知识点一 硫单质的性质
1. 硫在自然界中的存在
硫在自然界中以游离态（单质硫，如火山口附近的硫磺）和化合态（硫化物、硫酸盐等）两种形式存在。
| 存在形式 | 实例 |
|---|---|
| 游离态（单质） | 火山口附近的天然硫 |
| 化合态（硫化物） | 黄铁矿（FeS₂）、黄铜矿（CuFeS₂）、闪锌矿（ZnS） |
| 化合态（硫酸盐） | 石膏（CaSO₄·2H₂O）、芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）、重晶石（BaSO₄） |
💡 说明：硫是重要的非金属元素，广泛存在于自然界中。煤和石油中也含有硫元素。
2. 硫单质的物理性质
硫单质俗称硫磺，是一种黄色或淡黄色的固体。
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 颜色、状态 | 黄色（或淡黄色）固体 |
| 溶解性 | 不溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS₂（二硫化碳） |
| 熔、沸点 | 较低（熔点约 113°C，沸点约 445°C） |
| 同素异形体 | 有斜方硫、单斜硫等多种同素异形体 |
⚠️ 注意：硫的同素异形体都是由 S₈ 分子组成的，只是分子排列方式不同。
3. 硫单质的化学性质
硫单质既有氧化性又有还原性，化合价处于中间价态（0 价），既可以升高也可以降低。
（1）与金属反应（表现氧化性）
硫与大多数金属在加热条件下反应，生成金属硫化物：
（铁与硫反应生成硫化亚铁，铁被氧化为 +2 价而不是 +3 价）
（铜与硫反应生成硫化亚铜）
（汞与硫在常温下即可反应——可用于处理洒落的水银）
💡 注意：硫与变价金属（如 Fe、Cu）反应时，一般将金属氧化为低价态的硫化物，而 Cl₂ 则氧化为高价态。
（2）与非金属反应
（硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的 SO₂）
（硫与氢气反应生成硫化氢）
（3）与强碱反应（表现还原性）
硫在热的强碱溶液中发生歧化反应：
知识点二 二氧化硫的性质与用途
1. 二氧化硫的物理性质
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 颜色、状态 | 无色气体 |
| 气味 | 有刺激性气味 |
| 毒性 | 有毒（是大气污染物之一） |
| 密度 | 比空气大 |
| 溶解性 | 易溶于水（1 体积水约溶解 40 体积 SO₂） |
| 沸点 | 易液化（沸点 -10°C） |
2. 二氧化硫的化学性质
（1）具有酸性氧化物的通性
SO₂ 是酸性氧化物（亚硫酐），与水反应生成亚硫酸：
（该反应可逆，H₂SO₃ 不稳定，易分解）
与碱反应：
（少量 SO₂ 通入石灰水，先变浑浊，继续通入又变澄清）
（2）还原性
SO₂ 中硫为 +4 价，可以被氧化到 +6 价，是常见的还原剂：
（该反应可逆，是工业制硫酸的关键反应）
能被卤素单质氧化：
（溴水褪色——体现 SO₂ 的还原性，不是漂白性！）
能与酸性 KMnO₄ 溶液反应使其褪色：
（3）氧化性（弱）
SO₂ 中硫为 +4 价，也可以被还原到更低价态：
（4）漂白性
SO₂ 能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质，使其褪色：
| 漂白原理对比 | SO₂ | Cl₂（氯水）/HClO |
|---|---|---|
| 漂白原理 | 化合型：与有色物质结合成无色物质 | 氧化型：将有色物质氧化 |
| 可逆性 | 加热后颜色恢复（不稳定无色物分解） | 加热后颜色不恢复（不可逆） |
| 漂白对象 | 品红溶液等 | 大多数有色物质 |
⚠️ 易错点：SO₂ 使溴水、酸性 KMnO₄ 溶液褪色，体现的是还原性而非漂白性！SO₂ 使品红溶液褪色才是漂白性的体现。
3. 二氧化硫的用途
- 工业制硫酸的原料
- 漂白剂（用于漂白纸浆、毛、丝、草编制品等）
- 杀菌消毒（食品防腐剂，如葡萄酒中添加少量 SO₂）
- 作为食品中的抗氧化剂
知识点三 三氧化硫
1. 物理性质
三氧化硫（SO₃）在常温下为无色固体或液体（熔点 16.8°C，沸点 44.8°C）。
2. 化学性质
SO₃ 是典型的酸性氧化物（硫酐），酸性很强：
（SO₃ 与水反应放出大量热，生成硫酸）
知识点四 硫酸的制备与性质
1. 工业制硫酸——接触法
工业上用接触法制硫酸，主要分为三个阶段（设备）和三个反应：
