第17講 硫及其化合物
夯實(shí)必備知識(shí) | 提升關(guān)鍵能力
1. 硫元素的存在形態(tài)
2. 硫單質(zhì)的物理性質(zhì)
[提醒] 硫元素有多種同素異形體,如單斜硫、斜方硫等。
(1)硫的原子結(jié)構(gòu)硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖為　　　　　　,硫原子的最外電子層有6個(gè)電子,在化學(xué)反應(yīng)中容易得到2個(gè)電子,形成-2價(jià)硫的化合物。與同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一個(gè)電子層,得電子能力相對　　　　,而失電子能力則相對　　　　。?
3. 硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
(2)硫的化學(xué)性質(zhì)[注意] S與熱NaOH溶液反應(yīng)可用于除去試管內(nèi)附著的S。
(2)從物質(zhì)類別角度認(rèn)識(shí)SO2的化學(xué)性質(zhì)從物質(zhì)類別看,SO2是一種酸性氧化物,具有酸性氧化物的化學(xué)通性。
SO2+H2O ? H2SO3
SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O
SO2+NaOH = NaHSO3
SO2+CaO = CaSO3
(3)從硫元素的化合價(jià)角度認(rèn)識(shí)SO2的化學(xué)性質(zhì)從硫元素的化合價(jià)來看,SO2中S元素顯+4價(jià),處于硫元素的中間價(jià)態(tài),則SO2既具有氧化性又具有還原性。
SO2+2H2S = 3S↓+2H2O
SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl
[注意] 工業(yè)上可利用SO2來漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等。SO2還用于殺菌、消毒等,可用作干果的防腐劑。
(4)實(shí)驗(yàn)室制法利用固體Na2SO3與較濃H2SO4溶液反應(yīng),化學(xué)方程式為　 。?(5)SO2對大氣的污染與防治
Na2SO3+H2SO4(濃) = Na2SO4+SO2↑+H2O
(1)物理性質(zhì)熔點(diǎn)為16.8 ℃,沸點(diǎn)為44.8 ℃,在常溫常壓下為　　　　,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為　　　　。?(2)化學(xué)性質(zhì)SO3是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,能與水、堿性氧化物、堿溶液等反應(yīng)。
SO3+H2O = H2SO4
SO3+CaO = CaSO4
SO3+Ca(OH)2 = CaSO4↓+H2O
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)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(　)(2)加熱時(shí),硫分別與鐵粉、銅粉反應(yīng),得到金屬硫化物FeS、CuS(　)(3)SO2通入滴加酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性(　)(4)分別將SO2、SO3(g)通入BaCl2溶液中,均產(chǎn)生白色沉淀(　)
[解析] (3)SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色,體現(xiàn)SO2作為酸性氧化物的性質(zhì)。
[解析] (4)由于亞硫酸的酸性比鹽酸弱,BaSO3可溶于鹽酸,故SO2通入BaCl2溶液中不會(huì)生成沉淀。
(5)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(　)(6)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使紅墨水褪色,其原理相同(　)(7)Na、O、S三種元素形成的一種鹽溶于水后加入稀硫酸,可有淡黃色沉淀生成,同時(shí)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體(　)
[解析] (5)SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合后在溶液中發(fā)生反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl,從而失去漂白能力。
[解析] (7)Na、O、S三種元素形成的Na2S2O3與稀硫酸發(fā)生反應(yīng),Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,有淡黃色沉淀生成,同時(shí)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。
2.[2024·湖北部分校聯(lián)考] 室溫下,1體積的水能溶解約40體積的SO2。用試管收集SO2后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析正確的是( 　)A.試管內(nèi)液面上升,證明SO2與水發(fā)生了反應(yīng)B.試管中剩余少量氣體,是因?yàn)镾O2的溶解已達(dá)飽和C.取出試管中的溶液,立即滴入紫色石蕊溶液,溶液顯紅色,其原因是SO2+H2O ? H2SO3D.取出試管中的溶液,在空氣中放置一段時(shí)間后pH下降,是由于SO2揮發(fā)
[解析] 由信息可知,SO2易溶于水,也能使液面上升,A錯(cuò)誤;由試管體積和水槽內(nèi)水的體積對比可知,若試管內(nèi)SO2純凈,可完全溶于水中,使試管內(nèi)充滿液體,但試管內(nèi)剩余少量氣體,說明試管內(nèi)SO2不純,有不溶于水的雜質(zhì),B錯(cuò)誤;滴入石蕊溶液,溶液變?yōu)榧t色,說明溶液顯酸性,SO2與水反應(yīng)生成亞硫酸,C正確;H2SO3中S元素顯+4價(jià),具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化為硫酸,弱酸變強(qiáng)酸,也能使pH下降,D錯(cuò)誤。
題組一　二氧化硫的性質(zhì)
