【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第17讲 硫及其化合物(解析版)

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第17讲 硫及其化合物
【备考目标】 1.掌握硫及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫及其重要化合物的制备方法。3.了解硫的氧化物对环境的影响。
考点1 硫单质的性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种黄色晶体;难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu等变价金属及Hg反应的化学方程式依次为S+FeFeS、S+2CuCu2S、S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
②S与H2化合反应为S+H2H2S。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(3)S的歧化反应
S与热的NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同( ×)
(2)硫在空气中燃烧的产物为SO2,在纯氧中燃烧的产物为SO3( ×)
(3)硫有S2、S4、S6、S8等多种同素异形体,加热时,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化( √)
(4)试管内壁黏附的S可用乙醇溶解除去( ×)
题组练习
1.下列化合物能由两种单质直接化合生成的是(   )
A.Fe2S3 B.CuS C.SO3 D.SO2
解析:选D。硫的氧化性较弱,与变价金属铁、铜化合时,只能生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S。
2.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是(   )
A.S+O2SO2,O2是氧化剂、S是还原剂
B.S是淡黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O2===2S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S,而O2与Cu反应生成CuO
解析:选B。A项,S与O2化合时,O2是氧化剂,硫是还原剂,说明氧气的氧化性比硫强;B项,不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系;C项,氢硫酸放置在空气中易变浑浊,是氧气将硫置换出来,说明氧气的氧化性比硫强;D项,S可以将Cu氧化成Cu2S(Cu的化合价为+1),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为+2),说明氧气的氧化性比硫强。
考点2 二氧化硫和三氧化硫
1.二氧化硫
(1)物理性质
无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的大,易溶于水。
(2)化学性质(反应用化学方程式表示)
(3)SO2的实验室制法(写化学方程式)
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
②固体Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.三氧化硫
(1)物理性质:熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃,故在常温下为液体,在标准状况下为固体。
(2)化学性质
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
来源 化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等
危害 危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)
治理 燃煤脱硫、改进燃烧技术、开发新能源
(2)硫酸型酸雨的形成过程
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)SO2可使溴水褪色,是因为SO2有漂白性( ×)
(2)SO2与氯水混用,漂白效果更好( ×)
(3)SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀BaSO3( ×)
(4)某气体通入品红溶液后,品红溶液褪色,则该气体一定是SO2( ×)
(5)SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红色后褪色( ×)
题组练习
一、认识二氧化硫性质的多样性
1.SO2具有还原性,在溶液中能被常见的氧化剂氧化为SO。
(1)SO2与MnO反应的离子方程式:_________________________________________。
(2)SO2与Fe3+反应的离子方程式:_____________________________________________。
答案:(1)5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+(2)SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+
2.将SO2分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液________,证明SO2具有________性。
(2)试管②中的实验现象:溶液________,证明SO2具有________性。
(3)试管③中的实验现象:溶液________,证明SO2能中和NaOH,写出该反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(4)试管④中能产生________沉淀,该沉淀是____________。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是____________。
答案:(1)褪色 还原 (2)褪色 漂白
(3)褪色 SO2+2OH-===SO+H2O(或SO2+OH-===HSO) (4)白色 BaSO3 (5)BaSO4
二、二氧化硫的鉴别与性质探究
3.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(   )
A.通过品红溶液 B.先通过足量NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水 D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
解析:选D。A选项检验的是SO2;B选项足量NaOH溶液会将气体吸收,不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;D选项足量酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若有白色沉淀生成则一定有CO2,若无沉淀则无CO2。
4.Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(   )
A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B.玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应
C.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触
