第19讲 硫及其化合物 讲义-备战2025年高考化学一轮复习讲义(苏教版2019)
2024-08-10
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内容正文:
第19讲 硫及其氧化物
复习目标
1.了解硫的存在及其单质的性质和用途。
2.掌握硫的氧化物的主要性质及应用。
3.了解空气中SO2的测定及治理。
考点一 硫单质的性质
必备知识
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
难溶
微溶
易溶
思考 (1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?
(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?
提示 (1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
(2)硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O属于极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
能力提升
硫及多硫化物的性质
1.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( )
A.2Al+3SAl2S3
B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
2.硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用首次制得了一种菱形的ε-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是( )
A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质
B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同
3.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物,如Na2S(aq)+(x-1)S===Na2Sx(x一般为2~6);多硫化物在酸性溶液中不稳定,易歧化;As2S3+2Na2S2(aq)===As2S5+2Na2S。下列说法错误的是( )
A.As2S3 (其中As显+3价)是多硫化物
B.As2S5是氧化产物
C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2
D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊
考点二 二氧化硫和三氧化硫
必备知识
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态
密度
溶解性
无色、有刺激性气味的有毒气体
比空气的大
易溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约40体积的SO2
(2)化学性质
按要求完成下列化学方程式:
SO2
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。
②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温常压下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
3.硫的氧化物对环境的影响
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程
4.三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
次氯酸及盐、过氧化物、O2等
不可逆、持久
加合型
与有色物质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
能力提升
1.连二亚硫酸钠()易溶于水,难溶于甲醇,空气中极易被氧化,用于纺织业还原性染色。甲酸钠法制备的原理为,装置如图。下列说法正确的是
A.实验开始时应先打开,一段时间后,再打开
B.装置甲中试剂应为铜和浓硫酸
C.装置丙中可用苯替换
D.装置丙可用装有碱石灰的干燥管替换
2.某CuFeS2样品在空气中煅烧,其中的S元素完全转化为一种常温下为气态的物质,为了验证生成的气体能与某钡盐溶液反应,并以此测定该样品(杂质不参与反应)的纯度,某同学设计了如下实验。下列说法不正确的是
A.气流顺序是a→b→e→f→g→h→c→d
B.若移去铜网,对纯度的测定没有影响
C.样品完全反应后,需要继续通入空气,主要目的是冷却硬质玻璃管
D.实验中的Ba(NO3)2溶液不可用BaCl2溶液代替
3.为探究固体矿物X(仅含三种元素)的组成和性质,某学习小组进行了如图实验
已知:气体A能使品红溶液褪色,加热后恢复红色。下列说法错误的是
A.气体A→溶液C的离子方程式为:SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+
B.X的化学式是CuFe2S3
C.气体单质F为H2
D.可以用Fe(SCN)3溶液来检验溶液H中的阳离子
4.为探究硫酸亚铁的分解产物,将硫酸亚铁装入如图所示的装置a中,打开和,缓缓通入,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。下列说法中正确的是
A.反应管中残留固体红色粉末是
B.装置b中的试剂为溶液,反应后有白色沉淀生成
C.装置c中的试剂为酸性溶液,作用是除去混合气体中的
D.分解的气体产物中有,应该先检验
5.(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应:4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O, 将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是
A.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:1
B.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:2
C.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:3
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
归纳提示
(1)SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色。
