内容正文:
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
【实验目的】
1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验仪器】
试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网(或陶土网)、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
【实验药品】
浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、硫化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、亚硫酸溶液、品红溶液。
特别提示:实验中可能产生少量有毒、有刺激性气味的气体。因此要注意通风,控制药品的用量,严格按照要求进行操作,避免污染空气,保证实验安全。
【实验步骤】
1.硫化钠转化为单质硫
(1)向盛有1 mL Na2S溶液的试管中,边振荡边滴加H2SO3溶液,观察到的现象是______________________________。
(2)向盛有1 mL Na2S溶液的试管中,边振荡边滴加酸性KMnO4溶液,观察到的现象是____________________。
(3)上述两个实验中,都要用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口,其原因是__________________________________________________________________。
答案 (1)有淡黄色沉淀生成 (2)有淡黄色沉淀生成 (3)吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫等
2.浓硫酸转化为二氧化硫
(1)实验装置及操作如图所示
(2)试管甲中观察到的现象是______________________________,试管乙中观察到的现象是______________________________。
(3)浓硫酸与铜反应的化学方程式是__________________________________ __________________________________________________________________。
答案 (2)铜片上有气泡逸出,铜片溶解 品红溶液逐渐变为无色
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
3.硫转化为硫化亚铁
(1)实验装置及操作如图所示。
(2)将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合,放在石棉网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合物的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察到的现象是__________________________,最后生成黑色固体。
(3)反应的化学方程式为___________________________________________。
答案 (2)混合物继续保持红热 (3)Fe+SFeS
【问题讨论】
1.在上述实验中,哪些需要加入还原剂才能实现含硫物质中硫元素的价态转化?
答案 浓硫酸转化为二氧化硫,硫转化为硫化亚铁。
2.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些反应?
答案 ①S+O2SO2 ②Fe+SFeS
③3Fe+2O2Fe3O4
3.如何设计实验实现“不同价态含硫物质的转化”?
答案 先根据要实现的转化关系,找出转化前后的含硫物质的化合价,确定选用的氧化剂或还原剂。同时要注意实验的科学性、可行性、安全性和绿色化
【例题】(2022·湖北武汉期中联考)不同价态硫元素之间有如图所示的转化关系:
(1)A装置中发生反应的化学方程式为_________________________________ __________________________________________________________________。
(2)装置B检验SO2具有________性,装置C检验SO2具有________性。
(3)写出D装置中发生反应的离子方程式为____________________________。
(4)装置E作用____________________________________________________。
(5)下列有关硫及其化合物的叙述正确的是________。
A.硫在足量氧气中燃烧生成SO3
B.向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,会生成BaSO4白色沉淀
C.浓硫酸与蔗糖反应的实验仅体现了浓硫酸的脱水性
D.除去SO2中含有的少量HCl气体,可以使气体通过饱和NaHSO3溶液
(6)含硫化合物多为重要的化工原料,Na2S4(易溶于水)在酸性条件下可生成H2S和S,该反应的离子方程式为______________________________________。
解析 装置A中铜与浓硫酸混合加热发生反应生成SO2,装置B用于检验SO2,SO2在装置C中与Na2S发生反应生成S,证明SO2具有氧化性,在装置D中与氯水发生反应生成硫酸,证明SO2具有还原性,最后用NaOH吸收