《志鸿优化设计》2014届高考化学(鲁科版)一轮复习教学案 硫的转化

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《志鸿优化设计》2014届高考化学(鲁科版)一轮复习教学案 硫的转化

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第三节 硫的转化
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1.了解硫单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.了解硫单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.了解硫元素单质及其化合物知识的综合应用。
一、自然界中的硫
1.自然界中硫元素的存在
硫元素广泛存在于自然界中,游离态的硫存在于__________附近或地壳的岩层里。化合物的硫主要以________和________的形式存在。
2.硫的物理性质
硫单质俗称:________,颜色状态:__________,溶解性:水中______溶,酒精中______溶,CS2中______溶。(用CS2洗涤沾有硫的容器)。
3.硫的化学性质
S
特别提示:沾在试管内壁上的硫的洗涤方法:应用CS2或热的浓NaOH溶液刷洗,然后再用自来水冲洗,最后用蒸馏水润洗。
即时训练1将28 g Fe粉和8 g硫粉隔绝空气混合加热,充分反应后冷却至室温,再加入足量的稀H2SO4,可产生标准状况下的气体的体积为________ L。
二、硫的氧化物
1.二氧化硫
(1)物理性质:通常状况下,二氧化硫是一种______色、有________气味的______毒气体,密度比空气______,易液化,______溶于水(1∶40)。
(2)SO2的化学性质
SO2
特别提示:1.SO2使品红溶液退色,是因为其具有漂白性,SO2使紫色KMnO4溶液、溴水、氯水退色,是因为其具有还原性,SO2使滴加酚酞的NaOH溶液退色,是因为SO2是酸性氧化物,与NaOH反应导致溶液退色,不能一概认为退色的原因都是由于SO2的漂白性。
2.中学常见的四大还原性离子:还原性:S2->SO>I->Fe2+
(1)易被空气中的O2氧化而变质。
(2)易被KMnO4(H+)、HNO3、溴水、氯水、Fe3+(不氧化Fe2+)、漂白粉溶液等氧化。
(3)SO2、H2SO3、Na2SO3均有强还原性,且还原性:SO>H2SO3>SO2。
(4)同理:H2S、S2-、HS-均有强还原性。
3.把SO2和Cl2分别通入到紫色石蕊溶液中,现象不同的原因是:SO2溶于水生成H2SO3,使石蕊溶液变红,但不能使石蕊溶液退色;Cl2溶于水生成了HCl和HClO,HCl使石蕊溶液变红,又由于HClO具有强氧化性,所以最终使石蕊溶液退色。
(3)实验室制SO2的化学方程式为:
①Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
3.三氧化硫(SO3)的性质
(1)物理性质:SO3的熔点______ ℃,沸点______ ℃,标准状况下SO3为__________。
(2)SO3的化学性质:
SO3是一种______氧化物,具有酸性氧化物的通性,与H2O、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式分别为:_______________________________,__________________________________。
4.SO2对大气的污染与防治
(1)来源
__________的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和________所排放的尾气。
(2)危害
危害______健康,形成______(pH<______),腐蚀________。硫酸型酸雨的形成过程:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)治理
开发________,燃煤________,处理工业尾气。
即时训练2将SO2分别通入下表所列的溶液中,填写有关问题。
反应物 溴水 酸性KMnO4溶液 氢硫酸(H2S溶液) 滴有酚酞的NaOH溶液 石蕊溶液 品红溶液
反应现象
SO2的性质
三、硫酸的性质及用途
1.稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中发生电离的化学方程式为____________________。
写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式:
①铁:_____________________________________________________________________;
②MgO:___________________________________________________________________;
③Ba(OH)2:____________________________________________;
④Na2SO3:_________________________________________________________________;
⑤BaCl2:__________________________________________________________________。
2.浓硫酸
(1)物理性质
纯H2SO4是__________液体,沸点高,难挥发,密度________水,溶解于水时________大量热。
浓硫酸稀释的方法是将________沿__________缓缓倒入________并_________________。
(2)特性
①吸水性(常用做干燥剂)
a.可用浓硫酸干燥的气体有:
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。
b.不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如________;还原性气体,如____________等。
特别提示:浓硫酸作干燥剂时,既能吸收物质中的湿存水(如Cl2中的水蒸气),又能吸收结晶水合物中的结晶水(如蓝色硫酸铜晶体CuSO4·5H2O遇浓硫酸变白色粉末CuSO4,表现浓硫酸的吸水性)。
