高三化學二輪復習20-小專題-含硫化合物深度學習與思考

第(第(03)期學號姓名課題：含氧酸如花競秀“硫”芳“硫”艷硫一流 ——含硫化合物深度學習與思考編寫:孫向東校對:王潤芝硫及其化合物是中學化學中元素化合物知識的重要組成部分，也是歷年高考的重點內(nèi)容。高考中主要考查的是硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系以及酸雨與大氣污染及防治。硫元素具有多種價態(tài)且各化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系豐富，也是氧化還原反應的重要素材，為更好地學習這部分知識，現(xiàn)對課程標準要求中的硫及其化合物，尤其是含氧酸部分考點總結(jié)如下：一．硫單質(zhì)1．通常單質(zhì)硫是黃色的晶體，又稱作硫磺。硫單質(zhì)的同素異形體有很多種，不同分子種類的硫單質(zhì)包括S2（二聚硫），S3（三聚硫），S4（四聚硫），S5（五聚硫），S6（環(huán)六硫），S7（環(huán)七硫），S8（環(huán)八硫），S9（環(huán)九硫），S10（環(huán)十硫），S11（環(huán)十一硫），S12（環(huán)十二硫），S18（環(huán)十八硫），S20（環(huán)二十硫）和硫鏈等。硫的穩(wěn)定單質(zhì)為S8：S8的結(jié)構(gòu)中S原子的采用sp3雜化，鍵角為105°，為非極性分子，結(jié)構(gòu)如圖：二．硫的氧化物結(jié)構(gòu)對比SO2SO3標況下狀態(tài)氣體固體價層電子對數(shù)33中心原子VSEPR模型平面三角形平面三角形中心原子雜化類型sp2sp2中心孤電子對10分子構(gòu)型V形平面三角形結(jié)構(gòu)式鍵角119.5°120°化學鍵類型σ鍵、π34σ鍵、π46分子極性極性分子非極性分子〖特別說明〗1．SO2中大π鍵的形成：①三個原子均為sp2雜化，分子構(gòu)型為V形；②與O3成鍵情況相同，形成了兩個σ鍵，未雜化軌道中的電子形成離域大π鍵，記作π34。2．SO3中大π鍵的形成：①S原子為sp2雜化，分子構(gòu)型為平面形； ②S原子的6個價電子均在雜化軌道內(nèi)，向3個O原子提供孤電子對形成3個配位鍵（σ鍵）； ③垂直于雜化軌道的3個O原子的3個p軌道中有6個電子，形成離域大π鍵記作π46。大π鍵中，S不提供電子。3．在液態(tài)和固態(tài)SO3分子中，存在三聚和多聚SO3分子，在(SO3)3、(SO3)n中S原子均采用用sp3雜化方式，如圖。三．硫的含氧酸1．硫酸（H2SO4）：分子結(jié)構(gòu)為：或 硫酸分子中，S采用sp3雜化，四個雜化軌道中，兩個單電子的軌道與羥基形成σ

