
第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用
學(xué)習(xí)任務(wù)1 硫及其氧化物 硫化氫 亞硫酸
一、硫單質(zhì)
1.自然界中的硫
(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。
有關(guān)硫化物和硫酸鹽的化學(xué)式見下表:
硫鐵礦
黃銅礦
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2.物理性質(zhì)
色態(tài)
淡黃色或黃色晶體
溶解性
不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2
3.化學(xué)性質(zhì)
二、二氧化硫(SO2 )
1.物理性質(zhì)
顏色
氣味
毒性
密度
溶解性
無色
有刺激性氣味
有毒
比空氣大
易溶于水
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)具有酸性氧化物的通性
與少量NaOH溶液反應(yīng):SO2+NaOH===NaHSO3;
與足量NaOH溶液反應(yīng):SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
(2)具有還原性,能被Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4等氧化劑氧化。
①SO2與鹵水反應(yīng):SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4(X為Cl、Br、I)。
②使FeCl3溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。
③2SO2+O22SO3。
(3)具有氧化性
與H2S反應(yīng):SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
(4)具有漂白性
使品紅溶液褪色(原理:SO2+有色物質(zhì)→無色物質(zhì)有色物質(zhì)+SO2)。
三、三氧化硫(SO3)
SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為無色、針狀晶體,能與水反應(yīng):SO3+H2O===H2SO4,放出大量的熱。SO3是酸性氧化物,跟堿性氧化物或堿都能反應(yīng)生成硫酸鹽。
四、硫的氧化物的污染與治理
五、硫化氫(H2S)、亞硫酸(H2SO3)
1.H2S、H2SO3的弱酸性
(1)都是二元弱酸,在水中分步電離,能使紫色石蕊溶液變紅。
(2)與NaOH反應(yīng)都可生成兩種鹽:正鹽(Na2S、Na2SO3)和酸式鹽(NaHS、NaHSO3)。
(3)酸性:H2S<H2SO3。S2-、SO、HS-、HSO都可以發(fā)生水解反應(yīng),其中S2-、HS-可與Al3+發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),如3S2-+2Al3++6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑。
2.H2S、SO2、H2SO3的還原性
(1)都可被Fe3+、O2、X2(X=Cl、Br、I)、HNO3、酸性KMnO4溶液等氧化。
(2)H2S在O2中燃燒時(shí),H2SS,H2SSO2;H2S可被SO2、H2SO3氧化,如2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。
(1)(2019·高考全國卷Ⅲ)向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸可制備少量二氧化硫氣體。( )
(2)(2018·高考全國卷Ⅱ)密閉容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA。( )
(3)(2017·高考全國卷Ⅰ改編)氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸不能作為比較氫硫酸與亞硫酸酸性強(qiáng)弱的依據(jù)。( )
(4)硫在自然界中僅以化合態(tài)存在。( )
(5)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。( )
(6)硫黃易溶于CS2,所以可用CS2溶解試管內(nèi)壁的硫。( )
(7)SO2具有漂白性,所以SO2可使溴水褪色。( )
(8)SO2氣體通入BaCl2溶液中產(chǎn)生BaSO3白色沉淀。( )
(9)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。( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)×
2.(教材改編題)在下列反應(yīng)中硫元素只表現(xiàn)氧化性的是( )
A.2Al+3SAl2S3
B.S+2H2SO4(濃)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S↓
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
解析:選A。A項(xiàng),該反應(yīng)中S的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià),所以只體現(xiàn)氧化性,正確;B項(xiàng),該反應(yīng)中S的化合價(jià)由0價(jià)、+6價(jià)變?yōu)椋?價(jià),所以S體現(xiàn)還原性和氧化性,錯(cuò)誤;C項(xiàng),該反應(yīng)中S的化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià),所以S只體現(xiàn)還原性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),該反應(yīng)中S的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)、+4價(jià),所以S體現(xiàn)氧化性和還原性,錯(cuò)誤。
3.(教材改編題)下列物質(zhì)均有漂白作用,其中漂白原理與其他三種不同的是( )
A.HClO B.SO2
C.O3 D.Na2O2
解析:選B。SO2的漂白屬于加合型,而HClO、O3和Na2O2的漂白均屬于氧化型。
提升一 硫及其氧化物的性質(zhì)
1.(教材改編題)下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.殘留在試管內(nèi)壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用熱的NaOH溶液除去
B.硫單質(zhì)與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)一般生成低價(jià)態(tài)的金屬硫化物
C.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
D.單質(zhì)硫或含硫物質(zhì)燃燒時(shí),氧氣少量時(shí)生成SO2,氧氣足量時(shí)生成SO3
解析:選D。硫易溶于CS2,且能與NaOH反應(yīng)生成可溶性的Na2S和Na2SO3,A項(xiàng)正確;硫在氧氣中燃燒只生成SO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2020·蚌埠模擬)如圖是研究二氧化硫性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)裝置。現(xiàn)用60%硫酸溶液和亞硫酸鈉晶體反應(yīng)制取SO2氣體,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯,且不易污染空氣。下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.紫色石蕊溶液變藍(lán)色
B.品紅溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液紅色變淺
解析:選A。Na2SO3與60% H2SO4反應(yīng)生成SO2,SO2的水溶液呈酸性,能使紫色石蕊溶液變紅;SO2能使溴水、品紅溶液褪色,能與NaOH溶液反應(yīng)而使含酚酞的NaOH溶液紅色變淺。