(2)检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2。
真题测评
1.下列制取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
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙验证SO2的漂白性
C.用装置丙收集SO2 D.用装置丁处理实验中的尾气
2.实验室制取少量水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取气体 B.用装置乙制取水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的 D.用干燥pH试纸检验水溶液的酸性
3.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是
A.与浓硫酸反应,只体现的酸性
B.a处变红,说明是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
4.室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++、⇌H++
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发
5.下列叙述正确的是
A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
B.海水提镁的主要步骤为
C.普通水泥的主要成分是硅酸钙
D.黏土的主要成分是三氧化二铝
拓展精练
1.下列实验中能够达到实验目的的是
A.装置①可探究氧化性:
B.装置②可收集气体
C.装置③可制取并收集少量氨气
D.装置④可验证的漂白性
2.用如图所示装置探究SO2与Fe3+发生的反应是否属于氧化还原反应(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.装置甲中进行的反应为氧化还原反应
B.试剂a为饱和NaHCO3溶液
C.装置丙中溶液pH降低,证明Fe3+氧化了SO2
D.若Fe3+氧化了SO2,则向装置丙的溶液中滴加BaCl2溶液,会出现白色沉淀
3.下列反应的离子方程式正确的是
A.将过量通入溶液中:
B.铜与稀硝酸:
C.氯气溶于水:
D.硫化钠溶液在空气中氧化变质:
4.按图所示装置(部分夹持装置略)检验浓硫酸与木炭反应的产物。下列说法不正确的是
A.Ⅰ中烧瓶内的反应体现了浓硫酸的强氧化性
B.Ⅱ中无水硫酸铜不可替换为无水
C.Ⅲ中溶液褪色,证明产物中一定有
D.V中产生沉淀,证明产物中一定有
5.某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已省略)探究和的酸性强弱,下列说法正确的是
A.盛装的仪器为容量瓶 B.溶液a可选择饱和NaCl溶液
C.③处试管内会产生白色沉淀 D.④处可用燃着的酒精灯处理尾气
6.实验室用如图所示装置研究不同价态硫元素之间的转化,下列操作或结论正确的是
A.在①的反应中,浓硫酸只表现出氧化性
B.②处棉花最终变成无色,体现了的漂白性
C.③处棉花上有淡黄色固体生成
D.反应结束后,向①中试管加水,观察颜色,确认有的产生
7.下列说法正确的是
A.可用稀与FeS固体反应制取
B.能使酸性、氯水褪色,说明具有漂白作用
C.少量和足量混合气体通入溶液中,产生的沉淀只有
D.向某溶液中滴加几滴盐酸酸化的溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀则该溶液中一定含有
8.海水中溴元素以Br形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
下列说法不正确的是
A.设计步骤Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为:
C.步骤Ⅲ中氧化Br-的微粒是SO
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏
9.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a~d均为浸有相应试液的棉花),下列分析不正确的是
A.Cu与浓硫酸反应,体现H2SO4的氧化性和酸性
B.a处变红,可初步说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明浓硫酸吸水性强于硫酸铜
10.某学习小组在实验室中利用如图所示的装置制备并对其进行相关性质的探究。反应开始后装置d中出现乳黄色浑浊且溶液中有生成,在溶液中加淀粉无明显现象。下列说法不正确的是
A.反应结束后,可能有铜剩余
B.反应开始后品红溶液褪色,经加热可恢复原色
C.装置d中发生反应的离子方程式为
D.酸性高锰酸钾溶液的作用是检验的还原性
11.实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应,并验证的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是
A.试管①中发生的反应为:
B.取下试管②,不断振荡,试管中出现白色浑浊,其成分是
C.③中溶液紫色褪去,体现了的还原性,④中生成淡黄色沉淀,体现了的氧化性
D.⑤中溶液红色变浅,体现了酸性氧化物的性质
12.利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,敞口瓶中的蔗糖滴有少量水,将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是
A.湿润石蕊试纸先变红后褪色
B.浸有酸性溶液的滤纸条褪色,说明具有还原性
C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有产生
D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
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第19讲 硫及其氧化物
复习目标
1.了解硫的存在及其单质的性质和用途。
2.掌握硫的氧化物的主要性质及应用。
3.了解空气中SO2的测定及治理。
考点一 硫单质的性质
必备知识
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
难溶
微溶
易溶
思考 (1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?
(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?
