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实验探究课3　不同价态硫元素之间的转化
第3章　物质的性质与转化
【实验目的】
选取含有硫元素的物质，通过实验探究0、＋4、＋6这三种价态硫元素之间的相互转化。
【实验用品】
仪器：试管，胶头滴管，铁架台，酒精灯，玻璃管，橡胶塞，导气管，试管夹。
试剂：SO2水溶液，Na2SO3溶液，浓硫酸，酸性KMnO4溶液，氯水，Na2S溶液，KI溶液，铜片，淀粉溶液，品红溶液，稀硫酸，NaOH溶液。
【实验过程】
Ⅰ．＋4价硫元素的化合价升高与降低
1．实验步骤
利用如图装置制备SO2气体，进行下列实验。
(1)SO2气体通入酸性KMnO4溶液。
(2)Na2SO3溶液滴入氯水中。
(3)Na2SO3溶液与Na2S溶液混合后，滴入稀硫酸溶液。
2．实验记录
实验内容 实验现象 实验结论及离子方程式
(1)SO2气体通入酸性KMnO4溶液 _____________________
(2)Na2SO3溶液滴入氯水中 ________________
KMnO4溶液紫色
褪去
氯水浅黄绿色褪去
实验内容 实验现象 实验结论及离子方程式
(3)Na2SO3溶液与Na2S溶液混合后，滴入稀硫酸溶液 ________________
有淡黄色沉淀生成
1．实验步骤
(1)按下图所示组装好装置，并检查气密性。
(2)按图所示将各种化学药品加到试管中(取3 mL浓硫酸)，并重新将仪器组装好。观察铜丝在浓硫酸中的现象。
(3)用酒精灯加热盛浓硫酸和铜丝的试管，观察三支试管中的现象。
(4)待三支试管中现象都很明显后，将连接a、b试管的导气管从橡胶管处拔开，熄灭酒精灯，停止加热，使试管a中物质冷却至室温。
(5)从试管a中取出铜丝放入盛有少量水的大试管中，将a试管中的液体也倒入大试管中少许，观察实验现象。
2．实验记录
实验内容 实验现象 实验结论
Cu与浓硫酸混合
(未加热) 无明显现象 ________________________
Cu与浓硫酸混合加热

常温下Cu和浓硫酸
不反应
铜溶解，溶液变黑，
生成气体使品红溶液
褪色，石蕊溶液变红，
溶液稀释后呈蓝色
3．注意事项
(1)SO2为有毒气体，从安全考虑，实验应在通风橱中进行。
(2)氯水不稳定，必须新制。
【问题和讨论】
1．实验室中怎样鉴别CO2和SO2？若要检验CO2和SO2混合气体中的各成分，应如何检验？
提示：根据SO2和CO2的性质差异，可用酸性KMnO4、溴水、H2S溶液、品红溶液等鉴别出SO2。若检验CO2和SO2混合气体中成分，应先检验SO2并除去SO2后，再用澄清石灰水检验CO2。
2．有人认为，浓硫酸和足量Zn反应时，产生的气体是SO2和H2的混合物，这种观点正确吗？
提示：正确。浓H2SO4溶液中硫元素表现强氧化性，与Zn反应生成SO2；随着反应进行，变为稀H2SO4溶液，此时H＋表现氧化性，与Zn反应生成H2。
【跟踪训练】
1．X(盐)和Y(酸)反应，可放出有气味的气体Z，Z与过量NaOH溶液反应又得到X；Z被氧化的最终产物为W，W溶于水又得到Y，则X和Y是(　　)
A．Na2CO3和稀硫酸　　 B．Na2SO3和盐酸
C．Na2SO3和稀硫酸　　 D．Na2S和盐酸
2
4
3
题号
1
√
C　[A选项，生成的气体是无色无味的CO2，不符合题意；B选项和C选项中生成的气体均是SO2(Z)，SO2与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3(X)，SO2(Z)被氧化的最终产物为SO3(W)，SO3(W)溶于水得到H2SO4(Y)，B选项不符合题意，C选项符合题意；D选项中生成的气体是H2S，H2S最终的氧化产物是SO3，SO3溶于水得到H2SO4，而不是盐酸，不符合题意。]
2
4
3
题号
1
2．为探究Na2SO3溶液的性质，在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液，再分别滴加如图所示的试剂。

下列关于实验现象的解释或结论正确的是(　　)
2
4
3
题号
1
2
4
3
题号
1
选项 实验现象 解释或结论
A a中无明显现象 Na2SO3和H2O2一定不发生反应
B b中加稀H2SO4溶液后才产生淡黄色沉淀
C c中加BaCl2溶液后产生白色沉淀
D d中产生白色沉淀
√
2
4
3
题号
1
3．为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置。
2
4
3
题号
1
(1)该化学兴趣小组的同学采用Na2SO3固体与70%的硫酸溶液为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12 mol·L-1)为原料制取Cl2。在此实验中，仪器F的作用是_________；
气体发生装置B应选择图示三种装置中的________(填序号)。
2
4
3
题号
1
防倒吸
①
(2)装置D中发生主要反应的离子方程式为______________________________________________。
(3)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量，该化学兴趣小组的同学准备了以下试剂：
①FeCl3溶液　②FeCl2溶液　③KSCN溶液　④品红溶液　⑤酸性KMnO4溶液
2
4
3
题号
1

若Cl2过量，取适量装置D中溶液滴入盛有______(填序号，下同)的试管中，再加入________，产生的现象是________________________________________________________。
若SO2过量，取适量装置D中溶液滴入盛有__________ (填序号)的试管中，产生的现象是___________________________________。
2
4
3
题号
1
　③
②
溶液由浅绿色变为黄
色，加入KSCN溶液后，溶液变为红色
④(或⑤)
品红溶液褪色(或酸性KMnO4溶液褪色)
[解析]　(1)由题图可知，气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知装置B为制取Cl2的装置，则装置A为制取SO2的装置，因SO2易溶于水，故仪器F的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固液混合加热制取气体，故应选①作为Cl2发生装置。(2)将Cl2和SO2同时通入水中时，Cl2与SO2发生氧化还原反应生成H2SO4和HCl。(3)若Cl2过量，则D装置溶液中除含H2SO4、HCl外，还含有Cl2及HClO，Cl2和HClO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故可选择②和③进行检验；若SO2过量，则D装置溶液中含有SO2、H2SO3，SO2具有漂白性和还原性，故可选用④或⑤进行检验。
2
4
3
题号
1
2
4
3
题号
1
②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60分钟。
2
4
3
题号
1
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3·5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。
回答问题：
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是________________________。
(2)仪器a的名称是______________，其作用是____________。
2
4
3
题号
1
使硫粉易于分散到溶液中
球形冷凝管
冷凝回流
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是
__________。检验是否存在该杂质的方法是________________________________________________________________________________________________________。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因： ___________________________________________。
2
4
3
题号
1
Na2SO4
取少量产品溶于过量
稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则产品中含有Na2SO4
2
4
3
题号
1

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