3.已知有機(jī)色質(zhì)的發(fā)色官能團(tuán)可以被氧化或發(fā)生加合反應(yīng)生成無色物質(zhì)。
(1)為了探索比較SO2和Cl2的漂白原理,甲同學(xué)做了如下對(duì)比實(shí)驗(yàn):
a.將干燥的SO2和干燥的Cl2分別通到干燥的品紅試紙上,發(fā)現(xiàn)品紅試紙均不褪色;
b.將SO2和Cl2分別通入品紅溶液中,發(fā)現(xiàn)品紅溶液均褪色;
c.加熱b中漂白后的溶液,發(fā)現(xiàn)前者恢復(fù)紅色,并產(chǎn)生刺激性氣味的氣體,后者無明顯現(xiàn)象;
d.將SO2和Cl2分別持續(xù)通入紫色石蕊試液中,發(fā)現(xiàn)前者只變紅,不褪色,后者先變紅,后褪色。
請(qǐng)根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)事實(shí),簡(jiǎn)要說明SO2與Cl2漂白原理的相同與不同之處。
①相同之處:SO2和Cl2本身都沒有漂白性,起漂白作用的分別是其與水反應(yīng)后的產(chǎn)物________和________。
②不同之處:H2SO3只能與某些有機(jī)色質(zhì)發(fā)生________反應(yīng),生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),生成物受熱分解再放出SO2,是非氧化還原反應(yīng)。HClO能與很多有機(jī)色質(zhì)發(fā)生________反應(yīng),生成物較穩(wěn)定。
(2)乙同學(xué)為了探索對(duì)比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小,將等體積等濃度的品紅溶液與三種漂白劑分別反應(yīng),至完全褪色時(shí),發(fā)現(xiàn)消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同,但褪色時(shí)間O3最短,H2O2次之,Cl2最長。
①消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同的原因是每摩爾物質(zhì)________相等。
②O3漂白速度較H2O2快的主要原因是________________________________________;
Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_____________________________________________。
解析:注意題干中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,仔細(xì)分析褪色原因。
答案:(1)①H2SO3 HClO?、诩雍?或化合) 氧化還原
(2)①得電子數(shù) ②氧化性O(shè)3>H2O2 Cl2與H2O反應(yīng)生成的HClO濃度較小
常見漂白物質(zhì)歸納
物質(zhì)
SO2
HClO、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白
原理
與有色物質(zhì)結(jié)合生成無色物質(zhì)
將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)
吸附有色物質(zhì)
變化
類型
化學(xué)變化
化學(xué)變化
物理變化
是否
可逆
可逆,加熱或久置后恢復(fù)原來顏色
不可逆,加熱或久置后不恢復(fù)原來顏色
—
漂白
對(duì)象
有色的有機(jī)物,不能漂白指示劑
有色的有機(jī)物和指示劑
有機(jī)色質(zhì)
提升二 SO2與CO2的檢驗(yàn)
4.(雙選)下列溶液能夠區(qū)別SO2和CO2氣體的是( )
A.澄清石灰水 B.H2S溶液
C.酸性KMnO4溶液 D.紫色石蕊試液
解析:選BC。SO2和CO2都屬于酸性氧化物,它們都能使澄清石灰水變渾濁,所以不能利用澄清石灰水區(qū)別SO2和CO2。SO2具有氧化性,能將H2S溶液氧化生成單質(zhì)硫(有淡黃色沉淀生成);SO2也具有還原性,能被酸性KMnO4溶液氧化(溶液褪色);CO2與這兩種溶液不反應(yīng)。SO2和CO2都能使紫色石蕊試液變紅,不能利用紫色石蕊試液區(qū)別SO2和CO2。
5.如圖是檢驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)時(shí),C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。
解析:一定要理解題意是檢驗(yàn)氣體成分,檢驗(yàn)二氧化硫用品紅溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液;檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水,在檢驗(yàn)二氧化碳之前,必須除盡二氧化硫,因?yàn)槎趸蛞材苁钩吻迨宜儨啙?。C裝置的作用是除去SO2并檢驗(yàn)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,若褪成無色不能證明二氧化硫已除盡。
答案:(1)品紅溶液 檢驗(yàn)SO2
(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并檢驗(yàn)SO2是否除盡
(3)澄清石灰水 檢驗(yàn)CO2
(4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺,但不褪成無色
1.鑒別SO2和CO2的方法
SO2和CO2都能使澄清石灰水變渾濁,若通入的氣體過量,則沉淀都可消失,所以不能用澄清石灰水鑒別SO2和CO2。通??捎靡韵路椒ㄨb別:
(1)用品紅溶液,使品紅溶液褪色的是SO2,不能使品紅溶液褪色的是CO2。
(2)用酸性高錳酸鉀溶液,使酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。
(3)用溴水,使溴水褪色的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。
(4)用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。
(5)用FeCl3溶液,使溶液由棕黃色變淺綠色的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。
2.檢驗(yàn)SO2中的CO2的方法
SO2能使澄清石灰水變渾濁,而檢驗(yàn)CO2一般也是使用澄清石灰水,因此,必須先檢驗(yàn)SO2,后檢驗(yàn)CO2。
提升三 SO2對(duì)環(huán)境的污染及治理
6.(1)下列物質(zhì)中,可形成酸雨的是______。
A.二氧化硫 B.氟氯代烴
C.二氧化碳 D.甲烷
(2)現(xiàn)有以下幾種措施:①對(duì)燃燒煤時(shí)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行除硫處理;②少用原煤做燃料;③燃煤時(shí)鼓入足量空氣;④開發(fā)清潔能源。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是______。
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
解析:(1)SO2溶于雨水生成亞硫酸,進(jìn)而被空氣中的氧氣氧化為硫酸,降落到地面即為酸雨;氟氯代烴破壞臭氧層;CO2、CH4均屬于溫室氣體,不能形成酸雨,故答案為A。(2)二氧化硫是形成酸雨的主要原因,而大氣中二氧化硫的主要來源之一是含硫燃料(包括煤、石油、天然氣等)的燃燒,所以減少酸雨的重要措施是對(duì)煤等燃料進(jìn)行脫硫處理,或者開發(fā)新能源來代替煤等燃料。
答案:(1)A (2)C
7.食品、大氣、工業(yè)尾氣中SO2均需嚴(yán)格檢測(cè)或轉(zhuǎn)化吸收,下列有關(guān)SO2的檢測(cè)或吸收方法正確的是( )
A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒試樣以測(cè)定葡萄酒中SO2的濃度
B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后將沉淀在空氣中洗滌、過濾、干燥、稱重以測(cè)定大氣中SO2的濃度
