考點一 硫及其氧化物的性質(zhì)
1 知識梳理
1.硫單質(zhì)
(1)硫元素的存在形態(tài)
(2)硫單質(zhì)的物理性質(zhì)
(3)硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
eq \(S,\s\up6(-2)) eq \(――→,\s\up7(氧化性)) eq \x(\(S,\s\up6(0)) ) eq \(――→,\s\up7(還原性)) eq \(S,\s\up6(+4)) O2
①與金屬反應(yīng) eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(Cu: ,Fe: )) 表現(xiàn) 性
②與非金屬反應(yīng) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(O2: ,表現(xiàn) 性,H2: ,表現(xiàn) 性))
③與強氧化劑反應(yīng)(如濃硫酸): ,表現(xiàn) 性
2.二氧化硫
(1)物理性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
eq \(S,\s\up6(0)) eq \(S,\s\up6(+4)) O2 eq \(S,\s\up6(+6)) O3、
① eq \a\vs4\al\c1(酸性氧化,物的通性) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(與H2O反應(yīng): ,與NaOH(足量)反應(yīng):, ))
②氧化性(如與H2S溶液反應(yīng)):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③ eq \a\vs4\al\c1(還原性) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(O2: ,氯水: ))
④漂白性:可使 溶液等有機色質(zhì)褪色生成不穩(wěn)定的化合物
3.三氧化硫
(1)物理性質(zhì):熔點16.8 ℃,沸點44.8 ℃,在常溫下為 ,在標準狀況下為 。
(2)化學(xué)性質(zhì):
4.硫的氧化物的污染與防治
(1)來源: 的燃燒及 的冶煉等。
(2)危害:危害人體健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤 ,改進燃燒技術(shù)。
(4)硫酸型酸雨的形成途徑有兩個:
途徑1:空氣中飄塵的催化作用,使 反應(yīng)發(fā)生。
途徑2:SO2+H2O?H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
[判斷] (正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)硫與鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵( )
(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)黑火藥由硫黃、硝石、木炭三種物質(zhì)按一定比例混合制成( )
(4)二氧化硫可廣泛用于食品的增白( )
(5)SO2與Ca(OH)2、NaHCO3均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)( )
(6)32 g硫跟足量金屬銅反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2NA( )
(7)SO2具有漂白性,故可使酸性KMnO4溶液、Br2水或滴有酚酞的NaOH溶液褪色( )
(8)pHO2>
D.此工藝的優(yōu)點之一是物質(zhì)能循環(huán)利用
[練6] SO2的大量排放是會引發(fā)酸雨的重要前提,含有SO2的煙氣需處理后才能排放。
(1)高溫條件下,芒硝(Na2SO4·10H2O)與CO反應(yīng)生成Na2CO3和SO2的化學(xué)方程式為 。
(2)氧化鎂(MgO)可用于去除煙氣(主要含N2、O2、SO2、CO2等)中的SO2。
①MgO加水并加熱進行熟化反應(yīng)生成Mg(OH)2,將制成的Mg(OH)2漿液打入煙氣吸收塔。下列措施中,能提高煙氣中SO2去除率的有 (填字母)。
A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ霟煔獾乃俾?br>B.采用氣-液逆流的方式吸收煙氣
C.加水使Mg(OH)2完全溶解
②Mg(OH)2漿液循環(huán)吸收煙氣中SO2的主要反應(yīng)為:
Mg(OH)2(s)+SO2(g)+5H2O(l)===MgSO3·6H2O(s)
MgSO3·6H2O(s)+SO2(g)===Mg(HSO3)2(s)+5H2O(l)
除有微溶于水的MgSO3·6H2O(s)和Mg(HSO3)2(s)生成外,還能生成的含鎂化合物為 (填化學(xué)式);隨著循環(huán)吸收反應(yīng)的進行,煙氣中SO2去除率降低的主要原因是 。
(3)軟錳礦漿(主要成分為MnO2)也可以去除煙氣中的SO2,生成MnSO4。
