一、硫及其重要化合物间的转化关系
1、-2价硫处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性;+6价硫处于最高价态,只有氧化性,注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又体现酸性,如Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+2H2O+SO2↑。
2、当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如:
3、相邻价态的微粒不发生氧化还原反应:如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
4、典型的归中反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O、2Na2S+Na2SO3+3H2SO4==3Na2SO4+3S↓+3H2O。
5、含硫物质的连续氧化:硫元素
二、硫的氧化物
1、SO2的性质:
(1)物理性质:
(2)化学性质:
①酸性氧化物的通性:例如SO2+H2O?H2SO3、2NaOH(过量)+SO2=Na2SO3+H2O。
②氧化性:例如SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
③还原性:例如Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4(能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色)。
④漂白性:可使品红溶液等有机质褪色生成不稳定的化合物。SO2因与部分有色物质化合生成不稳定的无色物质而具有漂白性。它具有“选择性”、“暂时性”的特点。“选择性”指只能使部分物质褪色,如SO2不能使指示剂褪色;“暂时性”指生成不稳定的化合物,在外界条件改变时能恢复。
2、三氧化硫:
(1)物理性质:无色晶体,易溶于水,在标准状况下不是气体。
(2)化学性质:
①SO3与水的反应:SO3+H2O=H2SO4,反应放出大量的热。
②SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O。
3、酸雨(pH小于5.6)及其防治:
(1)形成酸雨的物质为氮的氧化物、硫的氧化物。
(2)大气中SO2主要来自煤、石油等燃料的燃烧,含硫矿石的冶炼、硫酸工业排放的废气。
(3)酸雨的防治措施:对燃烧产生的酸性物质加以控制,改变能源结构,开发和利用清洁能源。
方法技巧:
(1)SO2性质的多面性:二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较
(2)鉴别SO2和CO2的方法:SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法:
①可根据物理性质,CO2无色无味,SO2无色具有刺激性气味。
②用品红溶液,使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。
③用酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。
④用溴水,使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。
⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2。
⑥用FeCl3溶液,使棕黄色颜色变浅的是SO2,无明显现象的是CO2。
三、硫酸及硫酸根离子的检验
1、硫酸的物理性质:
难挥发性、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沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌。
2.硫酸的化学性质:
(1)稀H2SO4具有酸的通性。
(2)浓H2SO4的特性:
①吸水性(常用作干燥剂)。
a、可用浓H2SO4干燥的气体有:H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等。
b、不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如NH3;还原性气体,如H2S、HI等。
②脱水性:浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数2:1的比例脱去。
③强氧化性:
a、与金属的反应:钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化;
与活泼金属(如Zn)
b、与非金属的反应:加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)= CO2↑+2SO2↑++2H2O。
注意:
①和实验室制氯气类似,过量铜与浓硫酸共热,随着反应进行,浓硫酸变稀,稀硫酸不与铜反应,特别注意常温下铜与浓硫酸无明显现象,必须要加热才反应。
②常温下铁、铝遇浓硫酸钝化,需要注意加热时可以反应,过量的铁也能否与稀硫酸反应,能与Fe3+反应。
3、SO42-的检验:
待测液取清液
有无白色沉淀,即可确定是否存在SO42-。
方法技巧:
1、常见漂白性物质归纳:
2、鉴别稀H2SO4和浓H2SO4的方法:
(1)方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量试样硫酸,如能放出大量热则为浓H2SO4,无明显变化则为稀H2SO4。
(2)方法二:观察状态,浓H2SO4为黏稠状液体,而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
(3)方法三:取等体积的两份物质用手掂掂,因为浓H2SO4的密度较大(1.84 g·cm-3)。相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4,浓H2SO4的质量大得多,感觉沉重。
(4)方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀H2SO4,Fe+2H+=Fe2++H2↑;若无明显现象(钝化),则为浓H2SO4。
(5)方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4,否则为稀H2SO4。
(6)方法六:取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4(浓H2SO4表现强氧化性和酸性),无变化的是稀H2SO4。
3、将SO2和Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液,现象不同:
4、浓H2SO4的性质可归纳为“五性”:
即难挥发性、吸水性、脱水性、强酸性、强氧化性。浓H2SO4的吸水性与脱水性的区别:浓H2SO4夺取的水在原物质中以H2O分子形式存在时浓H2SO4表现吸水性,不以H2O分子形式而以H和O原子形式存在时,而浓H2SO4表现脱水性。