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提升课时1　SO2的制备　SO2、CO2的鉴别
学习目标　1.了解二氧化硫的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.掌握二氧化硫与二氧化碳性质的差异性及鉴别方法。
一、SO2与CO2的鉴别
CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性。
【问题讨论】
问题1　能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　如何检验某无色气体是SO2还是CO2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　用如图装置验证SO2与Na2CO3反应能生成CO2。
①试剂X是什么 其作用是什么 ②当观察到什么现象即证明SO2与Na2CO3反应能生成CO2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.SO2和CO2的鉴别方法
试剂 现象及结论
品红溶液 使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
氢硫酸 出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2
高锰酸钾溶液 使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
溴水 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
碘水(含淀粉) 使蓝色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
2.SO2和CO2混合气体的鉴别
注意:有时为简化装置,可将除去SO2(装有酸性高锰酸钾溶液)和检验SO2是否除尽(后一个装有品红溶液)的装置合并为一个装置,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。
1.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是 (　　)
①澄清石灰水溶液　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液　④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
2.除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,可选用的试剂是 (　　)
A.饱和食盐水 B.氢氧化钠溶液
C.足量澄清石灰水 D.饱和碳酸氢钠溶液
3.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(2)C中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(3)D中加入的试剂是“　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(4)实验时,C中应观察到的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
二、二氧化硫的实验室制备
问题1　实验室用亚硫酸钠固体和较浓硫酸(70%)反应制取SO2气体,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
问题2　实验室如何收集二氧化硫气体并验满
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　实验室制取SO2时尾气如何处理
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.制备原理和装置
(1)Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合:Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
①不用稀硫酸的原因:SO2易溶于水,逸出的SO2较少;②浓度太高反应进行缓慢甚至难以进行。
(2)Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.干燥:用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气。
3.收集方法:(1)排液法:排饱和NaHSO3溶液法,导气管短进长出;(2)排气法:向上排空气法,导气管长进短出。
4.检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红。
5.尾气吸收:尾气处理时注意导气管末端不能插入液面以下,以防发生倒吸。
(1)酸性气体:一般用NaOH溶液吸收;(2)还原性气体:一般用酸性高锰酸钾溶液吸收。
1.制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (　　)
2.某化学兴趣小组在实验室制备并收集SO2气体。
(1)仪器a的名称为　　　　　　,装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(2)把如图装置C接回如图装置中,按照从左往右的顺序应该先连接　　　　　　(填“b”或“c”),当D中出现　　　　　　现象时,证明气体已集满,停止加热。装置D中试管口的棉花应提前在氢氧化钠溶液中浸湿,其作用是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
:课后完成　第五章　提升课时1提升课时1　SO2的制备　SO2、CO2的鉴别
学习目标　1.了解二氧化硫的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.掌握二氧化硫与二氧化碳性质的差异性及鉴别方法。
一、SO2与CO2的鉴别
CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性。
【问题讨论】
问题1　能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么