D.乙中产生的为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
解析:选A。A项,若乙中产生碱性气体,可以使溶液呈碱性,SO2溶解度增大,溶液中存在大量的SO,所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH,产生的碱性气体是氨气,正确;B项,玻璃管的作用是连通大气,平衡压强,以便左右两边产生的气体能顺利导入,错误;C项,如果产生氨气,氨气极易溶于水,为防止倒吸,d导管不能插入BaCl2溶液中,错误;D项,氧化性气体能将BaSO3氧化为BaSO4沉淀,与实验目的不符,错误。
5.某化学兴趣小组探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,通入至过量发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2。
猜想2:该气体为SO2。
猜想3:______________________________。
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装________试剂。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:___________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是:_________________________________________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分为:________________。
答案:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证气体中是否含有SO2(3)验证气体中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合气体
【方法指导】 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色
三、SO2尾气的工业处理方法
6.(1)钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧:S+O2SO2;
②SO2转化为CaSO3:SO2+CaOCaSO3;
③CaSO3转化为CaSO4:2CaSO3+O22CaSO4。
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水直接接触吸收烟气中的SO2,用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3:2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3;
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4:2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O;
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3:Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;
③Na2SO3转化为NaHSO3:Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环利用,用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O;
②Na2SO3被O2氧化:2Na2SO3+O2===2Na2SO4;
③Na2SO4和Ca(OH)2反应:Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考点3 硫酸 硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀H2SO4具有酸的通性
硫酸是强电解质,能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H++SO。
3.浓H2SO4的特性
[深化理解]
(1)H2SO4是高沸点、难挥发的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
(2)由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2。
4.硫酸的工业制备
(1)工艺流程
(2)反应原理
①燃烧黄铁矿(FeS2)或硫黄制备SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2 SO2。
②SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3。
③SO3被吸收生成H2SO4:SO3+H2O===H2SO4。
【提醒】 工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
5.SO的检验
被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag+等离子的干扰。整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在常温下,浓硫酸使Fe和Al钝化,说明常温下浓H2SO4与Fe和Al都不反应( ×)
(2)浓H2SO4使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓H2SO4的脱水性 ( ×)
(3)常温下将铜片放入浓硫酸中,无明显变化,说明铜在浓硫酸中发生钝化( ×)
(4)将浓H2SO4滴到湿的蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明浓H2SO4有脱水性、吸水性和强氧化性( √)
(5)浓H2SO4具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓H2SO4不能干燥SO2( ×)
(6)浓H2SO4具有吸水性,所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体( ×)
(7)向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀出现,说明Na2SO3溶液已经变质( ×)
题组练习
一、浓硫酸的特性及应用
1.(人教必修第二册P10T3)下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是(  )
A.空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性)
B.浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性)
C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
解析:选D。A项应为吸水性,B项应为氧化性,C项应为脱水性。
2.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的序号分别填在横线上。
①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体________。
(2)用磷矿物(主要成分是磷酸钙)和硫酸反应制磷酸________。
(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体________。
