
?第11講 硫及其化合物
【知識(shí)梳理】
一、硫和硫的氧化物
1.硫
硫元素在元素周期表中位于第三周期ⅥA族。硫元素廣泛存在于自然界,游離態(tài)的硫存在于地殼附近或地殼的巖層里?;衔锏牧蛑饕粤虻V石和硫酸鹽的形式存在。硫俗稱_硫黃,是一種淡黃色晶體,質(zhì)脆,易研成粉末,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗滌沾有硫的容器)。硫原子最外層6個(gè)電子,較易得電子,表現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性。
2.二氧化硫
SO2是無(wú)色而有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,容易液化,易溶于水。
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)方程式
備注
酸性氧化物
與水反應(yīng)
SO2+H2OH2SO3
SO2溶于水的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)
與堿(NaOH)反應(yīng)
SO2+2NaOH=Na2SO3+2H2O SO2+NaOH=NaHSO3
n(SO2):n(NaOH)=1:2生成Na2SO3,n(SO2):n(NaOH)=1:1生成NaHSO3,1:2<n(SO2):n(NaOH)<1:1生成NaHSO3和Na2SO3
與堿性氧化物反應(yīng)
CaO+SO2=CaSO3
在煤中加入少量生石灰對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理,少用原煤作燃料,開發(fā)新能源,都能減少SO2排放
還原性
與氧氣反應(yīng)
二氧化硫中硫元素呈+4價(jià),為中間價(jià)態(tài),可以表現(xiàn)氧化性和還原性,但以還原性為主
與氯水反應(yīng)
漂白性
SO2能使品紅溶液褪色,加熱會(huì)恢復(fù)原來(lái)的顏色
品紅溶液可檢驗(yàn)二氧化硫氣體,但SO2不能漂白酸堿指示劑
溫馨提示:
①SO2溶于水的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)就是指在相同的反應(yīng)條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。可逆反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)不能沿著一個(gè)方向進(jìn)行到底的。
②亞硫酸是一種弱酸,在水中部分電離:H2SO3H++HSO3—,HSO3—H++SO32—
③二氧化硫與堿反應(yīng)的產(chǎn)物與兩者的相對(duì)用量有關(guān)。如二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng),n(SO2):n(NaOH)=1:2時(shí),生成Na2SO3;n(SO2):n(NaOH)=1:1時(shí),生成NaHSO3;1:2<n(SO2):n(NaOH)<1:1時(shí),生成NaHSO3和Na2SO3。
④將SO2逐漸通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成,后沉淀消失,與CO2逐漸通入Ca(OH)2溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同,所以不能用石灰水來(lái)鑒別SO2和CO2。
⑤酸雨產(chǎn)生的原因在工業(yè)城市中主要是由含硫煤的燃燒引起的,在煤中加入少量生石灰對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理,少用原煤作燃料,開發(fā)新能源,都能減少SO2排放。
⑥實(shí)驗(yàn)室常用飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中混有二氧化硫,有關(guān)化學(xué)方程式:SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO2,不能用飽和碳酸鈉溶液的原因是碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉。
3.三氧化硫
三氧化硫是一種沒(méi)有顏色易揮發(fā)的晶體;具有酸性氧化物的通性,遇水劇烈反應(yīng)生成硫酸并放出大量的熱。
4.酸雨的形成和防治
酸雨的形成是一個(gè)十分復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理過(guò)程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物質(zhì),其中又以硫酸為主。從污染源排放出來(lái)的SO2、NOx(NO、NO2)是酸雨形成的主要起始物,因?yàn)榇髿庵械腟O2在光照、煙塵中的金屬氧化物等的作用下,經(jīng)氧化、溶于水等方式形成H2SO4,而NO被空氣中氧氣氧化為NO2,NO2直接溶于水形成HNO3,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。
酸雨危害:①直接引起人的呼吸系統(tǒng)疾??;②使土壤酸化,損壞森林;③腐蝕建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)裝備,電信電纜等。
酸雨防治與各種脫硫技術(shù):要防治酸雨的污染,最根本的途徑是減少人為的污染物排放。因此研究煤炭中硫資源的綜合開發(fā)與利用、采取排煙脫硫技術(shù)回收二氧化硫、尋找替代能源、城市煤氣化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途徑。目前比較成熟的方法是各種脫硫技術(shù)的應(yīng)用。
例題1、下列說(shuō)法正確的是 。
①類比Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,推測(cè)Fe與S反應(yīng)生成Fe2S3A
②硫在空氣中的燃燒產(chǎn)物是SO2,在純氧中的燃燒產(chǎn)物是SO3
③二氧化硫可廣泛用于食品的漂白
④SO2有漂白性,所以SO2可使溴水褪色
⑤SO2氣體通入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀BaSO3
⑥二氧化硫作紙漿漂白劑的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生化學(xué)變化
⑦因?yàn)镾O2具有氧化性,故可用于漂白紙漿
⑧下列轉(zhuǎn)化能夠?qū)崿F(xiàn):FeS2SO2H2SO4
⑨除去SO2中的少量HCl的實(shí)驗(yàn)方法如圖
⑩SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
?SO2和Ca(OH)2、NaHCO3均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
?SO2通入CuSO4與NaCl混合溶液產(chǎn)生白色沉淀(CuCl),體現(xiàn)SO2的還原性
【指點(diǎn)迷津】CO2和SO2的比較