[解析] Na2SO3固體與70%H2SO4溶液反應(yīng)生成SO2氣體,a棉球蘸有品紅溶液,被SO2漂白,棉球變成白色,微熱后重新變紅,A正確;b棉球蘸有含酚酞的NaOH溶液,棉球變?yōu)榘咨?其原因是SO2與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和H2O,溶液堿性減弱,B正確;c棉球蘸有I2與淀粉的混合溶液,發(fā)生反應(yīng):SO2+I2+2H2O = H2SO4+2HI,棉球變?yōu)榘咨?SO2作還原劑,體現(xiàn)其還原性,C錯(cuò)誤;若將試劑改為濃鹽酸和Ca(ClO)2固體,反應(yīng)生成Cl2,Cl2可使品紅溶液漂白褪色,可與NaOH溶液反應(yīng)使其堿性減弱,故a、b處棉球也會(huì)變白色,D正確。
2.某同學(xué)用下列裝置完成了濃硫酸和SO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已省略)。請回答:(1)下列說法正確的是　　　　。 ?A.反應(yīng)后,將試管Ⅰ中的白色固體加入水中,溶液呈藍(lán)色B.取下試管Ⅲ并不斷振蕩,試管中出現(xiàn)渾濁,是因?yàn)樯闪薆aSO4C.試管Ⅳ中酸性KMnO4溶液褪色,說明SO2具有氧化性D.試管Ⅴ中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替
[解析] (1)Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O,CuSO4溶于水呈藍(lán)色,A項(xiàng)正確;SO2不能與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO3,所以出現(xiàn)的渾濁只能是BaSO4,原因是+4價(jià)的S被氧化成+6價(jià),B項(xiàng)正確;SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因?yàn)镾O2具有還原性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;SO2能與Na2CO3反應(yīng)生成Na2SO3和CO2,D項(xiàng)正確。
(2)取下試管Ⅱ,在該試管口套上氣球,將無色溶液加熱恢復(fù)至紅色,冷卻后,發(fā)現(xiàn)溶液顏色再次變淺。解釋“無色→紅色→顏色變淺”變化的原因:?? 　。?
[解析] (2)SO2能使品紅褪色,加熱后釋放SO2,溶液恢復(fù)紅色,當(dāng)溫度降低時(shí),SO2重新溶解在品紅溶液中,溶液顏色變淺。
SO2遇品紅生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),無色物質(zhì)受熱分解釋放SO2,溶液恢復(fù)紅色;溫度降低,SO2在品紅溶液中溶解度增大,溶液顏色變淺
【歸納總結(jié)】 常見的能用于漂白的物質(zhì)的比較
題組二　二氧化硫與二氧化碳的鑒別
3.[2024·湖北孝感重點(diǎn)高中協(xié)作體聯(lián)考] SO2和CO2的化學(xué)性質(zhì)相似,下列實(shí)驗(yàn)中能證明某氣體為SO2的是(　 )①使澄清石灰水變渾濁?、谑?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅?、凼蛊芳t溶液褪色?、芡ㄈ胱懔縉aOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,該沉淀溶于稀鹽酸　⑤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A.都能證明B.都不能證明C.③④⑤均能證明D.只有⑤能證明
[解析] SO2和CO2都能使澄清石灰水變渾濁,且氣體過量時(shí),沉淀均溶解,①錯(cuò)誤;酸性氣體均能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅,②錯(cuò)誤;SO2、Cl2等都能使品紅溶液褪色,③錯(cuò)誤;SO2和CO2通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀(BaSO3或BaCO3)生成,兩沉淀均溶于稀鹽酸,④錯(cuò)誤;SO2通入溴水后,SO2與Br2反應(yīng)生成H2SO4和HBr,溴水褪色,再加Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀,⑤正確;故選D。
4.已知:2H2SO4(濃)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O,下圖虛線框中的裝置可用于檢驗(yàn)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體產(chǎn)物。?請?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)如果將裝置中①②③三部分儀器的連接順序變?yōu)棰冖佗?則可以檢出的物質(zhì)是　　　　　　;不能檢出的物質(zhì)是　　　　。?
(2)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰佗邰?則可以檢出的物質(zhì)是　 ;不能檢出的物質(zhì)是?　　 　。?(3)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰冖邰?則可以檢出的物質(zhì)是　 ;不能檢出的物質(zhì)是　　　 　。?
[解析] 裝置①用于檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O,只能放在裝置②③之前,若放在裝置②③之后或裝置②③之間,則氣流通過裝置②或③后會(huì)帶出水蒸氣,無法驗(yàn)證使無水CuSO4變藍(lán)的水蒸氣是否是反應(yīng)的生成物。裝置③和裝置②的位置也不能變更,因?yàn)镾O2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁,所以在用澄清石灰水驗(yàn)證CO2前一定要排除SO2的干擾。
【規(guī)律小結(jié)】 檢驗(yàn)SO2和CO2同時(shí)存在的一般流程
(1)純硫酸是一種　 　　　　液體,沸點(diǎn)高,難揮發(fā)。?(2)溶解性濃硫酸與水以任意比互溶,溶解時(shí)可放出大量的熱。(3)稀釋方法將　　　　　沿器壁慢慢注入　　　中,并用玻璃棒不斷攪拌。
2. 稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)
從物質(zhì)類別角度看,硫酸是二元　　　酸,具有酸的通性,能與酸堿指示劑、活動(dòng)性順序排在氫前面的金屬、堿性氧化物、堿、某些鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。?寫出稀硫酸與下列物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。(1)鐵:　 ;?(2)MgO:　 ;?(3)Ba(OH)2:　 ;?(4)Na2SO3:　 ;?(5)BaCl2:　 。?
