盤點高考中硫及其化合物的常見問題

張鳳菊

(山東省菏澤市定陶區第一中學)

硫元素是高中階段重要的非金屬元素,硫單質及其化合物具備多樣的性質,綜觀近年新高考化學試題,硫單質及其化合物相關試題以深度思維為基本理念成為新高考的熱點和難點,考生在解答此類問題時較易出錯.本文盤點了高考中硫及其化合物的常見問題,以引導學生進行針對性的學習,避免失分.

1 硫單質的弱氧化性

S元素位于元素周期表第三周期第ⅥA 族,在化學反應中容易得到兩個電子,具有氧化性,在加熱情況下可與大多數金屬單質發生反應生成金屬硫化物,但由于S元素的氧化性較弱,當和變價金屬發生反應時,一般生成低價態的金屬硫化物.

例1中醫用藥講究“十八反”和“十九畏”,其中有“硫黃原是火中精,樸硝一見便相爭”,硫黃即硫單質.下列說法中正確的是( ).

A.硫在空氣中燃燒生成二氧化硫,在過量氧氣中燃燒生成三氧化硫

B.過量的硫與鐵反應生成Fe2S3,表現了硫單質的氧化性

C.試管內壁上的硫黃可用二硫化碳清洗

D.游離態的硫存在于巖層深處和海底的無氧環境中

分析硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫,但不會直接生成三氧化硫,選項A 錯誤.硫與鐵反應生成FeS(與S的量無關),硫元素化合價降低,表現硫單質的氧化性,選項B錯誤.硫易溶于二硫化碳,故試管內壁上的硫黃可用二硫化碳清洗,選項C 正確.硫在自然界的存在形式有游離態和化合態,游離態的硫存在于火山口處,選項D 錯誤.答案為C.

S單質的氧化性比Cl2、O2的弱.加熱S與Fe時生成FeS,加熱S與Cu時生成Cu2S,命題者常在此處設置陷阱.此外,在比較非金屬元素的氧化性時,不僅可以通過與金屬單質反應的產物進行比較,還可以通過氧化還原反應規律進行比較,即氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性.

2 SO2 的還原性與漂白性

SO2中硫元素顯＋4價,處于中間價態,既具有氧化性又具有還原性,同時SO2還具有獨特的性質——漂白性,在不清楚SO2還原性與漂白性的區別時很容易出現錯誤,此點也正是命題者考查學生深度思維和辯證思維的重要方式.

例2食用SO2漂白過的食品,對人體的肝臟、腎臟等有嚴重損害.某科研小組設計實驗檢驗SO2的漂白性.

Ⅰ.二氧化硫的制備:科研小組采用銅與濃硫酸反應制取二氧化硫(裝置如圖1).

圖1

(1)在加熱的條件下,濃H2SO4可將銅氧化,寫出該反應的化學方程式:_______.

(2)實驗中使用可抽動的銅絲,其優點是_________.

Ⅱ.二氧化硫性質的檢驗:將上述收集到的SO2通入圖2所示裝置中,在一定溫度下進行實驗.

圖2

(3)反應后,裝置B中產生的現象是溶液褪色,反應的離子方程式為_________.

(4)裝置C 中的現象是________,表現了SO2的_________.

(5)裝置D 中的現象是出現黃色渾濁,發生反應的化學方程式為________.

(6)裝置E 中的現象是_________,表現了SO2的_________.

分析(1)在加熱的條件下,濃H2SO4可將銅氧化,化學反應方程式為Cu＋2 H2SO4(濃)Cu SO4＋2 H2O＋SO2↑.(2)實驗中使用可抽動的銅絲,可以控制反應的發生和停止.(3)反應后,裝置B中溶液褪色,反應的離子方程式為Cl2＋SO2＋2 H2O＝4 H＋＋＋2Cl－.(4)裝置C 中的現象是高錳酸鉀溶液褪色,反應的離子方程式為5SO2＋2 H2O＋,表現了SO2的還原性.(5)裝置D 中的現象是出現黃色渾濁,發生反應的化學方程式為SO2＋2 H2S＝3S↓＋2 H2O.(6)裝置E中的現象是品紅溶液褪色,表現了SO2的漂白性.

例3化學小組實驗探究SO2與Ag NO3溶液的反應.

實驗1:用如圖3 所示裝置制備SO2,并將足量SO2通入Ag NO3溶液中,迅速反應,得到無色溶液A和白色沉淀B(省略夾持、加熱儀器).

圖3

(1)制備的SO2中會混有少量的SO3,原因可能為_________.為了排除SO3的干擾,試劑M 可以為_________(填字母).

a.濃硫酸 b.飽和Na2SO3溶液

c.飽和Na HS溶液 d.飽和Na HSO3溶液

實驗2:驗證白色沉淀B的成分.

沉淀B 可能為Ag2SO3、Ag2SO4或二者的混合物.滴加氨水可釋放出陰離子,便于后續檢驗.相關反應為

實驗流程如圖4所示.

(2)欲檢驗溶液C 中加入的Ba(NO3)2是否過量,請簡述實驗方法:_______.

(3)沉淀D 中主要含BaSO3,理由是_________.向濾液E 中加入H2O2溶液,產生的現象是________,可進一步證實B中含Ag2SO3.

分析(1)制備的SO2中會混有少量的SO3,燒瓶內沒有催化SO2氧化的催化劑,因此不是SO2氧化生成,原因可能為濃硫酸或硫酸銅受熱分解產生SO3.為了排除SO3的干擾,試劑M 可以為濃硫酸或飽和Na HSO3溶液.(2)欲檢驗溶液C 中加入的Ba(NO3)2是否過量,可檢驗溶液中是否含有,實驗方法:往上層清液中繼續滴加Ba(NO3)2,若無沉淀產生,表明Ba(NO3)2已過量,否則未過量.(3)從加入鹽酸后剩余沉淀的量分析,沉淀D 中主要含BaSO3,理由是:BaSO3易溶于鹽酸,而BaSO4不溶于鹽酸,加入鹽酸后,只有少量沉淀剩余,則表明大部分沉淀為BaSO3.濾液E 中含有亞硫酸,加入H2O2溶液后,被氧化為硫酸,與Ba2＋反應生成BaSO4白色沉淀,則產生的現象是:有白色沉淀生成.

硫元素的學習貫穿整個中學階段,學生的知識雖然在增加,但是命題者設置問題的難度也在增加,對于此類問題的解決,掌握扎實的理論知識是基礎,具備較強的綜合運用能力和深度思維能力是關鍵.

(完)