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸________。
(5)胆矾放在盛有浓硫酸的干燥器中变成白色粉末________。
(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体________。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________。
解析:(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性,氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸,利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下,浓硫酸和铝、铁反应,在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水,使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性,而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。(7)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,利用了浓硫酸的酸性,后变黑是把氢元素和氧元素按照水的组成比脱去,剩余碳,利用了浓硫酸的脱水性。
答案:(1)③ (2)① (3)⑤ (4)② (5)⑤ (6)② (7)①④
二、SO的检验及应用
3.下列过程中,最终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.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
解析:选C。A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
4.SO检验的应用——粗盐除杂。
(1)为除去粗盐中的杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2++SO===BaSO4↓
CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2++CO===CaCO3↓
MgCl2 烧碱溶液 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(2)试剂加入的顺序
为使杂质离子完全除去,通常加入的试剂及顺序有如下三种:
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸;
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
总结:为保障杂质离子完全除去,只要Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入即可。
高考真题
1.(2023·北京高考)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(   )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
解析:选C。浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
2.(2022·江苏高考)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2气体 B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2 D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析:选C。60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3===Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2不与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确。
3.(2022·广东高考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是(  )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性 B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性 D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
解析:选B。铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,出现固体的原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
4.(2023·广东高考)按下图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是(  )
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
解析:选C。Ⅰ中试管内发生反应S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,氢元素化合价不变,A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B错误;Ⅲ中试管内发生反应2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,D错误。
5.(2020·浙江7月选考)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是______________________________________________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是____________________________________________。
解析:(1)因为浓硫酸具有吸水性,且混合时放出大量的热,促使HCl气体挥发。(2)与硝酸钡反应产生沉淀,则沉淀一定是硫酸钡,说明HCl挥发时带出了H2SO4。
答案:(1)浓硫酸具有吸水性且混合时放热,导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
巩固练习
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列关于单质硫的叙述:①通常状况下为黄色晶体;②不溶于水、易溶于酒精和CS2;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病;⑥硫有许多同素异形体,如正交硫和斜方硫。其中正确的是(   )
A.①②③⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥
解析:选D。①在常温下,单质硫是一种黄色晶体,故正确;②单质硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故错误;③S元素的非金属性比Cl元素弱,则单质硫的氧化性比氯气弱,故正确;④单质硫中S元素的化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原,故错误;⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病,故正确;⑥描述正确。
