
復(fù) 習(xí) 目 標1.了解硫及其重要化合物的制備方法,掌握其主要化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用;2.了解硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用;3.了解一些陌生含硫物質(zhì)的制備。4.了解硫的氧化物對環(huán)境的影響。
考點一 硫及其氧化物必備知識整理1.硫單質(zhì)(1)硫元素存在形態(tài)①游離態(tài):硫單質(zhì)俗稱 ,主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。②化合態(tài):主要以 和 的形式存在。(2)物理性質(zhì)
微點撥(1)硫與變價金屬反應(yīng)時,生成低價態(tài)金屬硫化物(如Cu2S、FeS)。(2)硫與O2反應(yīng)只能生成SO2,無論O2是否足量。(3)汞蒸氣有毒,實驗室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進行處理。
2.二氧化硫(SO2)(1)物理性質(zhì)
SO2+H2O?H2SO3
2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
2SO2+O2 2SO3
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
3.三氧化硫(SO3)(1)物理性質(zhì):熔點16.8 ℃,沸點44.8 ℃,常溫下為液態(tài),標準狀況下為 態(tài)。(2)化學(xué)性質(zhì):SO3具有酸性氧化物的通性。主要反應(yīng)如下:
SO3+H2O===H2SO4
CaO+SO3===CaSO4
SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
4.硫的氧化物的污染與治理(1)硫的氧化物的來源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成過程
[正誤判斷] (1)硫在自然界中僅以化合態(tài)存在( )(2)硫在空氣中燃燒的產(chǎn)物是二氧化硫,在純氧中燃燒的產(chǎn)物是三氧化硫( )(3)汞蒸氣有毒,實驗室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進行處理( )
× 在火山噴口附近或地殼的巖層里存在游離態(tài)的硫
× 硫在純氧中也生成SO2
(4)硫與少量的O2反應(yīng)生成SO2,與過量的O2反應(yīng)生成SO3( )(5)硫和氯氣分別與鐵反應(yīng)后鐵元素的價態(tài)相同( )(6)SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合后通入裝有濕潤的有色布條的集氣瓶中,漂白效果更好( )
× 硫燃燒只能生成SO2,與O2的量無關(guān),SO2與O2反應(yīng)生成SO3,需要溫度較高,且有催化劑存在才可以
× S具有弱氧化性,與變價金屬反應(yīng)時,金屬顯低價,Cl2具有強氧化性,與變價金屬反應(yīng)是金屬顯高價
× 將SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合后通入裝有濕潤的有色布條的集氣瓶中時發(fā)生反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,不再具有漂白性
(7)因為SO2具有漂白性,所以它能使品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、石蕊溶液褪色( )(8)SO2氣體通入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀BaSO3( )
× SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色體現(xiàn)其還原性,SO2能使紫色石蕊試液變紅,不能使其褪色
× SO2與BaCl2不反應(yīng)
對點題組訓(xùn)練題組一 硫的性質(zhì)及應(yīng)用1.據(jù)我國古代第一部藥物學(xué)專著《神農(nóng)本草經(jīng)》記載:“石硫黃(即硫黃)能化金銀銅鐵,奇物”,所得產(chǎn)物不可能是( )A.Au2S B.Ag2SC.CuS D.FeS
解析:S單質(zhì)的氧化性比較弱,只能將變價金屬氧化為低價態(tài)的物質(zhì),所以S分別與Au、Ag、Fe反應(yīng)時依次生成Au2S、Ag2S、FeS,選項A、B、D正確;S氧化Cu應(yīng)該生成低價的Cu2S,C項錯誤。
2.硫元素最常見和最穩(wěn)定的一種同素異形體是黃色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰點降低法測得它含有S8分子。1891年用濃鹽酸和硫代硫酸鹽的飽和溶液在0 ℃下作用首次制得了一種菱形的ε-硫,后來證明含有S6分子。下列說法正確的是( )A.S6和S8分子都是由S原子組成,所以它們是一種物質(zhì)B.S6和S8分子分別與鐵粉反應(yīng),所得產(chǎn)物不同C.S6和S8分子分別與過量的氧氣反應(yīng)可以得到SO3D.等質(zhì)量的S6和S8分子分別與足量的KOH反應(yīng),消耗KOH的物質(zhì)的量相同
