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第三节 硫的氧化物与硫酸
[考纲定位] 1.了解硫单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫单质及其重要化合物对环境质量的影响。
知识点一 硫及其氧化物
1.硫的存在和性质
(1)存在
①游离态:存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
②化合态
(2)物理性质
硫单质俗称:硫黄，颜色状态:黄色晶体，溶解性:水中不溶，酒精中微溶，CS2中易溶。
(3)化学性质(写出有关化学方程式)
2.二氧化硫的性质及其应用
(1)物理性质
通常状况下，二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。
(2)化学性质(写出有关化学方程式)
3.SO3的性质
(1)SO3的熔点为16.8 ℃，沸点为44.8 ℃，标准状况下SO3为固态。
(2)SO3是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与H2O、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式分别为:
SO3+H2O=H2SO4，CaO+SO3=CaSO4，
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O。
4.SO2对大气的危害
巩固练习:
1.下列说法是否正确(填“√”或“×”)。
(1)硫与空气反应可生成SO2，故在自然界中只存在化合态的硫
(2)硫在过量的O2中燃烧可生成SO3
(3)用澄清石灰水可以鉴别CO2和SO2
(4)氯水具有漂白性，SO2具有漂白性，若将SO2通入氯水后溶液的漂白性增强了
(5)SO2是一种污染气体，可形成酸雨
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
知识点二 硫酸的性质和SO的检验
1.H2SO4物理性质
色、态:无色油状液体；挥发性:难挥发；有强吸水性；溶于水时放出大量的热。
2.H2SO4化学性质(写出有关化学方程式)
(1)稀硫酸强酸性
3．SO检验的一般思路
待测液无白色沉淀若有白色沉淀，则待测液中含SO。
【小贴示】
浓H2SO4的“五”性
浓H2SO4的学习主要抓住“五”性：强酸性、强氧化性、脱水性、吸水性、难挥发性，在与金属反应中既体现强氧化性又体现酸性，在与非金属反应中只体现了氧化性。
【巩固练习】
2．判断下列说法正误(打“√”或“×”)。
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化，表现了浓H2SO4的强氧化性( )
②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应( )
③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化( )
④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成( )
⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体( )
⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除SO2、水蒸气外还有H2( )
⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应( )
⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2( )
⑨某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀，说明溶液中一定含SO( )
【答案】 ①√ ②× ③× ④√ ⑤× ⑥√ ⑦× ⑧× ⑨×
3．写出下列反应的离子方程式:
(1)SO2通入足量澄清石灰水中:__________________________________________________；
(2)SO2通入氯水中:__________________________________________________；
(3)SO2通入少量的NaOH溶液中:__________________________________________________；
(4)稀H2SO4与Fe反应:__________________________________________________；
(5)稀H2SO4与Ba(OH)2反应:__________________________________________________。
【答案】 (1)SO2+Ca2++2OH－=CaSO3↓+H2O
(2)SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl－+SO
(3)OH－+SO2=HSO
(4)2H++Fe=H2↑+Fe2+
(5)2H++SO+Ba2++2OH－=2H2O+BaSO4↓
考点一 [027] SO2与CO2的主要性质比较与鉴别
考题引领
判断正误与填空
1.(2013·广东高考)用SO2漂白纸浆和草帽辫( )
2.(2013·四川高考)二氧化硫可广泛用于食品的增白( )
3.(2012·广东高考)SO2有漂白性，故SO2可使溴水褪色( )
4.(2013·天津高考)洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________。
a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3
【答案】 1.√ 2.× 3.×
4. 答案:ab
解析:Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
一、SO2与CO2的化学性质比较
SO2
CO2
化学性质
相同点
与H2O反应均生成不稳定的酸H2SO3和H2CO3
通入澄清石灰水中，均先生成白色沉淀，当气体过量时沉淀又溶解，其通式为(X＝C或S)
Ca(OH)2+XO2=CaXO3↓+H2O
CaXO3+XO2+H2O=Ca(HXO3)2
不同点
还原性
能被高锰酸钾酸性溶液、双氧水、氯水、溴水、硝酸等氧化剂氧化
无
漂白性
与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质
无
环保
形成酸雨，有毒，直接危害人体健康
无毒，引起温室效应
二、SO2与CO2的鉴别方法
1.闻气味法——气味差异
CO2无刺激性气味，而SO2有刺激性气味。但是由于SO2有毒，此法一般不用。