提示 (1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
(2)硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O属于极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
能力提升
硫及多硫化物的性质
1.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( )
A.2Al+3SAl2S3
B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
【答案】 A
【解析】 A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,S只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,S体现氧化性和还原性,错误。
2.硫元素最常见和最稳定的一种同素异形体是黄色的正交α-型,1912年E.Beckmann由硫在碘中的冰点降低法测得它含有S8分子。1891年,M.R.Engel用浓盐酸和硫代硫酸盐的饱和溶液在0 ℃下作用首次制得了一种菱形的ε-硫,后来证明含有S6分子。下列说法正确的是( )
A.S6和S8分子都是由S原子组成,所以它们是一种物质
B.S6和S8分子分别与铁粉反应,所得产物不同
C.S6和S8分子分别与过量的氧气反应可以得到SO3
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同
【答案】 D
【解析】 S6和S8分子都是由S原子组成,但它们是不同的物质,互为同素异形体,故A错误;S6和S8是硫元素的不同单质,化学性质相似,因此它们分别与铁粉反应,所得产物相同,故B错误;不管氧气过量还是少量,S6和S8分子分别与氧气反应均得到SO2,故C错误;等质量的S6和S8分子,其硫原子的物质的量相同,因此它们分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同,故D正确。
3.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物,如Na2S(aq)+(x-1)S===Na2Sx(x一般为2~6);多硫化物在酸性溶液中不稳定,易歧化;As2S3+2Na2S2(aq)===As2S5+2Na2S。下列说法错误的是( )
A.As2S3 (其中As显+3价)是多硫化物
B.As2S5是氧化产物
C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2
D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊
【答案】 A
【解析】 由题干信息知,多硫离子S中S元素化合价为-价>-2价,而As2S3中S元素为-2价,是正常硫化物,A错误; As2S3发生氧化反应生成氧化产物As2S5,B正确;Na2S2中阴、阳离子分别为S、Na+,个数比为1∶2,C正确;久置Na2S溶液被空气中氧气氧化后生成单质硫,S与Na2S溶液进一步反应生成多硫化物,多硫化物在酸性条件下易歧化,可能生成单质硫,溶液变浑浊,D正确。
考点二 二氧化硫和三氧化硫
必备知识
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态
密度
溶解性
无色、有刺激性气味的有毒气体
比空气的大
易溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约40体积的SO2
(2)化学性质
按要求完成下列化学方程式:
SO2
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。
②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温常压下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
3.硫的氧化物对环境的影响
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程
4.三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
次氯酸及盐、过氧化物、O2等
不可逆、持久
加合型
与有色物质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
能力提升
1.连二亚硫酸钠()易溶于水,难溶于甲醇,空气中极易被氧化,用于纺织业还原性染色。甲酸钠法制备的原理为,装置如图。下列说法正确的是
A.实验开始时应先打开,一段时间后,再打开
B.装置甲中试剂应为铜和浓硫酸
C.装置丙中可用苯替换
D.装置丙可用装有碱石灰的干燥管替换
【答案】A
【分析】甲中生成SO2,进入乙装置中生成Na2S2O4,连二亚硫酸钠(Na2S2O4)易溶于水,难溶于甲醇,加入甲醇的目的是降低Na2S2O4的溶解度,有利于Na2S2O4的析出,以此分析。
【详解】A.SO2易溶于水,开始试验后先打开K1,制取SO2一段时间后,打开K2,滴加NaOH溶液充分反应,故A正确;
B.铜和浓硫酸反应产生二氧化硫需要加热,故B错误;
C.尾气中,难溶于,可防止倒吸,不能用苯代替,因为苯的密度比NaOH溶液小,故C错误;
D.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)易溶于水,难溶于甲醇,在空气极易被氧化,用装有碱石灰的干燥管替换后容易导致连二亚硫酸钠(Na2S2O4)氧化,故D错误;
故答案选A。
2.某CuFeS2样品在空气中煅烧,其中的S元素完全转化为一种常温下为气态的物质,为了验证生成的气体能与某钡盐溶液反应,并以此测定该样品(杂质不参与反应)的纯度,某同学设计了如下实验。下列说法不正确的是
A.气流顺序是a→b→e→f→g→h→c→d
B.若移去铜网,对纯度的测定没有影响
