第一节 微课1 SO2的制备、鉴别与除杂(课件 学案)高中化学人教版(2019)必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素

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第一节 微课1 SO2的制备、鉴别与除杂(课件 学案)高中化学人教版(2019)必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素

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微课1 SO2的制备、鉴别与除杂
题型一 SO2的制备
1.反应原理
实验室可用亚硫酸钠与硫酸反应制取二氧化硫:
选用亚硫酸钠固体与70%的硫酸反应制取二氧化硫气体。
Na2SO3+H2SO4===SO2↑+Na2SO4+H2O。
2.实验装置
[师说·提醒] 硫酸的浓度不宜过大也不宜过小;用NaOH溶液吸收尾气时应防倒吸。
例1 (2025·山西太原高一检测)实验室需要制备少量SO2并验证其性质,下列实验装置不能达到相应实验目的的是(  )
A.制取SO2 B.干燥SO2
C.收集SO2 D.吸收SO2
状元随笔 碱石灰为熔融的CaO、NaOH混合物冷却后得到的碱性固体干燥剂。
[变式演练] 你学会了吗?
1.(2025·四川宜宾高一检测)某兴趣小组欲制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列说法正确的是(  )
A.Ⅰ中试管内的反应体现了硫酸的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.Ⅲ中试管出现浑浊,体现SO2的氧化性
D.Ⅳ中溶液褪色,体现SO2的漂白性
2.(2025·广西崇左高一检测)已知Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,2SO2+O22SO3(SO3的熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃)。实验室利用该原理制取少量SO3,下列实验装置不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙干燥并混合SO2和O2
C.用装置丙制取并收集SO3
D.用装置丁吸收尾气中的SO2
题型二 SO2、CO2的鉴别与除杂
1.SO2与CO2的鉴别
(1)单一气体的鉴别
①SO2的漂白性:使品红溶液褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
②SO2的氧化性:通入H2S溶液变浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。
③SO2的还原性:通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中,使溶液褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
[师说·提醒] SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,继续通入过量的气体,沉淀都会消失,故不能用Ca(OH)2鉴别。
(2)混合气体的鉴别
流程设计
实验装置
酸性KMnO4溶液右侧的品红溶液可以省略。
2.除去CO2中SO2的两种方法
(1)由于二氧化硫具有还原性,可以用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
(2)由于亚硫酸的酸性比碳酸强,可以用饱和碳酸氢钠溶液除去。
不能用饱和碳酸钠溶液。
例2 下列溶液或用品中,不能区别SO2和CO2气体的是(  )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液
④溴水 ⑤Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液 ⑦湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑦ B.①⑤⑦
C.②③④⑤⑥ D.①⑤
例3 (2024·洛阳高一期末)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.①NaOH溶液;②浓硫酸
B.①浓硫酸;②NaOH溶液
C.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸
D.①浓H2SO4;②Na2CO3溶液
[变式演练]你学会了吗?
3.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
4.(2025·江苏徐州高一检测)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________(填标号)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________________________。
微课1 SO2的制备、鉴别与除杂
例1 解析:实验室制备二氧化硫,常用Na2SO3固体与70%硫酸反应制备,不需要加热,题中所给装置能达到实验目的,故A不符合题意;二氧化硫为酸性气体,碱石灰是CaO、NaOH混合物,二氧化硫与碱石灰反应,因此干燥二氧化硫,可用浓硫酸或P2O5等,题中所给装置不能达到实验目的,故B符合题意;二氧化硫的密度大于空气,因此用向上排空气法收集,题中所给装置能达到实验目的,故C不符合题意;二氧化硫有毒,为防止污染空气,需要除去,常用碱液吸收,题中所给装置能达到实验目的,故D不符合题意。
答案:B
变式演练
1.解析:Ⅰ中试管内亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水,硫酸中元素化合价不变,仅体现了硫酸的酸性,故A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B错误;Ⅲ中Na2S和SO2反应生成亚硫酸钠、S沉淀,SO2中S元素化合价降低,体现SO2的氧化性,故C正确;二氧化硫不能漂白指示剂,Ⅳ中溶液褪色,是因为氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,溶液碱性减弱,体现SO2酸性氧化物的性质,故D错误。
答案:C
2.解析:常温下铜与浓硫酸不反应,则装置甲不能达到制取二氧化硫的实验目的,故A符合题意;由实验装置图可知,装置乙中盛有的浓硫酸用于干燥并混合二氧化硫和氧气,则装置乙能达到实验目的,故B不符合题意;由实验装置图可知,装置丙的硬质玻璃管中二氧化硫和氧气在五氧化二钒作催化剂条件下共热发生催化氧化反应生成三氧化硫,盛放在冰水中的U形管用于冷凝收集三氧化硫,则装置丙能达到实验目的,故C不符合题意;由实验装置图可知,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气,则装置丁能达到实验目的,故D不符合题意。
答案:A
例2 解析:SO2和CO2都属于酸性氧化物,与澄清石灰水反应分别生成CaSO3、CaCO3白色沉淀,均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,所以①⑦不能用来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成);SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色),能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。
答案:A
例3 解析:CO2和SO2都是酸性氧化物,通过NaOH溶液,全部被吸收,无法得到CO2,A、B错误;亚硫酸的酸性强于碳酸,SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,然后用浓硫酸干燥CO2,C正确;Na2CO3溶液与CO2发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,会吸收CO2,D错误。
答案:C
变式演练
3.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。
答案:C