2.品红溶液法——SO2漂白性
3.高锰酸钾(或溴水)法——SO2强还原性
关键提醒
SO2、CO2共存时二者的检验方法设计
证明混合气体中含有CO2和SO2时通常设计以下装置进行检验
现象:A中褪色，C中不褪色，D中变浑浊，证明CO2、SO2共存。
[备课记录]
——————[1个示范例]——————
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为__________________________________________________；
(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是________、________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为__________________________________________________；
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象__________________________________________________；
(4)尾气可采用________溶液吸收。
【解析】(1)A为生成SO2的装置，盛放亚硫酸钠的仪器名称是蒸馏烧瓶，反应原理为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)SO2具有还原性，被KMnO4酸性溶液氧化，故B中溶液由紫红色变为无色，离子方程式为:5SO2+2MnO+2H2O=2Mn2++5SO+4H+；SO2又具有弱的氧化性，与Na2S反应生成单质S，使溶液变浑浊。
(3)SO2可使品红溶液褪色，但是有不稳定性，加热可恢复原色。
(4)SO2具有酸性氧化物的通性，吸收尾气可用强碱溶液。
【答案】(1)蒸馏烧瓶
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
5SO2+2MnO+2H2O=2Mn2++5SO+4H+
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH
【归纳总结】
注意SO2的漂白性和还原性的区别,SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。
——————[2个预测练]——————
考向预测1 SO2性质
1.下列现象和结论均正确的是________。
①能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2 ②能使品红溶液褪色的气体一定是SO2 ③将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，红色消失，说明SO2具有漂白性 ④通入溴水中能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成说明通入的气体为SO2 ⑤先通入足量的NaOH溶液，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸，说明通入的气体为SO2 ⑥Cl2和SO2通入品红溶液都褪色，但褪色原理不同
答案:④⑥
解析:①项，能使澄清石灰水变浑浊的气体还可能是SO2，①错；
②项，能使品红溶液褪色的气体，还可能是Cl2、O3等，②错；
③项，酚酞的NaOH溶液呈红色是因为溶液呈碱性，通入SO2后与碱反应生成盐，而红色消失，不是SO2的漂白性，③错；
④项，通入溴水褪色，说明气体具有还原性，气体被氧化，加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，说明气体被氧化为SO，可以说明通入的气体为SO2，④正确；
⑤项，SO2、CO2与碱反应都生成与BaCl2(或CaCl2)溶液形成白色沉淀的物质，⑤错；
⑥Cl2通入品红溶液褪色，是Cl2与H2O反应生成了强氧化性物质HClO，HClO氧化品红为无色，而SO2通入品红褪色是SO2与品红化合为无色，原理不同，⑥正确。
考向预测2 SO2、CO2鉴别
2.某探究性学习小组利用图中所列装置设计实验，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__________________________________________________
__________________________________________________。
答案:(1)验证产物气流中有SO2 除去产物气流中的SO2验证产物气流中SO2已被B瓶溶液全部除去
(2)澄清石灰水 CO2
(3)无水CuSO4 A前 产物气流通过A、B、C、D时会带出水蒸气，所以必须在A之前
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并且要把它彻底除去。另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来证明。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，并且保证每种检验均不受其他物质的干扰。
考点二 [028] 浓H2SO4的特性及SO的检验
考题引领
判断正误
1.(2013·广东高考改编)将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，浓硫酸有脱水性和强氧化性( )
2.(2012·山东高考)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO( )
3.(2012·广东高考)用BaCl2溶液鉴别SO、SO( )
4.(2012·广东高考改编)浓H2SO4有强氧化性，故浓H2SO4可用于干燥H2或CO( )
【答案】 1.√
2.× 溶液中也可能含SO
3.× SO、SO与Ba2+均形成白色难溶于水的沉淀
4.× 浓H2SO4用于干燥气体，利用其吸水性
一、浓H2SO4的特性
实验
实验现象
硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体
强氧化性
二、SO的检验
1.检验SO时要防止其他离子的干扰
(1)Ag+干扰；
(2)CO、SO干扰:
所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO氧化为SO，从而得出错误的结论。
2.正确操作
被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)。
——————[1个示范例]——————
