O2=2SO2+2H2O△V23232LH2S完全反应，体积减少3L，现减少100mL-25mL=75mL则需H2S的体积为32×75mL=50mL，O2的体积为75mL，75mL+50mL100mL，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=（23a-b）S+（b-2a）SO2+aH2Oa+b=100a=50mLb=50mLb-2a=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=CaSO3SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O2CaSO3+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。（1）完成并配平化学方程式：Cu（NH4）SO3+H2SO4-Cu+SO2+CuSO4+_________（2）按上述操作，铜的最高转化率是多少_______________（3）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(ClO)2+H2O——该反应粗看与CO2通入漂白粉相似，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-。⑤OO-+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↑+2H2O③Fe+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（）①MgCl2②NaH2PO4③(NH4)2S④Al(OH)3A、只有④B、除①外C、除①③D、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、Fe2O3B、Na2CO3、AgClC、Pb(NO3)2、FeSD、Na2CO3、NaHCO33、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