①Mn2+對SO2的氧化有催化作用,反應(yīng)機理(如圖1所示)可用離子方程式表示為:2Mn2++SO2+O2===2Mn3++, 。
②將一定量的煙氣勻速通入一定量的軟錳礦漿中,反應(yīng)相同時間,SO2的去除率隨溫度變化曲線如圖2所示,在30~50℃范圍內(nèi),隨著溫度升高,SO2的去除率幾乎不變,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
本講真題研練
1.[2020·浙江1月,24]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.焦硫酸具有強氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可與堿性氧化物反應(yīng)生成新鹽
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的變化是化學(xué)變化
2.[2017·北京卷,10]根據(jù)SO2通入不同溶液中的實驗現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是( )
3.[2017·江蘇卷,4]下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗?zāi)康牡氖牵? )
4.[2020·江蘇卷,16]吸收工廠煙氣中的SO2,能有效減少SO2對空氣的污染。氨水、ZnO水懸濁液吸收煙氣中SO2后經(jīng)O2催化氧化,可得到硫酸鹽。
已知:室溫下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、、的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH的分布如圖1所示。
(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反應(yīng)的離子方程式為 ;當(dāng)通入SO2至溶液pH=6時,溶液中濃度最大的陰離子是 (填化學(xué)式)。
(2)ZnO水懸濁液吸收SO2。向ZnO水懸濁液中勻速緩慢通入SO2,在開始吸收的40 min內(nèi),SO2吸收率、溶液pH均經(jīng)歷了從幾乎不變到迅速降低的變化(見圖2)。溶液pH幾乎不變階段,主要產(chǎn)物是 (填化學(xué)式);SO2吸收率迅速降低階段,主要反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)O2催化氧化。其他條件相同時,調(diào)節(jié)吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范圍內(nèi),pH越低,生成速率越大,其主要原因是 ;隨著氧化的進行,溶液的pH將 (填“增大”“減小”或“不變”)。
5.[2017·天津卷,10]H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放,回答下列各方法中的問題。
Ⅰ.H2S的除去
方法1:生物脫H2S的原理為:
H2S+Fe2(SO4)3===S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4 eq \(=====,\s\up10(硫桿菌)) 2Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫桿菌存在時,F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍,該菌的作用是 。
(2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為 。若反應(yīng)溫度過高,反應(yīng)速率下降,其原因是________________________________________________________________________。
方法2:在一定條件下,用H2O2氧化H2S
(3)隨著參加反應(yīng)的n(H2O2)/n(H2S)變化,氧化產(chǎn)物不同。當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)=4時,氧化產(chǎn)物的分子式為 。
Ⅱ.SO2的除去
方法1(雙堿法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3溶液
(4)寫出過程①的離子方程式: ;CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化:CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)從平衡移動的角度,簡述過程②NaOH再生的原理 。
方法2:用氨水除去SO2
(5)已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的濃度為2.0 ml·L-1,溶液中的c(OH-)= ml·L-1。將SO2通入該氨水中,當(dāng)c(OH-)降至1.0×10-7 ml·L-1時,溶液中的c()/c()= 。