Fe+2H+ = Fe2++H2↑
MgO+2H+ = Mg2++H2O
3. 濃H2SO4的特性
[微點(diǎn)撥] ①由“量變”引起的“質(zhì)變”:金屬(如Cu、Zn等)與濃H2SO4反應(yīng)時(shí),要注意H2SO4濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響。開始階段產(chǎn)生SO2氣體,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H2SO4的濃度變小,最后變?yōu)橄2SO4,Cu與稀H2SO4不反應(yīng),Zn與稀H2SO4反應(yīng)生成H2而不是SO2。②常溫下,鐵、鋁遇濃H2SO4發(fā)生鈍化,可用鋁槽車運(yùn)輸濃H2SO4。
(1)工藝流程[注意] 工業(yè)上一般以硫黃或其他含硫礦物(如黃鐵礦)為原料制備硫酸,用98.3%的濃硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3產(chǎn)生的酸霧腐蝕設(shè)備,并且可以提高吸收率。
(2)反應(yīng)原理①燃燒硫鐵礦(FeS2)或硫制備SO2:? ? 或S+O2 SO2。②SO2轉(zhuǎn)化為SO3:　 。?③吸收SO3生成H2SO4:　 。?
BaSO3+2H+ = Ba2++SO2↑+H2O
Ag++Cl- = AgCl↓
6. 除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)
(2)加入試劑順序通常有以下三種實(shí)驗(yàn)方案:①粗鹽水→BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾→濾液加適量稀鹽酸→蒸發(fā)結(jié)晶→純凈NaCl晶體。②粗鹽水→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過濾→濾液加適量稀鹽酸→蒸發(fā)結(jié)晶→純凈NaCl晶體。③粗鹽水→NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾→濾液加適量稀鹽酸→蒸發(fā)結(jié)晶→純凈NaCl晶體。
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在膽礬晶體上,晶體表面上出現(xiàn)“白斑”,體現(xiàn)濃硫酸的脫水性(　)(2)50 mL 18.4 ml·L-1的濃硫酸與足量的銅反應(yīng),可產(chǎn)生SO2的物質(zhì)的量為0.46 ml(　)
[解析] (2)隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩?反應(yīng)會(huì)停止,故0.92 ml H2SO4不可能完全反應(yīng)。
[解析] (3)硫元素的+4價(jià)與+6價(jià)之間無其他價(jià)態(tài),故SO2與濃H2SO4不會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
[解析] (5)生成的硫酸銅以固體形式存在于濃硫酸的底部,得不到藍(lán)色溶液。
2.硫酸是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常見藥品,有以下性質(zhì):①酸性,②吸水性,③脫水性,④強(qiáng)氧化性,⑤催化作用。請將序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上:(1)鋅和稀H2SO4制H2:　　　。?(2)濃硫酸作干燥劑:　　　。?(3)實(shí)驗(yàn)室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯:　 。?(4)乙酸乙酯的水解:　　　　。?(5)纖維素的水解:　　　　。?(6)濃硫酸與銅的反應(yīng):　　　　。?(7)濃硫酸使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙先變紅后變黑:　　　　。?
題組一　濃硫酸的性質(zhì)與應(yīng)用
1.[2024·廣東東莞七校聯(lián)考] 某實(shí)驗(yàn)小組利用下圖所示裝置探究濃硫酸與蔗糖反應(yīng)生成的氣體成分。下列說法不正確的是( 　)A.使?jié)饬蛩崤c蔗糖反應(yīng)發(fā)生的操作是將a中的Y形管向左傾斜B.裝置b中若出現(xiàn)白色沉淀,不可能是BaCO3或BaSO3C.裝置d中出現(xiàn)渾濁,證明產(chǎn)生的氣體中含有CO2D.裝置e中可以盛放酸性KMnO4溶液,f的作用為防倒吸
[解析] 蔗糖為固體,濃硫酸和蔗糖混合,將Y形管向左傾斜,濃硫酸倒入含少量水的蔗糖中,A正確;CO2、SO2和氯化鋇均不反應(yīng),若裝置b中出現(xiàn)白色沉淀,是SO2、O2和氯化鋇反應(yīng)生成的BaSO4,B正確;c中的品紅溶液不能完全吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁,C錯(cuò)誤;污染性尾氣為SO2,可以用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液吸收,球形干燥管的作用為防倒吸,D正確。
2.某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況,用如圖所示裝置進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題:(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?　 。?