CO2和SO2在性質(zhì)上的相似點(diǎn)很多,如都是酸性氧化物,都為弱酸的酸酐,均與BaCl2不反應(yīng);能與Ca(OH)2、Ba(OH)2等堿反應(yīng)生成白色沉淀。不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在SO2具有漂白性,可使品紅褪色,CO2不具有漂白性;通過(guò)NaHCO3飽和溶液時(shí),由于H2SO3>H2CO3(酸性),所以SO2能與NaHCO3反應(yīng)放出CO2,但CO2不反應(yīng);SO2中S為+4價(jià),未達(dá)到最高價(jià)態(tài),故SO2有還原性,但CO2不具有還原性。二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水變渾濁,若通人的氣體過(guò)量,則沉淀都消失。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將兩種氣體分別通入品紅溶液
使品紅溶液褪色的是二氧化硫,不能使品紅溶液褪色的是二氧化碳
將兩種氣體分別通入酸性高錳酸鉀溶液
使溶液紫色褪去的是二氧化硫,無(wú)明顯現(xiàn)象的是二氧化碳
將兩種氣體分別通入溴水
使溶液橙色褪去的是二氧化硫,無(wú)明顯現(xiàn)象的是二氧化碳
將兩種氣體分別通入用硝酸酸化的硝酸鋇溶液
溶液產(chǎn)生白色沉淀的是二氧化硫,無(wú)明顯現(xiàn)象的是二氧化碳
將兩種氣體分別通入FeCl3溶液
使溶液棕黃色顏色變淺的是二氧化硫,無(wú)明顯現(xiàn)象的是二氧化碳
二、硫酸
1. 物理性質(zhì):濃硫酸是一種無(wú)色粘稠狀液體。硫酸是一種高沸點(diǎn)無(wú)揮發(fā)性的強(qiáng)酸,溶于水,能以任意比和水混溶。濃硫酸溶于水時(shí)會(huì)放出大量的熱。
(1)濃硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性,若實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心濺到皮膚上,應(yīng)先用布擦干,后用小蘇打溶液沖洗,不能直接用大量清水沖洗;若實(shí)驗(yàn)時(shí)滴落在桌面上,則先用布擦干,再用水進(jìn)行沖洗。
(2)濃H2SO4稀釋的方法是:將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。
2.濃硫酸的特性
吸水性
吸水性是指濃硫酸有吸收游離的水份的性能,濃硫酸不僅能吸收空氣中、物質(zhì)表面的水,還能奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水
干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、
SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等中
性或酸性的且無(wú)還原性的氣體,不能干燥NH3、H2S等氣體。濃硫酸使藍(lán)礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃H2SO4的吸水性
脫水性
濃硫酸的脫水性是指濃硫酸可以使許多有機(jī)物中的氫、氧原子按2:1的比例,形成水分子而脫去
C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
強(qiáng)氧化性
冷的濃H2SO4能使鐵、鋁發(fā)生鈍化。加熱條件下與銅反應(yīng):
Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O
H2SO4分子中的硫元素顯示+6價(jià),為硫的最高價(jià),有強(qiáng)烈的奪取電子而被還原的趨勢(shì)?!扳g化”體現(xiàn)了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性,濃H2SO4與金屬反應(yīng)時(shí)體現(xiàn)了濃H2SO4氧化性和酸性,而與炭等非金屬反應(yīng)時(shí)只體現(xiàn)了濃H2SO4的氧化性
加熱條件下與碳反應(yīng):
C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O
溫馨提示:濃H2SO4與銅反應(yīng)應(yīng)注意隨著H2SO4的消耗,會(huì)慢慢地變成稀H2SO4,所以足量的Cu與濃H2SO4反應(yīng),產(chǎn)生的SO2的物質(zhì)的量要小于濃H2SO4的一半。
3.SO32―和SO42—的檢驗(yàn)
(1)檢驗(yàn)SO42—時(shí)要防止其他離子的干擾。
①Ag+干擾:先用鹽酸酸化,能防止Ag+干擾,因?yàn)锳g++Cl-=AgCl↓。
②CO32—、SO32—干擾:因?yàn)锽aCO3、BaSO3也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強(qiáng)酸中。因此檢驗(yàn)SO42—時(shí),必須用酸酸化(不能用稀HNO3酸化)。例如:BaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ba2+。所用鋇鹽溶液不能為Ba(NO3)2溶液,因?yàn)樵谒嵝詶l件下,SO32—等會(huì)被溶液中的NO3—(H+)氧化為SO42—,從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。
(2) 檢驗(yàn)SO42—的正確操作:先加鹽酸酸化,然后加入氯化鋇溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀。
被檢液取清液有無(wú)白色沉淀(判斷有無(wú)SO42—)
(3)SO32―離子的檢驗(yàn):一般是加入鹽酸溶液,將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液、 KMnO4(H+)或溴水中,觀察溶液是否褪色來(lái)區(qū)別是否是CO2還是 SO2。若可能存在 HSO3―則需先加入 CaCl2或 BaCl2溶液過(guò)濾出沉淀,在沉淀中再加入稀鹽酸按上述方法處理。(不要加硝酸,防止將 SO32―氧化成SO42―)
例題2、下列說(shuō)法正確的是 。
①配制稀硫酸的操作是先將濃硫酸加入燒杯中,后倒入蒸餾水A
②常溫下,將鐵片浸入足量濃硫酸中,鐵片不溶解,說(shuō)明常溫下鐵與濃硫酸一定沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
③NaCl與濃H2SO4加熱可制HCl,推測(cè)NaBr與濃H2SO4加熱可制HBr
④濃H2SO4濺到皮膚上時(shí)立即用稀NaOH溶液沖洗
⑤濃H2SO4滴入蔗糖固體中,將產(chǎn)生的氣體通入溴水,溴水褪色,說(shuō)明濃硫酸具有脫水性、氧化性
⑥濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,所以濃硫酸不可用于干燥H2和CO
⑦稀硫酸沒(méi)有氧化性,一般不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)
⑧濃硫酸使藍(lán)礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性
⑨銅片溶于熱的濃硫酸,體現(xiàn)了濃硫酸的酸性和強(qiáng)氧化性
⑩在未知液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,說(shuō)明該未知液中存在SO或SO
?由礦鹽(主要成分是NaCl,還含有SO等其他可溶性雜質(zhì)的離子)生產(chǎn)食鹽,除去SO 最合適的試劑是Ba(NO3)2
?向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說(shuō)明該溶液中一定有SO
【指點(diǎn)迷津】鑒別濃硫酸和稀硫酸的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
操作
結(jié)論
分別滴到火柴梗上
變黑者為濃硫酸
分別加入到盛水的試管中