第3講 硫及其化合物
考點一
1知識梳理
1.(1)硫化物 硫酸鹽 (2)硫黃 黃 易 (3)2Cu+SCu2S Fe+SFeS 氧化 S+O2 eq \(=====,\s\up10(點燃)) SO2 還原 S+H2H2S 氧化 S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O 還原
2.(1)刺激性 大 (2)SO2+H2O?H2SO3 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O 2SO2+O2 eq \(,\s\up10(催化劑),\s\d9(△)) 2SO3 Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 品紅
3.(1)液態(tài) 固態(tài) (2)SO3+H2O===H2SO4(放出大量的熱) SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
4.(1)含硫化石燃料 金屬礦物 (3)脫硫 (4)2SO2+O2 eq \(,\s\up10(催化劑)) 2SO3、SO3+H2O===H2SO4
判斷 答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)× (9)×
2對點速練
1.解析:硫粉燃燒生成二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,故A正確;二氧化硫的生成可以是濃硫酸被還原生成,也可以是硫單質(zhì)被氧化生成,故B正確;二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色,體現(xiàn)了酸性氧化物與堿反應(yīng)的性質(zhì),與漂白性無關(guān),故C錯誤;自然界中存在游離態(tài)的硫,如火山口存在游離態(tài)的硫,且S易溶于CS2,故D正確。
答案:C
2.解析:適量的SO2可防止葡萄酒氧化,可作為添加劑,A項錯誤,B項正確;SO2中S為+4價,硫酸中的S為+6價,為相鄰價態(tài),不會發(fā)生氧化還原反應(yīng),C項錯誤;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,發(fā)生氧化還原反應(yīng),體現(xiàn)SO2的還原性,D項錯誤。
答案:B
3.解析:SO2可使溴水褪色,這是由于SO2與Br2發(fā)生氧化還原反應(yīng),不屬于漂白,A錯誤。能使品紅溶液褪色的氣體很多,如O3、Cl2等,不一定是SO2,B正確。漂白粉(或Na2O2、H2O2、O3)可將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)而褪色,SO2可跟某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)而褪色,活性炭具有吸附作用而使有色物質(zhì)褪色,C錯誤。SO2和Cl2(潮濕的)都有漂白作用,但若將兩種氣體等物質(zhì)的量混合作用于濕潤的有色布條,就會失去漂白作用,這是因為發(fā)生反應(yīng):Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,D錯誤。
答案:B
4.解析:酸性氧化物的概念:與水反應(yīng)只生成對應(yīng)的酸,與堿反應(yīng)只生成鹽和水的氧化物為酸性氧化物。向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中通入過量的SO2氣體,溶液褪色,可能是因為二氧化硫的漂白性,所以該實驗不能說明二氧化硫為酸性氧化物,故A錯誤;若SO2是一種酸性氧化物,二氧化硫與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,亞硫酸鈉再與二氧化硫、水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,故C正確。
答案:A
5.解析:若B裝置中藍色褪去,則說明I2被SO2還原為I-,故還原性:SO2>I-,A項正確;二氧化硫是污染性氣體,不能排放到空氣中,需要用氫氧化鈉溶液吸收,B項正確;二氧化硫、亞鐵離子都具有還原性,都可以和高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)使之褪色,不能驗證裝置A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),C項錯誤;加入氯化鋇生成沉淀說明Fe3+和SO2反應(yīng)生成了,D項正確。
答案:C
6.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。
答案:(1)品紅溶液 檢驗SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并檢驗SO2是否除盡
(3)澄清石灰水 檢驗CO2 (4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺但不褪成無色(或不褪色或不褪成無色)
