
一、硫單質(zhì)
1.自然界中硫的存在
(1)游離態(tài):硫單質(zhì)俗稱硫黃,主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。
(2)化合態(tài):主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。
常見的含硫化合物
2.硫的物理性質(zhì)
3.硫的化學(xué)性質(zhì)
過 關(guān) 秘 籍
(1)汞蒸氣有毒,實(shí)驗(yàn)室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進(jìn)行處理。
(2)硫在過量、純凈的O2中燃燒的產(chǎn)物是SO2而不是SO3。
(3)硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,在純氧中燃燒發(fā)出藍(lán)紫色火焰。
(4)硫與變價(jià)金屬反應(yīng)時,生成低價(jià)態(tài)金屬硫化物,和變價(jià)金屬與Cl2的反應(yīng)情況不同,可對比記憶。
(5)黑火藥的成分為“一硫二硝三木炭”:S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。
二、硫的氧化物——二氧化硫和三氧化硫
1.二氧化硫
(1)物理性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
①酸性氧化物的通性
a.與水反應(yīng):SO2+H2OH2SO3
b.使指示劑變色:SO2能使紫色石蕊溶液變紅
c.與堿反應(yīng):NaOH足量:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
NaOH不足量:SO2+NaOHNaHSO3
d.與堿性氧化物反應(yīng):SO2+CaOCaSO3
②氧化性:2H2S+SO23S↓+2H2O(產(chǎn)生淡黃色沉淀)
③還原性
a.與O2反應(yīng):2SO2+O22SO3
b.與X2(Cl2、Br2、I2)的水溶液反應(yīng):SO2+X2+2H2O2HX+H2SO4
c.可被酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液、H2O2、Fe3+等氧化。
④漂白性:
(3)檢驗(yàn)
將氣體通入品紅溶液后,溶液褪色,加熱后溶液又恢復(fù)到紅色則可驗(yàn)證該氣體是SO2。注意“加熱”是必不可少的步驟,因?yàn)槁葰庖材苁蛊芳t溶液褪色,但加熱后溶液不會重新變紅色。
2.三氧化硫
(1)物理性質(zhì)
常溫常壓下為無色、易揮發(fā)的液體,熔點(diǎn)為16.8 ℃,沸點(diǎn)為44.8 ℃。
(2)化學(xué)性質(zhì):酸性氧化物的通性
三、硫酸的性質(zhì)和、的檢驗(yàn)
1.硫酸的性質(zhì)
注意:(1)濃硫酸的稀釋方法:將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。(2)常溫下鐵、鋁遇冷的濃硫酸發(fā)生“鈍化”,但加熱時劇烈反應(yīng)。
2.、的檢驗(yàn)方法
(1)的檢驗(yàn)方法
①原理:(白色)。
②方法:取試樣少許,先滴加稀鹽酸無氣泡、沉淀產(chǎn)生(排除、、等離子的干擾),再滴加溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則含有。
說明:的檢驗(yàn)試劑為組合型試劑,通??煞譃?組:
a.與,b.與,c.與,d.與。
選用時視具體情況而定。例如:當(dāng)溶液中存在、時,只能選用d組試劑;當(dāng)溶液中存在時,只能選用a組試劑,因?yàn)閎、c、d組試劑混合后均有存在,而能將氧化成,進(jìn)而生成沉淀。
(2)的檢驗(yàn)方法
①原理:;,。
②方法:取試樣少許,加入稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液,紅色褪去;或加入溶液生成白色沉淀,再加入稀鹽酸,沉淀溶解并產(chǎn)生具有刺激性氣味的氣體,則含有。
四、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
1.基本轉(zhuǎn)化規(guī)律
(1)同種價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化
硫元素的化合價(jià)相同的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,屬于非氧化還原反應(yīng),主要試劑是酸、堿、鹽、氧化物等。
(2)不同價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化
硫元素的化合價(jià)不同的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,屬于氧化還原反應(yīng),主要試劑是氧化劑和還原劑。
2.價(jià)態(tài)變化規(guī)律
(1)是硫元素的最低價(jià)態(tài),只有還原性;、處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性,又有還原性;是硫元素的最高價(jià)態(tài),只有氧化性。
(2)當(dāng)硫元素的化合價(jià)升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價(jià)態(tài)。
例如:
(3)有時硫的化合價(jià)發(fā)生跳位轉(zhuǎn)化。如、遇到強(qiáng)氧化劑時可被氧化為+6價(jià):、。
(4)硫元素相鄰價(jià)態(tài)的微粒之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如S和、S和、和之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
3.重要轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)含?2價(jià)硫元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化