放熱者為濃硫酸
加到CuSO4·5H2O晶體中
變白色的為濃硫酸
加入鋁
常溫下反應(yīng)的是稀硫酸,不反應(yīng)的是濃硫酸
滴加到濃鹽酸中
產(chǎn)生白霧的是濃硫酸
加入銅片并加熱
溶液變藍(lán),產(chǎn)生刺激性氣味氣體的是濃硫酸,不反應(yīng)的是稀硫酸
用玻璃棒蘸取液體
粘稠狀的為濃硫酸
稱量相同體積的酸
質(zhì)量大的是濃硫酸
【課時(shí)練習(xí)】
1.硫在自然界的循環(huán)過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法中,不正確的是
A.火山噴發(fā)、森林火災(zāi)不會(huì)產(chǎn)生SO2
B.氫、氧兩種元素共同參與硫的循環(huán)
C.工廠產(chǎn)生的煙氣應(yīng)經(jīng)脫硫處理后再排放
D.硫在自然界的循環(huán)過(guò)程中,涉及了氧化還原反應(yīng)
2.下列關(guān)于硫及其化合物說(shuō)法正確的是
A.硫粉和銅粉共熱時(shí)反應(yīng)生成黑色的硫化銅
B.濃硫酸具有吸水性,可以干燥H2S、SO2等氣體
C.FeSO4可用于生產(chǎn)防治缺鐵性貧血的藥劑
D.某溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則原溶液中含有
3.下列有關(guān)硫元素及其化合物的說(shuō)法正確的是
A.硫黃礦制備硫酸經(jīng)歷兩步:SSO3 H2SO4
B.酸雨與土壤中的金屬氧化物反應(yīng)后,硫元素以單質(zhì)的形式進(jìn)入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可減少SO2排放,發(fā)生的反應(yīng)為2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.向溶液中加入BaCl2溶液后滴加硝酸,若產(chǎn)生不溶于硝酸的白色沉淀,則溶液必含SO42-
4.向蔗糖固體中滴加濃硫酸,觀察到蔗糖變黑,體積膨脹,放出氣體等現(xiàn)象,下列敘述錯(cuò)誤的是
A.上述過(guò)程中溫度升高
B.體積膨脹的主要原因是固體碳受熱膨脹所致
C.蔗糖生成碳,再生成二氧化碳
D.放出的氣體用NaOH溶液吸收,可能得到5種鹽
5.物質(zhì)類別和核心元素的價(jià)態(tài)是學(xué)習(xí)元素及其化合物性質(zhì)的重要認(rèn)識(shí)視角。如圖是某元素的“價(jià)類二維圖”,其中單質(zhì)b是黃色固體,f、h均為正鹽,且焰色都是黃色。下列說(shuō)法不正確的是
A.d能使品紅溶液褪色 B.a(chǎn)和c反應(yīng)可以生成b
C.e的濃溶液可用鋁槽車運(yùn)輸 D.h的水溶液呈堿性
6.宋代張杲《醫(yī)說(shuō)》記載:每每外出,用雄黃桐子大,在火中燒煙薰腳繃、草履、領(lǐng)袖間,以消毒滅菌,防止疫菌通過(guò)衣物的接觸而傳染。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.雄黃中硫的價(jià)態(tài)為-2價(jià)
B.古代煙熏的消毒原理與H2O2、酒精相同
C.人們佩戴的藥劑香囊具有驅(qū)蟲抑疫、防病保健等功效
D.生活中也可使用火、鹽水消毒器具
7.銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化學(xué)常用的基準(zhǔn)試劑,其制備過(guò)程如圖所示。下列分析不正確的是( )
A.過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng):2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
B.向銨明礬溶液中逐滴加入NaOH溶液,先后觀察到:刺激性氣體逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失
C.檢驗(yàn)溶液B中陰離子的試劑僅需BaCl2溶液
D.若省略過(guò)程Ⅱ,則銨明礬的產(chǎn)率明顯降低
8.用如圖所示儀器(內(nèi)含物質(zhì))組裝成實(shí)驗(yàn)裝置,可驗(yàn)證木炭與濃H2SO4反應(yīng)生成CO2,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.上述裝置連接的正確順序是A→E→F→C→D→B
B.SO2和CO2都可與澄清石灰水反應(yīng),且原理相同
C.只需觀察到乙中澄清石灰水變渾濁這一個(gè)現(xiàn)象,即可驗(yàn)證生成CO2
D.將SO2通入酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性
9.碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇
B.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇
C.在Z導(dǎo)管出來(lái)的氣體中沒(méi)有二氧化碳
D.在Z導(dǎo)管口排出無(wú)色氣體
10.一定量的鋅與100mL18.5mol?L﹣1的濃H2SO4充分反應(yīng)后,鋅完全溶解,同時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L.將反應(yīng)后的溶液稀釋至1L,測(cè)得溶液中c(H+)=0.1mol?L﹣1.則生成的氣體中SO2和H2的體積比為( ?。?br />
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
11.下列有關(guān)銅與過(guò)量濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)說(shuō)法不正確的是( )
A.噴有堿液的棉花是為了防止SO2污染環(huán)境
B.將水注入反應(yīng)后冷卻的試管a中,溶液變?yōu)樗{(lán)色
C.銅片表面先發(fā)黑,反應(yīng)完全后試管a底部有白色固體
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
12.下列依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案和現(xiàn)象對(duì)濃硫酸性質(zhì)做出的判斷合理的是
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)I:
實(shí)驗(yàn)II:
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
試紙中心區(qū)域變黑,邊緣變紅
黑色固體溶解,溶液接近無(wú)色(溶液中錳元素僅以存在),產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的無(wú)色氣體
A.由I可知,濃硫酸具有脫水性 B.由I可知,濃硫酸具有弱酸性
C.由II可知,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性 D.由II可知,濃硫酸具有吸水性
13.兩個(gè)化學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng):