②脱水性
浓硫酸可将有机物中的氢、氧元素按原子个数________的比例脱去,
例如:C2H5OHCH2===CH2↑+H2O。
(3)强氧化性
①与金属的反应
浓硫酸能氧化Cu等不活泼的金属,反应的化学方程式为:______________________。
注意:常温下,冷的浓硫酸能使铁、铝发生钝化(表现的是浓硫酸的强氧化性)。
②与非金属的反应
加热条件下浓硫酸能氧化C等非金属单质,反应的化学方程式为:________________________________________________________________________。
特别提示:浓硫酸与金属反应的规律:
(1)不活泼金属(如Cu)
①开始产生SO2(加热)。②浓度变小,稀硫酸不再与Cu反应。
(2)常温下浓硫酸使Fe、Al钝化。
(3)活泼金属(如Zn)
①开始产生SO2。②浓度变小后,产生H2。
3.SO的检验
检验SO的正确操作是:待测液取清液有无白色沉淀,即可确定是否存在SO。
先加稀盐酸的目的是____________________________,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,过程中可能发生反应的离子方程式:____________________________、__________________________、__________________、__________________________。
特别提示:所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO氧化为SO,从而得出错误的结论。
4.硫酸的用途
(1)制取化肥,如磷肥、氮肥;
(2)清除金属表面的氧化物;
(3)制取挥发性酸;
(4)用于精炼石油,制造炸药、农药等,是实验室里常用的试剂。
即时训练3下列有关浓硫酸的叙述正确的是________。
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化,表现了浓H2SO4的强氧化性
②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化
④浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,向反应后的溶液中再加入铁片,会有氢气生成
⑤浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除SO2、水蒸气外还有H2
⑦浓硫酸具有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2
即时训练4(1)填写下表。
实验 实验现象 硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:____________________、______________________________。
一、不同价态硫元素间的转化
1.-2价硫处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;0价、+4价硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性;+6价硫处于最高价态,只有氧化性。注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又显示酸性,如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如:
3.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
4.典型的归中反应
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O
5.含硫物质的连续氧化
硫元素
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:
氮元素
【例1-1】A、B、C、D、E五种物质在一定条件下的转化关系如图所示,已知A在常温下为固态单质,则下列说法正确的是(  )。
A.E的浓溶液可以使纸张变黑
B.C既有氧化性又有还原性
C.C转化为D的反应条件为点燃
D.E与Cu反应时与浓度无关
【例1-2】大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质。某地酸雨中可能含有下列离子:Na+、Mg2+、NH、Cl-、SO、SO、NO和NO等。某研究小组取该地一定量的酸雨,浓缩后将所得试液分成4份,进行如下实验:第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液,呈蓝色;第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀析出;第三份滴加NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;第四份加入硝酸酸化的AgNO3溶液,有沉淀产生,静置,在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液,不退色。
已知:Ksp(Ag2SO4)=1.20×10-5
请回答下列问题:
(1)该酸雨中肯定存在的离子有______________;肯定不存在的离子有__________,说明其不存在的理由:________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式:__________________________。
(3)设计实验方案,检验该试液中是否存在Cl-:____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成,在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体,慢慢通入O2,该过程中发生的化学反应有______________、________________,再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨。说明NO的作用:__________。
二、硫的氧化物及其含氧酸
1.SO2与碱反应的产物(以与NaOH反应为例)
2.SO2的鉴别