2.加热装有硫粉的试管,硫粉很快熔化为液体,继而有淡黄色气体产生。将光亮细铜丝伸入气体中,铜丝发光发热且有黑色物质生成。由上述现象不能得出的结论是(   )
A.硫的熔、沸点较低 B.硫晶体属于分子晶体 C.铜丝能在硫蒸气中燃烧 D.黑色固体是Cu2S
解析:选D。加热装有硫粉的试管,硫粉很快熔化为液体,继而有淡黄色气体产生,说明硫的熔、沸点较低,因此硫晶体属于分子晶体,A、B正确;将光亮细铜丝伸入气体中,铜丝发光发热且有黑色物质生成,说明发生了化学反应,则铜丝能在硫蒸气中燃烧,C正确;根据实验现象不能得出黑色固体是Cu2S,因为CuS也是黑色的,D错误。
3.(人教必修第二册P10T2)下列关于SO2的叙述正确的是(  )
A.SO2是无色、无味、有毒的气体 B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色 D.SO2有毒,不能用作食品添加剂
解析:选C。SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,A错误;SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3,B错误;SO2具有还原性,能使KMnO4溶液褪色,C正确;食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,故SO2可以作食品添加剂,D错误。
4.食品、大气、工业尾气中的SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是(   )
A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
D.石灰石—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
解析:选C。A项,葡萄酒中的乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化,对SO2的检测有干扰;B项,大气中的CO2能与Ba(OH)2溶液形成沉淀,对SO2的检测有干扰,部分BaSO3也会被空气中的O2氧化;C项,氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2,SO2可以循环使用;D项,干燥的石灰石吸收SO2需要在高温下才能进行。
5.为精制食盐,需除去粗盐水中的Ca2+、SO和Mg2+,下列说法正确的是(   )
A.①②③依次是加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明SO没有除尽
C.加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,后期则会生成无色气体
D.用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在溶液蒸干后再停止加热
解析:选C。碳酸钠主要除掉钙离子和多加入的钡离子,因此Na2CO3要加在BaCl2溶液后面,故A项错误;取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,可能生成了碳酸钡沉淀,不能说明SO没有除尽,故B项错误;加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,主要是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,后期则会生成无色气体,主要是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故C项正确;用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在得到大量晶体后停止加热,利用余热蒸干剩余液体,故D项错误。
6.(2023·广东汕头三模)硫及其化合物在生活中应用广泛,下列有关离子方程式书写正确的是(   )
A.往亚硫酸中逐步通入H2S气体:2H2S+2H++SO===3S↓+3H2O
B.往Na2S2O3溶液中滴加盐酸:S2O+2H+===SO2↑+S↓+H2O
C.往NaOH溶液中通入过量SO2:SO2+2OH-===SO+H2O
D.实验室利用Na2SO3制备SO2:SO+H2SO4(浓)SO+SO2↑+H2O
解析:选B。H2SO3是二元弱酸,离子方程式书写时不能拆,A错误;往NaOH溶液中通入过量SO2生成NaHSO3,该反应的离子方程式为:SO2+OH-===HSO,C错误;实验室利用Na2SO3和70%的浓硫酸反应制备SO2,该反应的离子方程式为:SO+2H+SO2↑+H2O,D错误。
7.(2023·江苏扬州中学模拟)实验室进行SO2性质探究,下列实验原理和装置不能达到实验目的的是(   )
解析:选A。铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,题给装置缺少酒精灯,不能用于制备二氧化硫,A错误;二氧化硫易溶于水,将充满二氧化硫的试管倒扣在水中,二氧化硫溶解导致试管中压强减小,水会进入试管中,B正确;二氧化硫具有弱氧化性,能与氢硫酸溶液反应生成硫沉淀和水,C正确;二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,则题给装置能用于吸收二氧化硫,防止污染空气,D正确。
8.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是(   )
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性
实验装置
解析:选D。B项中滤纸片沾上浓硫酸后,很快会因脱水而变黑;C项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内压强增大,U形管内液面出现左低右高的现象;D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。
9.NA表示阿伏加德罗常数的值,工业制硫酸的原理如图所示,下列有关说法正确的是(   )
A.0.1 mol H2SO4中含有H+数目为0.2NA
B.标准状态下,8 g SO3的体积为2.24 L
C.反应①中,若有4.8 g黄铁矿(FeS2)参与反应,则消枆O2的数目为0.11NA
D.反应②中,若将6.4 g SO2与足量的空气通入反应器中,生成SO3的数目为0.1NA
解析:选C。H2SO4属于共价化合物,H2SO4中不含H+,A错误; SO3标准状况下为固体,不是气体,不能直接运用22.4 L/mol进行计算,B错误;黄铁矿与氧气反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,根据化学方程式,消耗4.8 g FeS2,同时消耗氧气的物质的量为×11×=0.11 mol,即消耗氧气分子数为0.11NA,C正确;二氧化硫与氧气反应:2SO2+O22SO3,该反应为可逆反应,不能完全进行到底,因此本题无法计算出SO3的物质的量,D错误。
10.(2023·北京牛栏山一中三模)将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,除BaCl2溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图:
下列说法正确的是(   )
A.曲线a所示溶液pH降低的原因:SO2+H2O H2SO3 H++HSO
B.依据曲线b可推知0.2 mol·L-1 KNO3溶液(无氧)不能氧化SO2
C.曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:Ba2++SO2+O2===BaSO4↓
D.曲线d所表示的过程中NO是氧化SO2的主要微粒