| 阶段 | 设备 | 反应 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 造气（SO₂的制取） | 沸腾炉 | 4FeS₂ + 11O₂ →高温 2Fe₂O₃ + 8SO₂ | 煅烧黄铁矿；或燃烧硫磺：S + O₂ → SO₂ |
| 接触氧化（SO₂→SO₃） | 接触室 | 2SO₂ + O₂ ⇌催化剂{Δ} 2SO₃ | 催化剂为 V₂O₅（五氧化二钒），温度 400~500°C |
| 吸收（SO₃→H₂SO₄） | 吸收塔 | SO₃ + H₂O → H₂SO₄ | 实际用 98.3% 浓硫酸吸收 SO₃（不用水直接吸收，防止形成酸雾） |
💡 归纳：工业制硫酸的"三阶段、三设备"——沸腾炉（造气）、接触室（氧化）、吸收塔（吸收）。
2. 浓硫酸与稀硫酸性质的对比
稀硫酸的性质
稀硫酸具有酸的通性（强酸），能与活泼金属、碱、碱性氧化物、某些盐反应：
浓硫酸的特性
浓硫酸（质量分数约 98%）除了具有酸性外，还有三个特性：
- 吸水性：浓硫酸能吸收物质中游离的水分（包括空气中的水蒸气），常用作干燥剂（但不能干燥 NH₃、H₂S 等碱性或还原性气体）
- 脱水性：浓硫酸能将有机物中的 H、O 元素按 2∶1 的比例脱去，使其碳化变黑
- 强氧化性：浓硫酸中 S 为 +6 价（最高价），具有强氧化性
浓硫酸的强氧化性
常温下，浓硫酸使 Fe、Al 发生钝化（表面生成致密氧化膜，阻止进一步反应），故可用铁罐或铝罐盛装冷浓硫酸。
⚠️ 易错点：吸水性 vs 脱水性 - 吸水性：吸收本来存在的水分子（物理/化学变化），如干燥气体 - 脱水性：按 2∶1 的比例脱去有机物中的 H、O 元素（化学变化），如使蔗糖变黑
3. 硫酸的用途
- 化肥生产（磷肥、氮肥等）
- 金属加工中的酸洗
- 石油精炼
- 制造炸药、染料、医药品
- 铅蓄电池的电解液
知识点五 硫酸根离子的检验
检验原理
利用 Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓（白色沉淀，不溶于盐酸）。
检验步骤
- 取少量待测液于试管中
- 先滴加稀盐酸酸化（排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻、Ag⁺ 等干扰）
- 再滴加 BaCl₂ 溶液（或 Ba(NO₃)₂ 溶液）
- 若产生白色沉淀且不溶于盐酸，则证明含有 SO₄²⁻
⚠️ 注意：不能用稀 HNO₃ 酸化（因为 HNO₃ 能将 SO₃²⁻ 氧化为 SO₄²⁻，造成干扰）；也不能用 Ba(NO₃)₂ + 稀 HCl（HCl 与 NO₃⁻ 相当于稀 HNO₃，同样会产生干扰）。
| 干扰离子 | 干扰原因 | 排除方法 |
|---|---|---|
| CO₃²⁻ | BaCO₃ 白色沉淀 | 加盐酸，BaCO₃ 溶于酸 |
| SO₃²⁻ | BaSO₃ 白色沉淀 | 加盐酸，BaSO₃ 溶于酸；但不能用 HNO₃ |
| Ag⁺ | AgCl 白色沉淀 | 加盐酸产生 AgCl 沉淀，说明是 Ag⁺ 干扰 |
知识点六 不同价态含硫物质的转化
硫的常见化合价与对应物质
| 化合价 | -2 | 0 | +4 | +6 |
|---|---|---|---|---|
| 代表性物质 | H₂S、Na₂S、FeS | S | SO₂、H₂SO₃、Na₂SO₃、NaHSO₃ | SO₃、H₂SO₄、Na₂SO₄、BaSO₄ |
转化关系总结
氧化（化合价升高）→ → → → → →
-2 价 ───────── 0 价 ───────── +4 价 ───────── +6 价
H₂S ←─还原── S ←─还原── SO₂ ←─还原── H₂SO₄
← ← ← ← ← ← 还原（化合价降低）
关键转化反应：
重点例题
例题1 SO₂ 的性质判断
题目：下列有关 SO₂ 的说法正确的是（ ）
A. SO₂ 使溴水褪色，体现了 SO₂ 的漂白性
B. SO₂ 通入 BaCl₂ 溶液中会产生白色沉淀
C. SO₂ 是酸性氧化物，能与 NaOH 溶液反应
D. SO₂ 使酸性 KMnO₄ 溶液褪色，体现了 SO₂ 的漂白性
解析： - A 错误：SO₂ 使溴水褪色体现的是还原性（Br₂ 被还原为 Br⁻），不是漂白性 - B 错误：SO₂ 通入 BaCl₂ 溶液不反应（弱酸不能制强酸，H₂SO₃ 酸性比 HCl 弱） - C 正确：SO₂ 是酸性氧化物，可与 NaOH 反应生成 Na₂SO₃ - D 错误：SO₂ 使酸性 KMnO₄ 褪色体现的是还原性，不是漂白性
