1、高考化学专题十八 氧、硫及其化合物和环境保护考点一 氧、硫及其化合物点击观看考点视频撬点基础点 重难点1 氧元素的单质及化合物性质(1)O3组成：臭氧的分子式为 O3，与 O2 互为_。产生方式：在放电条件下空气中的 O2 可以转化为 O3，反应的化学方程式为_。物理性质：常温常压下，O3 是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比 O2 大。化学性质a不稳定性：O3 不稳定，容易分解，反应的化学方程式为_。b 强 氧 化 性：O3 容 易 使 湿 润 的KI 淀 粉 试 纸 变 蓝，反 应 的 化 学 方 程 式 为_。c漂白和消毒：有些染料受到臭氧的强烈氧化会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因
2、此臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。同素异形体3O2=放电2O32O3=3O2O32KIH2O=2KOHI2O2臭氧层能吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和其他生物的保护伞。氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。(2)过氧化氢结构化学式：_，电子式：_，结构式：_，H、O 原子个数比为 11，是既含_键又含_键的共价化合物。化学性质a不稳定性：加热、加催化剂都能使分解加快。_H2O2HOOHHOOH极性非极性2H2O2=MnO22H2OO2b弱酸性：相当于二元弱酸。H2O2HHO2，HO2HO22。c强氧化性.用 10%的双氧水漂白羽毛及丝织品；.氧化 Fe2、SO23 等还原性物质：_，_；.使湿润
3、的淀粉-KI 试纸变蓝：H2O22I2H=I22H2O。d弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO45O28H2O。H2O22Fe22H=2Fe32H2OH2O2SO23=SO24 H2O学霸巧学卡(1)在 MnO2 或 FeCl3 催化下，H2O2 分解加快，常用于实验室制 O2。(2)H2O2 中 O 的化合价为1，处于氧元素的中间价态，因而既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。(3)H2O2 常用于杀菌消毒、漂白，是 H2O2 的氧化性所致。(4)H2O2 体现氧化性时，被还原为无污染的 H2O，因而常用于除去还原性的杂质离子。2 硫元素
4、的单质(1)硫的原子结构及存在形态硫元素位于元素周期表中第三周期第_族，原子结构示意图为_，最外层有_个电子，在化学反应中易获得 2 个电子而呈现出2 价。A6(2)硫的性质物理性质硫俗称_固体，熔沸点很_溶于水，可溶于_，易溶于_。硫黄，淡黄色低，难酒精二硫化碳化学性质学霸巧学卡(1)硫在过量、纯净的 O2 中燃烧的产物是 SO2 而不是 SO3。(2)硫单质呈 0 价，处于硫元素的中间价态，既有氧化性又有还原性。(3)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物，和变价金属与 Cl2 的反应情况不同，可对比记忆。(3)硫的应用制农药：如石硫合剂(石灰、硫黄)用于杀死果树的害虫。制黑火药：“一硫
5、二硝三木炭”反应原理为：S2KNO33C=点燃K2SN23CO2消除汞蒸气：实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉处理。3 二氧化硫、三氧化硫(1)SO2 的性质物理性质颜色气味毒性密度溶解性无刺激性有毒比空气大易溶于水化学性质学霸巧学卡(1)二氧化硫中的硫元素为4 价，处于中间价态，因此，SO2 既有氧化性，又有还原性，但主要表现还原性。(2)SO2 能使溴水、酸性 KMnO4 溶液褪色，体现了 SO2 的还原性，而不是漂白性。(3)SO2 与氢硫酸反应产生浑浊，体现了 SO2 的氧化性。(2)SO3 的性质物理性质熔点 16.8 ，沸点 44.8 ，常温下为_态，标准状况下为_态。化学性质三氧
6、化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：液固SO3与H2O：SO3H2O=H2SO4与碱性氧化物CaO：SO3CaO=CaSO4与碱CaOH2：SO3CaOH2=CaSO4H2O4 硫酸及硫酸根离子的检验(1)硫酸的物理性质纯硫酸是一种无色油状液体，沸点_，难挥发。溶解性：浓 H2SO4 与水以_比互溶，溶解时可放出_，浓 H2SO4 稀释的方法是：_。(2)稀 H2SO4 具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为 H2SO4=2HSO24，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。高任意大量的热将浓 H2SO4 沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(3)浓 H2SO4