C.氨酸法:用氨水吸收尾氣中的SO2后再將吸收液與硫酸反應(yīng),將富集后的SO2循環(huán)使用
D.石灰-石膏法:常溫下用石灰石吸收尾氣中的SO2得到CaSO3,再經(jīng)氧化可用于生產(chǎn)石膏
解析:選C。A項(xiàng),葡萄酒中的乙醇也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,對(duì)SO2的檢測(cè)有干擾;B項(xiàng),大氣中的CO2能被Ba(OH)2溶液沉淀,對(duì)SO2的檢測(cè)有干擾;C項(xiàng),氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,(NH4)2SO3或NH4HSO3與硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生SO2,SO2可以循環(huán)使用;D項(xiàng),石灰石吸收SO2需要在高溫下才能進(jìn)行。
學(xué)習(xí)任務(wù)2 濃硫酸的性質(zhì)及SO的檢驗(yàn)
一、濃硫酸的物理性質(zhì)
1.揮發(fā)性:難揮發(fā)。
2.溶解性:濃H2SO4與水以任意比互溶,溶解時(shí)可放出大量的熱。濃H2SO4稀釋的方法是將濃H2SO4沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩倒入水中,并不斷用玻璃棒攪拌。
3.濃硫酸對(duì)人體皮膚有強(qiáng)烈的腐蝕作用。如果不慎在皮膚上沾上少量濃硫酸時(shí),處理方法是立即用大量水沖洗,然后涂上NaHCO3溶液。
二、濃硫酸的特性
三、SO的檢驗(yàn)
1.檢驗(yàn)SO的正確操作
待測(cè)液取清液出現(xiàn)白色沉淀,即可確定存在SO。
2.理論解釋
(1)先加稀鹽酸的目的是排除CO、SO、Ag+等離子干擾。
(2)再加BaCl2溶液,若存在SO,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:Ba2++SO===BaSO4↓。
1.硫酸是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常見藥品,其性質(zhì)有①酸性,②吸水性,③脫水性,④強(qiáng)氧化性,⑤催化作用,請(qǐng)將序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上:
(1)鋅和稀H2SO4制H2:____________;
(2)濃硫酸做干燥劑:__________________;
(3)濃硫酸與蔗糖的炭化實(shí)驗(yàn)(黑面包實(shí)驗(yàn)):______________________________;
(4)濃硫酸與銅的反應(yīng):________________________。
(5)常溫下,用鐵制容器盛裝濃硫酸:________。
(6)實(shí)驗(yàn)室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯:___________________________________。
(7)纖維素的水解:________________。
(8)濃硫酸使?jié)駶欁仙镌嚰埾茸兗t,后來又變黑:________________。
答案:(1)① (2)② (3)③④ (4)①④ (5)④
(6)②⑤ (7)⑤ (8)①③
2.將64 g銅箔加入盛有含2 mol H2SO4的濃H2SO4的試管中加熱。
(1)銅箔能否完全溶解?請(qǐng)解釋原因:________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在反應(yīng)后的溶液中再加入少量硝酸鈉晶體,銅箔表面又有氣泡冒出,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)不能,因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行,濃H2SO4變?yōu)橄2SO4,反應(yīng)停止
(2)H+與NO又繼續(xù)氧化銅片,發(fā)生反應(yīng):3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
(1)濃硫酸能氧化(必要時(shí)加熱)除Au、Pt以外的所有金屬,其還原產(chǎn)物是SO2而不是H2。
(2)常溫下,濃硫酸與Fe、Al并不是不反應(yīng),而是發(fā)生了“鈍化”,“鈍化”是濃硫酸將Fe、Al氧化而在其表面形成一層致密的氧化物薄膜,阻止了濃硫酸與Fe、Al的繼續(xù)反應(yīng),體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。
提升一 硫酸的性質(zhì)及應(yīng)用
1.某同學(xué)設(shè)想用如圖裝置來驗(yàn)證濃硫酸的某些性質(zhì),其中不能達(dá)到目的的是( )
選項(xiàng)
A
B
C
D
實(shí)驗(yàn)
目的
吸水性
脫水性
溶解放熱
強(qiáng)氧化性
實(shí)驗(yàn)
裝置
解析:選D。A項(xiàng)中由于分子是在不斷運(yùn)動(dòng)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;B項(xiàng)中濾紙沾上濃硫酸后,很快會(huì)因脫水而變黑;C項(xiàng)中濃硫酸滴到小試管內(nèi)的水中,放出的熱量會(huì)使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大,U形管內(nèi)液面出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)象;D項(xiàng)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)出強(qiáng)氧化性。
2.工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷濃硫酸。為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng),某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng):
(1)將已除去表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)放入冷濃硫酸中,10分鐘后移入硫酸銅溶液中,片刻后取出觀察,鐵釘表面無明顯變化,其原因是_________________________________。
(2)另稱取鐵釘6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要確認(rèn)其中的Fe2+,應(yīng)選用________(選填序號(hào))。
a.KSCN溶液和氯水
b.鐵粉和KSCN溶液
c.濃氨水
d.酸性KMnO4溶液
②乙同學(xué)取336 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)操作后得干燥固體2.33 g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為________。
解析:(1)鐵釘在冷的濃硫酸中鈍化,表面形成一層致密的氧化膜,阻止了與硫酸銅的反應(yīng)。(2)①檢驗(yàn)Fe3+溶液中含有Fe2+,可根據(jù)Fe2+具有還原性這一特點(diǎn)選擇氧化劑,因原溶液中存在Fe3+,無法用KSCN溶液檢驗(yàn)是否存在Fe2+,只有d項(xiàng)酸性KMnO4溶液可將Fe2+氧化,同時(shí)自身被還原為Mn2+,可通過溶液紫紅色是否褪去判斷Fe2+是否存在。②混合氣體的物質(zhì)的量為0.336 L/(22.4 L·mol-1)=0.015 mol。由硫原子守恒,可得n(SO2)=n(BaSO4)=2.33 g/(233 g·mol-1)=0.01 mol,則Y中SO2的體積分?jǐn)?shù)為0.01 mol/0.015 mol×100%=66.7%。
答案:(1)鐵釘表面被鈍化 (2)①d ②66.7%
濃硫酸與金屬的反應(yīng)規(guī)律
(1)與活潑金屬(如Zn)反應(yīng),開始產(chǎn)生SO2,硫酸濃度變小后,產(chǎn)生H2。