C.样品完全反应后,需要继续通入空气,主要目的是冷却硬质玻璃管
D.实验中的Ba(NO3)2溶液不可用BaCl2溶液代替
【答案】C
【分析】实验的目的是在空气中煅烧CuFeS2,验证生成的气体能与某些钡盐溶液反应和测定该黄铜矿的纯度,故先将空气用浓硫酸干燥除去其中的水蒸气,并通过观察气泡来观察空气的流速,然后煅烧黄铜矿,由于生成的SO2中混有未反应的空气,而空气中的氧气干扰实验,接着通过灼热的铜网除去多余的O2,最后通入Ba(NO3)2溶液验证SO2能与某些钡盐溶液反应,并通过测定生成的沉淀的质量测定黄铜矿的纯度。
【详解】A.根据分析知,气流顺序是a→b→e→f→g→h→c→d,A正确;
B.因为通过测定生成的硫酸钡沉淀的质量测定黄铜矿的纯度,无论有没有铜网,都不影响硫酸钡的质量,即对纯度的测定没有影响,B正确;
C.该实验是通过测定硫酸钡的质量来获得黄铜矿的纯度,所以二氧化硫需要被完全吸收,通入过量的空气可达到此目的,C错误;
D.实验目的之一是验证生成的二氧化硫能与某些钡盐溶液反应,根据强酸制弱酸的原理,二氧化硫与氯化钡溶液不能反应,只能利用酸性条件下硝酸根离子的氧化性进行验证,D正确;
故选C。
3.为探究固体矿物X(仅含三种元素)的组成和性质,某学习小组进行了如图实验
已知:气体A能使品红溶液褪色,加热后恢复红色。下列说法错误的是
A.气体A→溶液C的离子方程式为:SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+
B.X的化学式是CuFe2S3
C.气体单质F为H2
D.可以用Fe(SCN)3溶液来检验溶液H中的阳离子
【答案】D
【分析】结合转化关系可知:X煅烧产生的气体A能使品红溶液褪色,加热后恢复红色,则气体A是,与氯水发生反应:SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+,溶液C为H2SO4、HCl混合溶液,向其中加入足量BaCl2溶液,生成的白色沉淀为BaSO4,由质量守恒可知X中含有S的物质的量为:n(S)=n()=n(BaSO4)=,m(S)=0.03 mol×32g/mol=0.96 g;灼烧产生的固体B与硫酸反应产生溶液E,E中加入足量铁粉得到的红色单质G为Cu,0.64 g Cu物质的量n(Cu)=;若固体B为CuO,m (B)=0.01 mol×80 g/mol=0.8 g<2.4 g,说明B中还含有其它元素,结合溶液H为单一溶质可知,E中加入足量Fe粉,固体B含有的其它元素只能为Fe,B为Fe2O3、CuO的混合物,E为CuSO4、Fe2(SO4)3及过量H2SO4的混合物,向溶液E中加入足量Fe粉,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+;Cu2++Fe=Cu+Fe2+;Fe+2H+=Fe2++H2↑,气体单质F为H2,溶液H溶质为FeSO4,固体矿物X由三种元素组成,则m(Fe)=2.72 g-0.96 g-0.64 g=1.12 g,n(Fe)=,n(Cu):n(Fe):n(S)=0.01 mol:0.02 mol:0.03 mol=1:2:3,则X的化学式为CuFe2S3,以此分析解答。
【详解】A.由分析知气体A是,气体A→溶液C的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=+2Cl-+4H+,A正确;
B.由分析知X的化学式是CuFe2S3, B正确;
C.由分析知气体单质F为H2,C正确;
D.由分析知溶液H溶质为FeSO4,应该用检验溶液H中的阳离子,D错误;
故选D。
4.为探究硫酸亚铁的分解产物,将硫酸亚铁装入如图所示的装置a中,打开和,缓缓通入,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。下列说法中正确的是
A.反应管中残留固体红色粉末是
B.装置b中的试剂为溶液,反应后有白色沉淀生成
C.装置c中的试剂为酸性溶液,作用是除去混合气体中的
D.分解的气体产物中有,应该先检验
【答案】D
【分析】硫酸亚铁在高温条件下分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,反应方程式为:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,SO3与氯化钡溶液反应会产生BaSO4,故可用b中的氯化钡溶液检验SO3,观察到的现象是有白色沉淀生成;c用于检验SO2,可用品红溶液或酸性高锰酸钾溶液,d为尾气处理装置,可用氢氧化钠溶液,以此解答该题。
【详解】A.反应管中残留固体红色粉末是氧化铁,A错误;
B.如果把二氧化硫气体,通入硝酸钡溶液中,因为二氧化硫溶于水溶液显酸性,酸性条件下硝酸根离子将二氧化硫氧化为硫酸根离子,再与钡离子生成硫酸钡沉淀,b应为氯化钡,用于检验SO3,B错误;
C.装置c中的试剂为酸性KMnO4溶液,作用是检验混合气体中的SO2,如果溶液褪色,证明存在SO2,C错误;
D.SO3易与水反应生成H2SO4,则应先检验SO3,如先检验SO2,则导致SO3被水吸收无法被检验出,D正确;
故合理选项是D。
5.(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应:4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O, 将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是
A.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:1
B.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:2
C.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:3
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
【答案】A