7、 具有的特性吸水性：常用作干燥剂，但不能干燥_等。脱水性：将有机物中的_脱去，如蔗糖脱水生成炭黑。强氧化性a氧化金属：浓硫酸可以氧化大多数金属(除 Pt 和 Au 外)，如铜在加热条件下与浓硫酸的反应方程式：_。b浓硫酸能氧化某些非金属：如碳、硫、磷等。如在加热条件下木炭与浓硫酸反应的化学方程式：C2H2SO4(浓)=CO22SO22H2O。NH3、H2S、HI、HBrH、O 元素按水的组成(H、O 原子个数 21)比Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O学霸巧学卡(1)浓硫酸的强腐蚀性是脱水性、吸水性、强氧化性的综合表现。(2)浓硫酸的还原产物一般是 SO2，但浓硫酸遇到强还原剂，
8、会被还原生成 H2S。(3)常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”，但加热时剧烈反应。(4)稀 H2SO4 与浓 H2SO4 氧化性的比较(5)SO23、SO24 离子的检验SO23 的检验方法向 溶 液 中 加 入 盐 酸，将 产 生 的 气 体 通 入 _ 中，_，相 应 的 离 子 方 程 式 为_；加入_生成白色沉淀，加入_，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，相应的离子方程式为_。SO24 的检验方法a原理_，BaSO4 具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性。b检验方法待测液加入足量稀盐酸酸化无现象滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成有 SO24 存在。品红溶液红色褪去_SO23 2H=SO2H
9、2O氯化钡溶液盐酸SO23 Ba2=BaSO3，BaSO32H=Ba2SO2H2OBa2SO24=BaSO4(白色)学霸巧学卡(1)检验 SO24 时要防止其他离子的干扰。Ag干扰：用稀盐酸酸化防止 Ag干扰，同理所用钡盐若是 BaCl2 也要防止 Ag干扰：AgCl=AgCl。CO23、SO23 干扰：因为 BaCO3、BaSO3 也是白色沉淀。但这些沉淀都溶于强酸，因此检验 SO24 时，必须用强酸盐酸酸化(不能用硝酸、硫酸酸化)。(2)钡盐的选择。所用的钡盐不能是 Ba(NO3)2，一般用 BaCl2，因为在酸性条件下，SO23、HSO3、SO2等会被溶液中的 NO3 氧化为 SO24，
10、从而得出错误的结论。1.思维辨析(1)O2 与 O3 互为同素异形体，它们之间的转化属于物理变化。()(2)H2O2 是绿色氧化剂，只有氧化性。()(3)SO2 使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色，体现了 SO2 的漂白性。()(4)SO2 与漂白粉的漂白原理相同。()(5)Cu 与硫粉加热条件下生成 CuS。()(6)浓 H2SO4 使胆矾(CuSO45H2O)变成白色粉末，体现了浓 H2SO4 的脱水性。()(7)浓 H2SO4 具有强氧化性，不能用于干燥还原性气体 SO2。()(8)浓 H2SO4 与 Cu、C 的反应中，都体现了 H2SO4 的酸性和强氧化性。()2下列化学实验事实及解释
11、都正确的是 ()A向 Na2SO3 溶液中加入硝酸酸化的 Ba(NO3)2 溶液，有白色沉淀出现，说明 Na2SO3 溶液已经变质B某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定有 CO23C某溶液中加入 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有 SO24D取少量久置的 Na2SO3 样品溶于水，加过量盐酸有气体产生，然后加 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，说明 Na2SO3 样品已部分变质解析 在 A 中 SO23 被 H、NO3 氧化生成 SO24，故 A 错误；在 B 中可能为 HCO3、SO23、HSO3
12、，B错误；在 C 中可能为 Ag，C 错误。撬法命题法 解题法 考法综述 由于 S 元素的多种价态及各种化合物的相互转化内容丰富，也是氧化还原反应的重要素材。命题空间广阔，且与生产、生活及社会实际联系紧密，是考查元素化合物知识的热点，同学们应熟练掌握 SO2 的性质，制法及相关实验，以及硫酸和硫的其他化合物的性质和用途。命题法 1 过氧化氢、臭氧的性质典例 1 H2O2 是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。某小组拟在同浓度 Fe3的催化下，探究 H2O2 浓度对 H2O2 分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1 molL1 Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔
13、塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。(1)写出本实验 H2O2 分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_。(2)设计实验方案：在不同 H2O2 浓度下，测定_(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。收集到相同体积氧气所需要的时间(或相同时间内收集到氧气的体积)(3)设计实验装置，完成装置示意图。答案(3)(答案合理即可)解析(1)H2O2 在 Fe2(SO4)3 作催化剂的条件下分解生成 H2O 和 O2，在此反应中 H2O2既作氧化剂也作还原剂。(2)反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量，所以要测定不同浓度的 H2O2 对分解速率的影响，可以比较收集到相同体