解析:选A。曲线a表示无氧环境下,氯化钡溶液pH减小,说明二氧化硫与水反应生成了弱酸亚硫酸,溶液pH降低的原因是SO2+H2O H2SO3 H++HSO,A正确;根据曲线b可知,0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2在无氧环境下可以氧化二氧化硫,依据该实验预测0.2 mol·L-1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2,B错误;曲线c表示有氧环境下,氯化钡溶液pH变化较大,则说明二氧化硫被氧气氧化为强酸硫酸,反应的离子方程式是2Ba2++O2+2SO2+2H2O===2BaSO4↓+4H+,C错误;氯化钡、硝酸钡在有氧环境下,pH变化几乎相同,所以不能说明曲线d所表示的过程中NO是氧化SO2的主要微粒,D错误。
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(11分)某校合作学习小组的同学设计实验验证Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题。
(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图所示:
①先通入N2,然后加热,直至反应结束,整个过程中N2的作用是________________________________。(2分)
②装置B的作用是______________________________________________________。(2分)
(2)某同学认为气体产物中可能含有CO2、CO及SO2,并进行验证,选用上述实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①实验装置连接的合理顺序为AB__________。装置H中黑色粉末是________。(3分)
②能证明产物中有CO的现象是________________________________________________。(2分)
③若含有SO2,E装置的作用是_____________________________________________(用化学方程式说明)。(2分)
解析:(1)①碳能够与空气中的氧气反应生成碳的氧化物,为了防止氧气对实验的干扰,先通入N2排出装置中的空气,然后加热,直至反应结束,继续通入N2将生成的气体吹出。②Na2SO4与焦炭高温加热后的产物中可能含有二氧化硫等易溶于水的气体,装置B可以防止倒吸,为安全瓶。
(2)①气体中可能含有CO2、CO及SO2,由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,需要先检验SO2,然后除去SO2后再检验CO2,最后除去CO2后再检验CO,故实验装置的合理连接顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C;一氧化碳具有还原性,可以还原金属氧化物,故装置H中黑色粉末可以是氧化铜。②H中黑色粉末变为红色,其后的C中的澄清石灰水变浑浊,即可证明产物中有CO。③二氧化硫能够与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,反应的化学方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。
答案:(1)①排出装置中的空气并将生成的气体吹出 ②防止倒吸
(2)①FECDGHC CuO ②H中黑色粉末变为红色,其后的C中的澄清石灰水变浑浊 ③5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
12.(19分)(2023·四川成都三模联考)硫酸型酸雨是空气中的SO2通过二次转化反应生成H2SO4而形成。某学习小组在实验室中制取SO2并模拟空气中硫酸型酸雨的形成条件,实验设计和装置图(夹持仪器省略)如下:
实验步骤:
Ⅰ.安装好装置,进行操作Y,装入试剂,开始记录数据;
Ⅱ.打开甲装置仪器A的活塞,加入4 mL浓硫酸,打开乙装置中的磁力搅拌器,搅拌蒸馏水;
Ⅲ.300 s后,打开丙装置的仪器A活塞,加入10 mL 30% H2O2溶液,继续搅拌乙装置中的蒸馏水;
Ⅳ.500 s后,使用注射器向乙装置中注入5 mL 30% H2O2;
Ⅴ.整理通过pH传感器记录的数据,得到实验数据图像如下:
回答下列问题:
(1)甲装置中反应的化学方程式为_____________________________________________;
操作Y是__________________________________________________。(4分)
(2)甲装置中,仪器A的作用是__________________________,若实验室中若没有仪器A,可用双孔橡胶塞、导管以及________________________(填仪器名称)来组装代替。(4分)
(3)装置中有三个气球,它们的作用是__________________________________________。(6分)
(4)300~500 s间,溶液pH变化不大的原因是_________________________________________。
500 s后,乙装置中主要反应的离子方程式为__________________________________________。(4分)
(5)通过实验分析,空气中硫酸型酸雨形成的二次转化过程主要经历的是SO2→_______(填化学式)→H2SO4(1分)
解析:由图可知,甲装置中亚硫酸钠粉末和浓硫酸反应制取SO2,产生的SO2通过导管进入乙装置和气球中,与蒸馏水反应生成亚硫酸,通过pH传感器可记录数据,300 s后,打开丙装置的仪器A活塞,加入10 mL 30% H2O2溶液,继续搅拌乙装置中的蒸馏水,丙装置内H2O2在二氧化锰催化作用下分解成氧气和水,产生的氧气通过导管进入乙装置和气球中,500 s后,使用注射器向乙装置中注入5 mL 30% H2O2,H2O2与乙装置中的亚硫酸反应。
(1)甲装置中亚硫酸钠粉末和浓硫酸反应制取SO2,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O,安装好装置,装入试剂之前要检查装置气密性。
(2)甲装置中,仪器A是恒压滴液漏斗,起到的作用是平衡气压,使液体能顺利滴下,控制反应进行,若实验室中没有仪器A,可用双孔橡胶塞、导管以及分液漏斗来组装代替。
(3)装置中有三个气球,它们的作用是可以缓冲装置内外的气压,防止发生安全事故,还可以吸收多余的SO2,防止污染空气。
(4)SO2溶于水生成H2SO3,300 s后,打开丙装置的仪器A活塞,加入10 mL 30% H2O2溶液,丙装置内H2O2在二氧化锰催化作用下分解成氧气和水,因为O2溶解度不大,在溶液中H2SO3被氧化成H2SO4的反应速率慢,故300~500 s间,溶液pH变化不大,500 s后,使用注射器向乙装置中注入5 mL 30% H2O2,H2O2与乙装置中的亚硫酸反应,乙装置中主要反应的离子方程式为H2SO3+H2O2===2H++SO+H2O。
(5)通过实验分析,空气中硫酸型酸雨形成的二次转化过程主要经历的是SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸再被氧化成硫酸,即SO2→H2SO3→H2SO4。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑ 检查装置气密性
(2)平衡气压,使液体能顺利滴下,控制反应进行 分液漏斗
(3)可以缓冲装置内外的气压,防止发生安全事故,还可以吸收多余的SO2,防止污染空气
(4)O2溶解度不大,在溶液中H2SO3被氧化成H2SO4的反应速率慢 H2SO3+H2O2===2H++SO+H2O (5)H2SO3
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第17讲 硫及其化合物