(1)利用二氧化硫的还原性,用酸性高锰酸钾溶液或溴水是否退色鉴别;
(2)利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别。
3.SO的检验
向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中红色退去;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为
SO+2H+===SO2↑+H2O
SO+Ba2+===BaSO3↓
BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O
特别提示:除去CO2中的SO2气体,可将混合气体通过酸性KMnO4溶液或溴水,也可通过饱和的NaHCO3溶液(H2SO3的酸性强于H2CO3的酸性)。
4.浓硫酸的特性
(1)物理特性——强的吸水性(作干燥剂)。
(2)化学特性——①强的脱水性(作脱水剂);
②强的氧化性。
【例2-1】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用如图所示装置进行有关实验。
请回答:
(1)装置A中发生的化学反应方程式为____________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花应浸有一种溶液,这种溶液是__________,其作用是____________。
(3)装置B中盛放饱和NaHSO3溶液,该装置的作用是________________,当关闭K时,B中的现象是__________________________。
(4)实验中,取一定质量的铜片和100 mL 18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是______________________
________________________________________________________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液
c.银粉 d.Na2CO3溶液
③证明反应结束后烧瓶中液体含有SO的方法__________________________。
【例2-2】下列说法正确的是(  )。
A.浓硫酸滴在润湿的蓝色石蕊试纸上,试纸先变红,然后退色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性
B.样品无明显现象出现白色沉淀,说明样品中含SO
C.常温下浓硫酸能用铁制容器盛装,说明浓硫酸与Fe不反应
D.样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体,说明样品中含SO或HSO
三、二氧化硫与二氧化碳的比较和鉴别
1.SO2与CO2的比较
SO2 CO2
物理性质 相同点 无色气体,密度都大于空气,溶于水
不同点 刺激性气味,易液化 无味
化学性质 相同点 与H2O SO2+H2OH2SO3(不稳定) CO2+H2OH2CO3(不稳定)
与碱 Ca(OH)2+SO2(不足)===CaSO3↓+H2OCa(OH)2+2SO2(过量)===Ca(HSO3)2 Ca(OH)2+CO2(不足)===CaCO3↓+H2OCaCO3+H2O+CO2(过量)===Ca(HCO3)2
不同点 氧化性 SO2+2H2S===2H2O+3S↓ CO2+C2CO
还原性 能被酸性高锰酸钾溶液、双氧水、氯水、溴水、硝酸等氧化剂氧化 无
漂白性 与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质 无
环保 形成酸雨,有毒,直接危害人体健康 无毒,引起温室效应
2.CO2与SO2的鉴别及检验
(1)CO2与SO2的鉴别
①利用SO2的刺激性气味。
②利用SO2的漂白性,用品红溶液鉴别。
③利用SO2的还原性,用酸性高锰酸钾溶液、溴水、FeCl3溶液等鉴别。
特别提示:不能用澄清石灰水鉴别CO2、SO2。
(2)SO2、CO2共存时二者的检验方法
证明混合气体中含有CO2和SO2时通常设计以下装置进行检验
3.
4.
5.SO2也能使溴水、KMnO4溶液退色,一般认为这是利用SO2的还原性,而不是利用SO2的漂白性。SO2使NaOH的酚酞溶液红色退去是利用了SO2的酸性,SO2与NaOH反应,酚酞退色,不是利用SO2的漂白性。
【例3】(2012北京理综)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:____________________。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是__________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表:
n(SO)∶n(HSO) 91∶9 1∶1 9∶91
pH 8.2 7.2 6.2
①由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释:__________________
________________________________________________________________________。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)
b.c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①HSO在阳极放电的电极反应式是__________________________________________。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
热点探究——常见漂白剂的比较
用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白类型 漂白原理 变化类别 漂白特点 能漂白的物质
活性炭 活性炭 吸附型 吸附漂白 物理变化 物理漂白,不可逆 一般用于溶液漂白
氯气 次氯酸 氧化型 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠 过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫 二氧化硫 加合型 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 非氧化还原漂白,可逆(加热退色溶液又恢复原色) 具有选择性,如品红、棉、麻、草等