第一組:為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng),稱取鐵釘(碳素鋼)12.0g放入30.0mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。甲同學(xué)取672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng):SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體4.66g。分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果。甲同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H2和CO2氣體。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)。
(1)寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式_____________。
(2)裝置A中試劑的作用是______,反應(yīng)的離子方程式________。
(3)如果氣體Y中含有H2,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是____________。
(4)簡(jiǎn)述確認(rèn)氣體Y中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________。
第二組:擬用下列裝置定量分析空氣中SO2的含量:
(5)KMnO4溶液中導(dǎo)管末端做成球狀多孔結(jié)構(gòu)的作用是________。
(6)該實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)知道的數(shù)據(jù)有氣體流速a L/min、酸性KMnO4溶液的體積b L,其濃度為c mol/L。若從氣體通入到紫色恰好褪去,用時(shí)5分鐘。則此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為___g/L
14.硫酸是化工行業(yè)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)原料,某化學(xué)興趣小組為探究濃硫酸所具有的一些特殊性質(zhì),進(jìn)行如下有關(guān)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一:濃硫酸與銅反應(yīng)
(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________;
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),生成氣體在標(biāo)況下的體積為____L,被還原的硫酸為____mol
(2)裝置D中試管口放置的棉花浸有NaOH濃溶液,其作用是_________________;
(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產(chǎn)生,此時(shí)B中由于氣壓增大引發(fā)的現(xiàn)象是___,B中應(yīng)放置的溶液是________。
A.水 B.酸性KMnO4溶液
C.濃溴水 D.飽和NaHSO3溶液
實(shí)驗(yàn)二:濃硫酸與碳反應(yīng),并驗(yàn)證反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物
(4)馮同學(xué)認(rèn)為按照甲、丙、丁、乙的裝置順序,即可驗(yàn)證產(chǎn)物為SO2和CO2,那么丁中酸性KMnO4溶液的作用是______________;
(5)陳同學(xué)認(rèn)為丙裝置要使用兩次才能確保檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物的準(zhǔn)確性,如按該同學(xué)所說(shuō),氣流由左向右流向,連接上述裝置的正確順序是(填各接口字母):
A——________________________________________________________——B;能說(shuō)明氣體產(chǎn)物中有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是①__________________②____________________。
15.如圖的實(shí)驗(yàn)裝置可用于研究SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率。已知:SO3的熔點(diǎn)是16.8℃,沸點(diǎn)是44.8℃處為SO2氣體發(fā)生裝置,C處為SO2與O2反應(yīng)的裝置。
完成下列填空:
(1)A處的化學(xué)反應(yīng)方程式為___,所用的硫酸一般為___(此處填98%的硫酸溶液、70%的硫酸溶液或30%的硫酸溶液)。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,應(yīng)該在D、E處連接合適的裝置。請(qǐng)從圖中選擇,將所選裝置的序號(hào)填入相應(yīng)的空格,D:___,E:____。
(3)用12.6gNa2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),當(dāng)A處反應(yīng)結(jié)束時(shí),再繼續(xù)通入一段時(shí)間,最后測(cè)得E處裝置增重1.28gSO2,則此時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為____%。
(4)若Na2SO3變質(zhì),會(huì)影響到SO2的轉(zhuǎn)化?,F(xiàn)欲檢驗(yàn)?zāi)砃a2SO3樣品是否變質(zhì),你的方法是___。
(5)以下各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收該尾氣,而且能防止倒吸的是___。
16.隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,SO2煙氣的排放量急劇增加。將SO2還原為硫磺是目前煙氣脫硫研究的熱點(diǎn)。根據(jù)SO2的反應(yīng)狀態(tài),將SO2還原法分為氣相還原法和液相還原法。
Ⅰ.氣相還原法—固體還原劑直接還原法
固體還原劑直接還原法是指在一定溫度下(200℃~300℃)將SO2煙氣通過(guò)固體還原劑,使SO2中的氧原子轉(zhuǎn)移到固體還原劑上,從而實(shí)現(xiàn)SO2的還原,其流程如下:
(1)再生塔中生成的物質(zhì)______(填化學(xué)式)可在流程中循環(huán)使用。
(2)脫硫塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。脫硫過(guò)程中,當(dāng)產(chǎn)生48g單質(zhì)S2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______mol。
Ⅱ.液相還原法—液相催化歧化制硫法
V.M Petrusevski等人用作為催化劑,在常溫下,將NaHSO3進(jìn)行液相催化回收硫磺的工藝如下:
(3)下列儀器中,“操作”時(shí)不需要用到的是______(填標(biāo)號(hào))。
a. b. c. d.
(4)催化NaHSO3的反應(yīng)過(guò)程為①_________(用離子方程式表示);②。
(5)液相催化歧化制硫法具有反應(yīng)條件溫和、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),然而其缺點(diǎn)是硫磺的回收率不會(huì)高于______%(保留1位小數(shù))。
(6)若采用Na2S溶液作為堿鹽吸收液,隨著吸收液pH的變化,會(huì)生成二次污染物______(填化學(xué)式)。
參考答案
例題1、⑨??