【备考目标】 1.掌握硫及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解硫及其重要化合物的制备方法。3.了解硫的氧化物对环境的影响。
考点1 硫单质的性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种 色晶体; 溶于水, 溶于酒精,易溶于 ;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu等变价金属及Hg反应的化学方程式依次为 、 、 ,(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
②S与H2化合反应为 。
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为 ,在空气中燃烧火焰为 。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为 。
(3)S的歧化反应
S与热的NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同( )
(2)硫在空气中燃烧的产物为SO2,在纯氧中燃烧的产物为SO3( )
(3)硫有S2、S4、S6、S8等多种同素异形体,加热时,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化( )
(4)试管内壁黏附的S可用乙醇溶解除去( )
题组练习
1.下列化合物能由两种单质直接化合生成的是(   )
A.Fe2S3 B.CuS C.SO3 D.SO2
2.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是(   )
A.S+O2SO2,O2是氧化剂、S是还原剂
B.S是淡黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O2===2S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S,而O2与Cu反应生成CuO
考点2 二氧化硫和三氧化硫
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、有 气味的气体,密度比空气的 , 溶于水。
(2)化学性质(反应用化学方程式表示)
(3)SO2的实验室制法(写化学方程式)
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应: ;
②固体Cu与浓H2SO4混合加热: 。
2.三氧化硫
(1)物理性质:熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃,故在常温下为 ,在标准状况下为 。
(2)化学性质
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
来源 化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等
危害 危害人体健康,形成 (pH小于5.6)
治理 燃煤 、改进燃烧技术、开发新能源
(2)硫酸型酸雨的形成过程
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)SO2可使溴水褪色,是因为SO2有漂白性( )
(2)SO2与氯水混用,漂白效果更好( )
(3)SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀BaSO3( )
(4)某气体通入品红溶液后,品红溶液褪色,则该气体一定是SO2( )
(5)SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红色后褪色( )
题组练习
一、认识二氧化硫性质的多样性
1.SO2具有还原性,在溶液中能被常见的氧化剂氧化为SO。
(1)SO2与MnO反应的离子方程式:_________________________________________。
(2)SO2与Fe3+反应的离子方程式:_____________________________________________。
2.将SO2分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液________,证明SO2具有________性。
(2)试管②中的实验现象:溶液________,证明SO2具有________性。
(3)试管③中的实验现象:溶液________,证明SO2能中和NaOH,写出该反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(4)试管④中能产生________沉淀,该沉淀是____________。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是____________。
二、二氧化硫的鉴别与性质探究
3.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(   )
A.通过品红溶液 B.先通过足量NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水 D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
4.Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(   )
A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B.玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应
C.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触
D.乙中产生的为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
5.某化学兴趣小组探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,通入至过量发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2。
猜想2:该气体为SO2。
猜想3:______________________________。
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装________试剂。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:___________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是:_________________________________________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分为:________________。
【方法指导】 检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色
三、SO2尾气的工业处理方法
6.(1)钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧: ;
②SO2转化为CaSO3: ;
③CaSO3转化为CaSO4: 。
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水直接接触吸收烟气中的SO2,用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3: ;