鍵，剩下兩對孤對電子分別進入O的空軌道上，（此時O原子2p軌道為），而O的兩個2p軌道孤對電子也配位進S的3d空軌道，形成Opx→S、Opy→S

的dp反饋π鍵（也是配位

π

鍵）。由于dp反饋π鍵重疊性較差，一個反饋π鍵相當于0.5個鍵級，兩個反饋π鍵合起來相當于一個鍵，所以最終畫成了S=O雙鍵。分子結(jié)構(gòu)畫成

S→O也常見，這是

S→O

配位

σ

鍵，反饋π鍵因為很弱沒畫出來。2．亞硫酸（H2SO3）：分子結(jié)構(gòu)為：亞硫酸為無色液體，具有SO2的窒息氣味，易溶于水，易分解。是一種還原劑，容易被氧化生成硫酸。亞硫酸儲存于陰涼、通風的庫房。主要用作分析試劑、還原劑、漂白劑及防腐劑，也可用于紡織、造紙、冶金工業(yè)和有機合成。3．硫代硫酸（H2S2O3）分子結(jié)構(gòu)為： 硫代硫酸鈉中的S2O32－可看成是SO42－中的一個非羥氧原子被硫原子所代替，所以S2O32－與SO42－結(jié)構(gòu)相似，具有四面體結(jié)構(gòu)。在S2O32－中S的平均化合價為+2價，但兩個S原子的化合價并不相同，中心S原子為+6價，另一個S為－2價?！继貏e說明〗在分析化學中滴定I2的，常用Na2S2O3標準溶液作還原劑。2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI4．過一硫酸（H2SO5）：也稱過氧硫酸，又名卡羅酸分子結(jié)構(gòu)為：當H2SO4與H2O2混合，生成過一硫酸?？梢钥闯墒荋2O2中一個氫原子被磺酸基－SO3H取代的產(chǎn)物。它是無色吸水性晶體。熔點45℃，加熱爆炸分解。因含有過氧根而具有強氧化性，與芳香化合物混合爆炸。在水中緩慢水解為硫酸與過氧化氫，它是一元強酸。5．過二硫酸（H2S2O8）：分子結(jié)構(gòu)為：過二硫酸的“過”指H2O2，“二”指兩個磺酸基(－SO3H)取代氫，可以看成是H2O2中兩個氫原子均被磺酸基(－SO3H)取代的產(chǎn)物。常溫下，過二硫酸是白色晶體；65℃熔化并有分解，放出氧氣。熔點338K(分解)，易吸濕、有強吸水性，極易溶于水，熱水中易水解，具有強氧化性，強于過一硫酸，酸及其鹽的水溶液全是強氧化劑。6．焦硫酸（H2S2O7） 分子結(jié)構(gòu)為：焦硫酸是H2SO4+SO3H2S2O7化合而成的。（焦：相當于兩個酸分子脫去一個水）焦硫酸是一種無色的晶體，熔點為308K，當冷卻發(fā)煙硫酸時，就可析出焦硫酸晶體。焦硫酸與水反應又生成硫酸，焦硫酸具有比濃硫酸更強的氧化性、吸水性和腐蝕性?？捎米魅玖?、炸藥制造中的脫水劑。它還是良好的磺化劑，用于合成有機磺酸類化合物。7．焦亞硫酸（H2S2O5）：也叫偏二亞硫酸 分子結(jié)構(gòu)為： 焦亞硫酸是H2SO3+SO2H2S2O5化合而成的。 焦亞硫酸為無色結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末。有SO2的氣味。熔點190℃（分解），易溶于水，水溶液呈酸性。不溶于乙醇。遇酸放出二氧化硫。在潮濕空氣中氧化為硫酸鹽。8．連二硫酸（H2S2O6） 分子結(jié)構(gòu)為：（H2S2O6，相當于兩個磺酸基相連）連二硫酸是一種很不穩(wěn)定的強酸，只存在于稀溶液中，加熱或在濃溶液中都很快地分解為H2SO4和SO2。連二硫酸鹽比較穩(wěn)定，所有金屬的連二硫酸鹽都溶于水。H2S2O6H2SO4

+SO2↑9．連二亞硫酸（H2S2O4）連二亞硫酸不是很常見，主要以鹽的形式存在于自然界.分子結(jié)構(gòu)為：10．連三硫酸（H2S3O6），連四硫酸（H2S4O6）分子結(jié)構(gòu)為：、 連n硫酸就是在兩個磺酸基中間加“S”，n為硫原子的總數(shù)。連三硫酸具有還原性，如與氯氣的反應為：H2S3O6+4Cl2

+6H2O3H2SO4+8HCl連三硫酸的鈉鹽易分解，如在酸性條件下的分解反應為：Na2S3O6S↓+SO2↑+Na2SO4而連四硫酸鈉可用碘或H2O2氧化Na2S2O3制得：2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI11．連多硫酸（H2SnO6，n=3～6，兩個磺酸基間加硫）分子結(jié)構(gòu)為：連多硫酸的通式為H2SnO6，n=3～6。對應的陰離子的通式為O3SSmSO32－，m=0～4的連多硫酸鹽已被確定。游離的連多硫酸不穩(wěn)定，迅速分解為S，SO2或SO42－等。如，H2S5O6