【解析】硫單質(zhì)的氧化性較弱,與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)一般生成低價(jià)態(tài)金屬硫化物(和Cl2與變價(jià)金屬的反應(yīng)情況相反),如FeS、Cu2S等,①錯(cuò)誤;硫燃燒時(shí)產(chǎn)物是SO2,無(wú)論O2是否過(guò)量,均不會(huì)生成SO3,②錯(cuò)誤;二氧化硫有毒,嚴(yán)禁用于食品漂白,③錯(cuò)誤;漂白性是指使有機(jī)色質(zhì)褪色,SO2使溴水褪色體現(xiàn)了二氧化硫的還原性,④錯(cuò)誤;由于亞硫酸的酸性比鹽酸弱,BaSO3可溶于鹽酸,故不會(huì)生成沉淀,⑤錯(cuò)誤;二氧化硫和有色物質(zhì)化合使之生成無(wú)色物質(zhì),⑥錯(cuò)誤;SO2用于漂白紙漿是利用其與某些有色物質(zhì)作用,生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì),不是氧化性,二氧化硫與硫化氫反應(yīng)生成S單質(zhì)和水,表現(xiàn)氧化性,⑦錯(cuò)誤;煅燒FeS2可以得到氧化鐵和二氧化硫,但SO2和H2O反應(yīng)生成H2SO3,⑧錯(cuò)誤;氯化氫能夠與飽和亞硫酸氫鈉反應(yīng),被吸收,二氧化硫不反應(yīng),⑨正確;SO2在酸性環(huán)境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸鋇,則SO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀,⑩錯(cuò)誤;SO2與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣和水,與碳酸氫鈉反應(yīng)生成CO2、水和亞硫酸鈉,氫氧化鈣與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣、碳酸鈉和水或碳酸鈣、氫氧化鈉和水,?正確;生成CuCl白色沉淀,銅的化合價(jià)降低,必然有一種元素的化合價(jià)升高,只能是SO2中+4價(jià)的硫被氧化,?正確。
例題2、⑤⑨
【解析】濃硫酸稀釋應(yīng)該將濃硫酸倒入水中,①錯(cuò)誤;鐵在常溫下在濃硫酸中鈍化,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),②錯(cuò)誤;濃硫酸氧化性很強(qiáng),會(huì)將HBr氧化為Br2,③錯(cuò)誤;濃硫酸濺到皮膚上應(yīng)立即用干布擦掉,不能用稀氫氧化鈉溶液沖洗,④錯(cuò)誤;濃硫酸有脫水性,能夠使蔗糖脫水碳化,然后濃硫酸與產(chǎn)生的C單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成CO2、SO2、H2O,在③中與溴水反應(yīng):Br2+2H2O+SO2= H2SO4+2HBr。因此證明了濃硫酸具有脫水性、氧化性,⑤正確;濃硫酸雖然具有強(qiáng)氧化性,但不能氧化H2,CO,因而可干燥H2、CO,⑥錯(cuò)誤;稀硫酸溶液中的H+可氧化活潑的金屬,⑦錯(cuò)誤;體現(xiàn)濃硫酸的吸水性,⑧錯(cuò)誤;銅片溶于熱的濃硫酸,生成硫酸銅體現(xiàn)了濃硫酸的酸性,生成二氧化硫體現(xiàn)了強(qiáng)氧化性,⑨正確;在未知液中加入BaCl2溶液,產(chǎn)生的白色沉淀可能是BaSO4,也可能是AgCl,二者都不溶于稀HNO3,⑩錯(cuò)誤;NaCl溶液中SO的方法是加入BaCl2溶液而不是Ba(NO3)2,否則會(huì)使溶液中引入雜質(zhì)NO,?錯(cuò)誤;H+、NO具有強(qiáng)氧化性,能將SO氧化成SO,故C項(xiàng)不能確定溶液中是否含有SO,?錯(cuò)誤。
【課時(shí)練習(xí)】
1.A【解析】A.由圖分析可知火山噴發(fā)、森林火災(zāi)都會(huì)產(chǎn)生SO2,A錯(cuò)誤;
B.動(dòng)植物和微生物殘?bào)w的腐敗會(huì)產(chǎn)生H2S,H2S被氧化物SO2,所以氫、氧兩種元素參與硫的循環(huán),B正確;
C.工廠產(chǎn)生的煙氣應(yīng)經(jīng)脫硫處理后再排放,可以減少二氧化硫生成,降低酸雨的形成,C正確;
D.由圖可知:H2S→SO2,有化合價(jià)變化,屬于氧化還原反應(yīng),所以硫在自然界的循環(huán)過(guò)程中,涉及了氧化還原反應(yīng),D正確。
答案A。
2.C【解析】A.Cu與S加熱時(shí)產(chǎn)物為硫化亞銅,故A錯(cuò)誤;
B.濃硫酸有強(qiáng)氧化性,硫化氫有強(qiáng)的還原性,兩者能發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能用濃硫酸干燥硫化氫,故B錯(cuò)誤;
C.硫酸亞鐵能治療缺鐵性貧血,可用于生產(chǎn)防治缺鐵性貧血的藥劑,故C正確;
D.某溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,可能是硫酸鋇沉淀,也能是氯化銀沉淀,不能證明原溶液中含有硫酸根,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
3.C【解析】A. S燃燒產(chǎn)生SO2,不能產(chǎn)生SO3,A錯(cuò)誤;
B. 酸雨中主要含有H2SO3、H2SO4,與土壤中的金屬氧化物反應(yīng)后,硫元素以硫酸鹽、亞硫酸鹽的形式進(jìn)入土壤中,B錯(cuò)誤;
C. 煅燒石灰石會(huì)產(chǎn)生CaO,CaO是堿性氧化物,與酸性氧化物反應(yīng)產(chǎn)生鹽,使硫進(jìn)入到爐渣中,從而減少了SO2的排放,C正確;
D. 溶液中含有Ag+、SO42-都會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象,因此不能確定一定含有SO42-,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是C。
4.B【解析】濃硫酸具有強(qiáng)烈的脫水性,使蔗糖脫水后,C與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫,則蔗糖變黑,體積膨脹,并放出刺激性氣味氣體,體現(xiàn)濃硫酸具有脫水性和氧化性,據(jù)此分析解答。
A.蔗糖的脫水反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)后溫度升高,故A正確;
B.體積膨脹的主要原因是反應(yīng)生成了氣體,使得生成的固體碳疏松多孔,體積膨脹,故B錯(cuò)誤;
C.蔗糖脫水時(shí)先碳化,生成碳,生成的碳再與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳 ,故C正確;
D.放出的氣體中含有二氧化碳、二氧化硫,用NaOH溶液吸收,可能得到碳酸鈉、碳酸氫鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉,亞硫酸鈉比較容易被氧化,因此溶液中可能存在硫酸鈉,因此可能出現(xiàn)5種鹽,故D正確;
故選B。