(2)含+4價(jià)硫元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化
(3)含+6價(jià)硫元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化
(4)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系
4.陌生的含硫化合物
近幾年高考對硫及其化合物的考查,除了常見的二氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽等物質(zhì)外,還涉及硫代硫酸鈉(Na2S2O3)、焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)、陌生的含硫化合物等。下面介紹幾種含硫化合物的性質(zhì),理解這些物質(zhì)的性質(zhì)主要從S元素的化合價(jià)入手。
(1)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)
其結(jié)晶水合物俗稱海波或大蘇打,S元素的化合價(jià)為+2價(jià),具有還原性。
①遇酸不穩(wěn)定:Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O;
②還原性:2Na2S2O3+I(xiàn)2===Na2S4O6+2NaI,這是分析化學(xué)中“碘量法”定量測定碘的一個重要反應(yīng)。
(2)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)
S元素的化合價(jià)為+4價(jià),與亞硫酸鹽一樣具有還原性。
①制備:2NaHSO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2S2O5+H2O。
②還原性:S2Oeq \\al(2-,5)+2I2+3H2O===2SOeq \\al(2-,4)+4I-+6H+。
(3)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)
Na2S2O4俗稱保險(xiǎn)粉,S元素的化合價(jià)為+3價(jià),具有還原性,在空氣分析中常用來吸收氧氣。
(4)過二硫酸鈉(Na2S2O8)
Na2S2O8中S元素的表觀化合價(jià)為+7價(jià),實(shí)質(zhì)上S的化合價(jià)依然是+6價(jià),其陰離子S2Oeq \\al(2-,8)結(jié)構(gòu)中含有過氧鏈,其中2個O原子為-1價(jià),其余6個O原子為-2價(jià)。因?yàn)橛羞^氧鏈的結(jié)構(gòu),所以Na2S2O8是一種強(qiáng)氧化劑,在Ag+催化下,能將Mn2+氧化為MnOeq \\al(-,4),反應(yīng)的離子方程式為2Mn2++5S2Oeq \\al(2-,8)+8H2Oeq \(=====,\s\up7(Ag+))2MnOeq \\al(-,4)+10SOeq \\al(2-,4)+16H+。
考向一 SO2的特性
典例1 將一定量的SO2通入BaCl2溶液中,無沉淀產(chǎn)生,若再通入a氣體,則產(chǎn)生沉淀。下列所通a氣體和產(chǎn)生沉淀的離子方程式正確的是( )
A.a(chǎn)為H2S,SO2+2H++S2?→3S↓十2H2O
B.a(chǎn)為Cl2,Ba2++SO2+2H2O+Cl2→BaSO3↓+4H++2Cl?
C.a(chǎn)為NO2,4Ba2++4SO2+5H2O+NO3?→4BaSO4↓+NH4++6H+
D.a(chǎn)為NH3,Ba2++SO2+2NH3+2H2O→BaSO4↓+2NH4++2H+
【答案】C
【解析】A.H2S為弱電解質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為SO2+2H2S→3 S↓+2H2O,故A錯誤;B.氯氣具有強(qiáng)氧化性,應(yīng)生成BaSO4沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Ba2++SO2+2 H2O+Cl2→BaSO4↓+4H++2Cl-,故B錯誤;C.NO2與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng),本身可以被還原為銨根離子,反應(yīng)的離子方程式為4Ba2++4SO2+5H2O+NO3-→4 BaSO4↓+NH4++6 H+,故C正確;D.通入氨氣,沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng),應(yīng)該生成BaSO3沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Ba2++SO2+2 NH3+H2O→BaSO3↓+2NH4+,故D錯誤;故選C。
1.將少量SO2氣體通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,溶液顏色由棕黃色變成淺綠色,同時有白色沉淀產(chǎn)生。針對上述變化,下列分析正確的是
A.該實(shí)驗(yàn)表明SO2有漂白性B.白色沉淀為BaSO3
C.該實(shí)驗(yàn)表明FeCl3有還原性D.反應(yīng)后溶液酸性增強(qiáng)
【答案】D
【解析】往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液顏色由棕黃色變成淺綠色,同時有白色沉淀產(chǎn)生。是因?yàn)镾O2+H2O=H2SO3(亞硫酸),H2SO3具有很強(qiáng)的還原性,而Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,所以SO32-和Fe3+發(fā)生反應(yīng),生成Fe2+和SO42-,所以溶液顏色由黃變綠(Fe2+),同時有白色沉淀(BaSO4) 同時有H2SO4生成,所以酸性增強(qiáng)。A. 該實(shí)驗(yàn)表明SO2有還原性,選項(xiàng)A錯誤;B. 白色沉淀為BaSO4,選項(xiàng)B錯誤; C. 該實(shí)驗(yàn)表明FeC13具有氧化性,選項(xiàng)C錯誤; D. 反應(yīng)后溶液酸性增強(qiáng),選項(xiàng)D正確;答案選D。
SO2的“漂白性”
SO2能使許多有色物質(zhì)“褪色”,但其“褪色”原理不同:
