硫及氧化物的性质与应用

1．自然界中的硫

(1)游离态：硫单质俗称硫黄，主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。

(2)化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，有关化学式为：

2．硫的性质

(1)物理性质

(2)化学性质

填写下列表格

 [注意]

　①实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS₂溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去。

②硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物(和Cl₂与变价金属的反应情况相反)，如FeS、Cu₂S等。

③硫燃烧时产物是SO₂，无论O₂是否过量，均不会生成SO₃。

（3）硫的应用

①制农药：如石硫合剂(石灰、硫黄)用于杀死果树的害虫。

②制黑火药：“一硫二硝三木炭”反应原理为S＋2KNO₃＋3C$ \stackrel {点燃} {=} $K₂S＋N₂↑＋3CO₂↑。

③消除汞蒸气：实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉处理。

硫的两种重要氧化物——SO2与SO3

1．二氧化硫

(1)物理性质

(2)化学性质

按要求完成下列方程式：

①酸性氧化物的通性：SO₂+H₂O$\rightleftharpoons$H₂SO₃

SO₂+NaOH=Na₂SO₃+H₂O

②氧化性(如与H₂S溶液反应) SO₂+2H₂S=3S+2H₂O 

③还原性:2SO₂+O₂ $\rightleftharpoons$2SO₃

SO₂+Cl₂＋2H₂O=H₂SO₄+2HCl

④漂白性：可使品红溶液等有机色质褪色，生成不稳定的化合物。

(3)实验室制法

①固体Na₂SO₃与较浓H₂SO₄反应Na₂SO₃＋H₂SO₄=Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O；

②铜与浓H₂SO₄混合加热Cu＋2H₂SO₄(浓)$ \stackrel {\Delta} {=} $CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O。

(4)SO₂的检验

将气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，将褪色后的品红溶液加热又恢复红色，则一定为SO₂气体。

(5)SO₂和CO₂的鉴别方法

 (6)SO₂对大气的污染与防治

H2SO4开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气。

（7）检验SO₂和CO₂同时存在的一般流程

[说明]

　①A—检验混合气体中SO₂的存在；现象是品红溶液褪色。

B—除去混合气体中的SO₂；现象是酸性KMnO₄溶液褪色或颜色变浅。

C—检验混合气体中SO₂是否除尽；现象是品红溶液不褪色。

D—检验混合气体中CO₂的存在；现象是澄清石灰水变浑浊。

②为了简化装置，可将除去SO₂和检验SO₂是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO₄，现象是酸性KMnO₄溶液颜色变浅(不能褪色)。 

③确定混合气体中含有CO₂的实验现象是装置C中的品红溶液不褪色，装置D中澄清石灰水变浑浊。

（8）消除SO₂对环境污染的“3方法”

方法一：钙基固硫法

为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O₂共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO₂$ \stackrel {\Delta} {=} $CaSO_3,2CaSO₃＋O₂=2CaSO₄，总反应方程式为2CaO＋2SO₂＋O₂$ \stackrel {\Delta} {=} $2CaSO₄。

方法二：氨水脱硫法

该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO₂直接接触吸收SO₂，其反应的化学方程式为NH₃＋SO₂＋H₂O=NH₄HSO_3,2NH₃＋SO₂＋H₂O=(NH₄)₂SO₃，2(NH₄)₂SO₃＋O₂=2(NH₄)₂SO₄。

方法三：钠、碱脱硫法

钠、碱脱硫法是用NaOH/Na₂CO₃吸收烟气中的SO₂，得到Na₂SO₃和NaHSO₃，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO₂=Na₂SO₃＋H₂O，Na₂CO₃＋SO₂=Na₂SO₃＋CO₂，Na₂SO₃＋SO₂＋H₂O=2NaHSO₃。

2．三氧化硫

(1)物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为液态，在标准状况下为固态。

(2)化学性质：具有酸性氧化物的通性。

 [注意]

　(1)SO₂不能漂白酸、碱指示剂，如：SO₂使紫色的石蕊溶液只变红，不褪色。

(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与强碱溶液反应时，碱过量得正盐(SO₃^2－)、SO₂过量得酸式盐(HSO₃^－)。

3.硫的氧化物的污染与治理

(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。

(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。

(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。

(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个：

途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO₂＋O₂$ \stackrel {催化剂} {\rightleftharpoons} $2SO₃、SO₃＋H₂O=H₂SO₄。

途径2：SO₂＋H₂O$\rightleftharpoons$H₂SO₃、2H₂SO₃＋O₂=2H₂SO₄。

硫酸及硫酸根离子的检验

1.硫酸的物理性质

H₂SO₄是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H₂SO₄稀释的方法是将浓H₂SO₄沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。

2.硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式：

①铁：Fe＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑；

②MgO：MgO＋2H^＋=Mg^2＋＋H₂O；

③Ba(OH)₂：Ba^2＋＋2OH^－＋2H^＋＋SO₄^2－=BaSO₄↓＋2H₂O；

④Na₂SO₃：SO₃^2－＋2H^＋=H₂O＋SO₂↑；

⑤BaCl₂：Ba^2＋＋SO₄^2－=BaSO₄↓。

3.浓H₂SO₄的特性

(1)填写下表

(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：

Cu＋2H₂SO₄(浓)$ \stackrel {\Delta} {=} $CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O、C＋2H₂SO₄(浓)$ \stackrel {\Delta} {=} $CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O。

(3)常温下，铁、铝遇浓H₂SO₄钝化(――→)可用铝槽车运浓H₂SO₄。

4.SO₄^2－的检验

检验SO₄^2－的正确操作方法：被检液加足量盐酸酸化(――→)取清液滴加BaCl₂溶液(――→)有无白色沉淀(判断有无SO₄^2－)

先加稀盐酸的目的是防止CO₃^2－、SO₃^2－、Ag^＋干扰，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀产生，可能发生反应的离子方程式：CO₃^2－＋2H^＋=CO₂↑＋H₂O、SO₃^2－＋2H^＋=SO₂↑＋H₂O、Ag^＋＋Cl^－=AgCl↓、Ba^2＋＋SO₄^2－=BaSO₄↓。

深度思考

1.下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入下表：

2.将64 g铜箔加入到盛有含2 mol H₂SO₄的浓H₂SO₄试管中加热。

(1)铜箔能否完全溶解？请解释原因。

(2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体，铜箔表面又有气泡冒出，其原因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)不能，因为随着反应的进行，浓H₂SO₄变为稀H₂SO₄，反应停止。(2)H^＋与NO3(－)又能氧化铜片，发生反应3Cu＋2NO₃^－＋8H^＋=3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O

硫及其化合物的相互转化

1.