5.A【解析】單質(zhì)b是黃色固體,則b是S元素,故該“價(jià)類二維圖”是S元素的,f、h均為正鹽,且焰色都是黃色,則f為Na2SO4,h為Na2SO3,故a為H2S、b為S、c為SO2、d為SO3,e為H2SO4,g為H2SO3,f為Na2SO4,h為Na2SO3。
A.由分析可知,d為SO3,因?yàn)镾O2具有漂白性,才會(huì)使品紅溶液褪色,非SO3,A錯(cuò)誤;
B.a為H2S、c為SO2,兩者反應(yīng)方程式為:2H2S+SO2=2S↓+2H2O,有S生成即為b,B正確;
C.e為H2SO4,濃硫酸與鋁槽常溫下發(fā)生鈍化反應(yīng),可用鋁槽車運(yùn)輸,C正確;
D.h為Na2SO3,為強(qiáng)堿弱酸鹽,亞硫酸根發(fā)生水解,,溶液呈堿性,D正確;
答案選A。
6.B【解析】A.根據(jù)雄黃的結(jié)構(gòu)可知化學(xué)式為As4S4,As的化合價(jià)為+2價(jià),S的化合價(jià)為-2價(jià),故A正確;
B.過(guò)氧化氫用于殺菌消毒與具有強(qiáng)氧化性有關(guān),而雄黃用火燒煙生成二氧化硫和三氧化二砷,二氧化硫和三氧化二砷不具有強(qiáng)氧化性,與過(guò)氧化氫原理不同,乙醇破壞蛋白質(zhì)的氫鍵,與過(guò)氧化氫也不同,故B錯(cuò)誤;
C.佩戴藥劑香囊是借中藥氣味揮發(fā),具有驅(qū)蟲抑疫、防病保健等功效,故C正確;
D.生活中也可使用火消毒器具,即高溫使蛋白質(zhì)變性,使用鹽水可使細(xì)胞脫水而使病菌死亡,達(dá)到殺菌的目的,故D正確;
答案選B。
7.B【解析】NaHCO3的溶解度較小,所以在飽和碳酸氫銨溶液中加入過(guò)量的硫酸鈉溶液會(huì)產(chǎn)生NaHCO3沉淀,過(guò)濾后得含有(NH4)2SO4和少量的NaHCO3的濾液,將濾液用稀硫酸調(diào)節(jié)pH值為2,使NaHCO3生成硫酸鈉,得含有(NH4)2SO4和少量硫酸鈉的溶液B,在B溶液中加入硫酸鋁可得銨明礬。
A.根據(jù)上面的分析可知,過(guò)程I的反應(yīng)為2NH4HCO3+Na2SO4═2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,故A正確;
B.向銨明礬溶液中逐滴加入NaOH溶液,先有氫氧化鋁沉淀產(chǎn)生,后產(chǎn)生氨氣,再后來(lái)氫氧化鈉與氫氧化鋁反應(yīng),沉淀消失,所以觀察到的現(xiàn)象為白色沉淀生成→刺激性氣體逸出→白色沉淀消,故B錯(cuò)誤;
C.B為(NH4)2SO4和少量硫酸鈉的混合溶液,陰離子為硫酸根離子,且溶液呈酸性,所以檢驗(yàn)溶液B中陰離子的試劑僅需BaCl2溶液,故C正確;
D.若省略過(guò)程II,則溶液中少量的碳酸氫鈉會(huì)與硫酸鋁發(fā)生雙水解,使銨明礬產(chǎn)率明顯減小,故D正確;
故選B。
8.B【解析】裝置甲進(jìn)行濃硫酸和木炭的反應(yīng),生成的氣體為SO2和CO2的混合氣體,本實(shí)驗(yàn)要利用澄清石灰水驗(yàn)證二氧化碳,二氧化硫會(huì)影響對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn),所以需要先用酸性高錳酸鉀溶液將二氧化硫除去,然后通入品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡,之后再通入澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳。
A.根據(jù)分析可知,正確的連接順序?yàn)锳→F→E→C→D→B,故A錯(cuò)誤;
B.二氧化硫和二氧化碳均為酸性氧化物,與澄清石灰水反應(yīng)均生成相應(yīng)的難溶于水的含氧酸鹽(CaSO3和CaCO3)和水,原理相同,故B正確;
C.二氧化硫會(huì)影響對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn),所以需要確定二氧化硫是否除盡,當(dāng)觀察到品紅不褪色時(shí),說(shuō)明二氧化硫被除盡,此時(shí)澄清石灰水變渾濁才能說(shuō)明生成CO2,故C錯(cuò)誤;
D.二氧化硫具有還原性,能被酸性高錳酸鉀氧化從而使其褪色,并不是漂白性,故D錯(cuò)誤;
故答案為B。
9.B【解析】C與濃硫酸共熱反應(yīng)生成CO2、SO2和H2O,產(chǎn)生的氣體X中含CO2、SO2;Cu與濃HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,氣體Y中含NO2;將X、Y同時(shí)通入足量BaCl2溶液中,發(fā)生的反應(yīng)有3NO2+H2O=2HNO3+NO、3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO、H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。
A. 根據(jù)上述分析,洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO4,CO2與BaCl2溶液不反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B. 根據(jù)上述分析,洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO4,B項(xiàng)正確;
C. CO2不能被BaCl2溶液吸收,從Z導(dǎo)管出來(lái)的氣體中含CO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D. 反應(yīng)中有NO生成,在Z導(dǎo)管口NO遇空氣中氧氣變?yōu)榧t棕色的NO2氣體,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選B。
10.C【解析】鋅與濃硫酸發(fā)生:Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+H2O,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸濃度降低,發(fā)生:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,生成氣體為SO2和H2的混合物,物質(zhì)的量為=1.5mol,剩余硫酸的物質(zhì)的量為:n(H2SO4)剩=×1L×0.1mol/L=0.05mol,
消耗硫酸的物質(zhì)的量為:n(H2SO4)消耗=0.1L×18.5mol/L﹣0.05mol=1.8mol,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算。
n(H2SO4)濃=0.1L×18.5mol/L=1.85mol,剩余硫酸的物質(zhì)的量為:n(H2SO4)剩=×1L×0.1mol/L=0.05mol,消耗硫酸的物質(zhì)的量為:n(H2SO4)消耗=1.85mol﹣0.05mol=1.8mol,
鋅與濃硫酸發(fā)生:Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+H2O,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸濃度降低,發(fā)生:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,生成氣體為SO2和H2的混合物,物質(zhì)的量為=1.5mol,設(shè)混合物氣體中含有xmolSO2,ymolH2,