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:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
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________。
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)。
a.A之前 b.A—B间
c.B—C间 d.C—D间
(6)如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是__________________________________________________。
【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SO2～H2SO4～BaSO4知
n(SO2)＝n(BaSO4)＝0.01 mol，
SO2体积分数为×100%＝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)为了检验CO2存在，应在完全除尽SO2以后，即B—C间。
(6)H2还原CuO生成H2O，H2O遇无水CuSO4变蓝。
【答案】 (1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)
(2)66.7%(或其他合理答案)
(3)检验SO2是否除尽
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)c
(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝,考向预测1 浓H2SO4的强氧化性探究
——————[2个预测练]——————
3. (2014·聊城质检)下面是某化学课外活动小组研究浓H2SO4的氧化性的结论并进行了实验验证:①一般认为1:1的H2SO4浓度大于60%。就具有一定的强氧化性，越浓氧化性越强，60%以下的H2SO4氧化性就不怎么强了。②温度也影响氧化性，如铜放于冷的浓H2SO4中反应不明显，如果加热就可以观察到明显现象。③98%的浓H2SO4物质的量浓度为18.4 mol·L－1，密度为1.84 g·cm－3，据以上信息回答:
(1)如图装置，同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3 mL水，然后从分液漏斗中加98%的浓H2SO4 0.5 mL，加热至沸腾，该试管中液体没有明显变化，试用数据解释原因__________________________________________________
__________________________________________________。
(2)甲同学再用分液漏斗加浓H2SO4 10 mL，再加热至沸腾，现象是__________________________________________________。
写出与过程有关的化学方程式__________________________________________________。
(3)乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中再加浓H2SO4 10 mL与铜片反应。所观察到与甲不同的现象除了有黑色物质出现外，还有①________，原因是__________________________________________________。
②________________，原因是__________________________________________________。
为了最终看到与甲类似的现象，乙同学需进行的操作是__________________________________________________
__________________________________________________。
答案:(1)H2SO4溶液的质量分数为23%<60%，其氧化性不强，所以无明显现象 (2)铜片慢慢溶解，带支管的试管中溶液变蓝，小试管中品红溶液褪色 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)①液体呈浅蓝色 溶液中含有Cu2＋ ②有白色固体在试管底部析出 98%浓H2SO4有吸水性，生成无水CuSO4 将带支管的试管中的溶液冷却后沿烧杯壁缓缓加入到水中，并不断用玻璃棒搅拌
解析:结合操作过程和题给信息知，硫酸的浓度小于60%无强氧化性，甲同学的第一步操作所得到的硫酸的浓度，经计算知小于60%，故与铜不反应；甲同学再加10 mL浓H2SO4，使试管中的硫酸浓度大于60%，加热时能与铜发生反应；乙同学用98%的硫酸直接与铜反应，不仅表现出强氧化性，还能表现出吸水性，故试管中有无水CuSO4析出，若想看到与甲类似的现象，则需将浓H2SO4稀释。
考向预测2 SO的检验
4．下列说法正确的是
A.浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最后变黑，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性
B.样品无明显现象出现白色沉淀，说明样品中含SO
C.常温下浓H2SO4能用铁制容器盛装，说明浓H2SO4与Fe不反应
D.样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含SO或HSO
答案:B
解析:A项中，最后变黑，说明具有脱水性；C项中，常温下Fe遇浓H2SO4钝化；D项中，样品中可能含CO或HCO。
浓H2SO4与金属反应的有关实验探究解题指导
考 题 传 真
分 步 指 导
(2014·抚顺市普通高中高三教学质量测评)某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物，进行如下实验：按图组装好实验装置，在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答：
(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式：__________________________________________________。(4分)
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接_______、_______接b，c接_______、_______接d；D、E两支试管中CCl4溶液的作用是____________________________________________________________________________________________________。(3分)