7.解析:CO2不是大氣污染物,A項錯誤;CO2不會導(dǎo)致雨水pH<5.6,C項錯誤;SO2不會導(dǎo)致溫室效應(yīng),D項錯誤。
答案:B
8.解析:根據(jù)工藝流程圖可知,該工藝中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4,該工藝不僅吸收了二氧化硫,還得到了化工產(chǎn)品硫酸,A、D兩項正確;根據(jù)A中分析可知該工藝流程是除去煤燃燒時產(chǎn)生的SO2,B項正確;該過程中化合價發(fā)生變化的元素有氧、鐵、硫,C項錯誤。
答案:C
9.解析:(1)由圖可知,脫硫使硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4,最終產(chǎn)品是石膏CaSO4·2H2O。
(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)的方程式可知,在脫硫的過程中會產(chǎn)生大量的CO2氣體,使溫室效應(yīng)加劇,導(dǎo)致全球氣候變暖。
(3)SO2能使品紅溶液褪色,所以檢驗SO2的簡單方法是將氣體通入品紅溶液觀察品紅溶液是否褪色,若品紅溶液褪色,說明廢氣中還含有SO2;若品紅溶液不褪色,說明廢氣中不含SO2。
答案:(1)CaCO3+SO2===CaSO3+CO2、2CaSO3+O2===2CaSO4、CaSO4+2H2O===CaSO4·2H2O
(2)二氧化碳 使溫室效應(yīng)加劇,導(dǎo)致全球氣候變暖
(3)將氣體通入品紅溶液觀察品紅溶液是否褪色,若品紅溶液褪色,說明廢氣中還含有SO2;若品紅溶液不褪色,說明廢氣中不含SO2
考點二
1知識梳理
1.紅 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ CuO+H2SO4===CuSO4+H2O Cu(OH)2+H2SO4===CuSO4+2H2O CuCO3+H2SO4===CuSO4+H2O+CO2↑
2.(1)不 易 放 濃H2SO4 水 (2)藍色固體變白 沾有濃H2SO4的濾紙變黑 銅片逐漸溶解,產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體 (3)鈍化 (4)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
3.(2)防止、、Ag+干擾 +2H+===CO2↑+H2O、+2H+===SO2↑+H2O、 Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++===BaSO4↓
判斷 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2對點速練
1.解析:A項中由于分子是在不斷運動著的,故玻璃罩內(nèi)空氣中的水蒸氣不斷地被濃硫酸吸收,導(dǎo)致左側(cè)燒杯中的水不斷揮發(fā),最后左側(cè)燒杯內(nèi)的液體量明顯少于右側(cè)燒杯內(nèi)的液體量,A能達到目的;B項中濾紙沾上濃硫酸后,很快會因脫水而變黑;C項中濃硫酸滴到小試管內(nèi)的水中,放出的熱量會使錐形瓶內(nèi)氣壓增大,U形管內(nèi)液面出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)象;D項中因常溫下銅片與濃硫酸不反應(yīng),無法判斷濃硫酸是否表現(xiàn)出氧化性。
答案:D
2.解析:銅與濃硫酸需要在加熱條件下才能反應(yīng),A錯誤;二氧化硫的密度比空氣的大,應(yīng)使用向上排空氣法收集,即氣體“長進短出”,B錯誤;反應(yīng)后的混合液中含有過量的濃硫酸,稀釋時,應(yīng)將其沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢倒入水中,且用玻璃棒不斷攪拌,C正確;應(yīng)使用堿式滴定管(帶膠管)盛放氫氧化鈉溶液,D錯誤。
答案:C
3.解析:甲溶液中可能存在、或Ag+;乙溶液中可能存在Ag+;丁溶液用硝酸酸化,若溶液中存在或,會被氧化成,從而造成誤判。
答案:C
4.答案:(1)不嚴謹 不嚴謹 甲沒有排除Ag+干擾,乙沒有排除干擾
(2)向試樣中先加入過量鹽酸酸化,無沉淀生成,然后再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則說明含有,若無沉淀生成,則說明不含有
微專題·大素養(yǎng)⑨
【素養(yǎng)專練】
[例1] 解析:(1)X為H2S,S最外層6個電子,能夠與2個H原子形成共價鍵,其電子式為H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H;H2S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2S+O2===2S↓+2H2O,所以S非金屬性比O弱。
(2)Na2S2O3中S為+2價,從氧化還原的角度分析,反應(yīng)物中S元素化合價必須分別大于2和小于2,a中S化合價都小于2,c中S的化合價都大于2,b、d符合題意。