Zn+2H2SO4=ZnSO4+SO2↑+H2O
2xmol xmol
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
ymol ymol
則有:
解之得:,所以n(SO2):n(H2)=x:y=0.3:1.2=1:4。
11.B【解析】A. 噴有堿液的棉花,可防止二氧化硫散失到空氣中,造成大氣污染,其作用是吸收過(guò)量的SO2,防止環(huán)境污染,A項(xiàng)正確;
B. 濃硫酸具有吸水性,使生成的硫酸銅過(guò)飽和而析出白色的固體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C. 濃硫酸強(qiáng)氧化性,銅被氧化生成氧化銅,表面先發(fā)黑,濃硫酸具有吸水性,使生成的硫酸銅過(guò)飽和而析出白色的固體,C項(xiàng)正確;
D. 銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,D項(xiàng)正確;
答案選B。
12.A【解析】A.試紙中心區(qū)域變黑,說(shuō)明試紙中的H元素和O元素被脫去,只剩下C,證明濃硫酸具有脫水性,A正確;
B.藍(lán)色石蕊試紙邊緣變紅,證明濃硫酸具有酸性,不能證明濃硫酸有弱酸性,B錯(cuò)誤;
C.濃硫酸與MnO2反應(yīng)后,Mn元素僅以存在,說(shuō)明Mn元素化合價(jià)降低,表現(xiàn)氧化性,產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的無(wú)色氣體,說(shuō)明生成O2。但由于Mn元素也表現(xiàn)氧化性,且實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有說(shuō)明有硫酸的還原產(chǎn)物生成,故不能體現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性,C錯(cuò)誤;
D.濃硫酸與MnO2反應(yīng)沒(méi)有體現(xiàn)出濃硫酸的吸水性,D錯(cuò)誤;
故選A。
13.(1)C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O(2)除去混合氣體中的SO2;5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+(3) E中固體由黑變紅和F中固體由白變藍(lán)(4)B中品紅不褪色且C中澄清石灰水變渾濁(5)增大接觸面積,有利于SO2的充分吸收(6)
【解析】第一組:氣體Y中含有SO2,現(xiàn)欲探究氣體Y中還可能含有H2和CO2氣體,SO2和CO2都能使澄清石灰水變渾濁,但二氧化硫具有還原性,可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng),則為排除SO2對(duì)CO2檢驗(yàn)的干擾,先將氣體Y通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液,從而除去SO2氣體,品紅溶液用于檢驗(yàn)SO2是否除盡,澄清石灰水用于檢驗(yàn)是否含有CO2氣體,D裝置用于干燥氣體,同時(shí)會(huì)吸收未反應(yīng)完的CO2氣體,E、F用于檢驗(yàn)氫氣,G裝置可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入F中干擾實(shí)驗(yàn),據(jù)此分析解答。
第二組:通入空氣體積5a L,反應(yīng)的KMnO4物質(zhì)的量為bc mol,根據(jù)KMnO4物質(zhì)的量運(yùn)用方程式計(jì)算空氣中二氧化硫的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算空氣中二氧化硫含量。
(1)鐵釘(碳素鋼)中含有碳單質(zhì),其與濃硫酸在加熱的條件下可反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳和水,化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(2)由上述分析知,裝置A中酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去混合氣體中的SO2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),SO2被氧化為,被還原為Mn2+,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒配平該反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+;
(3)裝置E、F用于檢驗(yàn)氫氣,氫氣具有還原性,能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),同時(shí)生成水,水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色,這是檢驗(yàn)水的特征反應(yīng),則如果氣體Y中含有H2,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是E中固體由黑變紅、F中固體由白變藍(lán);
(4)確認(rèn)氣體Y中含有CO2,應(yīng)完全排除SO2的干擾,當(dāng)B中品紅溶液不褪色,C中澄清石灰水變渾濁,可說(shuō)明含有CO2;
(5)KMnO4溶液中導(dǎo)管末端做成球狀多孔結(jié)構(gòu)的作用是增大接觸面積,有利于SO2的充分吸收;
(6)通入空氣的體積為a L/min×5min=5a L,KMnO4物質(zhì)的量為b L×c mol/L=bc mol,根據(jù)5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+可得5SO2~2,則n(SO2)=,m(SO2)=,此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為。
14.(1)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O;2.24;0.1(2)吸收多余的SO2(3)溶液倒流回長(zhǎng)頸漏斗中;D(4)除去CO2中的SO2(5)CDFECD;第二個(gè)丙裝置不褪色,乙中生成白色沉淀
【解析】(1)裝置A中濃硫酸和銅在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O;反應(yīng)中硫元素化合價(jià)從+6價(jià)降低到+4價(jià)得到2個(gè)電子,則當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),生成氣體在標(biāo)況下的體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L,根據(jù)硫原子守恒可知被還原的硫酸為0.1mol;