【详解】(NH4)2SO4分解的方程式为4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O,设分解了4mol(NH4)2SO4,则分解生成的N2、NH3、SO2、SO3物质的量依次为1mol、6mol、3mol、1mol,分解产生的气体通入BaCl2溶液中,发生反应2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4、(NH4)2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl,此过程中消耗1molSO3、2molNH3、生成1molBaSO4沉淀;还剩余4molNH3,最终从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应,说明3molSO2全部反应,则发生的反应为4NH3+3SO2+3H2O=(NH4)2SO3+2NH4HSO3、(NH4)2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NH4Cl,此过程将4molNH3、3molSO2全部消耗,生成1molBaSO3沉淀;根据上述分析,生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:1,从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下的溶液中有较多的NH4Cl和NH4HSO3,故答案为A。
归纳提示
(1)SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色。
(2)检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2。
真题测评
1.下列制取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
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙验证SO2的漂白性
C.用装置丙收集SO2 D.用装置丁处理实验中的尾气
【答案】C
【详解】A.铜与浓硫酸需要加热才能反应制得SO2,故用装置甲制取不了SO2,A不合题意;
B.SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性而不是漂白性,即用装置乙验证不了SO2的漂白性,B不合题意;
C.SO2的密度大于空气,不与空气反应,需要向上排空气法收集,即能够用装置丙收集SO2,C符合题意;
D.SO2与饱和亚硫酸氢钠溶液不反应,故不能用装置丁处理实验中的尾气,D不合题意;
故答案为:C。
2.实验室制取少量水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取气体 B.用装置乙制取水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的 D.用干燥pH试纸检验水溶液的酸性
【答案】C
【详解】A.60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取气体,A正确;
B.气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取水溶液,B正确;
C.SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的,C错误;
D.水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确;
答案选C。
3.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是
A.与浓硫酸反应,只体现的酸性
B.a处变红,说明是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
【答案】B
【详解】A.铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;
B.a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;
C.b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;
D.实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误;
综上所述,正确的是B项。
4.室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++、⇌H++
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发
【答案】C
【详解】A.由信息可知,SO2易溶于水,也能使液面上升,故A错误;
B.1体积的水能溶解约40体积的SO2,不能完全溶解是因为收集的二氧化硫中混有不溶于水的气体,故B错误;
C.滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离出氢离子,故C正确;
D.亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,弱酸变强酸,也能使pH下降,故D错误;
故选C。
5.下列叙述正确的是
A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
B.海水提镁的主要步骤为
C.普通水泥的主要成分是硅酸钙
D.黏土的主要成分是三氧化二铝
【答案】A
【详解】A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段是二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫,A项正确;
B.海水提镁的过程中,海水中应加入石灰乳而不是碳酸钙,获得单质镁时应电解熔融的MgCl2,B项错误;
C.普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙,C项错误;