(2)與不活潑金屬(如Cu)反應(yīng),開始產(chǎn)生SO2(加熱),濃度變小后,稀硫酸不再與Cu反應(yīng)。如1 mol Cu與含2 mol H2SO4的濃硫酸充分反應(yīng),生成的SO2小于1 mol。
(3)濃硫酸在與金屬的反應(yīng)中既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)酸性。濃硫酸在與非金屬的反應(yīng)中只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。
提升二 SO的檢驗(yàn)
3.下列過程中最終的白色沉淀不一定是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
解析:選C。A項(xiàng)中NO、H+能將SO2氧化成SO,故能產(chǎn)生BaSO4白色沉淀。B項(xiàng)中H+、NO能將SO氧化成SO,故能產(chǎn)生BaSO4白色沉淀。C項(xiàng)中不能排除AgCl沉淀的可能。D項(xiàng)中加鹽酸無現(xiàn)象,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀,即BaSO4白色沉淀。
4.有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振蕩后,白色沉淀不溶解。對(duì)此實(shí)驗(yàn)的下列敘述正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)證實(shí)Na2SO3已部分被氧化
B.實(shí)驗(yàn)中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.實(shí)驗(yàn)中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次實(shí)驗(yàn)不能確定Na2SO3是否部分被氧化
解析:選D。Na2SO3溶液可能部分被氧化變質(zhì),則滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀中一定有亞硫酸鋇,可能有硫酸鋇,加入足量稀硝酸后,亞硫酸鋇被氧化成硫酸鋇,即此時(shí)的白色沉淀是硫酸鋇。
SO檢驗(yàn)的易錯(cuò)點(diǎn)
(1)只加可溶性鋇鹽,不酸化。誤將CO、PO、SO等干擾離子判斷成SO。因上述離子會(huì)產(chǎn)生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)誤將Ag+、Pb2+判斷成SO。例如:向待測(cè)液中滴加BaCl2溶液,再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含 SO。其錯(cuò)誤是未注意溶液中不含 SO,而含Ag+或Pb2+時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(3)誤將SO判斷成SO。例如:向待測(cè)液中滴加用稀硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便誤以為有SO。該錯(cuò)誤是未注意NO在酸性環(huán)境中具有強(qiáng)氧化性,發(fā)生反應(yīng):Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
學(xué)習(xí)任務(wù)3 硫代硫酸鈉 硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用
一、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)
Na2S2O3是一種中等強(qiáng)度的還原劑,可被碘氧化成Na2S4O6(連四硫酸鈉),該反應(yīng)常用來定量測(cè)定碘的含量,反應(yīng)的離子方程式為I2+2S2O===2I-+S4O;可被氯、溴等氧化為SO,如Na2S2O3+4Cl2+5H2O===Na2SO4+H2SO4+8HCl;可與酸反應(yīng),離子方程式為2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O。
二、從物質(zhì)分類的角度定位硫及其化合物間的轉(zhuǎn)化
三、從氧化還原反應(yīng)的角度定位硫及其化合物間的轉(zhuǎn)化
1.相鄰價(jià)態(tài)的同種元素的微粒間不發(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(dāng)硫元素的化合價(jià)升高或降低時(shí),一般升高或降低到其相鄰的價(jià)態(tài),即臺(tái)階式升降。可用如圖表示:
如H2SSSO2SO3
寫出③④⑤反應(yīng)的化學(xué)方程式:
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
3.含硫物質(zhì)的連續(xù)轉(zhuǎn)化
(1)H2SSO2SO3H2SO4;
(2)SSO2SO3H2SO4。
4.典型的歸中反應(yīng)
2H2S+SO2===3S↓+2H2O;
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O?!?br />
1.(2019·高考全國卷Ⅱ)向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,溶液變渾濁,寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:Na2S2O3+2HCl===S↓+SO2↑+2NaCl+H2O
2.(2018·高考全國卷Ⅰ)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式:_____________________________________________。
答案:2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
3.(2017·高考全國卷Ⅱ改編)用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定I2生成Na2S4O6的離子方程式為________________________________________________________________________。
答案:I2+2S2O===2I-+S4O
提升一 硫及其化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用
1.(2020·湖南雅禮中學(xué)月考)含硫煤燃燒會(huì)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(shí)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(shí)產(chǎn)生的SO2
C.該過程中化合價(jià)發(fā)生改變的元素只有Fe和S
D.圖中涉及的反應(yīng)之一為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
解析:選C。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項(xiàng)正確;根據(jù)題圖分析可知,該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)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Fe、S和O,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.物質(zhì)的類別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要視角。硫及其化合物與價(jià)態(tài)變化為坐標(biāo)的二維轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。
回答下列問題:
(1)圖中X的電子式為________;其水溶液在空氣中放置易變渾濁,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
該變化說明S的非金屬性比O的________(填“強(qiáng)”或“弱”)。