特别提示:1.氯水使酸碱指示剂退色,不使Cu2+、Fe3+等退色。
2.SO2使品红溶液退色,是因为其具有漂白性,SO2使紫色KMnO4溶液退色是因为其具有还原性,SO2使滴加酚酞的NaOH溶液退色,是因为SO2是酸性氧化物,与NaOH反应导致溶液退色,不能一概认为退色的原因都是由于SO2的漂白性。
【实验典例】
为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理,某同学做了如下对比实验:
a.将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现红色试纸均不退色;
b.将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均退色;
c.加热b中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气体,后者不能;
d.将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中,发现前者只变红,不退色,后者先变红,后退色。
请根据甲同学的实验事实,简要说明SO2与Cl2的漂白原理相同与不同之处。
(1)相同之处:SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的分别是与水反应后的产物________和________。
(2)不同之处:H2SO3只能与某些有机色质发生________反应,生成不稳定的无色物质,产物受热分解再放出SO2,是非氧化还原反应。HClO能与很多有机色质发生________反应,生成物较稳定。
1.(高考组合题)下列与化学概念有关的说法正确的是________(填序号)。
(1)(2012山东理综)Cl2、SO2均能使品红溶液退色,说明二者均有氧化性
(2)(2012山东理综)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO
(3)(2012山东理综)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
(4)(2012广东理综改编)因为SO2有漂白性,故SO2可使溴水退色
(5)(2012广东理综改编)因为浓硫酸有强氧化性,故浓硫酸可用于干燥H2和CO
(6)(2012重庆理综)Fe与S混合加热生成FeS2
(7)(2012重庆理综)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
(8)(2012四川理综)50 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
(9)(2012浙江理综)用BaCl2溶液鉴别SO和SO
(10)(2012江苏化学)将过量二氧化硫气体通入冷氨水中:SO2+NH3·H2O===HSO+NH
2.下列说法正确的是________。
(1)常温下浓H2SO4能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓H2SO4
(2)用Na2S去除废水中Hg2+的离子方程式为Hg2++S2-===HgS↓
(3)SO2通入碘水中,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O===SO+2I-+4H+
(4)Na2S溶液中SO、K+、Cl-、Cu2+能大量共存
(5)除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
(6)使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
(7)将水加入浓H2SO4中得到稀H2SO4,置镁片于其中探讨Mg的活泼性
3.(2012上海理综)和氢硫酸反应不能产生沉淀的是(  )。
A.Pb(NO3)2溶液 B.Na2S溶液
C.CuSO4溶液 D.H2SO3溶液
4.(原创组合题)下列现象和结论均正确的是________。
①能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2
②能使品红溶液退色的气体一定是SO2
③将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,红色消失,说明SO2具有漂白性
④通入溴水中能使溴水退色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成说明通入的气体为SO2
⑤先通入足量的NaOH溶液,再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸,说明通入的气体为SO2
⑥Cl2和SO2通入品红溶液都退色,但退色原理不同
5.浓硫酸有许多重要的性质,在与含水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是(  )。
A.酸性 B.脱水性
C.强氧化性 D.吸水性
6.实验室一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀,剩余部分只看到“Na2S”字样(如图所示)。已知,固体M只可能是Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一种。若取少量固体M配成稀溶液进行有关实验,下列说法不正确的是(  )。
A.只用盐酸一种试剂就可以确定该固体M的具体成分
B.往溶液中通入二氧化碳,若有白色沉淀,则固体M为Na2SiO3
C.用pH试纸检验,若pH=7,则固体M一定是Na2SO4
D.往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2,若有白色沉淀,则固体M为Na2SO4
7.要清洗附着在试管壁上的硫,可用的试剂是______________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.火山喷口 硫矿石 硫酸盐
2.硫黄 黄色晶体 不 微 易