[解析] (1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在加熱時(shí)可以氧化單質(zhì)銅,生成硫酸銅、二氧化硫和水。
(2)裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體,這種液體最好是下列哪種?　　　　(填字母),其作用是　 。?a.NaOH溶液b.NaCl溶液c.H2Od.NH4Cl 溶液
[解析] (2)二氧化硫氣體排放到大氣中會(huì)污染環(huán)境,所以裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種能與二氧化硫反應(yīng)的液體,可以浸氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液,故選NaOH溶液,其作用是吸收多余的二氧化硫氣體,防止污染空氣。
吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣
(3)裝置B的作用是儲(chǔ)存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K并移去酒精燈,但由于余熱的作用,裝置A中仍有氣體產(chǎn)生,此時(shí)裝置B中的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;B 中應(yīng)放置的液體是　 (填字母)。?a.水b.酸性KMnO4溶液c.飽和NaHSO3溶液d.濃溴水
集氣瓶內(nèi)液面下降,長頸漏斗中的液面上升
[解析](3)裝置B的作用是儲(chǔ)存多余的氣體,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,裝置A中仍有氣體產(chǎn)生,在密閉容器中隨著氣體的生成,集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大,會(huì)使瓶內(nèi)液面下降,長頸漏斗中液面上升。二氧化硫氣體是酸性氧化物,易溶于水,裝置B中的試劑不能和二氧化硫發(fā)生反應(yīng),不能溶解二氧化硫。水能溶解二氧化硫,不能儲(chǔ)存氣體,故a錯(cuò)誤;酸性KMnO4溶液能將二氧化硫氧化,不能儲(chǔ)存氣體,故b錯(cuò)誤;二氧化硫通入飽和NaHSO3溶液中,降低了二氧化硫的溶解度,不反應(yīng),可以儲(chǔ)存氣體,故c正確;濃溴水能氧化二氧化硫,不能儲(chǔ)存氣體,故d錯(cuò)誤。
(4)實(shí)驗(yàn)中,取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18 ml·L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,發(fā)現(xiàn)圓底燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是?　 。?
[解析] (4)①一定質(zhì)量的銅片和一定體積18 ml·L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃硫酸濃度逐漸變小成為稀硫酸,稀硫酸不再和銅發(fā)生反應(yīng),所以有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解。
反應(yīng)過程中濃硫酸被消耗,逐漸變稀,而銅不和稀硫酸反應(yīng)
②下列藥品中能用于證明反應(yīng)結(jié)束后的圓底燒瓶中確有余酸的物質(zhì)是　　　　(填字母)。?a.BaCl2溶液b.鋅粉c.紫色石蕊溶液
[解析] ②能用于證明反應(yīng)結(jié)束后的圓底燒瓶中確有余酸,實(shí)質(zhì)是證明氫離子的存在。加入BaCl2溶液后出現(xiàn)白色沉淀,但由于生成的產(chǎn)物中有硫酸銅,也可以生成白色沉淀,a不能證明;鋅粉與稀硫酸反應(yīng)放出氣體,b可以證明;紫色石蕊溶液遇酸變紅,c可以證明。
【規(guī)律小結(jié)】 濃硫酸與金屬、非金屬的反應(yīng)規(guī)律
3.下列過程中,最終的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　 )A.Fe(NO3)2溶液 白色沉淀B.Ba(NO3)2溶液 白色沉淀C.無色溶液 白色沉淀D.無色溶液 無色溶液 白色沉淀
4.有一瓶Na2SO3溶液,可能被部分氧化。某同學(xué)取少量該溶液,滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振蕩后仍有白色沉淀。下列結(jié)論中不正確的是(　 )A.Na2SO3已部分被空氣中的O2氧化B.加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中可能有BaSO4C.加入稀硫酸后,不溶的沉淀一定是BaSO4D.該實(shí)驗(yàn)不能確定Na2SO3是否部分被氧化
[解析] 由于加入的稀硫酸也能與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀,故不能判斷Na2SO3是否部分被氧化,A錯(cuò)誤,D正確;向Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振蕩后仍有白色沉淀,該沉淀一定是BaSO4,C正確;若Na2SO3被氧化,則加入BaCl2溶液后,生成的沉淀中有BaSO4,若Na2SO3未被氧化,加入BaCl2溶液后,白色沉淀中無BaSO4,B正確。
將精鹽水倒入蒸發(fā)皿中,用酒精燈加熱,同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌,當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時(shí),應(yīng)停止加熱,利用余熱將濾液蒸干,C錯(cuò)誤;蒸發(fā)結(jié)晶后,蒸發(fā)皿溫度較高,應(yīng)用預(yù)熱過的坩堝鉗將蒸發(fā)皿夾持到陶土網(wǎng)上冷卻,從而得到精鹽,D正確。
6.已知某粗鹽樣品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室提純流程如下:(1)用托盤天平稱量粗鹽時(shí),若砝碼和粗鹽位置放顛倒,天平平衡時(shí),讀數(shù)為5.4 g,實(shí)際稱得粗鹽的質(zhì)量是　　　　。?A.5.4 g B.4.6 g C.6.0 g D.5.0 g
[解析] (1)砝碼和粗鹽位置放顛倒,天平平衡時(shí),讀數(shù)為5.4 g,則砝碼是5 g、游碼讀數(shù)是0.4 g,根據(jù)左盤總質(zhì)量=右盤總質(zhì)量+游碼讀數(shù),可知粗鹽的質(zhì)量=5 g-0.4 g=4.6 g。
(2)寫出第③步操作發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。?