14、积氧气所需要的时间，或比较相同时间内收集到氧气的体积。(3)收集并测量气体的体积，我们可以采用排水法收集氧气，但要用量筒代替集气瓶，可以直接读取气体的体积。(4)参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。物理量实验序号 V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a答案(4)【解题法】掌握 H2O2 与 O2 性质的类比方法在认识过氧化氢时，可以联系对比过氧化钠，过氧化钠是离子化合物，过氧化氢是共价化合物，两者都具有氧化性和还原性，但一般作氧化剂使用。在认识臭氧时，联系对比氧气，两者是同素异形体，都具有氧化性，臭
15、氧比氧气更活泼，氧化性更强，易分解。大气存在大量氧气，只存在极少量臭氧，这极少量臭氧对于地球非常重要。命题法 2 二氧化硫的特性典例 2 下列溶液中通入 SO2 一定不会产生沉淀的是()ABa(OH)2BBa(NO3)2CNa2S DBaCl2解析 SO2 与 Ba(OH)2 可以生成 BaSO3 沉淀，A 错误；SO2 通入 Ba(NO3)2 溶液中，NO3 在酸性条件下把 SO23 氧化为 SO24，最终生成 BaSO4 白色沉淀，B 错误；SO2 通入 Na2S 中，生成淡黄色沉淀 S，C 错误；SO2 与 BaCl2 不反应，D 正确。【解题法】二氧化硫参与反应的现象及性质对应关系 命
16、题法 3 SO2 与 CO2 的鉴别及实验探究典例 3 某探究性学习小组利用图中装置设计实验，证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有 SO2和 CO2 生成。(1)实验室可观察到装置中 A 瓶的溶液褪色，C 瓶的溶液不褪色。A 瓶溶液的作用是_，B 瓶溶液的作用是_，C 瓶溶液的作用是_。(2)装置 D 中所盛溶液是_，可验证的产物是_。(3)若想同时验证另一种产物的存在，需使用的药品为_，该装置在整套装置中的位置是_，理由是_。解析 要检验 SO2，可以用品红溶液，要检验 CO2，应该用澄清石灰水，但是 SO2 的存在会干扰对CO2 的检验，所以检验 CO2 时必须考虑先检验 SO2 并且要把
17、它彻底除去。另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来验证。因为在检验 SO2、CO2 时，必须经水溶液装置，会影响水蒸气的检验，因此，这三种产物的检验顺序必须是先检验 H2O，再检验 SO2，最后检验 CO2，并且保证每种物质检验时均不受其他物质的干扰。验证产物中的 SO2除去混合气体中的 SO2 验证 SO2 是否被 B 瓶溶液全部除去澄清石灰水CO2 无水 CuSO4A 前气体通过 A、B、C、D 时会带出水蒸气，所以必须在 A 之前【解题法】SO2 与 CO2 的比较与鉴别(1)二氧化硫与 CO2 的比较(2)检验 SO2 气体中是否存在 CO2 气体的方法气体 品红溶液 酸性KMnO4溶液
18、 (证明有 SO2)(除去 SO2)品红溶液 澄清石灰水(验证 SO2 是否除净)(检验 CO2)命题法 4 浓 H2SO4 性质的考查及综合实验典例 4 工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动。探究一(1)甲同学将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10 分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_。探究二(2)另称取铁钉 6.0 g 放入 15.0 mL 浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液 X 并收集到气体 Y。乙同学取 336 mL(标准状况)气体 Y 通入足量溴水中，发生反应：SO2Br22H2
19、O=2HBrH2SO4然后加入足量 BaCl2 溶液，经适当操作后得干燥固体 2.33 g。由此推知气体 Y 中 SO2 的体积分数为_。铁钉表面被钝化(或其他合理答案)66.7%(或其他合理答案)分析上述实验中 SO2 体积分数的结果，丙同学认为气体 Y 中还可能含有 H2 和 Q 气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)：(3)装置 B 中试剂的作用是_。(4)认为气体 Y 中还含有 Q 的理由是_(用化学方程式表示)。(5)为确认 Q 的存在，需在装置中添加 M 于_(选填序号)。aA 之前BAB 间cBC 间DCD 间(6)如果气体 Y 中含有 H2，预计实验现象应是_。检
20、验 SO2 是否除尽C2H2SO4(浓)=CO22SO22H2OD 中固体由黑变红和 E 中固体由白变蓝解析(1)铁钉放入冷浓 H2SO4 中发生钝化，表面形成氧化膜，与 CuSO4 不再反应。(2)由 SO2H2SO4BaSO4 知n(SO2)n(BaSO4)0.01 mol，SO2 体积分数为0.01 mol22.4 Lmol10.336 L100%66.7%。(4)因铁钉是碳素钢，含有碳单质，加热时被浓 H2SO4 氧化生成 CO2，随着反应的进行，浓 H2SO4 变为稀 H2SO4，与 Fe 反应生成 H2。为了防止 SO2 干扰 CO2，B 中试剂是检验 SO2 是否除尽。(5)为了