(1)還原性“褪色”:SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,利用SO2的還原性。
(2)漂白性“褪色”:SO2能使品紅溶液褪色,利用SO2的漂白性。
(3)酸性“褪色”:SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,利用SO2的酸性氧化物的性質(zhì)。
考向二 SO2與CO2的性質(zhì)比較
典例2 下列溶液中能夠區(qū)別SO2和CO2的是
①石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品紅溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
【解析】SO2和CO2都屬于酸性氧化物,都能與石灰水反應(yīng)出現(xiàn)白色沉淀,氣體過量時沉淀都會溶解,所以不能用石灰水來區(qū)別;SO2能與H2S反應(yīng)生成S單質(zhì),能看到黃色沉淀生成,而CO2不能;SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化,從而使溶液褪色,且SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色,而CO2沒有這些性質(zhì)。所以可用②③④⑤來區(qū)別SO2和CO2。
【點(diǎn)撥】SO2有還原性,與強(qiáng)氧化劑氯水、溴水、Fe3+、酸性KMnO4等反應(yīng),并且出現(xiàn)顏色的變化,但注意不是SO2的漂白性。
【答案】C
2.下列實(shí)驗(yàn)中能證明某氣體為SO2的是
①使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅 ②通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,該沉淀溶于稀鹽酸 ③通入溴水中,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生 ④通入H2S溶液中有沉淀產(chǎn)生
A.都能證明 B.都不能證明
C.③④均能證明 D.只有③能證明
【答案】D
【解析】酸性氣體一般都能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅;CO2也能產(chǎn)生②中現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)③說明氣體有還原性,結(jié)合后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明該氣體是SO2;通入H2S溶液中產(chǎn)生沉淀,也可能是具有氧化性的Cl2。
鑒別SO2和CO2的方法
SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁,若通入的氣體過量,則沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2。通常可用以下方法:(1)根據(jù)物理性質(zhì)。CO2無色無味;SO2無色、具有刺激性氣味。(2)品紅溶液。使品紅溶液褪色的是SO2;不能使品紅溶液褪色的是CO2。(3)酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2;無明顯現(xiàn)象的是CO2。(4)溴水。使溴水褪色的是SO2;無明顯現(xiàn)象的是CO2。(5)硝酸酸化的硝酸鋇溶液。產(chǎn)生白色沉淀的是SO2;無明顯現(xiàn)象的是CO2。(6)FeCl3溶液。溶液顏色變淺的是SO2;無明顯現(xiàn)象的是CO2。
考向三 的檢驗(yàn)
典例3 為檢驗(yàn)溶液中是否含有,四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),且都認(rèn)為如果觀察到的現(xiàn)象與自己的設(shè)計(jì)方案一致,即可確認(rèn)溶液中含有。其中正確的是
A.加入足量稀硝酸,無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
B.加入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸酸化,沉淀不溶解
C.加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
D.加入足量稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
【解析】若溶液中含有,則加入稀硝酸時,被氧化為,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,A錯誤;若溶液中含有,加入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀BaSO3,再加稀鹽酸酸化時,在酸性環(huán)境中,將BaSO3氧化為BaSO4,沉淀不溶解,B錯誤;若溶液中同時含有和,加入足量稀鹽酸時,在酸性環(huán)境中,將氧化為,同時本身被還原為NO,現(xiàn)象為有氣泡產(chǎn)生,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生BaSO4白色沉淀,C錯誤;加入足量稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,說明不存在干擾離子,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明含有,D正確。
【答案】D
3.對某酸性溶液(可能含有Br?、、H2SO3、)分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①加熱時放出的氣體可以使品紅溶液褪色;
②加堿調(diào)至堿性后,加熱時放出的氣體可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán);
③加入氯水時,溶液略顯黃色,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)不能確認(rèn)原溶液中是否存在的是
Br? B. C.H2SO3 D.