D.黏土的主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,D项错误;
选A。
拓展精练
1.下列实验中能够达到实验目的的是
A.装置①可探究氧化性:
B.装置②可收集气体
C.装置③可制取并收集少量氨气
D.装置④可验证的漂白性
【答案】A
【详解】A.装置①中高锰酸钾和浓盐酸反应放出氯气,证明氧化性,氯气能使淀粉KI溶液变蓝,证明氧化性,所以可探究氧化性:,故选A;
B.密度大于空气,应该用向上排空气法收集,故不选B;
C.收集氨气的试管不能用橡胶塞堵住管口,故不选C;
D.装置④中红色褪去的原因是Fe3+被SO2还原为Fe2+,不体现的漂白性,故不选D;
选A。
2.用如图所示装置探究SO2与Fe3+发生的反应是否属于氧化还原反应(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.装置甲中进行的反应为氧化还原反应
B.试剂a为饱和NaHCO3溶液
C.装置丙中溶液pH降低,证明Fe3+氧化了SO2
D.若Fe3+氧化了SO2,则向装置丙的溶液中滴加BaCl2溶液,会出现白色沉淀
【答案】D
【分析】甲用于制取二氧化硫,Na2SO3与浓盐酸反应生成NaCl、SO2和H2O,方程式为:Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑;乙中试剂a除去二氧化硫中的HCl杂质,且不能与二氧化硫反应,常用饱和亚硫酸氢钠溶液;并用丙探究SO2与Fe3+间是否发生氧化还原反应,三价铁离子具有强的氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,二者反应的离子方程式:2Fe3++SO2+2H2O=+2Fe2++4H+,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,装置甲中进行的反应为Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑,反应中没有元素的化合价发生改变,不属于氧化还原反应,A错误;
B.饱和NaHCO3溶液与二氧化硫、HCl均能反应,故不能用饱和NaHCO3溶液来除去SO2中的HCl,应该用饱和NaHSO3溶液, B错误;
C.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为中强酸,若二氧化硫与铁离子不反应,C中溶液酸性仍然增强,溶液pH降低,所以不能证明Fe3+氧化了SO2,C错误;
D.由分析可知,若Fe3+氧化了SO2生成Fe2+和硫酸根离子,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=+2Fe2++4H+,在丙中的溶液中滴加BaCl2溶液,会硫酸钡白色沉淀,D正确;
故答案为:D。
3.下列反应的离子方程式正确的是
A.将过量通入溶液中:
B.铜与稀硝酸:
C.氯气溶于水:
D.硫化钠溶液在空气中氧化变质:
【答案】B
【详解】A.NaClO溶液中通入过量SO2气体的离子反应为ClO-+H2O+SO2=2H++Cl-+,故A错误;
B.铜与稀硝酸,离子方程式为:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,故B正确;
C.氯气溶于水,离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故C错误;
D.硫化钠溶液在空气中氧化生成S单质和氢氧化钠,离子方程式为2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S↓,故D错误;
故选:B。
4.按图所示装置(部分夹持装置略)检验浓硫酸与木炭反应的产物。下列说法不正确的是
A.Ⅰ中烧瓶内的反应体现了浓硫酸的强氧化性
B.Ⅱ中无水硫酸铜不可替换为无水
C.Ⅲ中溶液褪色,证明产物中一定有
D.V中产生沉淀,证明产物中一定有
【答案】D
【分析】I中发生的反应为:,通过Ⅱ对产生的水进行检验,Ⅲ可以验证SO2的漂白性,Ⅳ可以验证SO2的还原性,V可以检验CO2的生成,但由于未知SO2是否除尽,不一定是CO2让其产生沉淀。
【详解】A.浓硫酸与木炭共热发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,硫元素化合价全部降低,体现浓硫酸强氧化性,A正确;
B.无水硫酸铜的作用是检验生成的水,通过观察颜色的变化检验水,无水氯化钙可以吸水,但是无水氯化钙无颜色变化,不能替换,B正确;
C.品红褪色证明二氧化硫的存在,C正确;
D.澄清石灰水变浑浊,并不能证明产物中一定有CO2,原因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊,D错误;
故选D。
5.某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已省略)探究和的酸性强弱,下列说法正确的是
A.盛装的仪器为容量瓶 B.溶液a可选择饱和NaCl溶液
C.③处试管内会产生白色沉淀 D.④处可用燃着的酒精灯处理尾气
【答案】C
【分析】二氧化硫、氯化氢都能与硅酸钠反应生成沉淀,探究和的酸性强弱,必须除去二氧化硫中的氯化氢。①制备二氧化硫,②除二氧化硫中的氯化氢,③二氧化硫和硅酸钠反应生成硅酸沉淀,④尾气处理。
【详解】A.盛装的仪器为圆底烧瓶,故A错误;
B.溶液a的作用是除二氧化硫中的氯化氢,可选择饱和溶液,故B错误;
C.③处试管内二氧化硫和硅酸钠反应生成硅酸沉淀,故C正确;
D.二氧化硫不能在空气中燃烧,④处用氢氧化钠溶液处理尾气,故D错误;
故选C。
6.实验室用如图所示装置研究不同价态硫元素之间的转化,下列操作或结论正确的是
A.在①的反应中,浓硫酸只表现出氧化性
B.②处棉花最终变成无色,体现了的漂白性
C.③处棉花上有淡黄色固体生成
D.反应结束后,向①中试管加水,观察颜色,确认有的产生
【答案】C