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4: 4。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3: ;
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3: ;
③Na2SO3转化为NaHSO3: 。
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环利用,用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2: ;
②Na2SO3被O2氧化: ;
③Na2SO4和Ca(OH)2反应: 。
考点3 硫酸 硫酸根离子的检验
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:浓H2SO4能与水以 比互溶,溶解时可放出大量的热。
(3)浓硫酸的稀释方法:将 沿器壁慢慢注入 中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀H2SO4具有酸的通性
硫酸是强电解质,能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应,在水溶液中的电离方程式为 。
3.浓H2SO4的特性
[深化理解]
(1)H2SO4是高沸点、难挥发的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4===CaSO4+2HF↑。
(2)由“量变”引起的“质变”:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2。
4.硫酸的工业制备
(1)工艺流程
(2)反应原理
①燃烧黄铁矿(FeS2)或硫黄制备SO2: 或S+O2 SO2。
②SO2转化为SO3: 。
③SO3被吸收生成H2SO4: 。
【提醒】 工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。
5.SO的检验
被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是 。整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在常温下,浓硫酸使Fe和Al钝化,说明常温下浓H2SO4与Fe和Al都不反应( )
(2)浓H2SO4使胆矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓H2SO4的脱水性 ( )
(3)常温下将铜片放入浓硫酸中,无明显变化,说明铜在浓硫酸中发生钝化( )
(4)将浓H2SO4滴到湿的蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明浓H2SO4有脱水性、吸水性和强氧化性( )
(5)浓H2SO4具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓H2SO4不能干燥SO2( )
(6)浓H2SO4具有吸水性,所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体( )
(7)向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀出现,说明Na2SO3溶液已经变质( )
题组练习
一、浓硫酸的特性及应用
1.(人教必修第二册P10T3)下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是(  )
A.空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性)
B.浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性)
C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
2.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的序号分别填在横线上。
①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体________。
(2)用磷矿物(主要成分是磷酸钙)和硫酸反应制磷酸________。
(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体________。
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸________。
(5)胆矾放在盛有浓硫酸的干燥器中变成白色粉末________。
(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体________。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________。
二、SO的检验及应用
3.下列过程中,最终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.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
4.SO检验的应用——粗盐除杂。
(1)为除去粗盐中的杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐 氯化钡溶液
CaCl2 碳酸钠溶液
MgCl2 烧碱溶液
(2)试剂加入的顺序
为使杂质离子完全除去,通常加入的试剂及顺序有如下三种:
①BaCl2溶液→ → →盐酸;
②NaOH溶液→ → →盐酸;
③ → → →盐酸。
总结:为保障杂质离子完全除去,只要 在 之后加入即可。
高考真题
1.(2023·北京高考)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(   )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
2.(2022·江苏高考)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2气体 B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2 D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
3.(2022·广东高考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是(  )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性 B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性 D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
4.(2023·广东高考)按下图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是(  )
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
5.(2020·浙江7月选考)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是______________________________________________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是____________________________________________。