【答案】B
【解析】由①知溶液中一定含有H2SO3,其加熱分解產(chǎn)生的SO2可使品紅溶液褪色;由②知溶液中一定含有。由③知原溶液中含有Br?,再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成,說明此時溶液中含,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧化H2SO3產(chǎn)生的,故不能確定原溶液中是否存在的是。
的檢驗(yàn)誤區(qū)
(1)只加可溶性鋇鹽,不酸化。誤將、、等干擾離子判斷成。因上述離子會產(chǎn)生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)誤將Ag+判斷成。如向待測液中滴加BaCl2溶液,再加稀鹽酸,有白色沉淀,便斷定含。其錯誤是未注意當(dāng)溶液中不含,而含Ag+時也會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象:Ag++Cl?AgCl↓(白色)。
(3)誤將判斷成。如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便誤以為有。該錯誤是未注意在酸性環(huán)境中具有強(qiáng)氧化性,能將氧化成而產(chǎn)生干擾。
考向四 硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系與實(shí)驗(yàn)的融合
典例4 實(shí)驗(yàn)室為探究鐵與濃硫酸(足量)的反應(yīng),并驗(yàn)證SO2的性質(zhì),設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是( )
A.裝置B中酸性KMnO4溶液逐漸褪色,體現(xiàn)了二氧化硫的還原性
B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可向裝置A的溶液中滴加KSCN溶液以檢驗(yàn)生成的Fe3+
C.裝置D中品紅溶液褪色可以驗(yàn)證SO2的漂白性
D.實(shí)驗(yàn)時將導(dǎo)管a插入濃硫酸中,可防止裝置B中的溶液倒吸
【答案】B
【解析】A.鐵絲與濃硫酸加熱反應(yīng)生成SO2,因?yàn)樗嵝愿咤i酸鉀具有強(qiáng)氧化性,裝置B中酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現(xiàn)了SO2的還原性,故A正確;B.因?yàn)闈饬蛩嶙懔?,濃硫酸具有?qiáng)氧化性,可能把生成的Fe2+氧化成Fe3+,因此不能檢驗(yàn)是否鐵絲和濃硫酸反應(yīng)生成的是Fe3+,故B錯誤;C.品紅溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性,故C正確;D.導(dǎo)管a的作用是使內(nèi)外壓強(qiáng)相同,防止裝置B中的溶液倒吸,故D正確;答案選B。
4.向濃硫酸中分別加入下列三種固體,對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析正確的是( )
A.對比實(shí)驗(yàn)①和②可知還原性:Br->Cl-
B.對比實(shí)驗(yàn)①和③可知氧化性:Br2>SO2
C.對比實(shí)驗(yàn)②和③可知酸性:H2SO4>HCl>H2SO3
D.由實(shí)驗(yàn)可知濃硫酸具有強(qiáng)酸性、難揮發(fā)性、氧化性、脫水性
【答案】A
【解析】A. 實(shí)驗(yàn)①生成棕色氣體是溴蒸氣,實(shí)驗(yàn)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,與同一種氧化劑在相同條件下反應(yīng),溴離子被氧化成溴單質(zhì),而氯離子不能被氧化,說明還原性:Br?>Cl?,A正確;B. 實(shí)驗(yàn)③生成是二氧化硫氣體,非氧化還原反應(yīng),而且亞硫酸鈉與溴化鈉不是同一類型,所以不能比較Br2、SO2的氧化性,B錯誤;C. 實(shí)驗(yàn)②白霧說明氯化氫易揮發(fā),不能說明酸性H2SO4>HCl,而實(shí)驗(yàn)③生成是二氧化硫氣體,非氧化還原反應(yīng),而是強(qiáng)酸制弱酸,能說明H2SO4>H2SO3,C錯誤;D. 實(shí)驗(yàn)中不能得知濃硫酸具有脫水性,D錯誤;故答案為:A。
1.下列有關(guān)濃硫酸的敘述中正確的是
①濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化 ②濃硫酸與銅加熱反應(yīng)后,銅片有剩余,硫酸完全反應(yīng) ③濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化 ④濃硫酸與銅加熱反應(yīng)后,銅片有剩余,向反應(yīng)后的溶液中再加入鐵片,會有氫氣生成 ⑤濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體 ⑥濃硫酸與鐵加熱反應(yīng)后,鐵片有剩余,生成的氣體除水蒸氣外只有SO2 ⑦濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,常溫下能與Cu發(fā)生劇烈反應(yīng) ⑧濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,SO2具有還原性,所以濃硫酸不能干燥SO2 ⑨向5 mL 18 ml·L-1的硫酸中加入足量Cu并加熱使其充分反應(yīng),被還原的H2SO4和生成的SO2氣體均小于0.045 ml
A.①②⑤ B.①④⑨C.⑥⑦⑧D.③④⑨
【答案】B
【解析】隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸逐漸變成稀硫酸,稀硫酸不與銅反應(yīng),但能與鐵反應(yīng)放出H2,②⑥錯誤,④正確;③濃硫酸使蔗糖炭化,表現(xiàn)其脫水性;⑧濃硫酸中的硫?yàn)椋?價(jià),二氧化硫中的硫?yàn)椋?價(jià),無中間價(jià)態(tài),二者不反應(yīng),濃硫酸可以干燥SO2;⑨濃硫酸反應(yīng)變稀硫酸后與Cu不再反應(yīng),被還原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045 ml。
2.含硫煤燃燒會產(chǎn)生大氣污染物,為防治該污染,某工廠設(shè)計(jì)了新的治污方法,同時可得到化工產(chǎn)品,該工藝流程如圖所示,下列敘述不正確的是
A.該過程中可得到化工產(chǎn)品H2SO4
B.該工藝流程是除去煤燃燒時產(chǎn)生的SO2
C.該過程中化合價(jià)發(fā)生改變的元素為Fe和S