H2SO4

+SO2↑+3S↓高三化學小專題第(03)期第二張班級學號姓名 “含硫化合物深度學習與思考”專題練習四．含氧酸的命名原則1．原酸：理論上講，每種元素都有其“原酸”形式，如果用“R”表示該元素，若正化合價為“+n”的話，則其原酸的化學式為“R(OH)n”，也可以寫成HnROn的形式，如原硅酸H4SiO4。原酸脫水：很多時候，由于元素原子半徑小，R原子周圍容納不了“原酸”分子中過多的OH原子團，就會發(fā)生脫水。、不脫水如H6SO6(原硫酸)－2H2O=H2SO4(正硫酸，簡稱硫酸)。對于同一周期元素，從上到下，隨著原子半徑的增大，其原子周圍能容納OH原子團數(shù)目會逐漸増多，如氧族的碲元素對應的碲酸就是H6TeO6。同理，高氯酸是HClO4(H7ClO7－3H2O)。2．“正”“亞”“次”：通常，把某種元素最為常見的穩(wěn)定含氧酸稱為該元素的“正酸”，命名時往往省略“正”字， 直接叫“某酸”。如硫酸、氯酸。如果該元素還有比正酸中元素化合價高的含氧酸，一般稱為“高某酸”，如高氯酸HClO4。在“某酸”的基礎上，少一個氧原子的酸叫“亞某酸”，再少一個氧原子的酸叫“次某酸”。示例如下：HClO4(高氯酸)HClO3(氯酸)HClO2(亞氯酸)HClO(次氯酸)H2SO4(硫酸)H2SO3(亞硫酸)H2SO2(次硫酸)次硫酸尚未制得，次硫酸只能以鹽的形式存在，不存在游離酸。H3PO4(磷酸)H3PO3(亞磷酸)H3PO2(次磷酸)3．“焦”和“偏”R最高價含氧酸為“正R酸”，正酸分子脫一個H2O，叫“偏R酸”，兩個正酸分子之間脫去一個H2O，叫“焦R酸”。示例如下：H3AlO3(鋁酸)或Al(OH)3HAlO2(偏鋁酸)AlO2－可以寫成[Al(OH)4]－H2SO4(硫酸)H2S2O7(焦硫酸)H3PO4(磷酸)HPO3(偏磷酸)H4P2O7(焦磷酸)〖特別說明〗①正酸與偏酸的酸酐是同一物質(zhì)。如H3PO4和HPO3的酸酐都是P2O5,②磷酸命名規(guī)律圖示：4．其它形式的命名含氧酸的命名還有很多其它的形式：如硫代硫酸H2S2O3(可看作硫酸分子中1個O原子被1個S原子替代的產(chǎn)物)，過二硫酸(H2S2O8，分子中含有1個“－O－O－”過氧根原子團)， 連四硫酸(H2S4O6，就是在兩個磺酸基中間加“S”，四為硫原子的總數(shù))。五．學以致用1．〖2021福建〗明代《徐光啟手跡》記載了制備硝酸的方法，其主要流程（部分產(chǎn)物已省略）如下：下列說法錯誤的是（）A．FeSO4的分解產(chǎn)物X為FeOB．本流程涉及復分解反應C．HNO3的沸點比H2SO4的低 D．制備使用的鐵鍋易損壞2．【2021山東】工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖，下列說法錯誤的是（）A．吸收過程中有氣體生成 B．結(jié)晶后母液中含有NaHCO3C．氣流干燥濕料時溫度不宜過高D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO33．〖2021北京〗室溫下，1體積的水能溶解約40體積的SO2。用試管收集SO2后進行如下實驗。對實驗現(xiàn)象的分析正確的是（）A．試管內(nèi)液面上升，證明SO2與H2O發(fā)生了反應B．試管中剩余少量氣體，是因為SO2的溶解已達飽和C．取出試管中溶液，立即加入紫色石蕊試液，溶液顯紅色，原因是：SO2+H2OH2SO3H2SO3H++HSO3－HSO3H++SO32－D．取出試管中溶液，在空氣中放置一段時間后pH下降，是由于SO2揮發(fā)4．〖2022廣東〗若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖(a~d均為浸有相應試液的棉花)所示的探究實驗，下列分析正確的是（）A．Cu與濃硫酸反應，只體現(xiàn)H2SO4的酸性B．a(chǎn)處變紅，說明SO2是酸性氧化物C．b或c處褪色，均說明SO2具有漂白性D．試管底部出現(xiàn)白色固體，說明反應中無H2O生成5．〖2022江蘇〗實驗室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列實驗裝置和操作不能達到實驗目的的是（）A．用裝置甲制取SO2氣體B．用裝置乙制取SO2水溶液C．用裝置丙吸收尾氣中的SO2D．用干燥pH試紙檢驗SO2水溶液的酸性6．〖2023廣東〗按圖裝置進行實驗。將稀硫酸全部加入Ⅰ中的試管，關(guān)閉活塞。下列說法正確的是（）A．Ⅰ中試管內(nèi)的反應，體現(xiàn)H+的氧化性B．Ⅱ中品紅溶液褪色，體現(xiàn)SO2的還原性C．在Ⅰ和Ⅲ的試管中，都出現(xiàn)了渾濁現(xiàn)象D．撤掉水浴，重做實驗，Ⅳ中紅色更快褪去7．〖2023北京〗蔗糖與濃硫酸發(fā)生作用的過程如圖所示。下列關(guān)于該過程的分析不正確的是（）A．過程①白色固體變黑，主要體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性B．過程②固體體積膨脹，與產(chǎn)生的大量氣體有關(guān)C．過程中蔗糖分子發(fā)生了化學鍵的斷裂D．過程中產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性8．100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式為H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列說法不正確的是（）A．Na2S2O7水溶液呈中性B．焦硫酸具有強氧化性C．Na2S2O7可與堿性氧化物反應生成新鹽D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的變化是化學變化9．〖2023浙江〗工業(yè)上煅燒含硫礦物產(chǎn)生的SO2可以按如下流程脫除或利用。已知：請回答：⑴富氧煅燒燃煤產(chǎn)生的低濃度的SO2可以在爐內(nèi)添加CaCO3通過途徑I脫除，寫出反應方程式：。⑵煅燒含硫量高的礦物得到高濃度的SO2，通過途徑Ⅱ最終轉(zhuǎn)化為化合物A。①下列說法正確的是 。A．燃煤中的有機硫主要呈正價B．化合物A具有酸性C．化合物A是一種無機酸酯D．工業(yè)上途徑Ⅱ產(chǎn)生的SO3也可用濃H2SO4吸收②一定壓強下，化合物A的沸點低于硫酸的原因是 。⑶設計實驗驗證化合物A中含有S元素 。寫出實驗過程中涉及的反應