[解析] (2)第③步加過量BaCl2溶液,與Na2SO4作用生成BaSO4沉淀,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是BaCl2+Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl。
BaCl2+Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl
(3)寫出第④步操作發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。?
[解析] (3)第④步操作中加入過量氫氧化鈉溶液的主要目的是除去Mg2+,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaCl。
MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+ 2NaCl
(4)第⑤步操作的目的是　 ,?第⑥步操作a的名稱是　　　　。?
[解析] (4)第⑤步操作加入過量的碳酸鈉溶液,能除去氯化鈣和過量的氯化鋇;操作a用于分離難溶性固體和液體,故操作a的名稱是過濾。
除盡Ca2+和過量的Ba2+
(5)第⑦步操作中,向?yàn)V液中滴加足量鹽酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　,此步操作中產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑
(6)在第⑧步操作時(shí),要用玻璃棒不斷攪拌,目的是　 。
[解析] (6)蒸發(fā)結(jié)晶過程中玻璃棒不斷攪拌的目的是防止蒸發(fā)時(shí)因局部溫度過高造成液體飛濺。
防止局部溫度過高使液體飛濺
1. [2023·北京卷] 蔗糖與濃硫酸發(fā)生作用的過程如圖所示。下列關(guān)于該過程的分析不正確的是(　 )A.過程①白色固體變黑,主要體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性B.過程②固體體積膨脹,與產(chǎn)生的大量氣體有關(guān)C.過程中產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體,體現(xiàn)了濃硫酸的酸性D.過程中蔗糖分子發(fā)生了化學(xué)鍵的斷裂
[解析] 濃硫酸具有脫水性,能將有機(jī)物中的H原子和O原子按2∶1的比例脫除,蔗糖中加入濃硫酸,白色固體變黑,體現(xiàn)濃硫酸的脫水性,A正確;濃硫酸脫水過程中釋放大量熱,并發(fā)生反應(yīng)C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O,產(chǎn)生大量氣體,使固體體積膨脹,B正確;濃硫酸與C反應(yīng)生成的SO2能使品紅溶液褪色,體現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性,C錯(cuò)誤;該過程中,濃硫酸使蔗糖脫水變?yōu)樘紗钨|(zhì),蔗糖分子發(fā)生了化學(xué)鍵的斷裂,D正確。
2. [2021·天津卷] 關(guān)于反應(yīng)H2SO4+Na2SO3 = Na2SO4+SO2↑+H2O所涉及的物質(zhì),下列說法錯(cuò)誤的是 (　 )A.H2SO4在該反應(yīng)中為氧化劑B.Na2SO3容易被空氣中的O2氧化變質(zhì) C.Na2SO4是含有共價(jià)鍵的離子化合物D.SO2是導(dǎo)致酸雨的主要有害污染物
3. [2022·江蘇卷] 實(shí)驗(yàn)室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?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(yàn)SO2水溶液的酸性
[解析] 60%硫酸和NaHSO3(s)可發(fā)生反應(yīng):H2SO4+2NaHSO3 = Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此裝置甲可以制取SO2氣體,A正確;氣體通入液體時(shí)“長進(jìn)短處”,裝置乙可以制取SO2水溶液,B正確;SO2不會(huì)與飽和NaHSO3溶液發(fā)生反應(yīng),因此裝置丙不能吸收尾氣中的SO2,C錯(cuò)誤;SO2水溶液顯酸性,可用干燥的pH試紙檢驗(yàn)其酸性,D正確。
4. [2023·廣東卷] 按圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將稀硫酸全部加入Ⅰ中的試管,關(guān)閉活塞。下列說法正確的是(　 )A.Ⅰ中試管內(nèi)的反應(yīng),體現(xiàn)H+的氧化性B. Ⅱ中品紅溶液褪色,體現(xiàn)SO2的還原性C.在Ⅰ和Ⅲ的試管中,都出現(xiàn)了渾濁現(xiàn)象D. 撤掉水浴,重做實(shí)驗(yàn),Ⅳ中紅色更快褪去