解析:S6和S8都是由S原子構(gòu)成的不同物質(zhì),故A錯誤;硫單質(zhì)具有弱氧化性,與鐵反應(yīng)生成低價化合物,S6和S8分子分別與鐵粉反應(yīng),所得產(chǎn)物相同,為FeS,故B錯誤;S6和S8分子分別與過量的氧氣反應(yīng)可以得到SO2,不能直接生成三氧化硫,故C錯誤;等質(zhì)量的S6和S8分子,硫原子的物質(zhì)的量相同,分別與足量的KOH反應(yīng),生成的鹽相同,則消耗KOH的物質(zhì)的量相同,故D正確。
題組二 SO2化學(xué)性質(zhì)的多重性3.將SO2分別通入下列五種溶液中:
回答下列問題:(1)試管①中的實驗現(xiàn)象:KMnO4酸性溶液______,證明SO2具有______性。(2)試管②中的實驗現(xiàn)象:品紅溶液______,證明SO2具有______性。(3)試管③中能否觀察到沉淀 (填“能”或“否”)。(4)試管④中能產(chǎn)生白色沉淀,該沉淀是_________。(5)試管⑤中能產(chǎn)生白色沉淀,該沉淀是________ ,用離子方程式表示產(chǎn)生沉淀的過程:__________________________________________。
4.在BaCl2溶液中通入SO2氣體,未見沉淀生成,若再通入下列四種氣體①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S,均會產(chǎn)生沉淀?;卮鹣铝袉栴}:(1)通入四種氣體時產(chǎn)生的沉淀分別是①_________;②_________;③_________;④_________。(2)用化學(xué)方程式表示①和④產(chǎn)生沉淀的原因①_______________________________________________________;④_______________________________________________________。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
題組三 SO2的檢驗5.為確定某純凈的氣體Q的成分,進行了如下幾種實驗,其中不正確的是( )
解析:硫化氫、二氧化硫等均能被高錳酸鉀氧化,由現(xiàn)象可知Q不一定是SO2,故A錯誤。
6.右圖是檢驗?zāi)碂o色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖,按要求回答下列問題:(1)B中加入的試劑是 ,作用是________。(2)C中加入的試劑是_____________,作用是____________________。(3)D中加入的試劑是__________,作用是________。(4)實驗時,C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。
除去SO2并檢驗SO2是否除盡
酸性KMnO4溶液的顏色變淺但不褪成無色
解析:一定要理解題意是檢驗氣體成分,檢驗二氧化硫用品紅溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,檢驗二氧化碳用澄清石灰水;在檢驗二氧化碳之前,必須除盡二氧化硫,因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁。C裝置的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡,所以酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺,但不能褪成無色,若褪成無色則不能證明二氧化硫已除盡。
[思維建模] 檢驗SO2和CO2同時存在的一般流程SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁,檢驗二者同時存在的一般流程如下:
題組四 SO2的污染與防治7.酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光化學(xué)過程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如下圖。
下列有關(guān)說法錯誤的是( )A.光照能引發(fā)酸雨的形成B.所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)C.污染空氣能加快酸雨的形成D.優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染
解析:由圖示可知,酸雨形成的兩個途徑中都涉及了光照的條件,故A正確;三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸,沒有化合價變化,不屬于氧化還原反應(yīng),故B錯誤;由圖中信息可知,污染空氣中氮的氧化物、碳氫化合物及二氧化硫等大氣污染物可以通過光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸,在這個過程中,氮的氧化物是催化劑,加快了酸雨的形成,故C正確;優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能減少化石燃料的使用,能有效減少二氧化硫的排放量,故能有效遏制酸雨污染,故D正確。