提示　不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中,均产生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中现象都是先变浑浊后变澄清。其中SO2与Ca(OH)2反应的离子方程式为SO2+Ca2++2OH-===CaSO3↓+H2O,CaSO3+SO2+H2O===Ca2++2HS。
问题2　如何检验某无色气体是SO2还是CO2
提示　将气体通入品红溶液中,若品红溶液褪为无色,加热,褪色后的溶液又恢复红色,则气体为SO2;若品红溶液不褪色,则为CO2。
问题3　用如图装置验证SO2与Na2CO3反应能生成CO2。
①试剂X是什么 其作用是什么 ②当观察到什么现象即证明SO2与Na2CO3反应能生成CO2
提示　试剂X是品红溶液,其作用是检验SO2是否除尽;品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊。
【探究归纳】
1.SO2和CO2的鉴别方法
试剂 现象及结论
品红溶液 使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
氢硫酸 出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2
高锰酸钾溶液 使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
溴水 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
碘水(含淀粉) 使蓝色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
2.SO2和CO2混合气体的鉴别
注意:有时为简化装置,可将除去SO2(装有酸性高锰酸钾溶液)和检验SO2是否除尽(后一个装有品红溶液)的装置合并为一个装置,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。
1.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是 (　　)
①澄清石灰水溶液　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液　④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
答案　C
解析　①SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀,则澄清石灰水不能鉴别SO2和CO2;②二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳与氢硫酸不反应,可以鉴别;③因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应,则能鉴别;④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,氯水褪色,而二氧化碳与氯水不反应,则能鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,而二氧化碳不能,则能鉴别。
2.除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,可选用的试剂是 (　　)
A.饱和食盐水 B.氢氧化钠溶液
C.足量澄清石灰水 D.饱和碳酸氢钠溶液
答案　D
解析　二氧化碳和二氧化硫都能与氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应,都不能与饱和食盐水反应。因为亚硫酸的酸性强于碳酸,可用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫气体。
3.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(2)C中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(3)D中加入的试剂是“　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。
(4)实验时,C中应观察到的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)品红溶液　检验SO2　(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽　(3)澄清石灰水　检验CO2　(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
解析　一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
二、二氧化硫的实验室制备
问题1　实验室用亚硫酸钠固体和较浓硫酸(70%)反应制取SO2气体,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
提示　Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
问题2　实验室如何收集二氧化硫气体并验满
提示　向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法;将湿润的蓝色石蕊试纸、沾有酸性高锰酸钾溶液的滤纸放在集气瓶口,若湿润的蓝色石蕊试纸变红、沾有酸性高锰酸钾溶液的滤纸褪色,则证明SO2已收集满。
问题3　实验室制取SO2时尾气如何处理
提示　SO2是有毒气体,用碱(如NaOH)溶液吸收SO2,进行尾气处理,防止进入大气中污染环境。
【探究归纳】
1.制备原理和装置
(1)Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合:Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
①不用稀硫酸的原因:SO2易溶于水,逸出的SO2较少;②浓度太高反应进行缓慢甚至难以进行。
(2)Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.干燥:用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气。