(2)下列物質(zhì)用于Na2S2O3制備,從氧化還原反應(yīng)的角度,理論上有可能的是________(填字母)。
a.Na2S+S
b.Z+S
c.Na2SO3+Y
d.NaHS+NaHSO3
(3)治理含CO、SO2的煙道氣,以Fe2O3為催化劑,將CO、SO2在380 ℃時(shí)轉(zhuǎn)化為S和一種無毒氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________________________。
解析:(1)X為H2S,S最外層有6個(gè)電子,能與2個(gè)H原子形成共價(jià)鍵,其電子式為;H2S水溶液在空氣中變渾濁是因?yàn)楸谎鯕庋趸癁镾,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2S+O2===2S↓+2H2O,所以S的非金屬性比O的弱。
(2)Na2S2O3中S為+2價(jià),從氧化還原反應(yīng)的角度分析,反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于+2價(jià)和小于+2價(jià),a中S的化合價(jià)都小于+2價(jià),c中S的化合價(jià)都大于+2價(jià),b、d符合題意。
答案:(1) 2H2S+O2===2S↓+2H2O 弱
(2)bd (3)2CO+SO2S↓+2CO2
提升二 硫元素的轉(zhuǎn)化與綜合實(shí)驗(yàn)探究
3.(雙選)(2020·無錫高三質(zhì)檢)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)裝置如圖(夾持裝置已省略),下列敘述正確的是( )
A.取反應(yīng)后D裝置中溶液少許,滴加品紅溶液,紅色褪去,說明SO2具有漂白性
B.A裝置中比較理想的反應(yīng)物是Na2SO3固體和濃硫酸
C.B裝置中溶液變紅色,說明SO2是酸性氧化物;C裝置中產(chǎn)生白色沉淀的原因?yàn)锽aCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl
D.關(guān)閉彈簧夾a,打開彈簧夾b,用酒精燈在三頸燒瓶下微熱,若能觀察到C中長導(dǎo)管口有明顯氣泡現(xiàn)象,冷卻后溶液倒吸,就能判斷裝置A、B部分氣密性良好
解析:選BD。A項(xiàng),氯水中存在的次氯酸具有漂白作用,也可以使品紅溶液褪色,不能確定一定為二氧化硫的漂白性,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),二氧化硫易溶于水,可用亞硫酸鈉固體和濃硫酸制備,故B正確;C項(xiàng),C裝置中產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4,反應(yīng)原理為2Fe3++SO2+2H2O===SO+2Fe2++4H+,SO+Ba2+===BaSO4↓,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),檢驗(yàn)裝置中A、B兩部分的氣密性,進(jìn)行的操作是關(guān)閉彈簧夾a,打開彈簧夾b,用酒精燈在三頸燒瓶下微熱,觀察到C中長導(dǎo)管口有明顯氣泡現(xiàn)象,冷卻后長導(dǎo)管中出現(xiàn)一段水柱,說明該裝置氣密性良好,故D正確。
4.(2020·伊春高三模擬)硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.[查閱資料]
(1)Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體,易溶于水,其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀鹽酸。
Ⅱ.[制備產(chǎn)品]
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略夾持裝置):
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)檢查裝置氣密性,按圖示加入試劑。
儀器a的名稱是________;E中的試劑是________(填字母)。
A.稀H2SO4
B.NaOH溶液
C.飽和NaHSO3溶液
(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng)。過濾C中混合物,濾液經(jīng)________(填操作名稱)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品。
Ⅲ.[探究與反思]
(1)為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整(所需試劑從稀硝酸、稀硫酸、稀鹽酸、蒸餾水中選擇)。
取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,________________________________________________________________________,
若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)為減少C中生成Na2SO4的量,在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟(2)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的操作是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大,所得產(chǎn)品通過________方法提純。
解析:Ⅱ.(1)儀器a為分液漏斗;在A中產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體SO2,故E用于處理未反應(yīng)的SO2,在給定的三種溶液中,只有NaOH溶液能吸收SO2。(3)從溶液中得到晶體的操作包括蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥這五步。
Ⅲ.(1)根據(jù)Ⅰ中(3)可知,BaSO3可溶于稀鹽酸,而BaSO4難溶于稀鹽酸,則在配制的稀溶液中加入BaCl2溶液,將生成的沉淀過濾、洗滌后,向沉淀中加入足量稀鹽酸,沉淀未完全溶解,說明原溶液中含有SO,沉淀溶解的部分生成了刺激性氣味的氣體(SO2),則沉淀中含有BaSO3,故原溶液中含有SO。(2)由Ⅰ中(3)可知,Na2SO3易被氧化,故裝置中的氧氣能將Na2SO3氧化,為了減少Na2SO4的生成量,應(yīng)先將裝置中的空氣排盡,可先用A中生成的SO2將裝置中的空氣排盡。(3)因?yàn)榱虼蛩徕c的溶解度隨溫度升高而顯著增大,故可采用重結(jié)晶法將其提純。
答案:Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸發(fā)
Ⅲ.(1)過濾,用蒸餾水洗滌沉淀,向沉淀中加入足量稀鹽酸
(2)先向A中燒瓶滴加濃H2SO4,產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后,再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液
(3)重結(jié)晶
1.(2019·高考江蘇卷)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是( )
A.NH4HCO3受熱易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去鐵銹
C.SO2具有氧化性,可用于紙漿漂白
D.Al2O3具有兩性,可用于電解冶煉鋁
解析:選B。A項(xiàng),因?yàn)镹H4HCO3中含有氮元素,所以可以用作化肥,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵銹的主要成分為Fe2O3,加入稀硫酸可以除去Fe2O3利用了稀硫酸的酸性,正確;C項(xiàng),SO2漂白紙漿利用了SO2的漂白性,不是其氧化性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),電解Al2O3獲得鋁,不是因?yàn)锳l2O3具有兩性,錯(cuò)誤。
2.(2017·高考北京卷)根據(jù)SO2通入不同溶液中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是( )