8.環(huán)保是21世紀人類社會的主要課題之一,十九大報告中提出了新目標“建成富強、民主、文明、和諧、美麗的社會主義現(xiàn)代化強國”?;痣姀S、燃煤鍋爐是SO2污染集中、規(guī)模較大的行業(yè),石灰石—石膏煙脫硫法是除去SO2的一種常用方法。其過程如圖1。研究發(fā)現(xiàn):pH和溫度會對石灰石漿液的脫硫效率產(chǎn)生一定影響;當煙氣通入速度一定時,石灰石漿液的脫硫效率與漿液pH的關(guān)系如圖2 。
下列有關(guān)說法正確的是( )A.煙氣通入石灰石漿液時的溫度越高吸收越快,吸收率越高B.石灰石漿液pH>5.7時,煙氣脫硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大C.將脫硫后的氣體通入KMnO4溶液,可粗略判斷煙氣脫硫效率的高低D.上述方法中用石灰石漿液每吸收64 g SO2理論生成22 g CO2
解析:煙氣通入石灰石漿液時的溫度越高氣體二氧化硫的溶解度越小,部分二氧化硫不能被溶解,就會逸出溶液使吸收率降低,故A錯誤;石灰石漿液pH>5.7時,煙氣脫硫效率降低的原因是石灰石的溶解度減小,石灰石的濃度減小,脫硫效率隨之下降,故B錯誤;脫硫后的氣體是否殘存二氧化硫,含多少,可以利用高錳酸鉀溶液褪色的程度和快慢粗略判斷煙氣脫硫效率,故C正確;上述分析得到總反應(yīng)為:2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2CaSO4·2H2O+2CO2↑,1 ml二氧化硫反應(yīng)生成1 ml二氧化碳,即每吸收64 g二氧化硫理論上同時生成44 g二氧化碳,故D錯誤。
方法二:氨水脫硫法該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后進一步氧化)方法三:鈉堿脫硫法鈉堿脫硫法是用NaOH/Na2CO3吸收煙氣中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:雙堿脫硫法先利用燒堿吸收SO2,再利用熟石灰漿液進行再生,再生后的NaOH堿液可循環(huán)使用,化學(xué)反應(yīng)原理為①吸收反應(yīng):2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。②再生反應(yīng):Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考點二 硫酸 硫酸根離子的檢驗必備知識整理1.硫酸的物理性質(zhì)(1)純硫酸是一種 液體,沸點高,難揮發(fā)。(2)溶解性:濃硫酸與水以 比互溶,溶解時可放出大量的熱。(3)濃硫酸的稀釋方法:將 沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。
2.稀硫酸具有酸的通性硫酸是強電解質(zhì),在水溶液中的電離方程式為 ,能與指示劑、金屬、堿性氧化物、堿、鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
Cu(OH)2+H2SO4===CuSO4+2H2O
CuCO3+H2SO4===CuSO4+H2O+CO2↑
3.濃H2SO4的特性
5.硫酸的工業(yè)制備(1)工藝流程
× 二者與濃H2SO4不反應(yīng),可以用濃H2SO4干燥
× CaCO3與H2SO4反應(yīng)生成微溶的CaSO4覆蓋在CaCO3表面,使內(nèi)部的CaCO3不易與H2SO4反應(yīng)
(4)50 mL 18.4 ml·L-1的濃硫酸與足量的銅反應(yīng),可產(chǎn)生SO2物質(zhì)的量為0.46 ml( )(5)濃鹽酸、濃硫酸兩溶液敞口放置一段時間,濃度都會減小,其原因相同( )(6)濃硫酸使藍礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性( )
× 濃H2SO4變稀后不與Cu反應(yīng),SO2的物質(zhì)的量小于0.46ml
× 敞口放置一段時間濃度減小,濃鹽酸是因為HCl的揮發(fā),濃硫酸是因為吸收水導(dǎo)致
× 濃硫酸使藍礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性
× BaSO4、BaCO3均難溶于水
對點題組訓(xùn)練題組一 硫酸性質(zhì)多樣性1.下列關(guān)于硫酸的敘述中,正確的是( )A.濃硫酸具有脫水性,因而能使蔗糖炭化B.濃硫酸有強氧化性,不可貯存在鋁、鐵容器中C.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D.稀釋濃硫酸時,應(yīng)將水沿著器壁慢慢加入濃硫酸中,并用玻璃棒不斷攪拌
解析:使蔗糖炭化,體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性,A正確;濃硫酸具有強氧化性,常溫下可使鋁、鐵表面生成一層致密的氧化膜而鈍化,故可貯存在鋁、鐵容器中,B錯誤;濃硫酸與氨氣反應(yīng),不能用于干燥氨氣,C錯誤;濃硫酸密度比水大,稀釋濃硫酸時防止酸液飛濺,應(yīng)將濃硫酸沿著器壁慢慢加入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,D錯誤。