3.收集方法:(1)排液法:排饱和NaHSO3溶液法,导气管短进长出;(2)排气法:向上排空气法,导气管长进短出。
4.检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红。
5.尾气吸收:尾气处理时注意导气管末端不能插入液面以下,以防发生倒吸。
(1)酸性气体:一般用NaOH溶液吸收;(2)还原性气体:一般用酸性高锰酸钾溶液吸收。
1.制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (　　)
答案　B
解析　A项,铜片和浓硫酸在加热条件下可反应制备二氧化硫,铜片和稀硫酸不反应;B项,二氧化硫可使品红溶液褪色,可验证二氧化硫具有漂白性,能达到实验目的;C项,二氧化硫的密度比空气的大,所以应该采用向上排空气法收集,即“长管进短管出”;D项,饱和亚硫酸氢钠溶液可降低二氧化硫在水中的溶解度,不能进行尾气处理,烧杯中应该用氢氧化钠溶液。
2.某化学兴趣小组在实验室制备并收集SO2气体。
(1)仪器a的名称为　　　　　　,装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(2)把如图装置C接回如图装置中,按照从左往右的顺序应该先连接　　　　　　(填“b”或“c”),当D中出现　　　　　　现象时,证明气体已集满,停止加热。装置D中试管口的棉花应提前在氢氧化钠溶液中浸湿,其作用是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)分液漏斗　Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑　(2)c　品红溶液红色褪去　吸收尾气
解析　(1)仪器a的名称为分液漏斗,装置A中发生反应为铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化硫,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑;(2)二氧化硫密度大于空气,应该使用向上排空气法收集,装置C中应该长进短出,故装置C应该先接c,当D中出现品红溶液红色褪去的现象时,证明气体已集满,停止加热。二氧化硫有毒且能和氢氧化钠反应,装置D中试管口的棉花应提前在氢氧化钠溶液中浸湿,其作用是吸收尾气,减少污染。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)二氧化硫与二氧化碳的鉴别与除杂
1.区分CO2和SO2的最佳方法是 (　　)
A.用品红溶液 B.用澄清的石灰水
C.用硫酸铜溶液 D.用湿润的蓝色石蕊试纸
答案　A
解析　A项,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,能用品红溶液区分CO2和SO2;B项,CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清的石灰水区分CO2和SO2;C项,CO2和SO2都不和硫酸铜溶液反应,不能用硫酸铜溶液区分CO2和SO2;D项,CO2和SO2都是酸性气体,都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,不能用湿润的蓝色石蕊试纸区分CO2和SO2。
2.为了除去SO2中少量的HCl气体,应将混合气体通入 (　　)
A.溴水 B.饱和NaHSO3溶液
C.NaOH溶液 D.饱和NaHCO3溶液
答案　B
解析　A项,溴水具有氧化性,会将二氧化硫氧化;B项,HCl与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成二氧化硫,且不引入新杂质,洗气可分离;C项,二者均与NaOH反应,不能除杂;D项,二者均与饱和碳酸氢钠溶液反应,不能除杂。
3.为了除去二氧化碳气体中的二氧化硫气体,下列仪器和药品组合合理的是 (　　)
仪器:①洗气瓶、②干燥管;药品:③固态生石灰、
④苏打溶液、⑤小苏打溶液。
A.①⑤ B.②⑤
C.①③ D.①④
答案　A
解析　洗气瓶与液态试剂对应,干燥管与固体试剂对应,小苏打是碳酸氢钠,苏打是碳酸钠;SO2既能与NaHCO3溶液反应,又能与Na2CO3溶液反应生成二氧化碳气体;CO2能与Na2CO3溶液反应,不能与NaHCO3溶液反应,所以可以利用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化硫;生石灰是固体,在干燥管中用来干燥气体,但二氧化硫和二氧化碳气体都和生石灰反应。综上所述,除去CO2气体中的SO2气体,合理的仪器和药品为①⑤。
4.同类物质性质相似,SO2和CO2同属于酸性氧化物,性质类似。下列说法不正确的是 (　　)
A.SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3
B.SO2与BaO反应,生成BaSO3
C.SO2与水反应生成H2SO3
D.SO2和Na2O2反应生成Na2SO3和O2
答案　D
解析　SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3,A正确;SO2与BaO反应,生成BaSO3,B正确;SO2与水反应生成H2SO3,C正确;SO2具有还原性,Na2O2具有强氧化性,因此SO2和Na2O2发生氧化还原反应生成Na2SO4,D错误。
5.检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是 (　　)
A.先通过NaOH溶液,再通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明有SO2气体
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2气体
答案　D
解析　SO2和CO2通过NaOH溶液均发生反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,再通过品红溶液不能检测到SO2,A错误;SO2和CO2通过澄清石灰水都会产生白色沉淀,B错误;SO2和CO2通过NaOH溶液都可能被完全吸收,也可能均过量,再通过澄清石灰水,若变浑浊,也不能确定混有SO2,C错误;因为CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,通过酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则说明混有SO2气体,D正确。