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为______；(1分)反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是
__________________________________________________。(1分)
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为____________________________________________________________________________________________________。(2分)
审题
信息①：足量Zn与浓H2SO4反应⇒开始生成SO2后期生成H2
信息②：D中先出现浑浊⇒先生成SO2信息③：较长时间后，气泡量又会明显增加⇒浓H2SO4变成一定浓度的H2SO4后与Zn反应生成H2
(1)Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
(两反应先后不能颠倒，要配平不配平不给分，未注明浓、稀扣1分，“↑”不注明不扣分)
(2)3(或4) 4(或3) 2 1 防倒吸 (2、1颠倒不给分，3、4与2、1颠倒不给分，答其他作用不给分)
(3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后，与Zn反应放出H2(各1分，未答出浓H2SO4变成稀H2SO4时不给分)
(4)SO2＋H2O＋CaSO3===Ca2＋＋2HSO(不配平，Ca(HSO3)2未拆分，CaSO3拆分，写化学方程式均不给分，化学式、离子符号写错均不给分)
①浓H2SO4与足量活泼金属反应的整个过程有什么特点？
②使澄清石灰水先浑浊又澄清的气体有哪些？
③H2SO4与Zn反应生成H2时，H2SO4的浓度有什么要求？
答题
反思
1．(必修1P96T5)下列变化中，不属于化学变化的是( )
A．SO2使品红溶液褪色
B．氯水使有色布条褪色
C．活性炭使红墨水褪色
D．漂白粉使某些染料褪色
【解析】 C项是活性炭吸附色素，属于物理变化。
【答案】 C
2．(必修1P108T8)下列气体中，既可用浓硫酸干燥、又可用固体NaOH干燥的是
A.Cl2 B.O2 C.SO2 D.NH3
答案:B
解析:Cl2、SO2可被NaOH吸收，NH3可被浓H2SO4吸收。
3.(2013·上海高考)将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是( )
选项
X
Y
A
SO2
H2S
B
Cl2
CO2
C
NH3
CO2
D
SO2
Cl2
【解析】 A项将SO2通入BaCl2溶液，不反应，部分SO2溶解在水中后与后来通入的H2S 发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O生成S沉淀，B项始终不反应无现象，C项反应为2NH3＋H2O＋CO2＋BaCl2===2NH4Cl＋BaCO3↓，D项发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl，因此选B。
【答案】 B
4.下列说法正确的是________。
(1)常温下浓H2SO4能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓H2SO4
(2)用Na2S去除废水中Hg2＋的离子方程式为Hg2＋+S2-=HgS↓
(3)SO2通入I2水中，反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO+2I-+4H+
(4)Na2S溶液中SO、K+、Cl-、Cu2+能大量共存
(5)除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
(6)使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
(7)将水加入浓H2SO4中得到稀H2SO4，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
答案:(1)(2)(5)(6)
解析:(3)中SO2被氧化为SO，不是SO，当然原子也不守恒；(4)中S2-与Cu2+形成沉淀CuS，不能大量存在；(7)浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加入水中。
5.设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。仪器自选，供选择的试剂：SO2、CO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液。
解析:利用较强酸制备较弱酸原理，可选择试剂，并且要注意SO2对CO2检验的干扰。
答案:方案一：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案二：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液，品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。
6.(1)把SO2气体通入品红溶液中，现象为__________________________________________________，
加热溶液煮沸后，现象为__________________________________________________。
(2)将Cl2通入紫色石蕊溶液中，现象为____________，将SO2通入紫色石蕊溶液中，现象为____________。
(3)将SO2通入溴水中，溴水褪色，是否是SO2的漂白性？________(填“是”或“否”)。
将SO2通入呈红色的酚酞溶液中，溶液褪色，是否是SO2的漂白性？________(填“是”或“否”)。
(4)将SO2、Cl2按体积比1:1混合后通入紫色石蕊溶液中，现象为__________________________________________________。
答案:(1)品红溶液褪色 品红溶液又恢复红色
(2)先变红后褪色 变红色
(3)否 否 (4)紫色石蕊溶液变红色
解析:SO2、Cl2按体积比1:1混合通入水溶液中，发生反应：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。
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