張鳳菊

(山東省菏澤市定陶區(qū)第一中學(xué))

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

1 硫單質(zhì)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(xué)反應(yīng)中容易得到兩個(gè)電子,具有氧化性,在加熱情況下可與大多數(shù)金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成金屬硫化物,但由于S元素的氧化性較弱,當(dāng)和變價(jià)金屬發(fā)生反應(yīng)時(shí),一般生成低價(jià)態(tài)的金屬硫化物.

例1中醫(yī)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(zhì).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(yīng)生成Fe2S3,表現(xiàn)了硫單質(zhì)的氧化性

C.試管內(nèi)壁上的硫黃可用二硫化碳清洗

D.游離態(tài)的硫存在于巖層深處和海底的無氧環(huán)境中

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

S單質(zhì)的氧化性比Cl2、O2的弱.加熱S與Fe時(shí)生成FeS,加熱S與Cu時(shí)生成Cu2S,命題者常在此處設(shè)置陷阱.此外,在比較非金屬元素的氧化性時(shí),不僅可以通過與金屬單質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行比較,還可以通過氧化還原反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行比較,即氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性.

2 SO2 的還原性與漂白性

SO2中硫元素顯＋4價(jià),處于中間價(jià)態(tài),既具有氧化性又具有還原性,同時(shí)SO2還具有獨(dú)特的性質(zhì)——漂白性,在不清楚SO2還原性與漂白性的區(qū)別時(shí)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,此點(diǎn)也正是命題者考查學(xué)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(yán)重?fù)p害.某科研小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式:_______.

(2)實(shí)驗(yàn)中使用可抽動(dòng)的銅絲,其優(yōu)點(diǎn)是_________.

Ⅱ.二氧化硫性質(zhì)的檢驗(yàn):將上述收集到的SO2通入圖2所示裝置中,在一定溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

圖2

(3)反應(yīng)后,裝置B中產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液褪色,反應(yīng)的離子方程式為_________.

(4)裝置C 中的現(xiàn)象是________,表現(xiàn)了SO2的_________.

(5)裝置D 中的現(xiàn)象是出現(xiàn)黃色渾濁,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________.

(6)裝置E 中的現(xiàn)象是_________,表現(xiàn)了SO2的_________.

分析(1)在加熱的條件下,濃H2SO4可將銅氧化,化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu＋2 H2SO4(濃)Cu SO4＋2 H2O＋SO2↑.(2)實(shí)驗(yàn)中使用可抽動(dòng)的銅絲,可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止.(3)反應(yīng)后,裝置B中溶液褪色,反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋SO2＋2 H2O＝4 H＋＋＋2Cl－.(4)裝置C 中的現(xiàn)象是高錳酸鉀溶液褪色,反應(yīng)的離子方程式為5SO2＋2 H2O＋,表現(xiàn)了SO2的還原性.(5)裝置D 中的現(xiàn)象是出現(xiàn)黃色渾濁,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2 H2S＝3S↓＋2 H2O.(6)裝置E中的現(xiàn)象是品紅溶液褪色,表現(xiàn)了SO2的漂白性.

例3化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與Ag NO3溶液的反應(yīng).

實(shí)驗(yàn)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(yīng),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(huì)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(shí)驗(yàn)2:驗(yàn)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(xù)檢驗(yàn).相關(guān)反應(yīng)為

實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示.

(2)欲檢驗(yàn)溶液C 中加入的Ba(NO3)2是否過量,請簡述實(shí)驗(yàn)方法:_______.

(3)沉淀D 中主要含BaSO3,理由是_________.向?yàn)V液E 中加入H2O2溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象是________,可進(jìn)一步證實(shí)B中含Ag2SO3.

分析(1)制備的SO2中會(huì)混有少量的SO3,燒瓶內(nèi)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(chǎn)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(yàn)溶液C 中加入的Ba(NO3)2是否過量,可檢驗(yàn)溶液中是否含有,實(shí)驗(yàn)方法:往上層清液中繼續(xù)滴加Ba(NO3)2,若無沉淀產(chǎn)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(yīng)生成BaSO4白色沉淀,則產(chǎn)生的現(xiàn)象是:有白色沉淀生成.

硫元素的學(xué)習(xí)貫穿整個(gè)中學(xué)階段,學(xué)生的知識(shí)雖然在增加,但是命題者設(shè)置問題的難度也在增加,對于此類問題的解決,掌握扎實(shí)的理論知識(shí)是基礎(chǔ),具備較強(qiáng)的綜合運(yùn)用能力和深度思維能力是關(guān)鍵.

(完)