(二)二氧化硫的制备
6.某化学兴趣小组制取SO2并探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.甲中浓硫酸浓度不宜过大,以防止反应缓慢
B.乙中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
C.甲中发生的反应为复分解反应
D.丙装置的作用是吸收剩余的SO2,防止污染空气
答案　B
解析　A项,硫酸浓度过大,难以发生离子反应,反应进行缓慢;B项,SO2+2Fe3++2H2O===S+2Fe2++4H+,反应中二氧化硫为还原剂,铁离子为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;D项,二氧化硫污染空气,可用NaOH溶液吸收以避免污染环境。
7.实验室用Na2SO3和70%的硫酸溶液反应制取SO2,某研究性学习小组设计如图实验,制取并探究SO2的性质。
(1)丁装置的作用是　　　　　　　　　　　　。
(2)实验中若生成标准状况1.12 L SO2,则至少需要　　　　　　 g Na2SO3。
(3)①若X是品红溶液,气体通过乙装置,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　。
②若X是酸性KMnO4溶液,气体通过乙装置,观察到溶液褪色,说明SO2具有　　　　。
A.酸性 B.还原性 C.漂白性
③若X是FeCl3和BaCl2的混合溶液,气体通过乙装置,观察到溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,白色沉淀化学式为　　　　　　　　　　　　。
(4)若X是浓硫酸,用于干燥SO2气体,在丙处选用如图戊所示的收集装置,A、B两位同学的连接方式为:
A同学:SO2气体从a导管通入集气瓶中。
B同学:SO2气体从b导管通入集气瓶中。
正确的收集装置是　　　　(填“A”或“B”)同学的连接方式。
(5)若X是氢硫酸,气体通过乙装置,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,发生的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)吸收二氧化硫,防止污染空气　(2)6.3　(3)①品红溶液褪色　②B　③BaSO4
(4)B　(5)有黄色沉淀生成　2H2S+SO2===3S↓+2H2O
解析　(1)SO2是大气污染物,不能直接排放,可根据SO2是酸性氧化物,能够与碱NaOH发生反应的性质,判断装置丁的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气;(2)70%的H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2气体,反应方程式为H2SO4(较浓)+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O,根据方程式可知:每反应产生1 mol SO2气体,需消耗1 mol Na2SO3,发生上述反应产生标准状况下SO2气体1.12 L的物质的量是n(SO2)==0.05 mol,则需消耗0.05 mol Na2SO3,其质量为m(Na2SO3)=0.05 mol×126 g/mol=6.3 g;(3)①若X是品红溶液,SO2气体具有漂白性,能够使品红溶液褪色,故气体通过乙装置,观察到的现象是品红溶液红色褪去;②SO2气体具有还原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色变浅甚至褪色,故若X是酸性KMnO4溶液,气体通过乙装置,观察到溶液褪色,说明SO2具有还原性,故合理选项是B;③若X是FeCl3和BaCl2的混合溶液,SO2气体通过乙装置时,首先发生反应:2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl,然后发生反应:H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl,因此观察到溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色硫酸钡沉淀产生,白色沉淀化学式为BaSO4;(4)SO2气体密度大于空气,用向上排空气法收集,导气管应该是长进短出,即SO2气体应该从b口进入,故合理选项是B同学的连接方式;(5)若X是氢硫酸,SO2气体与硫化氢发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应产生的S单质是不溶于水的黄色固体,故气体通过乙装置,观察到的现象是有黄色沉淀生成。
B级　素养培优练
8.吸烟有害健康,因为香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体,用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热氧化铜、④碱石灰、⑤品红溶液、⑥足量酸性高锰酸钾溶液等可将其一一检出,检出的正确顺序是 (　　)
A.混合气→①→⑤→②→①→④→③
B.混合气→③→④→②→⑥→⑤→①
C.混合气→①→⑤→⑥→②→④→③
D.混合气→②→⑤→①→④→③→⑥
答案　C
解析　利用红热氧化铜检验CO,利用品红溶液检验SO2,利用澄清石灰水检验CO2,利用无水硫酸铜检验H2O(g),利用酸性高锰酸钾除去多余的SO2,考虑排除干扰因素,正确的操作顺序为检验H2O(g)→检验SO2→除去多余SO2→检验CO2→干燥气体→检验CO。
9.CO2气体中含有少量SO2,欲得到纯净、干燥的CO2,通过如图所示的洗气瓶,①②两瓶中所装的试剂应该是 (　　)
A.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸
B.①NaOH溶液;②浓硫酸
C.①浓硫酸;②NaOH溶液
D.①浓硫酸;②Na2CO3溶液
答案　A
解析　CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,先将气体通入到饱和碳酸氢钠溶液中除掉SO2,再用浓硫酸除掉水蒸气,故A符合题意。
10.实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是 (　　)
