硫及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化

高考對于硫及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的考查，既注重基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，又強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能的掌握．考生需要熟悉硫及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)還要能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證和深化對硫及其化合物性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的理解．

１ 硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化是一個(gè)常見且重要的實(shí)驗(yàn)課題．解決硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵在于理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握實(shí)驗(yàn)步驟、注重實(shí)驗(yàn)安全，并能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識來分析和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題．

例１ 某小組設(shè)計(jì)了如圖１所示裝置制取H２S氣體并探究其化學(xué)性質(zhì)．已知H２S氣體是一種無色有臭雞蛋氣味的有毒氣體，溶于水形成的氫硫酸是弱酸，實(shí)驗(yàn)室常用FeS固體（難溶）和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制取H２S．回答下列問題：

（１）裝置①是H２S氣體的發(fā)生裝置，應(yīng)選擇的裝置為______．

（２）實(shí)驗(yàn)室制取H２S 氣體的化學(xué)方程式為______．

（３）裝置②的現(xiàn)象是______．

（４）若裝置③中出現(xiàn)黃色渾濁，請寫出反應(yīng)的離子方程式：______ ，若反應(yīng)結(jié)束后將黃色沉淀過濾、洗滌、烘干，稱量為４.８g，則參加反應(yīng)的H２S氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為______L．

（５）裝置④的作用是______．

解析

（１）實(shí)驗(yàn)室常用FeS固體（難溶）和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制取H２S，發(fā)生裝置應(yīng)該是固液混合不加熱型裝置，故選項(xiàng)A 正確．

（２）FeS和稀硫酸反應(yīng)生成FeSO４、H２S，化學(xué)方程式為FeS＋H２SO４＝FeSO４＋H２S↑．

（３）H２S溶于水形成的氫硫酸是弱酸，其水溶液呈酸性，石蕊試液遇酸變紅色，所以溶液變成紅色．

（４）若裝置③中看到黃色渾濁，說明有S生成，離子方程式為Cl２＋H２S＝S↓＋２H＋ ＋２Cl－ ·．反應(yīng)結(jié)束后，n（S）＝ ４．８g/３２g·mol＝１＝０.１５mol，根據(jù)原子守恒得關(guān)系式H２S～S，由H２S和S的關(guān)系式得n（H２S）＝n（S）＝０.１５mol，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下V（H２S）＝０.１５mol×２２.４L·mol－１＝３.３６L．

（５）H２S有毒，不能直接排入空氣中，應(yīng)該用堿液吸收，所以裝置④的作用是吸收H２S，以防污染大氣．

總之，解決硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題時(shí)，首先，要深入理解硫化氫的制備原理，包括其反應(yīng)方程式和反應(yīng)條件，這是解答實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ)．其次，要熟悉實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法．此外，注重實(shí)驗(yàn)安全也是非常重要的．最后，多做相關(guān)練習(xí)題，加深對硫化氫制備實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，提高解題速度和準(zhǔn)確性．

２ 二氧化硫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化

SO２ 作為一種常見的無機(jī)化合物，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有重要地位．解決SO２ 的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵在于能夠準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)步驟，理解每一步驟的目的和作用，并能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識來解決實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題．

例２ （２０２２年上海卷）制備SO２ 并檢驗(yàn)其性質(zhì)，用銅和濃硫酸在試管中制得SO２，先通入品紅溶液中，然后通入新制氯水中，最后進(jìn)行尾氣處理，下列說法正確的是（ ）．

A．SO２ 是氧化產(chǎn)物

B．品紅溶液褪色體現(xiàn)SO２ 的漂白性

C．新制氯水褪色體現(xiàn)SO２ 的氧化性

D．用飽和亞硫酸鈉溶液處理尾氣

解析

濃硫酸與銅加熱反應(yīng)生成SO２，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋２H２SO４（濃）=△=CuSO４＋SO２↑＋２H２O，由化合價(jià)變化可知SO２ 是還原產(chǎn)物，故選項(xiàng)A 錯(cuò)誤．SO２ 能與品紅溶液結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，從而使品紅溶液褪色，體現(xiàn)SO２ 的漂白性，故選項(xiàng)B正確．SO２ 與新制氯水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl２＋SO２＋２H２O＝H２SO４＋２HCl，使新制氯水褪色，體現(xiàn)了SO２ 的還原性，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．SO２ 在飽和亞硫酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，但吸收量少，故應(yīng)選用氫氧化鈉溶液來處理尾氣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案為B．