21、检验 CO2 存在，应在完全除尽 SO2 以后添加 M，即 BC 间。(6)H2 还原 CuO 生成 H2O，H2O 遇无水 CuSO4 变蓝。【解题法】浓 H2SO4 与金属、非金属反应的规律(1)浓硫酸具有强氧化性，能够和除 Au、Pt 以外的大多数金属发生反应在常温下，浓硫酸和金属活动顺序表中 H 后的金属不反应，加热才能反应，一般生成相应的硫酸盐和 SO2。当随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸时，反应自行停止，如 Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O。当浓硫酸足量时，每 2 mol 浓硫酸能得到 1 mol SO2，而当 Cu 足量时，2 mol 浓硫酸不能完全反应，得到的
22、SO2 的物质的量小于 1 mol。在常温下，浓硫酸和金属活动顺序表中 H 前的金属(Al、Fe 除外)发生反应。当还是浓硫酸时，H2SO4的还原产物是 SO2，当浓硫酸变成稀硫酸时，H2SO4 的还原产物是 H2。如 Zn 在常温下和浓硫酸反应的过程依次为 Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO22H2O 和 ZnH2SO4=ZnSO4H2。常温下，浓硫酸能够使 Al 和 Fe 发生钝化，但是在加热时能够剧烈反应生成 SO2，如 2Al6H2SO4(浓)=Al2(SO4)33SO26H2O。(2)浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律反应要加热，否则不反应。还原产物一般是 SO2，一般金属
23、被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。浓硫酸与不活泼金属反应时，随着反应的进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。命题法 5 硫及其化合物间的相互转化典例 5 在下列物质转化中，A 是一种正盐，D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大 16，E 是酸，当 X 无论是强酸还是强碱时，都有如下转化关系。A XB YC YD ZE当 X 是强酸时，A、B、C、D、E 均含同一种元素；当 X 是强碱时，A、B、C、D、E 均含另外同一种元素。请回答下列问题：(1)A 是_，Y 是_，Z 是
24、_。(2)当 X 是强酸时，E 是_，写出 BC 的化学方程式：_。(3)当 X 是强碱时，E 是_，写出 BC 的化学方程式：_。(NH4)2SO2H2OH2SO4 2H2S3O2=点燃2SO22H2OHNO34NH35O2=催化剂4NO6H2O解析 由 D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大 16，易联想 D 与 C 相比，分子增加 1 个氧原子，则 D 可能是氧化物。E 为酸，则 E 应为含氧酸，而 Y 是能提供“O”的物质，A 为正盐，与碱反应生成的物质能连续两次被氧化，最后得到一种含氧酸，可推知，A 可能是铵盐：AOHNH3ONOONO2H2OHNO3。而 A 与强酸反应时，生成
25、的物质也能连续两次被氧化，最后生成含氧酸，则 A 可能为硫化物(含S2)：AHH2SOSO2OSO3H2OH2SO4。综上所述，可确定 A 是(NH4)2S。【解题法】硫元素价态转化规律及发生连续氧化的常见物质(1)硫元素价态的转化规律邻位价态转化规律a.S2是硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，其价态一般会升至相邻的价态(S0)。如H2S22FeCl3=2HCl2FeCl2S0bS 能发生自身氧化还原反应，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。如3S06KOH=2K2S2K2S4O33H2Oc.S0和S4处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与
26、弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。如H2S2 O2不足H2 S0O2H2S S4O2O2或NO2S6O32S4O2O2V2O52S6O3S4O22H2S2=3S02H2Od.S6是硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，其价态一般降至相邻的价态(S4)。如Cu2H2S6O4(浓)=CuSO4S4O22H2O跳位转化规律S2和S0遇到强氧化剂时，价态会发生跳位转化。如S0 浓硝酸S6 S2 浓硝酸S6(2)在解答框图推断题中，若能符合 AO2BO2CH2OD 转化关系，常见的有H2S(S，FeS2)O2SO2O2SO3H2OH2SO4，NH3(N2)O2NOO2NO2H2OHNO3，CO2COO2CO2H2OH2CO3，NaO2Na2OO2Na2O2H2ONaOH，FeO2FeOO2Fe2O3，另外，有机反应中有醇O2醛O2羧酸。撬题对点题 必刷题