A.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否有Fe3+
B.装置B中酸性KMnO4溶液褪色,装置C中生成黄色沉淀,体现了二氧化硫的还原性
C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D.实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸
答案　B
解析　二氧化硫与氢硫酸发生氧化还原反应生成单质硫,溶液变浑浊,体现了二氧化硫的氧化性。
11.浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,为检验反应的产物,某同学设计了如图所示的实验,请判断下列说法不正确的是 (　　)
A.物质甲是碱石灰,用于检验生成的水
B.装置乙中会生成黄色沉淀,体现了SO2的氧化性
C.装置丙中溶液的紫色变红,体现了SO2的酸性
D.装置戊中溶液不褪色,装置己中出现浑浊,说明产物中含有CO2
答案　A
解析　浓硫酸与木炭在加热条件下发生化学反应生成CO2、SO2和水,检测顺序为水、SO2、CO2。A项,甲应该用无水硫酸铜检验生成的水;B项,装置乙中会生成黄色S沉淀,体现了SO2的氧化性;C项,二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,装置丙中紫色石蕊溶液变红但不褪色,体现了SO2的水溶液有酸性;D项,装置戊中品红溶液不褪色,说明SO2已经除尽,装置己中澄清石灰水变浑浊,说明产物中含有CO2。
12.某化学兴趣小组为了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,持续通入,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:　　　　　　　　　　　　。
为了验证猜测,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(填字母)。
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　猜想3:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B　(2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
解析　回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,又变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。(共49张PPT)
第一节　硫及其化佫物
提升课时 的制备　
、 的鉴别
1
第五章
化工生产中的重要非金属元素
SO2
SO2
CO2
1.了解二氧化硫的制备方法,掌握其主要性质及其应用。
2.掌握二氧化硫与二氧化碳性质的差异性及鉴别方法。
学习目标
一、SO2与CO2的鉴别
二、二氧化硫的实验室制备
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、SO2与CO2的鉴别
对点训练
CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性。
【问题讨论】
问题1　能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么
提示　不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中,均产生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中现象都是先变浑浊后变澄清。其中SO2与Ca(OH)2反应的离子方程式为SO2+Ca2++2OH-===CaSO3↓+H2O,CaSO3+SO2+H2O=== Ca2++2HS。
问题2　如何检验某无色气体是SO2还是CO2
提示　将气体通入品红溶液中,若品红溶液褪为无色,加热,褪色后的溶液又恢复红色,则气体为SO2;若品红溶液不褪色,则为CO2。
①试剂X是什么 其作用是什么 ②当观察到什么现象即证明SO2与Na2CO3反应能生成CO2
提示　试剂X是品红溶液,其作用是检验SO2是否除尽;品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊。
问题3　用如图装置验证SO2与Na2CO3反应能生成CO2。
【探究归纳】
1.SO2和CO2的鉴别方法
试剂 现象及结论
品红溶液 使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
氢硫酸 出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2
高锰酸钾溶液 使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
溴水 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
碘水(含淀粉) 使蓝色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
2.SO2和CO2混合气体的鉴别
流程设计
实验装置
注意:有时为简化装置,可将除去SO2(装有酸性高锰酸钾溶液)和检验SO2是否除尽(后一个装有品红溶液)的装置合并为一个装置,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。
1.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是 (　　)
①澄清石灰水溶液　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液　④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④ C.除①外 D.全部
C