答案:(1)H∶ eq \(S,\s\up12(··),\s\d12(··)) ∶H 2H2S+O2===2S↓+2H2O 弱
(2)b、d (3)2CO+SO2 eq \(======,\s\up10(Fe2O3),\s\d10(380 ℃)) S+2CO2
[練1] 解析:SO2與氨水作用可生成(NH4)2SO3和NH4HSO3,A正確;a是SO2,B錯誤;(NH4)2SO3、NH4HSO3與足量硫酸反應(yīng)生成(NH4)2SO4,C正確;S元素的最高化合價為+6,(NH4)2S2O8中有兩個O顯-1價,存在過氧鍵,D正確。
答案:B
[練2] 解析:A項,3Cu+8H++2 ===3Cu2++2NO↑+4H2O,當(dāng)恰好完全反應(yīng)時,H+和的物質(zhì)的量之比為8∶2,所以混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比為3∶2,正確;B項,途徑①中產(chǎn)生有毒的氣體NO,途徑③中產(chǎn)生有毒的氣體SO2,而途徑②中的反應(yīng)為2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,反應(yīng)中不產(chǎn)生有毒氣體,正確;C項,根據(jù)途徑①②中的反應(yīng),生成1 ml CuSO4,要消耗1 ml H2SO4,途徑③的反應(yīng)為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成1 ml CuSO4,要消耗2 ml H2SO4,即三個途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量:①=②<③,正確;D項,n(CuSO4)==0.1 ml,根據(jù)反應(yīng)②中的反應(yīng)方程式,Cu為還原劑,O2為氧化劑,硫酸沒有被還原,錯誤。
答案:D
[練3] 解析:葡萄酒釀造時通入SO2起到了殺菌和增酸的作用,A項正確;反應(yīng)①中通入N2的目的是將產(chǎn)生的SO2氣體完全吹出后用吸收液吸收,從而提高實驗的準確率,若不通入N2,則測得的SO2含量偏低,B項正確;反應(yīng)①中煮沸的目的是加快亞硫酸的分解,降低SO2的溶解度,C項正確;若將H2O2溶液替換為溴水,如果溴過量,溴會與氫氧化鈉反應(yīng),所以無法根據(jù)氫氧化鈉的物質(zhì)的量確定生成的硫酸的物質(zhì)的量,D項錯誤。
答案:D
[練4] 解析:根據(jù)題中轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ) eq \(―――→,\s\up10(稀H2SO4)) B eq \(――――――→,\s\up10(稀H2SO4、H2O2)) C,可推斷A為變價金屬單質(zhì),A為Fe,則B為FeSO4,C為Fe2(SO4)3,由F→C知F為H2SO4,進而推出D為硫,E為SO2。(4)F+D→E代表反應(yīng)2H2SO4(濃)+S===3SO2↑+2H2O。由化學(xué)方程式知每轉(zhuǎn)移4 ml電子消耗硫的質(zhì)量為32 g,當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.01×1023(0.5 ml)時,消耗硫的質(zhì)量為4 g。
答案:(1)Fe Fe2(SO4)3 SO2 (2)C
(3)SO2+H2O2===H2SO4
(4)4 g
[例2] 解析:(1)①A項,由圖像可知,隨著溫度的升高,二氧化硫的吸收率下降,故正確;B項,比較圖中曲線①②可知,煙氣流速減小,則SO2的吸收率升高,故正確;C項,減少天然海水的進入量,則吸收二氧化硫的量減少,不正確。D項,生石灰與海水反應(yīng)生成Ca(OH)2,可以吸收SO2。②使用空氣將亞硫酸氧化,離子方程式為2H2SO3+O2===4H++2。③原料氣先通過一定濃度和一定體積的碘-淀粉溶液,其中SO2與I2反應(yīng),當(dāng)I2恰好反應(yīng)完時,溶液由藍色變成無色,此時再通過量氣方式讀出量筒中水的體積,即為煙氣中其他氣體的體積,可以進行計算,故裝置的連接順序是原料氣→c→d→b→a→e;若用其他試劑代替碘-淀粉溶液,則該試劑能與SO2反應(yīng),且恰好反應(yīng)完時有明顯的顏色變化,酸性高錳酸鉀溶液和溴水都可以。
(2)根據(jù)題意,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2。300 t煤中硫的物質(zhì)的量為=234 375 ml,則由SO2~CaSO4·2H2O,可生產(chǎn)石膏的質(zhì)量為234 375 ml×172 g·ml-1×96%=3.87×107 g=38.7 t。
答案:(1)①ABD ②2H2SO3+O2===4H++2SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) ③c→d→b→a→e AC
(2)2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2 38.7