2.濃硫酸分別與三種鈉鹽反應(yīng),現(xiàn)象如圖。下列分析正確的是( )A.對比①和②可以說明還原性:Br->Cl-B.①和③相比可說明氧化性:Br2>SO2C.②中試管口白霧是HCl遇水蒸氣所致,說明酸性:H2SO4>HClD.③中濃H2SO4被還原成SO2
解析:A項,反應(yīng)①生成的紅棕色氣體是溴蒸氣,反應(yīng)②白霧是氯化氫,說明濃硫酸能將溴離子氧化成溴單質(zhì),而不能將氯離子氧化成氯氣;B項,反應(yīng)③生成的是二氧化硫氣體,是非氧化還原反應(yīng),而且亞硫酸鈉與溴化鈉不是同一類型的物質(zhì);C項,白霧說明氯化氫易揮發(fā);D項,反應(yīng)③生成的是二氧化硫氣體,是非氧化還原反應(yīng)。
題組二 金屬與濃硫酸的反應(yīng)3.將一定量的鋅與100 mL 18.5 ml·L-1濃硫酸充分反應(yīng)后,鋅完全溶解,同時生成氣體A 16.8 L(標準狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋到1 L,測得溶液的pH=0,則下列敘述中錯誤的是( )A.氣體A為SO2和H2的混合物B.氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1C.反應(yīng)中共消耗鋅95.5 gD.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移電子1.5 ml
解析:濃H2SO4與Zn反應(yīng),最初產(chǎn)生SO2,濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷螽a(chǎn)生H2,A項正確;本題涉及Zn+2H2SO4(濃)===ZnSO4+SO2↑+2H2O和Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。根據(jù)題意,反應(yīng)后剩余的H+的物質(zhì)的量為1 ml,即剩余H2SO4 0.5 ml,消耗的H2SO4是1.85 ml-0.5 ml=1.35 ml,生成的氣體是0.75 ml。則有解得n(SO2)=0.6 ml,n(H2)=0.15 ml,B項正確;m(Zn)=0.75 ml×65 g·ml-1=48.75 g,C項錯誤;反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子為0.75 ml×2=1.5 ml,D項正確。
4.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將一定量的鐵與濃硫酸加熱,發(fā)現(xiàn)鐵完全溶解,并產(chǎn)生大量的氣體X。該興趣小組同學(xué)欲通過實驗探究氣體X的成分。Ⅰ.提出假設(shè)(1)甲同學(xué)認為氣體X為SO2。(2)乙同學(xué)認為氣體X為H2。(3)丙同學(xué)認為氣體X為_________________。
H2和SO2的混合氣體
興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置對氣體成分進行驗證,請按要求填寫表格。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,可知X的成分為_________________。
Ⅲ.思考與討論(1)若混合氣體中含有H2,則生成H2的理論依據(jù)是___________________________________________________________。(2)如果去掉裝置D,還能否根據(jù)F中的現(xiàn)象判斷得出結(jié)論。________(填“能”或“不能”),原因是___________________________________________________________。
隨著反應(yīng)的進行,硫酸的濃度變小,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣
因為混合氣體中可能含水蒸氣,會干擾H2的檢驗
解析:濃硫酸和鐵在加熱條件下反應(yīng)的過程中,隨著反應(yīng)的進行,硫酸濃度變小,稀硫酸與鐵反應(yīng)生成了H2,所以X為H2和SO2的混合氣體。驗證SO2需要用酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液;驗證H2一般利用它與CuO反應(yīng)生成水。
解析:A項,二氧化硫被硝酸氧化為硫酸,加氯化鋇一定生成硫酸鋇沉淀;B項,亞硫酸根被硝酸氧化為硫酸根,沉淀也是硫酸鋇;C項,所得沉淀可能是氯化銀;D項,先加過量鹽酸無沉淀,再加氯化鋇產(chǎn)生的白色沉淀一定是硫酸鋇。
考點三 硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用必備知識整理1.理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關(guān)系