答案：C
例题2 硫酸根离子检验
题目：检验某未知溶液中是否含有 SO₄²⁻，下列操作合理的是（ ）
A. 先加 BaCl₂ 溶液，再加稀盐酸
B. 先加稀盐酸，再加 BaCl₂ 溶液
C. 加入 Ba(NO₃)₂ 溶液和稀硝酸
D. 加入稀硫酸和 BaCl₂ 溶液
解析： - A 中如果先加 BaCl₂，产生的白色沉淀可能是 BaCO₃、BaSO₃、AgCl 等，干扰判断 - B 中先加盐酸可排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻、Ag⁺ 的干扰，正确 - C 中稀 HNO₃ 能将 SO₃²⁻ 氧化为 SO₄²⁻，造成干扰 - D 中稀硫酸本身含 SO₄²⁻，引入干扰
答案：B
例题3 浓硫酸的性质
题目：下列现象或应用与浓硫酸的脱水性有关的是（ ）
A. 浓硫酸使蓝色硫酸铜晶体变为白色
B. 浓硫酸使蔗糖变黑
C. 浓硫酸与铜加热反应
D. 浓硫酸用作某些气体的干燥剂
解析： - A：体现吸水性（CuSO₄·5H₂O → CuSO₄） - B：体现脱水性（蔗糖 C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O） - C：体现强氧化性 - D：体现吸水性
答案：B
易错点提醒
- ⚠️ SO₂ 的漂白性与还原性混淆：SO₂ 使品红褪色是漂白性（加热恢复）；SO₂ 使溴水、酸性 KMnO₄ 褪色是还原性（加热不恢复）
- ⚠️ 吸水性 vs 脱水性：吸水性是吸收已有的水（物理/化学变化），脱水性是从有机物中脱去 H、O 形成水（化学变化），两者本质不同
- ⚠️ 钝化不是不反应：常温下浓硫酸（或浓硝酸）使 Fe、Al 钝化，是发生了化学反应生成了致密氧化膜
- ⚠️ SO₄²⁻ 检验顺序不能颠倒：必须先加稀盐酸酸化，再加 BaCl₂ 溶液；不能用稀硝酸酸化
- ⚠️ SO₂ 通入 BaCl₂ 溶液无沉淀：因为 H₂SO₃ 的酸性弱于 HCl，不能发生复分解反应；但如果通入 Ba(NO₃)₂ 溶液则会产生沉淀（NO₃⁻ 在酸性条件下将 SO₂ 氧化为 SO₄²⁻）
- ⚠️ 硫与变价金属反应产物为低价：S + Fe → FeS（Fe 为 +2 价），而不是 Fe₂S₃；Cl₂ + Fe → FeCl₃（Fe 为 +3 价）
方法技巧
1. SO₂ 和 CO₂ 的鉴别与分离
| 方法 | SO₂ | CO₂ |
|---|---|---|
| 品红溶液 | 褪色（加热恢复） | 不褪色 |
| 酸性 KMnO₄ 溶液 | 褪色 | 不褪色 |
| 溴水 | 褪色 | 不褪色 |
| 闻气味 | 刺激性气味 | 无味 |
2. 多步反应的计算——关系式法
工业制硫酸中，由 FeS₂ 到 H₂SO₄ 的多步转化可使用关系式：
根据 S 元素守恒，直接建立原料与产物的关系进行计算。
3. 物质的量在化学方程式计算中的应用
利用化学方程式中各物质的化学计量数之比 = 各物质的物质的量之比，快速进行定量计算。
本章知识框架
第5章（必修二第1章） 硫及其化合物
├── 硫单质
│ ├── 存在形式（游离态、化合态）
│ ├── 物理性质（黄色固体，不溶于水，易溶于CS₂）
│ └── 化学性质
│ ├── 与金属反应（FeS、Cu₂S、HgS）
│ ├── 与非金属反应（SO₂、H₂S）
│ └── 与强碱的歧化反应
├── 二氧化硫（SO₂）
│ ├── 物理性质（无色、有刺激性气味、有毒、易溶于水）
│ ├── 化学性质
│ │ ├── 酸性氧化物通性
│ │ ├── 还原性（使溴水、KMnO₄褪色）
│ │ ├── 氧化性（与H₂S反应生成S）
│ │ └── 漂白性（使品红褪色，加热恢复）
│ └── 用途（制硫酸、漂白剂、防腐剂）
├── 三氧化硫（SO₃）
│ └── 酸性氧化物（硫酐）
├── 硫酸（H₂SO₄）
│ ├── 工业制法——接触法（3阶段3设备）
│ ├── 稀硫酸（酸的通性）
│ └── 浓硫酸的特性
│ ├── 吸水性（干燥剂）
│ ├── 脱水性（使有机物碳化）
│ └── 强氧化性（与Cu、C反应；使Fe、Al钝化）
├── 硫酸根离子检验
│ └── 稀盐酸酸化 + BaCl₂溶液 → 白色沉淀
└── 不同价态含硫物质的转化
├── -2价：H₂S、硫化物
├── 0价：S
├── +4价：SO₂、亚硫酸盐
└── +6价：SO₃、硫酸、硫酸盐
📌 笔记区
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