5. [2020·浙江卷節(jié)選] 某興趣小組為驗(yàn)證濃硫酸的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖所示。實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有:燒瓶內(nèi)有白霧,燒杯中出現(xiàn)白色沉淀。請回答:(1)將濃硫酸和濃鹽酸混合可產(chǎn)生HCl氣體的原因是　　　　　 　　　　　。?(2)燒杯中出現(xiàn)白色沉淀的原因是?　 。
[解析] (1)鹽酸具有揮發(fā)性,與濃硫酸混合以后,濃硫酸吸水并放出大量的熱,促進(jìn)HCl的逸出。(2)HCl揮發(fā)過程帶出的H2SO4與Ba(NO3)2反應(yīng)生成BaSO4沉淀。
吸水或放熱導(dǎo)致HCl揮發(fā)
HCl氣體會(huì)將H2SO4帶出,與Ba(NO3)2作用生成BaSO4
1. 下列說法中正確的是(　　)A.濃H2SO4具有強(qiáng)吸水性,能吸收糖類化合物中的水分并使其碳化B.用濃硫酸干燥二氧化硫C.室溫下,Fe與濃H2SO4不反應(yīng)D.BaCO3不溶于水,可用作醫(yī)療上檢查腸胃的鋇餐
[解析] 濃硫酸使蔗糖脫水碳化,體現(xiàn)其脫水性,A錯(cuò)誤;濃硫酸具有吸水性,且與SO2不反應(yīng),故可用濃硫酸干燥SO2,B正確;室溫下,鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化阻止反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生,不是不反應(yīng),C錯(cuò)誤;BaCO3 能夠與酸反應(yīng)產(chǎn)生Ba2+,導(dǎo)致重金屬中毒,鋇餐是不能溶于胃酸的BaSO4,D錯(cuò)誤。
2. 某化學(xué)小組用如圖所示裝置探究銅與濃硫酸的反應(yīng)過程中,觀察到試管內(nèi)壁有淡黃色固體,液面上方銅絲變黑,溶液中有白色(灰白色)固體生成。將銅絲抽至脫離溶液,繼續(xù)加熱,保持沸騰狀態(tài),淡黃色固體消失。將變黑的銅絲置于稀硫酸中,黑色物質(zhì)不溶解。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.實(shí)驗(yàn)過程中觀察到石蕊溶液變紅后不褪色B.試管中白色(灰白色)固體為無水硫酸銅C.銅絲上的黑色物質(zhì)為氧化銅D.淡黃色固體消失的原因是硫酸蒸氣將固體硫氧化
[解析] SO2具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液,SO2與水反應(yīng)生成H2SO3而使溶液顯酸性,石蕊溶液只變紅不褪色,A正確;Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO4,由于濃硫酸具有吸水性,不能得到CuSO4·5H2O,故試管底部白色固體為無水硫酸銅,B正確;變黑的銅絲置于稀硫酸中,黑色物質(zhì)不溶解,而CuO可溶于稀硫酸,故該黑色物質(zhì)不是CuO,C錯(cuò)誤;據(jù)元素質(zhì)量守恒推知,淡黃色固體是單質(zhì)S,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,加熱時(shí)可將S氧化生成SO2,故硫酸蒸氣將固體硫氧化,淡黃色固體消失,D正確。
4. 根據(jù)要求完成下列實(shí)驗(yàn)過程(a、b為彈簧夾,加熱及固定裝置已略去)。(1)驗(yàn)證C、Si非金屬性的相對強(qiáng)弱(已知酸性:亞硫酸>碳酸)。①連接儀器、　 　、添加藥品后,打開a、關(guān)閉b,然后滴入濃硫酸,加熱。?②裝置A中的試劑是　 　。?③能說明C的非金屬性比Si強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　 　。?
A中酸性KMnO4溶液沒有完全褪色,盛有Na2SiO3溶液的試管中出現(xiàn)白色沉淀
[解析] (1)Cu與濃硫酸共熱反應(yīng)生成SO2,SO2與NaHCO3飽和溶液反應(yīng)生成CO2,氣體通過酸性KMnO4溶液,除去CO2中的SO2后,再通入Na2SiO3溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3,即C的非金屬性強(qiáng)于Si。
(2)驗(yàn)證SO2的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性。①在(1)①操作后打開b、關(guān)閉a。②H2S溶液中有淺黃色渾濁出現(xiàn),其反應(yīng)的化學(xué)方程式是　 　。?③BaCl2溶液中無明顯現(xiàn)象,將其分成兩份,分別滴加下列溶液,將產(chǎn)生沉淀的化學(xué)式填入下表相應(yīng)位置。寫出其中SO2表現(xiàn)還原性生成沉淀的離子方程式:　 　。?