巩固练习
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列关于单质硫的叙述:①通常状况下为黄色晶体;②不溶于水、易溶于酒精和CS2;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病;⑥硫有许多同素异形体,如正交硫和斜方硫。其中正确的是(   )
A.①②③⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥
2.加热装有硫粉的试管,硫粉很快熔化为液体,继而有淡黄色气体产生。将光亮细铜丝伸入气体中,铜丝发光发热且有黑色物质生成。由上述现象不能得出的结论是(   )
A.硫的熔、沸点较低 B.硫晶体属于分子晶体 C.铜丝能在硫蒸气中燃烧 D.黑色固体是Cu2S
3.(人教必修第二册P10T2)下列关于SO2的叙述正确的是(  )
A.SO2是无色、无味、有毒的气体 B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色 D.SO2有毒,不能用作食品添加剂
4.食品、大气、工业尾气中的SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是(   )
A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度
B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度
C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用
D.石灰石—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏
5.为精制食盐,需除去粗盐水中的Ca2+、SO和Mg2+,下列说法正确的是(   )
A.①②③依次是加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明SO没有除尽
C.加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,后期则会生成无色气体
D.用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在溶液蒸干后再停止加热
6.(2023·广东汕头三模)硫及其化合物在生活中应用广泛,下列有关离子方程式书写正确的是(   )
A.往亚硫酸中逐步通入H2S气体:2H2S+2H++SO===3S↓+3H2O
B.往Na2S2O3溶液中滴加盐酸:S2O+2H+===SO2↑+S↓+H2O
C.往NaOH溶液中通入过量SO2:SO2+2OH-===SO+H2O
D.实验室利用Na2SO3制备SO2:SO+H2SO4(浓)SO+SO2↑+H2O
7.(2023·江苏扬州中学模拟)实验室进行SO2性质探究,下列实验原理和装置不能达到实验目的的是(   )
8.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是(   )
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性
实验装置
9.NA表示阿伏加德罗常数的值,工业制硫酸的原理如图所示,下列有关说法正确的是(   )
A.0.1 mol H2SO4中含有H+数目为0.2NA
B.标准状态下,8 g SO3的体积为2.24 L
C.反应①中,若有4.8 g黄铁矿(FeS2)参与反应,则消枆O2的数目为0.11NA
D.反应②中,若将6.4 g SO2与足量的空气通入反应器中,生成SO3的数目为0.1NA
10.(2023·北京牛栏山一中三模)将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,除BaCl2溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图:
下列说法正确的是(   )
A.曲线a所示溶液pH降低的原因:SO2+H2O H2SO3 H++HSO
B.依据曲线b可推知0.2 mol·L-1 KNO3溶液(无氧)不能氧化SO2
C.曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:Ba2++SO2+O2===BaSO4↓
D.曲线d所表示的过程中NO是氧化SO2的主要微粒
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(11分)某校合作学习小组的同学设计实验验证Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题。
(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图所示:
①先通入N2,然后加热,直至反应结束,整个过程中N2的作用是________________________________。(2分)
②装置B的作用是______________________________________________________。(2分)
(2)某同学认为气体产物中可能含有CO2、CO及SO2,并进行验证,选用上述实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①实验装置连接的合理顺序为AB__________。装置H中黑色粉末是________。(3分)
②能证明产物中有CO的现象是________________________________________________。(2分)
③若含有SO2,E装置的作用是_____________________________________________(用化学方程式说明)。(2分)
12.(19分)(2023·四川成都三模联考)硫酸型酸雨是空气中的SO2通过二次转化反应生成H2SO4而形成。某学习小组在实验室中制取SO2并模拟空气中硫酸型酸雨的形成条件,实验设计和装置图(夹持仪器省略)如下:
实验步骤:
Ⅰ.安装好装置,进行操作Y,装入试剂,开始记录数据;
Ⅱ.打开甲装置仪器A的活塞,加入4 mL浓硫酸,打开乙装置中的磁力搅拌器,搅拌蒸馏水;
Ⅲ.300 s后,打开丙装置的仪器A活塞,加入10 mL 30% H2O2溶液,继续搅拌乙装置中的蒸馏水;
Ⅳ.500 s后,使用注射器向乙装置中注入5 mL 30% H2O2;
Ⅴ.整理通过pH传感器记录的数据,得到实验数据图像如下:
(1)甲装置中反应的化学方程式为________________________;
操作Y是___________________________________。(4分)
(2)甲装置中,仪器A的作用是__________________________,若实验室中若没有仪器A,可用双孔橡胶塞、导管以及________________________(填仪器名称)来组装代替。(4分)
(3)装置中有三个气球,它们的作用是__________________________________________。(6分)
(4)300~500 s间,溶液pH变化不大的原因是_________________________________________。
500 s后,乙装置中主要反应的离子方程式为__________________________________________。(4分)
(5)通过实验分析,空气中硫酸型酸雨形成的二次转化过程主要经历的是SO2→_______(填化学式)→H2SO4(1分)
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