3.2Cu+SCu2S Fe+SFeS 氧化 S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O 还原 氧化 还原
即时训练1 答案:11.2
二、1.(1)无 刺激性 有 大 易 (2)SO2+H2OH2SO3 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O 2SO2+O22SO3 Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 品红
3.(1)16.8 44.8 无色晶体 (2)酸性 SO3+H2O===H2SO4
CaO+SO3===CaSO4,SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O
4.(1)含硫化石 硫酸厂 (2)人体 酸雨 5.6 建筑物 2SO2+O22SO3;H2O+SO3===H2SO4或SO2+H2OH2SO3;2H2SO3+O2===2H2SO4 (3)新能源 脱硫
即时训练2 答案:退色 退色 有浅黄色沉淀生成 退色 变红 退色 还原性 还原性 氧化性 酸性 酸性 漂白性
三、1.H2SO4===2H++SO ①Fe+2H+===Fe2++H2↑
②MgO+2H+===Mg2++H2O
③Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
④SO+2H+===H2O+SO2↑ ⑤Ba2++SO===BaSO4↓
2.(1)无色油状 大于 放出 浓硫酸 烧杯内壁 水中 用玻璃棒不断搅拌 (2)①b.NH3 H2S、HBr、HI ②2∶1 (3)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ②C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
3.防止CO、SO、Ag+干扰 CO+2H+===CO2↑+H2O SO+2H+===SO2↑+H2O Ag++Cl-===AgCl↓ Ba2++SO===BaSO4↓
即时训练3 答案:①④⑥
即时训练4 答案:(1)蓝色固体变白 吸水性 沾有浓硫酸的滤纸变黑 脱水性 铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体 强氧化性
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
核心归纳突破
【例1-1】AB 解析:固体单质两次与O2反应生成的D,再与H2O反应生成的E与不活泼金属反应,说明E为氧化性酸,氧化性酸可能为HNO3和浓硫酸,又因为A为固态单质,说明A为S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,B为H2S。
A项,浓硫酸具有脱水性,使纸张中的H、O按2∶1的比脱去;B项,SO2中硫为+4价处于中间价态;C项,SO2转化为SO3需催化剂、加热条件,不是点燃;D项,E的稀溶液与Cu不反应。
【例1-2】答案:(1)SO、NO、NH SO、NO SO具有较强的还原性,酸性条件下,与NO不能共存。若有NO,能使酸性KMnO4溶液退色
(2)6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O
(3)取少量试液,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,静置;取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-
(4)2NO+O2===2NO2 NO2+SO2===SO3+NO 催化剂
解析:(1)从酸雨中可能含有的离子分析,SO具有较强的还原性,因此酸性条件下SO与NO是不能共存的。从浓缩后所得的4份试液进行的实验分析可知:第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液,呈蓝色,说明有NO或NO(6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O或2NO+2I―+4H+===I2+2NO↑+2H2O);第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀析出,说明有SO;第三份滴加NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明有NH;第四份加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液,有沉淀产生,说明可能有Cl―或SO(生成AgCl↓或Ag2SO4↓,均不溶于稀硝酸),静置,在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液,不退色,说明没有NO,否则NO能与具强氧化性的酸性KMnO4溶液反应,使KMnO4溶液退色(5NO+2MnO+6H+===5NO+2Mn2++3H2O)。所以,该酸雨中肯定存在的离子有SO、NO、NH;肯定不存在的离子有SO、NO。(2)试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式是6I-+2NO+8H+===3I2+2NO↑+4H2O。(3)由于该试液中存在着SO,所以,检验该试液中是否存在Cl-时要考虑排除SO的干扰。检验的方法为:取少量试液,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,静置;取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-。(4)据题目告知,是探究NO参与硫酸型酸雨的形成,根据硫酸型酸雨的形成的机理:化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫黄的生产等过程中产生的SO2释放到空气中,在光照、烟尘中的金属氧化物等的催化作用下,SO2与氧气反应生成SO3,SO3溶于雨水后形成H2SO4。因此当在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体,慢慢通入O2时,要生成SO3必须要有催化剂参与,所以NO应该是起了催化剂的作用,该过程中发生的化学反应应该是2NO+O2===2NO2,NO2+SO2===SO3+NO。