(2)二氧化硫有毒,需要尾氣處理,又因?yàn)槎趸蚴撬嵝匝趸?,則裝置D中試管口放置的棉花浸有NaOH濃溶液,其作用是吸收多余的SO2,防止污染空氣;
(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體,則B中應(yīng)放置的溶液不能溶解或吸收二氧化硫,酸性高錳酸鉀溶液和溴水均能氧化二氧化硫,二氧化硫易溶于水,所以B中溶液應(yīng)該是飽和的亞硫酸氫鈉溶液,答案選D;當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產(chǎn)生,此時(shí)B中由于氣壓增大引發(fā)的現(xiàn)象是溶液倒流回長(zhǎng)頸漏斗中。
(4)由于二氧化硫和二氧化碳均是酸性氧化物,都能使澄清石灰水先變渾濁后澄清,則檢驗(yàn)二氧化碳之前要首先除去二氧化硫,即丁中酸性KMnO4溶液的作用是除去CO2中的SO2;
(5)由于二氧化硫能干擾二氧化碳,則檢驗(yàn)二氧化碳之前要首先除去二氧化硫,且還需要檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡,則按氣流由左向右流向,連接上述裝置的正確順序是ACDFECDB;能說(shuō)明氣體產(chǎn)物中有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是第二個(gè)丙裝置不褪色,乙中生成白色沉淀。
15.(1)Na2SO3(s)+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O;70%硫酸溶液(2)③;④(3) 80% (4)取待測(cè)樣品少許于試管中,加適量蒸餾水配成溶液,先滴入足量稀鹽酸,再滴加氯化鋇溶液,如有白色沉淀生成,則證明樣品變質(zhì),若無(wú)白色沉淀生成,證明樣品未變質(zhì)(5)②④
【解析】 (1)A處的化學(xué)反應(yīng)方程式為Na2SO3(s)+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O,濃硫酸的濃度不需要太大,可選70%的硫酸溶液,故答案為:Na2SO3(s)+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O;70%的硫酸溶液;
(2)SO3的熔點(diǎn)是16.8℃,沸點(diǎn)是44.8℃,當(dāng)溫度低于 16.8℃時(shí),三氧化硫以晶體狀態(tài)存在,二氧化硫、三氧化硫的尾氣處理用堿吸收,可知D中選③冷卻,E中選④吸收未反應(yīng)的二氧化硫,故答案為:③;④;
(3)Na2SO3粉末的物質(zhì)的量為=0.1mol,與足量濃硫酸反應(yīng)生成0.1molSO2,最后測(cè)得E處裝置增重1.28g,為剩余二氧化硫的質(zhì)量,其物質(zhì)的量為=0.02mol,則此時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%,故答案為:80%;
(4)若Na2SO3變質(zhì),會(huì)影響到SO2的轉(zhuǎn)化。現(xiàn)欲檢驗(yàn)?zāi)砃a2SO3樣品是否變質(zhì),檢驗(yàn)方法為取待測(cè)樣品少許于試管中,加適量蒸餾水配成溶液,先滴入足量稀鹽酸,再滴加氯化鋇溶液,如有白色沉淀生成,則證明樣品變質(zhì),若無(wú)白色沉淀生成,證明樣品未變質(zhì),故答案為:取待測(cè)樣品少許于試管中,加適量蒸餾水配成溶液,先滴入足量稀鹽酸,再滴加氯化鋇溶液,如有白色沉淀生成,則證明樣品變質(zhì),若無(wú)白色沉淀生成,證明樣品未變質(zhì);
(5)裝置②、④均屬于防倒吸裝置,所以適合于吸收該尾氣,且能防止倒吸,①中裝置密封易導(dǎo)致氣體過(guò)多發(fā)生爆炸、③中倒扣的漏斗在液面下不能防止倒吸;
故答案為:②④。
16.(1)CaS(2)CaS+2SO2CaSO4+S2;3(3)a(4)(5)33.3(6)H2S
【解析】Ⅰ.氣相還原法—固體還原劑直接還原法
(1)根據(jù)流程,在再生塔中精煤與CaSO4反應(yīng)生成CO2,C被氧化成CO2,則CaSO4被還原成CaS而在流程中循環(huán)使用,反應(yīng)可表示為2C+CaSO4=CaS+2CO2↑,故答案為:CaS;
(2)根據(jù)“固體還原劑直接還原法是指在一定溫度下(200℃~300℃)將SO2煙氣通過(guò)固體還原劑,使SO2中的氧原子轉(zhuǎn)移到固體還原劑上,從而實(shí)現(xiàn)SO2的還原”和流程,在脫硫塔中CaS與SO2反應(yīng)生成CaSO4和S2,根據(jù)原子守恒,脫硫塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaS+2SO2CaSO4+S2;在該反應(yīng)中,CaS中S元素的化合價(jià)由-2價(jià)升至0價(jià),SO2中S元素的化合價(jià)部分由+4價(jià)升至+6價(jià)、部分由+4價(jià)降至0價(jià),生成1molS2轉(zhuǎn)移4mol電子,當(dāng)產(chǎn)生48g單質(zhì)S2時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為×4=3mol,故答案為:CaS+2SO2CaSO4+S2,3。
Ⅱ.液相還原法—液相催化歧化制硫法
(3)根據(jù)流程,“操作”是從含NaHSO4的溶液中獲得NaHSO4·H2O,故“操作”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌,蒸發(fā)濃縮時(shí)需要使用蒸發(fā)皿和坩堝鉗,過(guò)濾時(shí)需要使用漏斗,則“操作”時(shí)不需要用到的是坩堝,答案選a;
(4)②的反應(yīng)為,在②中I2將氧化成,I2被還原成I-,根據(jù)流程I-催化NaHSO3反應(yīng)生成S和NaHSO4,I-是催化劑,在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,則①中I-將NaHSO3還原成S,I-被氧化成I2,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒,①的離子方程式為,故答案為:;
(5)根據(jù)(4)的分析,液相催化歧化制硫法的總反應(yīng)為,理論上3mol反應(yīng)生成1molS,所以該法硫磺的回收率不會(huì)超過(guò),即不會(huì)高于33.3%,故答案為33.3;
(6)若采用Na2S溶液作為堿鹽吸收液,由于H2SO3的酸性強(qiáng)于H2S,SO2與Na2S溶液反應(yīng)會(huì)生成H2S產(chǎn)生二次污染,故答案為H2S。
這是一份第12講 氮及其化合物-2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)名師精講練,共20頁(yè)。
這是一份第10講 氯及其化合物-2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)名師精講練,共21頁(yè)。
這是一份第9講 硅及其化合物-2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)名師精講練,共17頁(yè)。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功