[練5] 解析:結(jié)合題中流程可以分析得出其中涉及2個反應(yīng),依次為2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2+++4H+、4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,故A錯,同時由以上兩個氧化還原反應(yīng)方程式可知C錯;用酸性高錳酸鉀溶液只能檢驗溶液C中是否含有Fe2+,而不能檢驗Fe3+,B錯。
答案:D
[練6] 解析:(1)反應(yīng)物有Na2SO4·10H2O與CO,生成物有Na2CO3、SO2及H2O,根據(jù)電子守恒及原子守恒配平。(2)①A項,減緩?fù)ㄈ霟煔馑俾?,延長吸收時間,提高SO2吸收率,正確;B項,增大吸收面積,提高SO2吸收率,正確;C項,加水,使Mg(OH)2稀釋,SO2吸收率降低,錯誤。②亞硫酸鹽具有較強的還原性,易被氧化生成MgSO4,煙氣中還含有CO2,Mg(OH)2漿液吸收CO2生成MgCO3、Mg(HCO3)2。(3)①由圖示可知,Mn3+將SO2氧化為,自身被還原為Mn2+。
答案:(1)Na2SO4·10H2O+CO eq \(=====,\s\up10(高溫)) Na2CO3+SO2+10H2O
(2)①AB ②MgSO4[MgCO3、Mg(HCO3)2]
Mg(OH)2的量不斷減少,生成的MgSO3·6H2O(s)、Mg(HSO3)2(s)覆蓋在Mg(OH)2表面,阻止反應(yīng)進一步進行
(3)①2Mn3++SO2+2H2O===2Mn2+++4H+
②隨著溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,SO2去除率升高;同時SO2的溶解度降低,導(dǎo)致SO2去除率降低,兩種因素影響相當(dāng),導(dǎo)致SO2去除率幾乎不變
本講真題研練
1.解析:本題考查焦硫酸的化學(xué)性質(zhì)。焦硫酸鈉溶于水生成硫酸氫鈉,其水溶液呈酸性,B錯誤;焦硫酸中硫元素為+6價,處于最高價,它與濃硫酸相似,具有強氧化性,A正確;焦硫酸具有酸的通性,能與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽,C正確;100%硫酸吸收SO3有焦硫酸生成,發(fā)生了化學(xué)變化,D正確。
答案:B
2.解析:A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成,再與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,體現(xiàn)了SO2的還原性;B.SO2與H2S溶液發(fā)生反應(yīng)SO2+2H2S===3S↓+2H2O,體現(xiàn)了SO2的氧化性;C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色,體現(xiàn)了SO2的還原性;D.SO2與Na2SiO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生膠狀沉淀,根據(jù)強酸制弱酸,可得結(jié)論酸性:H2SO3>H2SiO3。
答案:C
3.解析:A項,稀H2SO4與銅片不反應(yīng),錯誤;B項,SO2能使品紅溶液褪色,體現(xiàn)其漂白性,正確;C項,SO2密度比空氣大,應(yīng)“長進短出”,錯誤;D項,SO2不與NaHSO3反應(yīng),無法吸收SO2,錯誤。
答案:B
4.解析:本題以工廠煙氣中SO2的吸收為載體,考查離子方程式的書寫等,考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任、變化觀念與平衡思想。(1)向氨水中通入少量SO2,反應(yīng)的離子方程式為2NH3+H2O+SO2===2+或2NH3·H2O+SO2===2+SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +H2O。當(dāng)通入SO2至溶液pH=6時,溶液呈酸性,根據(jù)含硫微粒的物質(zhì)的量分數(shù)與pH的分布圖可知,溶液中濃度最大的陰離子為。(2)根據(jù)圖2,溶液pH幾乎不變階段的pH約為7,根據(jù)圖1,此時溶液中和濃度基本相同,又因室溫下ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水,因此主要產(chǎn)物為ZnSO3;SO2吸收率迅速降低階段,pH約在4~6范圍內(nèi),根據(jù)圖1,此時溶液中含硫微粒主要以形式存在,說明生成酸式鹽,則主要反應(yīng)的離子方程式為ZnSO3+SO2+H2O===Zn2++2或ZnO+2SO2+H2O===Zn2++2。(3)根據(jù)圖1,pH在4.5~6.5范圍內(nèi),pH越低,的濃度越大,因此生成的速率越大,隨著氧化的進行,根據(jù)催化氧化反應(yīng)2+O2===2+2H+可知,溶液的pH將減小。
答案:(1)2NH3+H2O+SO2===2+或2NH3·H2O+SO2===2++H2O
(2)ZnSO3'ZnSO3+SO2+H2O===Zn2++2或ZnO+2SO2+H2O===Zn2++2