2.掌握硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律(1)相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過與酸、堿反應(yīng)實現(xiàn)的。如:②、③、④反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
(2)不同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)的當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài),即臺階式升降,可用下圖表示
③、④、⑤反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2SO2+O2 2SO3
微點撥 (1)同種元素相鄰價態(tài)的微粒間不發(fā)生氧化還原反應(yīng),如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)當硫元素的高價態(tài)微粒與低價態(tài)微粒反應(yīng)時,一般生成中間價態(tài),如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
對點題組訓(xùn)練題組一 硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化1.(雙選)硫元素的幾種化合物存在下列轉(zhuǎn)化關(guān)系:下列判斷不正確的是( )A.反應(yīng)①中濃硫酸作氧化劑B.反應(yīng)②表明SO2有酸性氧化物的性質(zhì)C.反應(yīng)③中硫元素既不被氧化又不被還原D.反應(yīng)④中稀H2SO4作還原劑
解析:Cu與濃硫酸反應(yīng)時,Cu單質(zhì)被氧化為硫酸銅,濃硫酸表現(xiàn)了氧化性,作氧化劑,A正確;SO2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸鈉和水,表明SO2有酸性氧化物的性質(zhì),B正確;反應(yīng)③中硫元素由0價和+4價變?yōu)椋?價,則硫元素既被氧化又被還原,C錯誤;Na2S2O3與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),產(chǎn)生硫代硫酸和硫酸鈉,硫代硫酸不穩(wěn)定,分解產(chǎn)生S單質(zhì)、二氧化硫和水,故硫酸起酸的作用,不是作還原劑,D錯誤。
2.在下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化中,A是一種正鹽,D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16,E是酸,當X無論是強酸還是強堿時,都有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:當X是強酸時,A、B、C、D、E均含同一種元素;當X是強堿時,A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請回答:(1)A是 ,Y是 ,Z是 。(2)當X是強酸時,E是 ,寫出B生成C的化學(xué)方程式:________________________。(3)當X是強堿時,E是 ,寫出B生成C的化學(xué)方程式:___________________________。
4NH3+5O2 4NO+6H2O
微點撥同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化也是物質(zhì)推斷的重要突破點,可以從物質(zhì)類別的角度進行分析與遷移。,如:SO2、Na2SO3、NaHSO3之間的轉(zhuǎn)化代表著酸性氧化物、正鹽、酸式鹽之間的轉(zhuǎn)化;H2S、Na2S、NaHS之間的轉(zhuǎn)化代表著二元弱酸、正鹽、酸式鹽之間的轉(zhuǎn)化,可類比CO2、Na2CO3、NaHCO3之間的轉(zhuǎn)化。注:上述轉(zhuǎn)化可通過與酸或堿反應(yīng)實現(xiàn)
題組二 以SO2制備為載體探究硫元素間的轉(zhuǎn)化3.將SO2分別通入無氧、有氧的濃度均為0.1 ml·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究體系中微粒間的相互作用,實驗記錄如下:
4.二氧化硫和亞硫酸在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對SO2和H2SO3的一些性質(zhì)進行了探究。Ⅰ.探究SO2的性質(zhì)
(1)關(guān)閉旋塞2,打開旋塞1,注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中的固體。檢驗SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的方法是_____________________________________________。(2)裝置B中試劑X是 ,裝置D中NaOH溶液的作用是_______________________________。(3)寫出裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。(4)關(guān)閉旋塞1后,打開旋塞2,裝置E中的Na2S溶液用于驗證SO2的_______性,裝置F中的現(xiàn)象是____________。