2H2S+SO2 = 3S↓+2H2O
Ba2++SO2+Cl2+2H2O = BaSO4↓+4H++2Cl-
1. 下列說法正確的是(　 )A.單質(zhì)硫或含硫物質(zhì)燃燒,氧氣少量時(shí)生成SO2,氧氣足量時(shí)生成SO3B.單質(zhì)硫能與CS2反應(yīng),殘留在試管內(nèi)壁上的硫可用CS2除去C.單質(zhì)硫與鐵反應(yīng)生成FeS,體現(xiàn)了單質(zhì)硫的氧化性D.在常溫下,單質(zhì)硫與任何物質(zhì)不反應(yīng)
[解析] 單質(zhì)硫或含硫物質(zhì)燃燒,無論氧氣是否足量,反應(yīng)均生成SO2,A錯(cuò)誤;單質(zhì)硫不與CS2反應(yīng),但能溶于CS2,故試管內(nèi)壁上的硫可用CS2除去,B錯(cuò)誤;S與Fe加熱反應(yīng)生成FeS,S作氧化劑,體現(xiàn)其氧化性,C正確;常溫下,單質(zhì)硫可與汞反應(yīng)生成HgS,D錯(cuò)誤。
2. 下列說法中正確的是(　 )A.SO2、漂白粉和活性炭都能使紅色墨水褪色,其原理相同B.SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性C.SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,溶液顏色變淺,體現(xiàn)SO2的氧化性D.SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,體現(xiàn)SO2的還原性
SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,可發(fā)生反應(yīng):SO2+2KOH = K2SO3+H2O,溶液的堿性減弱而褪色,體現(xiàn)SO2是酸性氧化物的性質(zhì),C錯(cuò)誤;SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,說明Fe3+被還原為Fe2+,體現(xiàn)SO2的還原性,D正確。
[解析] 由于HCl的酸性強(qiáng)于H2SO3,SO2通入BaCl2溶液中,不可能產(chǎn)生BaSO3沉淀,故C錯(cuò)誤。
4. 已知2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有關(guān)操作、裝置、原理及對現(xiàn)象的表述正確的是(　 )A.用裝置甲高溫分解FeSO4,點(diǎn)燃酒精噴燈前應(yīng)先向裝置內(nèi)通一段時(shí)間N2B.用裝置乙可檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的SO2,現(xiàn)象是石蕊溶液先變紅后褪色C.用裝置丙可檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的SO3,現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀D.用裝置丁可吸收尾氣,避免污染環(huán)境
[解析] A項(xiàng),點(diǎn)燃酒精噴燈前應(yīng)先向裝置內(nèi)通一段時(shí)間N2,排盡裝置中的空氣,避免空氣中的氧氣干擾,正確;B項(xiàng),裝置乙不能檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的SO2,產(chǎn)物中的SO3會(huì)對SO2的檢驗(yàn)造成干擾,并且SO2只能使石蕊溶液變紅,錯(cuò)誤;C項(xiàng),SO3易溶于水,當(dāng)混合氣體經(jīng)過乙時(shí),SO3會(huì)被吸收,所以要想檢驗(yàn)SO3,應(yīng)該把乙和丙的位置互換,錯(cuò)誤;D項(xiàng),裝置丁中NaHSO3溶液不能吸收SO2,錯(cuò)誤。
5. [2024·湖南邵東三中模擬] 某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)制取SO2并驗(yàn)證其部分性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖如下(夾持裝置略),下列說法錯(cuò)誤的是(　 )A.A中固體物質(zhì)是Na2SO3,A中反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)B.滴入濃硫酸前先通入氮?dú)?防止空氣中的氧氣影響二氧化硫性質(zhì)的檢驗(yàn)C.B裝置溶液變紅色,說明SO2是酸性氧化物;C裝置中溶液紅色褪去,說明SO2具有漂白性D.取反應(yīng)后D溶液少許,滴入品紅溶液,紅色褪去;另取該反應(yīng)后D溶液少許,滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,以上現(xiàn)象不能說明SO2具有還原性
[解析] Na2SO3→SO2中S元素化合價(jià)不變,是非氧化還原反應(yīng),A正確;滴入濃硫酸前先通入氮?dú)?趕走裝置內(nèi)的空氣,防止空氣中的氧氣影響SO2性質(zhì)的檢驗(yàn),B正確;SO2與碳酸鈉反應(yīng),pH減小,酚酞的紅色褪去,可能是SO2溶于水呈酸性,不能說明SO2有漂白性,C錯(cuò)誤;氯水中含有Cl-和HClO,若氯水未反應(yīng)完,也能使硝酸銀產(chǎn)生沉淀及使品紅褪色,則無法說明氯水與SO2是否反應(yīng),不能說明SO2具有還原性,D正確。
6. [2024·湖南永州一中模擬] 某研究性小組探究不同金屬和濃硫酸的反應(yīng),向三等份濃硫酸中分別加入大小相同的不同金屬片,加熱,用生成的氣體進(jìn)行下表實(shí)驗(yàn)操作并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
已知:H2S+CuSO4 = CuS↓+H2SO4(CuS為黑色固體);H2S可燃。下列說法中不正確的是(　 )A.實(shí)驗(yàn)①中,使酸性KMnO4溶液褪色的氣體是SO2B.實(shí)驗(yàn)③中,燃燒現(xiàn)象能證明生成氣體中一定含有H2SC.實(shí)驗(yàn)②中,生成的氣體一定是混合氣體D.金屬與濃硫酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物與金屬的活動(dòng)性順序有關(guān)