【例2-1】答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)NaOH溶液 吸收SO2气体
(3)贮存多余的SO2气体 瓶内液面下降,漏斗内液面上升
(4)①稀硫酸不与Cu发生反应 ②a、d ③取烧瓶内液体加入蒸馏水中稀释,然后加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成则证明含有SO
解析:(2)为防止过量的SO2逸入空气污染环境,所以D中试管口放置的棉花应浸有NaOH溶液,其目的是用来吸收SO2。
(3)由于余热的作用,A处仍有SO2气体产生,因此B中气体压强增大,液面下降,漏斗中液面上升。可用于贮存气体。
(4)①因为稀硫酸与Cu不反应,所以当Cu与浓H2SO4反应到一定程度,反应就结束了,但仍有一定量的余酸和铜片,②为证明有余酸存在,可加入铁粉(产生无色气体),也可加入Na2CO3溶液(产生无色气体),BaCl2和Ag粉无法证明有稀硫酸存在。③为证明SO是否存在,可加入BaCl2溶液。
【例2-2】B 解析:A项中,最后变黑,说明具有脱水性;C项中,浓硫酸常温下遇Fe钝化;D项中,样品中可能含CO或HCO。
【例3】答案:(1)SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4
(2)2OH-+SO2===H2O+SO
(3)①酸
HSO存在:HSOH++SO和HSO+H2OH2SO3+OH-,HSO的电离程度强于水解程度
②ab
(4)①HSO+H2O-2e-===SO+3H+
②H+在阴极得电子生成H2,溶液中c(H+)降低,促使HSO电离生成SO,且Na+进入阴极室,吸收液得以再生
解析:(1)酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。(3)由表给数据n(SO)∶n(HSO)=9∶91时,溶液pH=6.2,所以亚硫酸氢钠溶液显酸性。亚硫酸氢钠溶液中存在两种趋势,电离趋势使溶液显酸性,水解趋势使溶液显碱性,溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水解趋势的结果;由表给数据n(SO)∶n(HSO)=1∶1时,溶液pH=7.2,可知吸收液显中性时溶液中c(SO)<c(HSO),所以②中b项正确;依电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)及c(H+)=c(OH-)可判断a正确。(4)阳极发生氧化反应,所以HSO在阳极失去电子生成SO和H+。应抓住电解再生的目的——把HSO变成SO分析。
实验探究拓展
实验典例
答案:(1)H2SO3 HClO (2)化合 氧化还原
解析:实验a,说明干燥的SO2和Cl2均无漂白性;实验b,说明在水的参与下SO2、Cl2具有漂白性;实验c,说明HClO的漂白稳定,SO2的漂白不稳定;实验d,说明SO2的漂白对象较少,而HClO的漂白对象较多,能使指示剂退色。
演练巩固提升
1.答案:(7)(10)
解析:SO2使品红溶液退色,利用的是SO2与有色物质化合生成无色物质,不能说明其具有氧化性,(1)项错;溶液中含有SO时,加入酸化的Ba(NO3)2溶液也会出现白色沉淀,(2)项错;Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO,该反应不是置换反应,(3)项错;SO2有漂白性,能使品红溶液退色,但SO2与溴水能发生如下反应:“SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr”,是体现了SO2的还原性,与漂白性没有关系,故(4)错;+6价是硫元素的最高价态,因此浓H2SO4具有强氧化性,但浓硫酸能用于干燥H2和CO的原因是其具有吸水性,而与其强氧化性之间无因果关系,故(5)错;Fe与S混合加热生成FeS,(6)错;过量的铜与浓硝酸反应的过程中,随硝酸浓度变小与铜反应生成一氧化氮,(7)正确;浓硫酸反应浓度逐渐减小,不能与铜反应,(8)错;两者都有沉淀生成,(9)错;过量二氧化硫气体通入冷氨水只能得到酸式盐,(10)正确。
2.答案:(1)(2)(5)(6)
解析:(3)中SO2被氧化为SO,不是SO;(4)中S2-与Cu2+形成沉淀CuS,不能大量存在;(7)浓硫酸稀释时应将浓硫酸加入水中。
3.B 解析:本题考查元素化合物知识,意在考查考生对化学反应的知识掌握的再现能力。A项能生成PbSO4沉淀;C项生成CuS沉淀;D项因发生氧化还原反应生成单质硫沉淀。
4.答案:④⑥
解析:①项,能使澄清石灰水变浑浊的气体还可能是SO2,①错;
②项,能使品红溶液退色的气体,还可能是Cl2、O3等,②错;
③项,酚酞的NaOH溶液呈红色是因为溶液呈碱性,通入SO2后与碱反应生成盐,而红色消失,不是SO2的漂白性,③错;
④项,通入溴水退色,说明气体具有还原性,气体被氧化,加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀,说明气体被氧化为SO,可以说明通入的气体为SO2,④正确;
⑤项,SO2、CO2与碱反应都生成与BaCl2(或CaCl2)溶液形成白色沉淀的物质,⑤错;
⑥Cl2通入品红溶液退色,是Cl2与H2O反应生成了强氧化性物质HClO,HClO氧化品红为无色,而SO2通入品红退色是SO2与品红化合为无色,原理不同,⑥正确。
5.A 解析:浓硫酸与含水分的蔗糖作用过程中往往伴有刺激性气味,这是浓硫酸表现强氧化性而生成SO2的缘故;在整个过程中不会显示酸性。
注意:浓硫酸常温下可使块状铁、铝钝化,表现强氧化性;可使胆矾由蓝色变为白色,表现吸水性;可使白纸、蔗糖变黑并伴有刺激性气味,表现脱水性和强氧化性等。
6.D 解析:A项,Na2SO3与盐酸反应产生SO2气体,Na2SiO3与盐酸反应产生白色沉淀,Na2SO4与盐酸不反应;B项,H2CO3的酸性强于H2SiO3,通CO2产生白色沉淀(H2SiO3)的只能为Na2SiO3;C项,Na2SO4为强酸强碱盐,溶液呈中性,Na2SO3和Na2SiO3的溶液均呈碱性;D项,若M为Na2SiO3也会出现白色沉淀。
7.答案:CS2或热的碱液
解析:硫易溶于CS2,S与热NaOH溶液反应生成溶于水的Na2S和Na2SO3,3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
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