將帶火星的木條放在裝置D的試管口,觀察木條是否復(fù)燃
吸收未反應(yīng)的SO2氣體,防止污染空氣
SO2+Na2O2===Na2SO4
解析:Ⅰ.A中制備二氧化硫:Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+H2O+SO2↑,二氧化硫為酸性氣體,X干燥二氧化硫,選用濃硫酸,C中SO2與Na2O2反應(yīng),D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫,防止污染空氣,E裝置驗證二氧化硫的氧化性,F(xiàn)裝置驗證二氧化硫為酸性氣體,并吸收二氧化硫,防止污染空氣。(1)檢驗SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的方法是將帶火星的木條放在裝置D的試管口,觀察木條是否復(fù)燃。(2)裝置B干燥二氧化硫,盛放的試劑X是濃硫酸,D中盛放的NaOH溶液吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染空氣。(3)C中SO2與Na2O2反應(yīng)生成Na2SO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+Na2O2===Na2SO4。(4)E中為硫化鈉與二氧化硫發(fā)生價態(tài)歸中反應(yīng)生成硫單質(zhì),二氧化硫表現(xiàn)氧化性;F裝置吸收二氧化硫,二氧化硫為酸性氣體,F(xiàn)中堿性減弱,紅色變淺。
Ⅱ.探究H2SO3的酸性強于HClO(可能需要的裝置和試劑如圖所示)(5)所需裝置的連接順序:純凈的SO2―→ (填字母),裝置K中反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。
Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
解析:要證明H2SO3的酸性強于HClO,因為二氧化硫與次氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能直接將二氧化硫通入漂白粉溶液中,應(yīng)先用二氧化硫制備二氧化碳,通過證明酸性:H2SO3>H2CO3>HClO,從而得出結(jié)論。將純凈的二氧化硫通過H使二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸,亞硫酸和碳酸氫鈉反應(yīng)制取二氧化碳,制備的二氧化碳中有二氧化硫,故通入漂白粉溶液之前用酸性高錳酸鉀除去二氧化硫氣體,再用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除凈,再通入漂白粉溶液中,K中反應(yīng)的離子方程式為Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(6)能證明H2SO3的酸性強于HClO的實驗現(xiàn)象是_____________________________________________。
裝置I中的品紅溶液不褪色,裝置K中溶液中出現(xiàn)白色沉淀
解析:I中品紅溶液不褪色,K中產(chǎn)生白色沉淀能證明H2SO3的酸性強于HClO。
新 情 境 新 高 考自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化硫元素廣泛存在于自然界中,自然界中的含硫物質(zhì)在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。如下圖:
[問題探究]根據(jù)上圖中相關(guān)物質(zhì)的類別及硫元素的化合價分析如圖:
(1)X的電子式是_________,Z的化學(xué)式是_________。(2)W的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。(3)將Z在氧氣中灼燒可得Y及對應(yīng)金屬的氧化物,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。___________________________________________________________(4)將X與Y混合,可生成淡黃色固體,該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 。
本講真題研練1.[2022·廣東卷]若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖(a~d均為浸有相應(yīng)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(yīng),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(yīng)中無H2O生成