３ 硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化

在高考的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中，硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)無疑是一道充滿挑戰(zhàn)與探索的題目．這類實(shí)驗(yàn)不僅要求我們掌握硫代硫酸鈉的基本性質(zhì)，更要求我們在實(shí)踐中鍛煉實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)科學(xué)精神．通過這類實(shí)驗(yàn)，我們可以深刻體會到化學(xué)的魅力和實(shí)用性，為未來的學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

例３ 實(shí)驗(yàn)室制備Na２S２O３ 的裝置如圖２所示．

（１）B裝置的作用為______，D裝置中試劑是______．

（２）Na２S溶液呈堿性的主要原因是______（用離子方程式表示）;常溫下，pH＝１０的Na２S溶液中，水電離出的c（H＋ ）＝______ ;Na２CO３ 溶液中，離子濃度由大到小的順序是______（填離子符號）．

（３）取上述制備的Na２S２O３ 溶液２０mL 于錐形瓶中，將其調(diào)節(jié)至呈弱酸性，滴入２滴淀粉溶液（溶液無色），用c molL－１的標(biāo)準(zhǔn)I２ 溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)I２溶液V mL．（已知：I２＋２S２O２３－＝２I－＋S４O２６－）

① 盛裝標(biāo)準(zhǔn)I２ 溶液的滴定管是______（填“酸式”或“堿式”）滴定管．

② 滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是______．

③ Na２S２O３ 溶液的濃度為_______mol·L－１．

解析

（１）SO２ 易溶于水，且裝置C 中制備Na２S２O３ 的反應(yīng)劇烈容易引起倒吸，故裝置B的作用是防倒吸;裝置D 中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液，其作用是吸收未反應(yīng)的SO２，防止污染空氣．

（２）Na２S溶液中S２－ 水解使溶液呈堿性，反應(yīng)式為S２－ ＋H２O?HS－ ＋OH－ ;常溫下，pH＝１０ 的Na２S溶液中，c（OH－ ）＝１×１０－４mol·L－１，水電離出的c（H＋ ）＝c（OH－ ）＝１×１０－４ mol·L－１;在Na２CO３溶液中，存在水解平衡CO２３－＋H２O? HCO３－＋OH－和電離平衡H２O?H＋ ＋OH－ ，電離和水解都很微弱，故溶液中離子的濃度大小關(guān)系為c （Na＋ ）＞c（CO２３－）＞c（OH－）＞c（HCO３－）＞c（H＋）．

（３）①I２ 溶液有氧化性，應(yīng)盛放在酸式滴定管中．② Na２S２O３ 將I２ 還原，淀粉作指示劑，剛好反應(yīng)完時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色．③ 根據(jù)已知反應(yīng)：I２＋２S２O２３－＝２I－＋S４O２６－，列式計(jì)算可得n（Na２S２O３）＝２n（I２）＝２cV×１０－３ mol，c（Na２S２O３）＝２cV×１０－３ mol/２０×１０－３ L ＝０.１cV mol·L－１．

硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)屬于教材實(shí)驗(yàn)的延伸，解答此類試題時(shí)學(xué)生要具備較強(qiáng)的知識應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，在掌握常見的硫及其化合物的制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸．為了應(yīng)對這類實(shí)驗(yàn)試題，我們要全面掌握已學(xué)化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，并通過不斷地練習(xí)和實(shí)踐，提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，增?qiáng)對硫代硫酸鈉性質(zhì)的認(rèn)識．

在高考中，對硫及其化合物的性質(zhì)類試題的考查主要涉及反應(yīng)原理、操作步驟和檢驗(yàn)方法等．學(xué)生需要掌握各種化合物的制備方法、反應(yīng)條件以及檢驗(yàn)方法，并能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確判斷化合物的存在．同時(shí)，還要注意實(shí)驗(yàn)安全，遵循實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程．

（完）