D.圖中涉及的反應(yīng)之一為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
【答案】C
【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(xiàng)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(xiàng)正確;該過程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素有氧、鐵、硫,C項(xiàng)錯誤。
3.下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是
【答案】B
【解析】SO2的水溶液呈酸性,能使石蕊試液變紅色,但不能漂白石蕊試液;SO2能漂白品紅溶液,使品紅溶液褪色;SO2的飽和溶液加入BaCl2溶液中,SO2與BaCl2不反應(yīng),最終還是無色溶液;d試管中發(fā)生反應(yīng):SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,Na2SO3與BaCl2反應(yīng)生成BaSO3沉淀。本題選B。
4.由一種陽離子和兩種酸根離子組成的鹽稱為混鹽。下列關(guān)于混鹽Na4S2O3的有關(guān)判斷,不正確的是
A.該混鹽水溶液呈堿性
B.該混鹽與H2SO4反應(yīng)有氣體生成
C.該混鹽溶液中加入BaCl2可以生成白色沉淀
D.該混鹽在酸性條件下可生成S,每產(chǎn)生32 g S轉(zhuǎn)移2NA個電子
【答案】D
【解析】根據(jù)混鹽的定義可判斷出Na4S2O3中的陽離子是Na+,陰離子是SOeq \\al(2-,3)和S2-,兩種陰離子均能發(fā)生水解而使溶液呈堿性,A項(xiàng)正確;加入H2SO4發(fā)生的反應(yīng)為:2S2Oeq \\al(4-,3)+8H+===3S失4e-得4e-↓+SO2↑+4H2O,生成32 g S轉(zhuǎn)移電子eq \f(4,3)NA,故B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯誤;加入BaCl2可以生成BaSO3白色沉淀,C正確。
5.已知X為一種常見酸的濃溶液,能使蔗糖粉末變黑。A與X反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物均已略去,則下列有關(guān)說法正確的是
A.X使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X的強(qiáng)氧化性
B.若A為鐵,則足量A與X在室溫下即可完全反應(yīng)
C.若A為碳單質(zhì),則將C通入少量的澄清石灰水,一定可以觀察到白色沉淀產(chǎn)生
D.工業(yè)上,B轉(zhuǎn)化為D的反應(yīng)條件為高溫、常壓、使用催化劑
【答案】D
【解析】由題意知X為濃硫酸。A項(xiàng),濃硫酸使蔗糖變黑主要體現(xiàn)了脫水性;B項(xiàng),濃硫酸在室溫下使Fe鈍化;C項(xiàng),CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶性Ca(HCO3)2;D項(xiàng),SO2與O2反應(yīng)的條件為高溫、催化劑。
6.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 33.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1 L,測得溶液中氫離子濃度為0.1 ml·L-1,則下列敘述錯誤的是
A.氣體A為SO2和H2的混合物
B.氣體A中SO2與H2的體積比為5∶1
C.反應(yīng)中共消耗Zn 97.5 g
D.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移電子3 ml
【答案】B
【解析】本題易錯之處是忽視H2SO4的氧化性會隨著濃度減小而發(fā)生變化,還原產(chǎn)物會由二氧化硫變?yōu)闅錃?。根?jù)題中信息可知,硫酸過量。反應(yīng)消耗的H2SO4為(18.5×0.1-) ml=1.8 ml,若生成的氣體A僅為SO2,SO2的體積應(yīng)為 QUOTE ×22.4 L=20.16 L≠33.6 L,故不可能全是SO2氣體,隨著H2SO4濃度變小,鋅與稀硫酸反應(yīng)會生成H2,A項(xiàng)正確。設(shè)生成的SO2為x ml,H2為y ml,則x+y= QUOTE =1.5。設(shè)參加反應(yīng)的Zn為a ml,根據(jù)得失電子守恒有2x+2y=2a,解得a=1.5,故消耗Zn的質(zhì)量為1.5 ml×65 g·ml-1=97.5 g,C項(xiàng)正確。反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為2a ml=3 ml,D項(xiàng)正確。生成x ml SO2所消耗的H2SO4為2x ml,生成y ml H2所消耗的H2SO4為y ml,故2x+y=1.8,x+y=1.5,解得x=0.3,y=1.2,所以SO2與H2的體積比為1∶4,故B項(xiàng)錯誤。本題選B。
7.已知CuSO4CuO+SO2↑+SO3↑+ O2↑。某班化學(xué)學(xué)習(xí)小組稱取10.0 g CuSO4粉末,用如圖所示裝置進(jìn)行加熱至質(zhì)量不再變化為止。甲、乙、丙、丁四個裝置的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)如表所示。
下列有關(guān)判斷正確的是
A.裝置丁的作用只是吸收S的氧化物尾氣
B.生成的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為350 mL
C.生成的CuO為6.0 g
D.甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6CuSO46CuO+4SO3↑+2SO2↑+O2↑
【答案】B
【解析】裝置丁中的NaOH溶液既吸收尾氣,又防止大氣中的酸性氣體逆向進(jìn)入裝置乙,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,A項(xiàng)錯誤;干燥管乙中吸收的是SO2、SO3,其質(zhì)量之和為 4.5 g,O2質(zhì)量為42.0 g-37.0 g-4.5 g=0.5 g,即標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2體積為350 mL,B項(xiàng)正確;CuO的質(zhì)量為10.0 g-4.5 g-0.5 g=5.0 g,C項(xiàng)錯誤;由上述數(shù)據(jù)可推知反應(yīng)物與部分生成物的物質(zhì)的量之比的關(guān)系,即n(CuSO4)∶n(CuO)∶n(O2)= QUOTE ∶ QUOTE ∶ QUOTE =4∶4∶1,D項(xiàng)錯誤。