[解析] 銅與濃硫酸反應(yīng)生成的氣體,使酸性KMnO4溶液、品紅溶液褪色,通入CuSO4溶液,無明顯現(xiàn)象,推測該氣體是SO2,A正確;鋁與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,通入CuSO4溶液,出現(xiàn)黑色沉淀,推測生成氣體中一定含H2S,但僅據(jù)燃燒現(xiàn)象不能證明生成氣體中含有H2S,還可能生成H2,B錯(cuò)誤;Zn與濃硫酸反應(yīng)生成氣體,能燃燒但通入CuSO4溶液無明顯現(xiàn)象,說明反應(yīng)生成H2,據(jù)酸性KMnO4溶液和品紅溶液褪色,說明生成SO2,故生成的氣體為混合氣體,C正確;對比表中金屬與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體對應(yīng)現(xiàn)象,說明還原產(chǎn)物與金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱有關(guān),D正確。
7. 下列說法正確的是(　 )A.蘸有濃硫酸的玻璃棒接近濃氨水瓶口有白煙產(chǎn)生B.鈉、鋁、鐵、銅在空氣中都會(huì)氧化變質(zhì)生成相應(yīng)的金屬氧化物C.可直接向銅與濃硫酸反應(yīng)后溶液中加入水來證明該反應(yīng)有硫酸銅生成D.實(shí)驗(yàn)室用乙醇和濃硫酸制乙烯、蔗糖遇濃硫酸碳化,兩過程中濃硫酸都表現(xiàn)出脫水性
[解析] 濃硫酸難揮發(fā),蘸有濃硫酸的玻璃棒接近濃氨水瓶口不會(huì)有白煙產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;銅在潮濕的空氣中氧化變質(zhì)生成堿式碳酸銅,不是相應(yīng)的金屬氧化物,故B錯(cuò)誤;濃硫酸溶于水放出大量的熱,銅與濃硫酸反應(yīng)后可能有濃硫酸剩余,根據(jù)濃硫酸稀釋規(guī)律,應(yīng)將反應(yīng)液緩慢倒入水中,故C錯(cuò)誤。
8. 下列實(shí)驗(yàn)(夾持裝置略去)所得結(jié)論不正確的是( 　)
A.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中氣體是H2 B.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C.實(shí)驗(yàn)Ⅲ中氣體是SO2D.濃度、溫度影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
[解析] 鐵是活潑金屬,與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4和H2,產(chǎn)生大量無色氣體,A正確;常溫下,鐵片在濃硫酸中發(fā)生鈍化,表面生成致密氧化膜而變暗,氧化膜阻止內(nèi)層鐵與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng),故變暗后無明顯現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;鐵與濃硫酸在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng),H2SO4被還原生成SO2,C正確;對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ可知,硫酸的濃度對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生影響,對比實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ可知,反應(yīng)溫度對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生影響,D正確。
9. 某學(xué)生設(shè)計(jì)了一種檢驗(yàn)濃硫酸與蔗糖反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示:下列說法錯(cuò)誤的是 (　 )A.裝置A試管中白色晶體變?yōu)楹谏?體現(xiàn)濃硫酸的脫水性B.裝置B用于檢驗(yàn)水的存在C.裝置C、D中溶液顏色褪去的原理相同D.使裝置E中澄清石灰水變渾濁的產(chǎn)物不一定是CO2
[解析] 裝置A中注入濃硫酸后,可觀察到試管中白色晶體變?yōu)楹谏?體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性,故A正確;濃硫酸與蔗糖脫水后生成C,C與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O,無水硫酸銅遇水變藍(lán),用于檢驗(yàn)水的存在,故B正確;裝置C中溶液褪色體現(xiàn)SO2的漂白性,裝置D中溶液褪色體現(xiàn)SO2的還原性,故C錯(cuò)誤;SO2也能使澄清石灰水變渾濁,故D正確。
考點(diǎn)三　硫酸根離子的檢驗(yàn)
12. [2024·遼寧沈陽郊聯(lián)體聯(lián)考] Y形管是一種特殊的儀器,與其他儀器組合可以進(jìn)行某些實(shí)驗(yàn)探究。利用如圖所示裝置可以探究SO2與BaCl2反應(yīng)生成BaSO3沉淀的條件。下列判斷正確的是(　 )A.e、f兩管中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體B.玻璃管的作用是連通大氣,使空氣中的氧氣進(jìn)入集氣瓶,參與反應(yīng)C.c、d兩根導(dǎo)管都必須插入BaCl2溶液中,保證氣體與Ba2+充分接觸D.Y形管乙中產(chǎn)生的可能是氧化性氣體,將BaSO3氧化為BaSO4沉淀

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