4.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的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
答案:该气体为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(共27张PPT)
微课1 SO2的制备、鉴别与除杂
题型一 SO2的制备
1.反应原理
实验室可用亚硫酸钠与硫酸反应制取二氧化硫:
选用亚硫酸钠固体与70%的硫酸反应制取二氧化硫气体。
Na2SO3+H2SO4===SO2↑+Na2SO4+H2O。
2.实验装置
[师说·提醒] 硫酸的浓度不宜过大也不宜过小;用NaOH溶液吸收尾气时应防倒吸。
例1 (2025·山西太原高一检测)实验室需要制备少量SO2并验证其性质,下列实验装置不能达到相应实验目的的是(  )
A.制取SO2 B.干燥SO2
C.收集SO2 D.吸收SO2
答案:B
解析:实验室制备二氧化硫,常用Na2SO3固体与70%硫酸反应制备,不需要加热,题中所给装置能达到实验目的,故A不符合题意;二氧化硫为酸性气体,碱石灰是CaO、NaOH混合物,二氧化硫与碱石灰反应,因此干燥二氧化硫,可用浓硫酸或P2O5等,题中所给装置不能达到实验目的,故B符合题意;二氧化硫的密度大于空气,因此用向上排空气法收集,题中所给装置能达到实验目的,故C不符合题意;二氧化硫有毒,为防止污染空气,需要除去,常用碱液吸收,题中所给装置能达到实验目的,故D不符合题意。
状元随笔 碱石灰为熔融的CaO、NaOH混合物冷却后得到的碱性固体干燥剂。
[变式演练]
1.(2025·四川宜宾高一检测)某兴趣小组欲制取少量SO2水溶液并探究其酸性。
下列说法正确的是(  )
A.Ⅰ中试管内的反应体现了硫酸的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.Ⅲ中试管出现浑浊,体现SO2的氧化性
D.Ⅳ中溶液褪色,体现SO2的漂白性
答案:C
解析:Ⅰ中试管内亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水,硫酸中元素化合价不变,仅体现了硫酸的酸性,故A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B错误;Ⅲ中Na2S和SO2反应生成亚硫酸钠、S沉淀,SO2中S元素化合价降低,体现SO2的氧化性,故C正确;二氧化硫不能漂白指示剂,Ⅳ中溶液褪色,是因为氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,溶液碱性减弱,体现SO2酸性氧化物的性质,故D错误。
2.(2025·广西崇左高一检测)已知Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,2SO2+O2 2SO3(SO3的熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃)。实验室利用该原理制取少量SO3。
下列实验装置不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙干燥并混合SO2和O2
C.用装置丙制取并收集SO3
D.用装置丁吸收尾气中的SO2
答案:A
解析:常温下铜与浓硫酸不反应,则装置甲不能达到制取二氧化硫的实验目的,故A符合题意;由实验装置图可知,装置乙中盛有的浓硫酸用于干燥并混合二氧化硫和氧气,则装置乙能达到实验目的,故B不符合题意;由实验装置图可知,装置丙的硬质玻璃管中二氧化硫和氧气在五氧化二钒作催化剂条件下共热发生催化氧化反应生成三氧化硫,盛放在冰水中的U形管用于冷凝收集三氧化硫,则装置丙能达到实验目的,故C不符合题意;由实验装置图可知,装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气,则装置丁能达到实验目的,故D不符合题意。
题型二 SO2、CO2的鉴别与除杂
1.SO2与CO2的鉴别
(1)单一气体的鉴别
①SO2的漂白性:使品红溶液褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
②SO2的氧化性:通入H2S溶液变浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。
③SO2的还原性:通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中,使溶液褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
[师说·提醒] SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,继续通入过量的气体,沉淀都会消失,故不能用Ca(OH)2鉴别。
(2)混合气体的鉴别
酸性KMnO4溶液右侧的品红溶液可以省略。
流程设计
实验装置
2.除去CO2中SO2的两种方法
(1)由于二氧化硫具有还原性,可以用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
(2)由于亚硫酸的酸性比碳酸强,可以用饱和碳酸氢钠溶液除去。
不能用饱和碳酸钠溶液。
例2 下列溶液或用品中,不能区别SO2和CO2气体的是(  )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液
④溴水 ⑤Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液 ⑦湿润的蓝色石蕊试纸
A.①⑦ B.①⑤⑦
C.②③④⑤⑥ D.①⑤
答案:A
解析:SO2和CO2都属于酸性氧化物,与澄清石灰水反应分别生成CaSO3、CaCO3白色沉淀,均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,所以①⑦不能用来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成);SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色),能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。
例3 (2024·洛阳高一期末)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.①NaOH溶液;②浓硫酸
B.①浓硫酸;②NaOH溶液
C.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸
D.①浓H2SO4;②Na2CO3溶液
答案:C
解析:CO2和SO2都是酸性氧化物,通过NaOH溶液,全部被吸收,无法得到CO2,A、B错误;亚硫酸的酸性强于碳酸,SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,然后用浓硫酸干燥CO2,C正确;Na2CO3溶液与CO2发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,会吸收CO2,D错误。
[变式演练]你学会了吗?
3.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。
4.(2025·江苏徐州高一检测)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:________________________________。
该气体为CO2和SO2的混合气体
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________(填标号)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________________________。
B
验证混合气体中是否含有SO2
验证混合气体中是否含有CO2
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________________。
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的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。

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