解析　①SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀,则澄清石灰水不能鉴别SO2和CO2;②二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳与氢硫酸不反应,可以鉴别;③因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应,则能鉴别;④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,氯水褪色,而二氧化碳与氯水不反应,则能鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,而二氧化碳不能,则能鉴别。
2.除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,可选用的试剂是 (　　)
A.饱和食盐水 B.氢氧化钠溶液
C.足量澄清石灰水 D.饱和碳酸氢钠溶液
解析　二氧化碳和二氧化硫都能与氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应,都不能与饱和食盐水反应。因为亚硫酸的酸性强于碳酸,可用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫气体。
D
3.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是　　　　　　,作用是　　　　　。
(2)C中加入的试剂是　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　　。
(3)D中加入的试剂是“　　　　　　,作用是　　　　　　。
(4)实验时,C中应观察到的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
品红溶液
检验SO2
酸性KMnO4溶液
除去SO2并检验SO2是否除尽
澄清石灰水
检验CO2
酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
解析　一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
二、二氧化硫的实验室制备
对点训练
问题1　实验室用亚硫酸钠固体和较浓硫酸(70%)反应制取SO2气体,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
提示　Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
问题2　实验室如何收集二氧化硫气体并验满
提示　向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法;将湿润的蓝色石蕊试纸、沾有酸性高锰酸钾溶液的滤纸放在集气瓶口,若湿润的蓝色石蕊试纸变红、沾有酸性高锰酸钾溶液的滤纸褪色,则证明SO2已收集满。
问题3　实验室制取SO2时尾气如何处理
提示　SO2是有毒气体,用碱(如NaOH)溶液吸收SO2,进行尾气处理,防止进入大气中污染环境。
【探究归纳】
1.制备原理和装置
(1)Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合:Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑ +H2O。
①不用稀硫酸的原因:SO2易溶于水,逸出的SO2较少;②浓度太高反应进行缓慢甚至难以进行。
(2)Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.干燥:用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气。
3.收集方法:(1)排液法:排饱和NaHSO3溶液法,导气管短进长出;(2)排气法:向上排空气法,导气管长进短出。
4.检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红。
5.尾气吸收:尾气处理时注意导气管末端不能插入液面以下,以防发生倒吸。
(1)酸性气体:一般用NaOH溶液吸收;(2)还原性气体:一般用酸性高锰酸钾溶液吸收。
1.制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (　　)
B
解析　A项,铜片和浓硫酸在加热条件下可反应制备二氧化硫,铜片和稀硫酸不反应;B项,二氧化硫可使品红溶液褪色,可验证二氧化硫具有漂白性,能达到实验目的;C项,二氧化硫的密度比空气的大,所以应该采用向上排空气法收集,即“长管进短管出”;D项,饱和亚硫酸氢钠溶液可降低二氧化硫在水中的溶解度,不能进行尾气处理,烧杯中应该用氢氧化钠溶液。
2.某化学兴趣小组在实验室制备并收集SO2气体。
(1)仪器a的名称为　　　　　　,
装置A中发生反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
(2)把如图装置C接回如图装置中,按照从左往右的顺序应该先连接_____(填“b”或“c”),当D中出现　　　　　　　　　现象时,证明气体已集满,停止加热。装置D中试管口的棉花应提前在氢氧化钠溶液中浸湿,其作用是　　　　　　　。
分液漏斗
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑
c
品红溶液红色褪去
吸收尾气
解析　(1)仪器a的名称为分液漏斗,装置A中发生反应为铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化硫,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑;(2)二氧化硫密度大于空气,应该使用向上排空气法收集,装置C中应该长进短出,故装置C应该先接c,当D中出现品红溶液红色褪去的现象时,证明气体已集满,停止加热。二氧化硫有毒且能和氢氧化钠反应,装置D中试管口的棉花应提前在氢氧化钠溶液中浸湿,其作用是吸收尾气,减少污染。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)二氧化硫与二氧化碳的鉴别与除杂
1.区分CO2和SO2的最佳方法是(　　)
A.用品红溶液 B.用澄清的石灰水
C.用硫酸铜溶液 D.用湿润的蓝色石蕊试纸
A