8.人教版高中化學(xué)選修4實(shí)驗(yàn)2-3中用到了硫代硫酸鈉,某化學(xué)興趣小組對這一物質(zhì)展開了如下探究。
實(shí)驗(yàn)一.制備Na2S2O3·5H2O
通過查閱資料,該化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下的裝置(略去部分夾持儀器)來制取Na2S2O3·5H2O晶體。
已知燒瓶C中發(fā)生如下三個反應(yīng):
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g) = Na2SO3(aq)+H2S(aq)
2H2S(aq)+SO2(g) =3S(s)+2H2O(l);S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)
(1)寫出A中的化學(xué)反應(yīng)方程式___________________________________。
(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率。控制SO2生成速率可以采取的措施有_________________________(寫一條)。
(3)裝置E的作用是____________________。
(4)為提高產(chǎn)品純度,應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng),則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為_________________________。
實(shí)驗(yàn)二.性質(zhì)探究
(5)常溫下,用pH試紙測定0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液pH值約為8,測定時的具體操作是_______________________________________________________。
(6)向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水顏色變淺,有硫酸根離子生成,寫出該反應(yīng)的離子化學(xué)方程式________________________________________。
實(shí)驗(yàn)三.Na2S2O3的應(yīng)用
(7)用Na2S2O3溶液測定廢水中Ba2+濃度,步驟如下:取廢水25.00mL,控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔縆2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;過濾、洗滌后,用適量稀鹽酸溶解。此時CrO42-全部轉(zhuǎn)化為Cr2O72-;再加過量KI溶液,充分反應(yīng)后,加入淀粉溶液作指示劑,用0.0100ml·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,反應(yīng)完全時,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示:
部分反應(yīng)的離子方程式為:
① Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O
② I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
滴定時Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該用_____________________(填儀器名稱) 盛裝,該廢水中Ba2+的物質(zhì)的量濃度為_______________________。
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 調(diào)節(jié)硫酸的滴加速度 吸收多余的SO2或H2S,防止污染環(huán)境 2:1 取一小段pH試紙于表面皿上,用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點(diǎn)在pH試紙中段,與比色卡對照,讀出溶液的pH值 S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl- 堿式滴定管 0.0024ml·L-1
【解析】
(1)A中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成二氧化硫和硫酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,控制SO2生成速率可以通過調(diào)節(jié)硫酸的滴加速度實(shí)現(xiàn),故答案為調(diào)節(jié)硫酸的滴加速度;
(3)在裝置C中,通入的二氧化硫使溶液呈現(xiàn)酸性,在酸性溶液中,存在Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) 、2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)、S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),二氧化硫和硫化氫會污染環(huán)境,因此裝置E可以吸收多余的SO2或H2S,防止污染環(huán)境,故答案為吸收多余的SO2或H2S,防止污染環(huán)境;
(4)為提高產(chǎn)品純度,應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng),根據(jù)題干提示C中的三個反應(yīng),可以推出2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3,燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為2:1,故答案為2:1;
(5)常溫下,用pH試紙測定0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液pH值約為8,測定的具體操作為取一小段pH試紙于表面皿上,用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點(diǎn)在pH試紙中段,與比色卡對照,讀出溶液的pH值,故答案為取一小段pH試紙于表面皿上,用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點(diǎn)在pH試紙中段,與比色卡對照,讀出溶液的pH值;
