一、考点:
1.以硫元素为代表,了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质;理解氧族元素的性质递变规律;
2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义;
3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算;
4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验;了解几种常见的硫酸盐。
5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。
二、知识结构:
1.氧族元素原子结构、单质性质
元素名称和符号 |
氧(O) |
硫(S) |
硒(Se) |
碲(Te) |
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原子 结构
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原子序数 |
8 |
16 |
34 |
52 |
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结构示意图 |
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电子式 |
·
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·
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·
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·
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主要化合价 |
-2 |
-2,+4,+6 |
-2,+4,+6 |
-2,+4,+6 |
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相同点 |
最外层电子数相同,都是6个电子 |
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不同点 |
原子核外电子层数不同,依次增大 |
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原子半径 |
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物 理性 质 |
颜色和状态 |
无色无味气体 |
淡黄固体 |
灰色固体 |
银白色固体 |
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密度 |
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熔点(℃) |
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沸点(℃) |
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水、有机溶济溶解度 |
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化学反 |
与金属反应 |
易与金属反应 |
易与金属反应 |
反应较难 |
多数不反应 |
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与非金属反应 |
易与H 2 、C、P、S等反应
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能与H
2
、C、O
2
反应
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反应难 |
一般不反应 |
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与化合物应 |
能与许多物质反应 |
能与氧化性酸、强碱反应 |
反应少 |
反应很少 |
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一、硫
存在
化合态——存在形式有:FeS 2 (非盐)、CuFeS 2 (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S 8 、高温蒸气主要是S 2 。常温为淡黄色晶体(淡黄色固体有:Na 2 O 2 、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CS 2 。因此用物理方法洗去试管壁上的硫,只能用CS 2 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——Na 2 S (剧烈反应并发生爆炸)
(Na+S——Na 2 S x )
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?
Fe~H 2 ↑
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?
56g 32g
8g 21g
则硫过量,但由于在空气中加热,过量的硫与O
2
反应生成了SO
2
气体,因此,所得固体只能为FeS。其质量为:
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?
②对铜,铁与硫的反应产物进行分析,硫与Cl 2 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)
(空气中。因为纯氧中燃烧,尽管O 2 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)
(3)与化合物的反应
S+2H 2 SO 4 (浓) △ 2SO 2 ↑+2H 2 O
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 + Na
2
S = Na
2
S
x
S + Na 2 SO 3 △ Na 2 S 2 O 3
例1 、硫与热强碱溶液可生成S 2- 和SO 3 2- ;生成物继续与硫作用得S z 2- 和S 2 O 3 2- 。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SO 2 ,SO 2 与S z 2- 也完全转化为S 2 O 3 2- 。问:
(1)S+SO 2 +OH - 完全转化为S 2 O 3 2- 的离子方程式____________________
(2)amolS最终转化为Na 2 S 2 O 3 ,需SO 2 、NaOH的物质的量分别为________
(3)若amolS最终转化为Na 2 S z 耗原热碱溶液6molNaOH,则Na 2 S x 中x值为
_________。
SO 3 2- +S △ S 2 O 3 2- ……………………③
由①②③迭加得:(2x+2)S+6OH - = 2S x 2- +S 2 O 3 2- +3H 2 O …………④
SO 2 +S x 2- +OH - ——S 2 O 3 2- +H 2 O ………………⑤
由④⑤迭加得:S+SO 2 +2OH - =S 2 O 3 2- +H 2 O …………………………⑥
答:第(1)问时,实质不必要这么繁的过程,因S x 2- 、SO 3 2- 均为中间产物,只要抓住反应物为S和SO 2 及OH - ,生成物为S 2 O 3 2- 和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol硫需1molSO 2 和2molOH - ,则SO 2 和OH - 分别为a、2amol。
(2)由④式可知
例2 、工业上将硫黄混入Na 2 SO 3 溶液中共热至沸可制取Na 2 S 2 O 3 。制备Na 2 S 2 O 3 的另一种方法是把SO 2 通入Na 2 S和Na 2 CO 3 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Na 2 S 2 O 3 的化学方程式
①_________________________ ②____________________
③_________________________ ④Na 2 SO 3 +S △ Na 2 S 2 O 3
(2)原料中Na 2 CO 3 、Na 2 S、SO 2 的物质的量比最佳是___________________。
(3)若SO 2 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SO 2 溶于水生成H 2 SO 3 ,而H 2 SO 3 是中强酸,其酸性比H 3 PO 4 还要强。则
(1)①SO 2 +H 2 O+Na 2 S= Na 2 SO 3 +H 2 S
②SO
2
+Na
2
CO
3
= Na
2
CO
3
+CO
2
③SO 2 +2H 2 S= 3S↓+2H 2 O
(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
Na 2 SO 3 ,S由反应③生成,Na 2 SO 3 由反应①②形成,由反应③可知每生成3molS需2molH 2 S和1molSO 2 ,则反应④可改为3Na 2 SO 3 +3S=3Na 2 S 2 O 3 ,而生成2molH 2 S则需2molNa 2 S和2molSO 2 ,同时生成2mol Na 2 SO 3 ,现还差1mol Na 2 SO 3 ,由反应②提供。则Na 2 CO 3 、Na 2 S、SO 2 的最佳物质的量比为1:2:4。
(3)若SO
2
过量,又生成3H
2
SO
3
,H
2
SO
3
+S
2
O
3
2-
SO 2 +H 2 O+S 2 O 3 2- =S↓+2HSO 3 -
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)