(3)隨著pH降低,濃度增大 減小
5.解析:(1)由硫桿菌存在時的反應(yīng)速率增大5×105倍可知,硫桿菌為該反應(yīng)的催化劑,該反應(yīng)中硫桿菌改變了反應(yīng)路徑,降低了反應(yīng)的活化能。
(2)由圖1可知,溫度在30 ℃左右時,速率最快;由圖2可知,反應(yīng)混合液的pH=2.0左右時,速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件為溫度為30 ℃、混合液的pH=2.0。若反應(yīng)溫度過高,硫桿菌蛋白質(zhì)受熱變性失活,導(dǎo)致反應(yīng)速率下降。
(3)用H2O2氧化H2S時,H2O2被還原為H2O。當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)=4時,n(H2O2)=4 ml,則n(H2S)=1 ml,并設(shè)氧化產(chǎn)物中S的化合價為x,由氧化還原反應(yīng)的電子守恒規(guī)律,可得:4×2×[(-1)-(-2)]=1×[x-(-2)],解得x=+6。所以氧化產(chǎn)物的分子式為H2SO4。
(4)過程①是NaOH與SO2的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2OH-+SO2===+H2O;由CaO在水中的轉(zhuǎn)化平衡:CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq),可推斷過程②Na2SO3溶液中加入CaO后,生成CaSO3沉淀,c(Ca2+)減小,使上述平衡正向移動,c(OH-)增大,所以有NaOH生成。
(5)由NH3·H2O的電離方程式及其電離平衡常數(shù)Kb=1.8×10-5可知,Kb=[c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )·c(OH-)]/c(NH3·H2O)=1.8×10-5,當(dāng)氨水的濃度為2.0 ml·L-1時,溶液中的c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )=c(OH-)=6.0×10-3 ml·L-1。由H2SO3的第二步電離方程式 ?+H+及其電離平衡常數(shù)Ka2=6.2×10-8可知,Ka2=[c()c(H+)]/c()=6.2×10-8,將SO2通入該氨水中,當(dāng)c(OH-)降至1.0×10-7 ml·L-1時,溶液的c(H+)=1.0×10-7 ml·L-1,則c()/c()= eq \f(6.2×10-8,1.0×10-7) =0.62。
答案:(1)降低反應(yīng)活化能(或作催化劑)
(2)30 ℃、pH=2.0 蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)
(3)H2SO4
(4)2OH-+SO2===+H2O 與Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡正向移動,有NaOH生成
(5)6.0×10-3 0.62
俗稱
顏色狀態(tài)
溶解性

酒精
CS2

色固體
不溶
微溶

顏色
氣味
毒性
密度
溶解性
無色

有毒
比空氣
易溶于水(1∶40)
類型
原理
舉例
特點
備注
氧化型
將有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”破壞掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、
Na2O2、H2O2、
O3等
不可逆、
持久
無選
擇性
加合型
與有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”“化合”成無色物質(zhì)
SO2
可逆、
不持久
有選
擇性
吸附型
將有色物質(zhì)吸附而褪色
活性炭
物理
變化
吸附
色素
流程設(shè)計
檢驗SO2?除去SO2?檢驗SO2是否除盡?檢驗CO2
選用試劑
品紅溶液
酸性KMnO4溶液
品紅溶液
澄清的石灰水
預(yù)期現(xiàn)象
褪色
褪色
不褪色
變渾濁
實驗
實驗現(xiàn)象
濃硫酸的特性
少量膽礬加入濃硫酸中

吸水性
用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在濾紙上

脫水性
將銅片加入盛有濃硫酸的試管中加熱

強氧化性、酸性
A
B
C
D
實驗?zāi)康?br>吸水性
脫水性
溶解放熱
強氧化性
實驗裝置
溶液
現(xiàn)象
結(jié)論
A
含HCl、BaCl2的
FeCl3溶液
產(chǎn)生白色沉淀
SO2有還原性
B
H2S溶液
產(chǎn)生黃色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
產(chǎn)生膠狀沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3

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