(6)向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水顏色變淺,有硫酸根離子生成,氯氣被還原為氯離子,反應(yīng)的離子化學(xué)方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-,故答案為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-;
(7)Na2S2O3溶液水解,溶液顯堿性,應(yīng)該選用堿式滴定管盛放Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,數(shù)據(jù)2有較大偏差,應(yīng)舍去,消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為數(shù)據(jù)1、2、3的平均值,體積為mL=18.00mL,根據(jù)反應(yīng)①Cr2O72-+61-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;②I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,可得關(guān)系式6n(S2O32-)~n(Cr2O72-)~2n(Ba2+),滴定用去的Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.010ml?L-1×0.018L=1.8×10-4ml,所以Ba2+的物質(zhì)的量為×1.8×10-4ml=6×10-5ml,25.00mL廢水中Ba2+的物質(zhì)的量濃度為=0.0024ml?L-1,故答案為堿式滴定管;0.0024ml/L。
1.[2019海南]我國古代典籍中有“石膽……淺碧色,燒之變白色者真”的記載,其中石膽是指
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】在選項(xiàng)給出的四種物質(zhì)中只有、晶體有色,而和均為無色晶體,加熱分解生成CuSO4和H2O,CuSO4呈白色;而加熱發(fā)生分解反應(yīng),生成的Fe2O3呈紅棕色,所以符合題意的物質(zhì)是,故合理選項(xiàng)是A。
2.[2017北京]根據(jù)SO2通入不同溶液中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是
【答案】C
【解析】A、混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42?,再與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,體現(xiàn)了SO2的還原性,A正確;B、SO2與H2S在溶液發(fā)生反應(yīng)SO2+2H2S=3S↓+2H2O,體現(xiàn)了SO2的氧化性,B正確;C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色,這是SO2在酸性溶液中還原KMnO4生成Mn2+,體現(xiàn)了SO2的還原性,C錯誤;D、SO2與Na2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀,根據(jù)較強(qiáng)酸制較弱酸,可得結(jié)論酸性:H2SO3>H2SiO3,D正確。答案選C。
3.[2016上海]在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(見圖)。下列說法錯誤的是
A.a(chǎn)、b兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同
B.c、d兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同
C.熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的氣體,冷卻反應(yīng)后的氣體
D.c處氣體經(jīng)熱交換后再次催化氧化的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率
【答案】B
【解析】A.根據(jù)裝置圖可知,從a進(jìn)入的氣體是含有SO2、O2、N2等的冷氣,經(jīng)過熱交換器后從b處出來的是熱的氣體,成分與a處相同,正確;B.在c處出來的氣體SO2、O2在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的含有SO3及未反應(yīng)的SO2、O2等氣體,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)經(jīng)過熱交換器后被冷的氣體降溫,SO3變?yōu)橐簯B(tài),故二者含有的氣體的成分不相同,錯誤;C.熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的冷的氣體,同時冷卻反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,為SO3的吸收創(chuàng)造條件,正確;D.處氣體經(jīng)過熱交換器后再次被催化氧化,目的就是使未反應(yīng)的SO2進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生SO3,從而可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率,正確。故選B。
4.[2019海南]連二亞硫酸鈉,俗稱保險(xiǎn)粉,易溶于水,常用于印染、紙張漂白等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)中S的化合價(jià)為______。
(2)向鋅粉的懸浮液中通入,制備,生成,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____ml;向溶液中加入適量,生成并有沉淀產(chǎn)生,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________
(3)電池具有高輸出功率的優(yōu)點(diǎn)。其正極為可吸附的多孔碳電極,負(fù)極為金屬鋰,電解液為溶解有的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。電池放電時,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為,電池總反應(yīng)式為____________。該電池不可用水替代混合有機(jī)溶劑,其原因是_______________。