解析　A项,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,能用品红溶液区分CO2和SO2;B项,CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清的石灰水区分CO2和SO2;C项,CO2和SO2都不和硫酸铜溶液反应,不能用硫酸铜溶液区分CO2和SO2;D项,CO2和SO2都是酸性气体,都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,不能用湿润的蓝色石蕊试纸区分CO2和SO2。
2.为了除去SO2中少量的HCl气体,应将混合气体通入 (　　)
A.溴水 B.饱和NaHSO3溶液
C.NaOH溶液 D.饱和NaHCO3溶液
解析　A项,溴水具有氧化性,会将二氧化硫氧化;B项,HCl与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成二氧化硫,且不引入新杂质,洗气可分离;C项,二者均与NaOH反应,不能除杂;D项,二者均与饱和碳酸氢钠溶液反应,不能除杂。
B
3.为了除去二氧化碳气体中的二氧化硫气体,下列仪器和药品组合合理的是 (　　)
仪器:①洗气瓶、②干燥管;药品、③固态生石灰、④苏打溶液、⑤小苏打溶液。
A.①⑤ B.②⑤ C.①③ D.①④
A
解析　洗气瓶与液态试剂对应,干燥管与固体试剂对应,小苏打是碳酸氢钠,苏打是碳酸钠;SO2既能与NaHCO3溶液反应,又能与Na2CO3溶液反应生成二氧化碳气体;CO2能与Na2CO3溶液反应,不能与NaHCO3溶液反应,所以可以利用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化硫;生石灰是固体,在干燥管中用来干燥气体,但二氧化硫和二氧化碳气体都和生石灰反应。综上所述,除去CO2气体中的SO2气体,合理的仪器和药品为①⑤。
4.同类物质性质相似,SO2和CO2同属于酸性氧化物,性质类似。下列说法不正确的是 (　　)
A.SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3
B.SO2与BaO反应,生成BaSO3
C.SO2与水反应生成H2SO3
D.SO2和Na2O2反应生成Na2SO3和O2
解析　SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3,A正确;SO2与BaO反应,生成BaSO3,B正确;SO2与水反应生成H2SO3,C正确;SO2具有还原性,Na2O2具有强氧化性,因此SO2和Na2O2发生氧化还原反应生成Na2SO4,D错误。
D
5.检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是 (　　)
A.先通过NaOH溶液,再通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明有SO2气体
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2气体
D
解析　SO2和CO2通过NaOH溶液均发生反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O, 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,再通过品红溶液不能检测到SO2,A错误;SO2和CO2通过澄清石灰水都会产生白色沉淀,B错误;SO2和CO2通过NaOH溶液都可能被完全吸收,也可能均过量,再通过澄清石灰水,若变浑浊,也不能确定混有SO2,C错误;因为CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,通过酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则说明混有SO2气体,D正确。
(二)二氧化硫的制备
6.某化学兴趣小组制取SO2并探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.甲中浓硫酸浓度不宜过大,以防止反应缓慢
B.乙中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
C.甲中发生的反应为复分解反应
D.丙装置的作用是吸收剩余的SO2,防止污染空气
B
解析　A项,硫酸浓度过大,难以发生离子反应,反应进行缓慢;B项,SO2+2Fe3++ 2H2O===S+2Fe2++4H+,反应中二氧化硫为还原剂,铁离子为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;D项,二氧化硫污染空气,可用NaOH溶液吸收以避免污染环境。
7.实验室用Na2SO3和70%的硫酸溶液反应制取SO2,某研究性学习小组设计如图实验,制取并探究SO2的性质。
(1)丁装置的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验中若生成标准状况1.12 L SO2,则至少需要　　　　　　 g Na2SO3。
吸收二氧化硫,防止污染空气
6.3
解析　(1)SO2是大气污染物,不能直接排放,可根据SO2是酸性氧化物,能够与碱NaOH发生反应的性质,判断装置丁的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气;(2)70%的H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2气体,反应方程式为H2SO4(较浓)+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O,根据方程式可知:每反应产生1 mol SO2气体,需消耗1 mol Na2SO3,发生上述反应产生标准状况下SO2气体1.12 L的物质的量是n(SO2)==0.05 mol,则需消耗0.05 mol Na2SO3,其质量为m(Na2SO3)=0.05 mol×126 g/mol=6.3 g;
(3)①若X是品红溶液,气体通过乙装置,观察到的现象是　　　　　　　。
②若X是酸性KMnO4溶液,气体通过乙装置,观察到溶液褪色,说明SO2具有　　。
A.酸性 B.还原性 C.漂白性
③若X是FeCl3和BaCl2的混合溶液,气体通过乙装置,观察到溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,白色沉淀化学式为　　　　　。
品红溶液褪色
B
BaSO4