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
解析:選C。產(chǎn)生的白色沉淀為BaSO4,SO2中硫元素的化合價(jià)從+4升高到+6,被Fe3+氧化,體現(xiàn)了SO2的還原性,A項(xiàng)正確;黃色沉淀為硫單質(zhì),SO2中硫元素的化合價(jià)從+4降低為0,被H2S還原,體現(xiàn)了SO2的氧化性,B項(xiàng)正確;紫色溶液褪色,是因?yàn)樗嵝愿咤i酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,能將SO2氧化,自身被還原為無色的Mn2+,體現(xiàn)了SO2的還原性漂白性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;膠狀沉淀為硅酸,發(fā)生的反應(yīng)為SO2+H2O+SiO===H2SiO3↓+SO,原理為強(qiáng)酸制弱酸,因此H2SO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3,D項(xiàng)正確。
3.(2017·高考江蘇卷)下列制取SO2、驗(yàn)證其漂白性、收集并進(jìn)行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
解析:選B。需用濃H2SO4與Cu反應(yīng)制取SO2,A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;SO2可以使品紅溶液褪色,以驗(yàn)證其具有漂白性,B項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;SO2的密度比空氣大,應(yīng)用向上排空氣法收集,C項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籗O2與NaHSO3溶液不反應(yīng),應(yīng)用堿液吸收,D項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br />
一、單項(xiàng)選擇題
1.在如圖的實(shí)驗(yàn)裝置中,實(shí)驗(yàn)開始一段時(shí)間后,觀察到的現(xiàn)象不正確的是( )
A.蘋果塊會(huì)干癟 B.膽礬晶體表面有“白斑”
C.小試管內(nèi)有晶體析出 D.pH試紙變紅
解析:選D。濃硫酸具有吸水性,會(huì)吸收空氣中的水蒸氣,造成空氣中水分減少,蘋果塊、膽礬、硝酸鉀溶液中的水蒸氣揮發(fā)到空氣中,蘋果塊會(huì)干癟、膽礬晶體表面有“白斑”、小試管內(nèi)有晶體析出。濃硫酸具有脫水性會(huì)使pH試紙先變紅后炭化變黑。
2.以下每個(gè)選項(xiàng)中的兩組物質(zhì)都能反應(yīng)(必要時(shí)可加熱),且能放出同一種氣體的是( )
A.銅與稀硫酸,銅與濃硫酸
B.鐵與稀硫酸,鐵與濃硫酸
C.硫化鈉與稀硫酸,亞硫酸鈉與稀硫酸
D.硫化鈉與稀硫酸,硫化鈉與稀鹽酸
解析:選D。銅與稀硫酸不反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體為氫氣,鐵與濃硫酸加熱反應(yīng)生成的氣體為二氧化硫,B項(xiàng)錯(cuò)誤;硫化鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體為硫化氫,亞硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體為二氧化硫,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.氣體甲通入溶液乙中時(shí),隨著甲的通入,溶液乙的顏色逐漸褪去,下列說法正確的是( )
A.氣體甲一定具有漂白性
B.溶液乙褪色后,不可能再恢復(fù)原來的顏色
C.氣體甲溶于溶液乙中,一定不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D.氣體甲可能被溶液乙中的某些離子氧化
解析:選D。溶液乙逐漸褪色,可能是氣體甲的漂白性,如Cl2、SO2漂白,也可能是發(fā)生氧化還原反應(yīng),如SO2能使溴水褪色。SO2漂白可以恢復(fù)原狀態(tài)。
4.由SO2和O2制備SO3(熔點(diǎn)16.8 ℃,沸點(diǎn)44.8 ℃)的模擬裝置如下圖所示(加熱和夾持裝置省略):
下列說法正確的是( )
A.裝置①中的試劑為飽和NaHSO3溶液
B.實(shí)驗(yàn)室可用銅與稀硫酸在加熱條件下制取SO2
C.裝置③反應(yīng)管中的鉑石棉用作反應(yīng)的催化劑
D.從裝置⑤逸出的氣體有過量的SO2和O2
解析:選C。A項(xiàng),進(jìn)入高溫反應(yīng)管的氣體必須干燥,裝置①中應(yīng)是濃硫酸,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),銅與稀硫酸不反應(yīng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),通常情況下,SO2和O2反應(yīng)很慢,需用催化劑催化,故C項(xiàng)正確;D項(xiàng),該反應(yīng)是可逆反應(yīng),裝置④中逸出的氣體主要是SO2和O2及少量的SO3,則裝置⑤中應(yīng)盛放堿石灰,可除去SO2、SO3,則從裝置⑤逸出的氣體為O2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.下列關(guān)于濃硫酸性質(zhì)的說法中錯(cuò)誤的是( )
A.鋅跟濃硫酸在加熱條件下反應(yīng),濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性
B.常溫下,鐵、鋁在濃硫酸中鈍化,濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)氧化性
C.苯、濃硝酸與濃硫酸混合制硝基苯,濃硫酸表現(xiàn)吸水性和催化劑的作用
D.往膽礬中滴加濃硫酸,晶體變白,濃硫酸表現(xiàn)脫水性
解析:選D。A項(xiàng),反應(yīng)生成SO2和ZnSO4,表現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性,正確;B項(xiàng),生成氧化膜,表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,正確;C項(xiàng),濃硫酸做催化劑加快反應(yīng)速率,做吸水劑使平衡向右移動(dòng)提高產(chǎn)率,正確;D項(xiàng),濃硫酸吸水使膽礬失水變白,錯(cuò)誤。
6.向盛有氯化鋇溶液的甲、乙兩試管中分別通入SO2至飽和,若向甲試管中加足量硝酸,乙試管中加入足量氫氧化鈉溶液,則下列敘述正確的是( )
A.甲、乙兩試管都有白色沉淀生成
B.甲、乙兩試管都沒有白色沉淀生成
C.甲試管沒有白色沉淀生成,而乙試管有
D.甲試管有白色沉淀生成,而乙試管沒有
解析:選A。甲試管中HNO3將H2SO3氧化成H2SO4,最終生成BaSO4沉淀。乙試管中H2SO3和NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO3,最終生成BaSO3沉淀。
二、不定項(xiàng)選擇題
7.(2020·鎮(zhèn)江調(diào)研)已知2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有關(guān)操作、裝置、原理及對(duì)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N2
B.用裝置乙可檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的SO2,現(xiàn)象是石蕊試液先變紅后褪色
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:選A。A.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,避免空氣中氧氣的干擾,A正確;B.裝置乙不能檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的SO2,產(chǎn)物中的SO3對(duì)SO2的檢驗(yàn)會(huì)造成干擾,并且SO2只能使石蕊試液變紅,B錯(cuò)誤;C.SO3極易溶于水,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,C錯(cuò)誤;D.裝置丁中應(yīng)該用NaOH溶液吸收尾氣,D錯(cuò)誤。