解析:銅和濃硫酸反應(yīng)過程中,生成CuSO4體現(xiàn)出濃硫酸的酸性,生成SO2體現(xiàn)出濃硫酸的強氧化性,故A錯誤;a處的紫色石蕊溶液變紅,其原因是SO2溶于水生成了酸,可說明SO2是酸性氧化物,故B正確;b處品紅溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c處酸性高錳酸鉀溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng),SO2體現(xiàn)出還原性,故C錯誤;實驗過程中試管底部出現(xiàn)白色固體,根據(jù)元素守恒可知,其成分為無水CuSO4,而非藍色的CuSO4·5H2O,其原因是濃硫酸體現(xiàn)出吸水性,將反應(yīng)生成的H2O吸收,故D錯誤。
2.[2022·江蘇卷]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?zāi)康牡氖? )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
解析:A項,60%硫酸與NaHSO3反應(yīng)可得SO2氣體,正確;B項,SO2通入水中形成SO2的水溶液,正確;C項,SO2在飽和NaHSO3溶液中的溶解度很小,錯誤;D項,測定溶液的酸堿性時,用玻璃棒蘸取待測液點到干燥的pH試紙上,觀察試紙顏色的變化,正確。
3.[2021·山東卷]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NaHCO3
解析:根據(jù)工藝流程逆向分析可知,以二氧化硫和純堿為原料,得到結(jié)晶成分為NaHSO3,則母液為飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,溶液呈酸性,所以加入純堿進行中和,涉及的反應(yīng)為:H2SO3+2Na2CO3=== Na2SO3+ 2NaHCO3,NaHSO3+ Na2CO3=== Na2SO3+ NaHCO3,所以調(diào)節(jié)pH為8進行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進行混合吸收,此時吸收過程中發(fā)生反應(yīng)為:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3↓,SO2+ NaHCO3=== CO2+ NaHSO3↓,此時會析出大量NaHSO3晶體,經(jīng)過離心分離,將得到的濕料再進行氣流干燥,最終得到NaHSO3產(chǎn)品,據(jù)此分析解答。A.根據(jù)上述分析可知,吸收過程中有二氧化碳生成,A正確;
B.結(jié)晶后母液中含飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,沒有NaHCO3,假設(shè)產(chǎn)物中存在NaHCO3,則其會與生成的NaHSO3發(fā)生反應(yīng),且NaHCO3溶解度較低,若其殘留于母液中,會使晶體不純,假設(shè)不成立,B錯誤;C.NaHSO3高溫時易分解變質(zhì),所以氣流干燥過程中溫度不宜過高,C正確;D.結(jié)合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正確。
已知:Na2S2O3·5H2O易溶于水,難溶于乙醇,50 ℃開始失結(jié)晶水。實驗步驟:Ⅰ.Na2S2O3制備:裝置A制備的SO2經(jīng)過單向閥通入裝置C中的混合溶液,加熱、攪拌,至溶液pH約為7時,停止通入SO2氣體,得產(chǎn)品混合溶液。Ⅱ.產(chǎn)品分離提純:產(chǎn)品混合溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到Na2S2O3·5H2O產(chǎn)品。Ⅲ.產(chǎn)品純度測定:以淀粉作指示劑,用Na2S2O3·5H2O產(chǎn)品配制的溶液滴定碘標準溶液至滴定終點,計算Na2S2O3·5H2O含量。
請回答:(1)步驟Ⅰ單向閥的作用是__________;裝置C中的反應(yīng)混合溶液pH過高或過低將導(dǎo)致產(chǎn)率降低,原因是___________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ 下列說法正確的是 。A.快速蒸發(fā)溶液中水分,可得較大晶體顆粒B.蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現(xiàn)晶膜時,停止加熱C.冷卻結(jié)晶后的固液混合物中加入乙醇可提高產(chǎn)率D.可選用冷的Na2CO3溶液作洗滌劑
pH過高,Na2CO3、Na2S反應(yīng)不充分;pH過低,導(dǎo)致Na2S2O3轉(zhuǎn)化為S和SO2
(3)步驟Ⅲ①滴定前,有關(guān)滴定管的正確操作為(選出正確操作并按序排列):檢漏→蒸餾水洗滌→( )→( )→( )→( )→( )→開始滴定。A.烘干B.裝入滴定液至零刻度以上C.調(diào)整滴定液液面至零刻度或零刻度以下D.用洗耳球吹出潤洗液E.排除氣泡F.用滴定液潤洗2至3次G.記錄起始讀數(shù)
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