解析　(3)①若X是品红溶液,SO2气体具有漂白性,能够使品红溶液褪色,故气体通过乙装置,观察到的现象是品红溶液红色褪去;②SO2气体具有还原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色变浅甚至褪色,故若X是酸性KMnO4溶液,气体通过乙装置,观察到溶液褪色,说明SO2具有还原性,故合理选项是B;③若X是FeCl3和BaCl2的混合溶液,SO2气体通过乙装置时,首先发生反应:2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl,然后发生反应:H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl,因此观察到溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色硫酸钡沉淀产生,白色沉淀化学式为BaSO4;
(4)若X是浓硫酸,用于干燥SO2气体,在丙处选用如图戊所示的收集装置,A、B两位同学的连接方式为:
A同学:SO2气体从a导管通入集气瓶中。
B同学:SO2气体从b导管通入集气瓶中。
正确的收集装置是　　　　(填“A”或“B”)同学的连接方式。
(5)若X是氢硫酸,气体通过乙装置,观察到的现象是　　　　　　　　　,发生的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
B
有黄色沉淀生成
2H2S+SO2===3S↓+2H2O
解析　(4)SO2气体密度大于空气,用向上排空气法收集,导气管应该是长进短出,即SO2气体应该从b口进入,故合理选项是B同学的连接方式;(5)若X是氢硫酸,SO2气体与硫化氢发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应产生的S单质是不溶于水的黄色固体,故气体通过乙装置,观察到的现象是有黄色沉淀生成。
B级　素养培优练
8.吸烟有害健康,因为香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体,用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热氧化铜、④碱石灰、⑤品红溶液、⑥足量酸性高锰酸钾溶液等可将其一一检出,检出的正确顺序是(　　)
A.混合气→①→⑤→②→①→④→③
B.混合气→③→④→②→⑥→⑤→①
C.混合气→①→⑤→⑥→②→④→③
D.混合气→②→⑤→①→④→③→⑥
C
解析　利用红热氧化铜检验CO,利用品红溶液检验SO2,利用澄清石灰水检验CO2,利用无水硫酸铜检验H2O(g),利用酸性高锰酸钾除去多余的SO2,考虑排除干扰因素,正确的操作顺序为检验H2O(g)→检验SO2→除去多余SO2→检验CO2→干燥气体→检验CO。
9.CO2气体中含有少量SO2,欲得到纯净、干燥的CO2,通过如图所示的洗气瓶,①②两瓶中所装的试剂应该是 (　　)
A.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸
B.①NaOH溶液;②浓硫酸
C.①浓硫酸;②NaOH溶液
D.①浓硫酸;②Na2CO3溶液
解析　CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,先将气体通入到饱和碳酸氢钠溶液中除掉SO2,再用浓硫酸除掉水蒸气,故A符合题意。
A
10.实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是 (　　)
A.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液
检验是否有Fe3+
B.装置B中酸性KMnO4溶液褪色,装置C中生成黄色
沉淀,体现了二氧化硫的还原性
C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D.实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸
B
解析　二氧化硫与氢硫酸发生氧化还原反应生成单质硫,溶液变浑浊,体现了二氧化硫的氧化性。
11.浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑ +2H2O,为检验反应的产物,某同学设计了如图所示的实验,请判断下列说法不正确的是(　　)
A.物质甲是碱石灰,用于检验生成的水
B.装置乙中会生成黄色沉淀,体现了SO2的氧化性
C.装置丙中溶液的紫色变红,体现了SO2的酸性
D.装置戊中溶液不褪色,装置己中出现浑浊,说明产物中含有CO2
A
解析　浓硫酸与木炭在加热条件下发生化学反应生成CO2、SO2和水,检测顺序为水、SO2、CO2。A项,甲应该用无水硫酸铜检验生成的水;B项,装置乙中会生成黄色S沉淀,体现了SO2的氧化性;C项,二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,装置丙中紫色石蕊溶液变红但不褪色,体现了SO2的水溶液有酸性;D项,装置戊中品红溶液不褪色,说明SO2已经除尽,装置己中澄清石灰水变浑浊,说明产物中含有CO2。
12.某化学兴趣小组为了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,持续通入,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:　　　　　　　　　　　　　　。
为了验证猜测,该小组设计实验加以探究:
气体为CO2和SO2的混合气体
[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(填字母)。
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　　　　　　　　　　　　　　。
B
验证混合气体中是否含有SO2
(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　　　　　　　　　　　。
验证混合气体中是否含有CO2
CO2和SO2的混合气体
解析　回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,又变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。

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