8.將一定量的鋅與100 mL 18.5 mol/L濃硫酸充分反應(yīng)后,鋅完全溶解,同時(shí)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(cè)得溶液的pH=1,則下列敘述中錯(cuò)誤的是( )
A.氣體A為SO2和H2的混合物
B.反應(yīng)中共消耗Zn 65 g
C.氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1
D.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3 mol電子
解析:選BC。鋅與濃H2SO4發(fā)生反應(yīng):Zn+2H2SO4(濃)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H2SO4濃度變小,發(fā)生反應(yīng):Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,設(shè)反應(yīng)生成的SO2的物質(zhì)的量為x,H2的物質(zhì)的量為y,則x+y==1.5 mol,消耗的硫酸:2x+y=18.5 mol/L×0.1 L-,解得x=0.3 mol,y=1.2 mol,V(SO2)∶V(H2)=1∶4,參加反應(yīng)的Zn:x+y=1.5 mol,質(zhì)量是97.5 g,轉(zhuǎn)移電子:1.5 mol×2=3 mol。
9.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),下列說法錯(cuò)誤的是( )
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溶液檢驗(yàn)是否有Fe2+
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(shí)將導(dǎo)管a插入濃硫酸中,可防止裝置B中的溶液倒吸
解析:選B。該實(shí)驗(yàn)的目的是探究鐵與濃硫酸在加熱條件下的反應(yīng),并驗(yàn)證SO2的性質(zhì),裝置A即為鐵與濃硫酸的反應(yīng)裝置,產(chǎn)生SO2,裝置B、C、D分別驗(yàn)證SO2的性質(zhì),裝置E為尾氣處理裝置。A.裝置B中酸性KMnO4溶液逐漸褪色,說明KMnO4被還原,即體現(xiàn)了二氧化硫的還原性,故A正確;B.KSCN溶液可用來檢驗(yàn)是否有Fe3+,故B錯(cuò)誤;C.裝置D中品紅溶液褪色可以驗(yàn)證SO2的漂白性,故C正確;D.實(shí)驗(yàn)時(shí)將導(dǎo)管a插入濃硫酸中,可以使裝置A中試管內(nèi)壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相等,即可防止裝置B中的溶液倒吸,故D正確。
三、非選擇題
10.(1)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。
(2)試用如圖所列各裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。
編號(hào)
①
②
③
④
裝置
這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左至右的方向)是________→________→________ →________。(填裝置的編號(hào))
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________,
B瓶溶液的作用是______________________,C瓶溶液的作用是________________________________________________________________________。
(4)裝置②中所加固體藥品是______________,可驗(yàn)證的產(chǎn)物是________________,確定裝置②在整套裝置中位置的理由是______________________________________________。
(5)裝置③中所盛溶液是__________________,可驗(yàn)證的產(chǎn)物是______________。
解析:(1)濃硫酸有氧化性,加熱時(shí)氧化性更強(qiáng),木炭粉有還原性,兩者相互反應(yīng),濃硫酸被還原成SO2,木炭粉則被氧化成CO2,反應(yīng)得到的三種產(chǎn)物是SO2、CO2和H2O。(2)實(shí)驗(yàn)的目的是要將三種產(chǎn)物一一驗(yàn)證出來。由題中所給的各種裝置可知:④是反應(yīng)發(fā)生器;①中有品紅溶液,可聯(lián)想是用來驗(yàn)證SO2;③中裝有某種水溶液,顯然③可用來驗(yàn)證CO2;②是玻璃管,可驗(yàn)證水蒸氣。由于①③中裝的都是水溶液,氣流經(jīng)過后一定會(huì)帶出水蒸氣,所以必須先用②驗(yàn)證產(chǎn)物中的水蒸氣,然后再驗(yàn)證SO2和CO2,不然就不能確定水蒸氣一定是反應(yīng)產(chǎn)物;由于SO2和CO2都能與石灰水反應(yīng),使澄清石灰水變渾濁,因此從②出來的氣體必須先經(jīng)過①驗(yàn)證和除去SO2后再進(jìn)入③驗(yàn)證CO2,由此可以得出正確的連接順序應(yīng)當(dāng)是④→②→①→③。(3)A瓶中品紅溶液褪色,可證明產(chǎn)物中有SO2,C瓶溶液不褪色說明進(jìn)入C瓶的氣體中已沒有SO2,從而推斷出B瓶溶液的作用是氧化吸收從A瓶出來的氣體中的全部SO2,因而C瓶溶液的作用是確認(rèn)這時(shí)氣流中SO2已被B瓶溶液全部吸收。(4)因?yàn)棰谑球?yàn)證水蒸氣的,所以其中固體藥品必是可與水結(jié)合,而且有可觀察到明顯現(xiàn)象變化的物質(zhì),中學(xué)生熟悉的是白色無水硫酸銅遇水變藍(lán)。確定②裝置位置的理由如(2)中所述。(5)由于從①中C瓶出來的氣流中已確認(rèn)沒有SO2,因此③中所盛溶液可以是澄清石灰水,用來驗(yàn)證氣流中的CO2。
答案:(1)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2 ↑+2H2O
(2)④ ②?、佟、?br />
(3)驗(yàn)證產(chǎn)物氣流中有SO2 將產(chǎn)物氣流中SO2全部氧化吸收 確認(rèn)產(chǎn)物氣流中SO2已被B瓶溶液全部吸收
(4)無水硫酸銅 水蒸氣 由于產(chǎn)物氣流通過①③時(shí)會(huì)帶出水蒸氣,所以②必須在①③之前
(5)澄清石灰水(或其他合理答案) CO2(或二氧化碳)
11.中學(xué)化學(xué)中幾種常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖(部分產(chǎn)物未列出)。A是一種金屬單質(zhì),D是一種非金屬固體單質(zhì)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)A、C的化學(xué)式分別為A__________,C__________。
(2)F的濃溶液與A反應(yīng)過程中,F(xiàn)體現(xiàn)的性質(zhì)與下列反應(yīng)中H2SO4體現(xiàn)的性質(zhì)完全相同的是__________。
A.C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
D.FeO+H2SO4===FeSO4+H2O
(3)寫出反應(yīng)E+H2O2―→F的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若反應(yīng)F+D―→E轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023,則消耗D的質(zhì)量為________。
解析:ABC,則A為變價(jià)金屬Fe,B為FeSO4,C為Fe2(SO4)3,由F→C知F為H2SO4,進(jìn)而推出D為S,E為SO2,故F+D―→E為2H2SO4(濃)+S===3SO2↑+2H2O,所以轉(zhuǎn)移1 mol e-時(shí),消耗S的質(zhì)量為8 g。