【答案】(1)+3
(2)2
(3) 與水反應(yīng)
【解析】(1)在中Na為+1價(jià),O為-2價(jià),由于化合物中所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0,所以S元素化合價(jià)為+3價(jià);
(2)向鋅粉的懸浮液中通入SO2,制備ZnS2O4,反應(yīng)前Zn為單質(zhì)中的0價(jià),反應(yīng)后變?yōu)閆nS2O4中的+2價(jià),所以每生成 ZnS2O4,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2ml;向ZnS2O4溶液中加入適量Na2CO3,生成Na2S2O4并有沉淀產(chǎn)生,生成的沉淀為ZnCO3,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+ ZnS2O4=Na2S2O4+ZnCO3↓;
(3)電池具有高輸出功率的優(yōu)點(diǎn),負(fù)極是Li失去電子,電極反應(yīng)式為Li-e-=Li+,電池放電時,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為,根據(jù)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,將兩個電極反應(yīng)式疊加,可得電池總反應(yīng)式為。鋰是堿金屬,比較活潑,可以與水發(fā)生反應(yīng)生成LiOH和H2,所以該電池不可用水替代。
5.[2017天津]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+2H2SO42Fe2(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3和圖4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(雙減法):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()=___________________。
【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,平衡向正向移動,有NaOH生成
(5)6.0×10?3 0.62
【解析】(1)根據(jù)硫桿菌存在時的反應(yīng)速率是無菌時的5×105倍可知,反應(yīng)速率顯著增大,則硫桿菌的作用是作催化劑,降低了反應(yīng)的活化能。
(2)根據(jù)圖3可知,溫度30℃左右時,氧化速率最大,根據(jù)圖4可知,pH=2.0時氧化速率最大,所以使用硫桿菌的最佳條件為30℃、pH=2.0;若反應(yīng)溫度過高,硫桿菌蛋白質(zhì)變性失去活性造成反應(yīng)速率下降。
(3)根據(jù)化合價(jià)升降,當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)=4時,4 ml H2O2轉(zhuǎn)移8 ml電子,則1 ml H2S也轉(zhuǎn)移8 ml電子,化合價(jià)從?2價(jià)升高到+6價(jià),所以氧化產(chǎn)物為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;根據(jù)CaO在水中的轉(zhuǎn)化:CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH?(aq),過程②中Na2SO3加入CaO后,與Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移動,有NaOH生成。
(5)根據(jù)NH3·H2O的Kb=1.8×10?5可知, =1.8×10?5,當(dāng)氨水的濃度為2.0 ml·L?1時,溶液中的c(OH?)= c()==6.0×10?3 ml·L?1。
根據(jù)H2SO3的Ka2=6.2×10?8可知,=6.2×10?8,當(dāng)c(OH?)降至1.0×10?7 ml·L?1,則c(H+)=1.0×10?7 ml·L?1,溶液中的c()/c()=0.62。
硫鐵礦
黃銅礦
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
顏色狀態(tài)
溶解性
水
酒精
CS2
淡黃色固體
不溶
微溶
易溶
顏色
狀態(tài)
氣味
密度
溶解性
無色
氣體
刺激性
比空氣大
易溶于水(常溫常壓下1體積水可溶解40體積)
表現(xiàn)性質(zhì)
方程式
與水反應(yīng),生成強(qiáng)酸
(工業(yè)生產(chǎn)硫酸)
與堿(如)反應(yīng)生成鹽和水
與堿性氧化物(如)反應(yīng)生成鹽
與某些鹽(如)反應(yīng)生成硫酸鹽
物理性質(zhì)
純凈的硫酸是無色油狀液體,沸點(diǎn)高,難揮發(fā),密度大于水(98%的濃H2SO4,密度為1.84 g·cm?3),溶于水放出大量的熱
化
學(xué)
性
質(zhì)
吸水性
常用作
干燥劑
能干燥
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥
堿性氣體,如 NH3等
還原性氣體,如 H2S、HBr、HI 等
脫水性
將有機(jī)物中的氫、氧元素按原子個數(shù) 2∶1的比例脫去,如蔗糖脫水炭化
強(qiáng)氧化性
與活潑金屬反應(yīng)
2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,
常溫下濃硫酸使Fe、Al鈍化
與不活潑金屬反應(yīng)
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
與非金屬反應(yīng)
C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
不揮發(fā)性
用于制揮發(fā)性酸,如H2SO4(濃)+NaClNaHSO4+HCl↑
裝置
甲(耐高溫試管+CuSO4)
乙
丙
丁
反應(yīng)前
42.0 g
75.0 g
260.0 g
140.0 g
反應(yīng)后
37.0 g
79.5 g
260.0 g
140.0 g
滴定次數(shù)
1
2
3
4
消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL
18.02
20.03
17.98
18.00
溶液
現(xiàn)象
結(jié)論
A
含HCl、BaCl2的溶液
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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