答案:(1)Fe Fe2(SO4)3 (2)C (3)SO2+H2O2===H2SO4 (4)8 g
12.某研究性學(xué)習(xí)小組計(jì)劃研究當(dāng)?shù)厮嵊甑男纬蛇^程,于是取來雨水做水樣進(jìn)行測(cè)定,隨時(shí)間的推移,多次測(cè)定該樣品的pH,得到如下數(shù)據(jù):
時(shí)間(h)
開始
8
16
24
32
40
48
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
(1)雨水樣品放置時(shí)pH變化的主要原因?yàn)開__________________________________
________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
由此可以得出酸雨的形成過程可能是___________________________________________
________________________________________________________________________。
如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?,pH將________(填“增大”“減小”或“不變”),原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________,
二氧化硫表現(xiàn)________性。
(2)下面是酸雨給人類造成的危害,其中不正確的是________。
A.腐蝕建筑物、雕塑等
B.污染水源
C.改良?jí)A性土壤
D.損害莊稼
(3)你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是________。
①少用煤做燃料?、诎压S的煙囪造高 ③燃料脫硫
④在已酸化的土壤中加石灰?、蓍_發(fā)新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
解析:(1)酸雨的pH發(fā)生變化,其原因是亞硫酸被空氣中的氧氣氧化為硫酸,酸性增強(qiáng),當(dāng)亞硫酸全部氧化為硫酸后,pH不再變化。 自來水常用氯氣消毒,其中的氯氣、次氯酸等能把亞硫酸氧化為硫酸,使pH減小。(2)酸雨的危害極大,會(huì)危害農(nóng)作物、森林、草原、水源、建筑物、工業(yè)設(shè)備、電信電纜等。(3)要減少酸雨的產(chǎn)生,首先要了解空氣中二氧化硫的來源。大氣中二氧化硫的來源主要是化石燃料的燃燒以及含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、造紙等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的尾氣。因此少用煤做燃料以及對(duì)燃料進(jìn)行脫硫處理,是減少酸雨的有效措施。開發(fā)新能源如氫能、核能等可以從根本上杜絕二氧化硫的產(chǎn)生。至于把煙囪造高,顯然不會(huì)改變二氧化硫的排放量,對(duì)全球酸雨的危害不會(huì)減少。在已酸化的土壤中加石灰,是對(duì)因酸雨造成的危害的被動(dòng)治理措施,與從源頭上控制二氧化硫的產(chǎn)生無關(guān)。
答案:(1)2H2SO3+O2===2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亞硫酸,亞硫酸又被空氣中的氧氣氧化為硫酸,降落下來形成酸雨 減小 自來水中的氯氣(或次氯酸)把亞硫酸氧化成硫酸 還原 (2)C (3)C
13.(2020·濰坊高三期末)某興趣小組同學(xué)利用如圖所示裝置(夾持裝置已略去)探究SO2的性質(zhì),并制取一種常用食品抗氧化劑焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)。請(qǐng)回答下列問題:(實(shí)驗(yàn)前已除去裝置中的空氣)
(1)打開分液漏斗活塞,發(fā)現(xiàn)其中的液體不能流下,應(yīng)采取的操作是________________________________________________________________________。
(2)關(guān)閉K2、K3,打開K1,裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________,
觀察到裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是________________________________________________。
(3)裝置D和F的作用是____________________________________________________。
(4)關(guān)閉K1、K3,打開K2。一段時(shí)間后E中有Na2S2O5晶體析出,裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)葡萄酒常用Na2S2O5做抗氧化劑。測(cè)定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)的方案如下:
已知:滴定時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+I(xiàn)2+2H2O===H2SO4+2HI。
按上述方案實(shí)驗(yàn),消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液20.00 mL,實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)為 g·L-1。若實(shí)驗(yàn)中盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管未潤洗,則測(cè)定結(jié)果 ?。ㄌ睢捌摺薄捌汀被颉安蛔儭保?。
(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)使用分液漏斗時(shí)應(yīng)取下分液漏斗上口的玻璃塞,使分液漏斗內(nèi)的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),保證液體順利流下。(2)裝置A中生成SO2,裝置B中FeCl3溶液與SO2發(fā)生反應(yīng),F(xiàn)e3+被還原為Fe2+,SO2被氧化為SO,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式。裝置C中發(fā)生反應(yīng):H2O+SO2+Na2S===H2S+Na2SO3、SO2+2H2S===3S↓+2H2O,現(xiàn)象是有淡黃色沉淀生成。(3)裝置D和F的作用是吸收SO2,防止污染空氣。(4)裝置E中Na2SO3與SO2反應(yīng)生成Na2S2O5。(5)根據(jù)反應(yīng)SO2+I(xiàn)2+2H2O===H2SO4+2HI進(jìn)行計(jì)算,則樣品中抗氧化劑的殘留量為=0.128 g·L-1。若盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管未潤洗,則消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大,測(cè)定結(jié)果偏高。(6)若Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化,則生成Na2SO4,可以利用稀鹽酸和BaCl2溶液檢驗(yàn)SO。
答案:(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)瓶頸處的小孔)
(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+ 有淡黃色沉淀生成
(3)吸收SO2,防止污染空氣
(4)SO2+Na2SO3===Na2S2O5↓
(5)0.128 偏高
(6)取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
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