【分析】浓硫酸与铜片加热产生SO2,SO2与酸性高锰酸钾反应,SO2与Na2S反应,使蘸有Na2S溶液的棉花产生淡黄色固体,④为尾气处理,据此回答。
【详解】A. 铜与浓硫酸加热条件下生成硫酸铜、二氧化硫和水,浓硫酸体现强氧化性和酸性,故A错误;
B. 酸性高锰酸钾的棉花颜色逐渐变浅,最终是否褪色需取决于酸性高锰酸钾的量,若过量则为变浅,若少量则褪色,②处棉花最终变成无色,体现了的还原性,故B错误;
C. SO2与Na2S反应,使蘸有Na2S溶液的棉花产生淡黄色固体,③处棉花上有淡黄色固体生成,故C正确;
D. 反应结束后,将①中溶液加入另一只有水的试管中,观察颜色,确认有CuSO4的产生,故D错误;
故选C。
7.下列说法正确的是
A.可用稀与FeS固体反应制取
B.能使酸性、氯水褪色,说明具有漂白作用
C.少量和足量混合气体通入溶液中,产生的沉淀只有
D.向某溶液中滴加几滴盐酸酸化的溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀则该溶液中一定含有
【答案】B
【详解】A.HNO3具有强氧化性,可以将FeS氧化为Fe3+和S,不能制取H2S,A错误;
B.SO2能使酸性KMnO4、氯水褪色,是因为SO2和KMnO4、氯水发生了氧化还原反应,B错误;
C.SO2不能与BaCl2溶液反应,少量NO2通入BaCl2溶液中会生成硝酸,硝酸将SO2氧化成硫酸根,故产生的沉淀只有BaSO4,C正确;
D.向某溶液中滴加几滴盐酸酸化的溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀则该溶液中可能含有也可能含有Cl-,或两者皆有,D错误;
故选B。
8.海水中溴元素以Br形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
下列说法不正确的是
A.设计步骤Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为:
C.步骤Ⅲ中氧化Br-的微粒是SO
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏
【答案】BC
【分析】海水晒盐可获得NaCl、卤水等,电解NaCl水溶液可获得Cl2;将Cl2通入卤水中,与Br-反应生成低浓度Br2溶液;通入热空气吹出Br2并用Na2CO3吸收,可生成Br-、等,再用硫酸酸化吸收液,使Br-、发生反应重新生成Br2。
【详解】A.步骤Ⅱ是将Br2转化为Br-、,步骤Ⅲ是将Br-、转化为Br2,从而使Br2溶液的浓度由小变大,则设计实验Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素,故A正确;
B.步骤Ⅱ中,热空气吹出Br2并用Na2CO3吸收,可生成Br-、等,发生反应的离子方程式为:,故B错误;
C.步骤Ⅲ中,Br-、发生归中反应生成Br2,则氧化Br-的微粒是,故C错误;
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,生成硫酸和HBr,再用氯气氧化HBr生成Br2,蒸馏可获得Br2,故D正确;
故选BC。
9.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a~d均为浸有相应试液的棉花),下列分析不正确的是
A.Cu与浓硫酸反应,体现H2SO4的氧化性和酸性
B.a处变红,可初步说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明浓硫酸吸水性强于硫酸铜
【答案】C
【详解】A.铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A正确;
B.a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;
C.b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;
D.实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4溶液,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D正确;
故答案为C。
10.某学习小组在实验室中利用如图所示的装置制备并对其进行相关性质的探究。反应开始后装置d中出现乳黄色浑浊且溶液中有生成,在溶液中加淀粉无明显现象。下列说法不正确的是
A.反应结束后,可能有铜剩余
B.反应开始后品红溶液褪色,经加热可恢复原色
C.装置d中发生反应的离子方程式为
D.酸性高锰酸钾溶液的作用是检验的还原性
【答案】C
【分析】由题干实验装置图可知,a为制备SO2,原理为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,由于SO2易溶于水,装置b起到安全瓶防止倒吸的作用,c中品红溶液褪色,验证SO2的漂白性,d 中出现乳黄色浑浊且溶液中有生成,发生反应的离子方程式为,e中酸性高锰酸钾溶液褪色,验证SO2具有还原性,最后通入f中用NaOH溶液吸收SO2,进行尾气处理,据此分析解题。
【详解】A.铜与浓硫酸在加热下才反应,硫酸浓度降低,会导致反应中止,铜可能有剩余,故A正确;
B.的漂白性是生成了不稳定的无色物资,则加热可使品红溶液恢复原色,故B正确;
C.装置d中发生反应的离子方程式为,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液是强氧化剂,可检验的还原性,故D正确;
答案选C。
11.实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应,并验证的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是
A.试管①中发生的反应为:
B.取下试管②,不断振荡,试管中出现白色浑浊,其成分是
C.③中溶液紫色褪去,体现了的还原性,④中生成淡黄色沉淀,体现了的氧化性
D.⑤中溶液红色变浅,体现了酸性氧化物的性质
【答案】B
【分析】铁与浓硫酸加热制备SO2,将SO通入氯化铁溶液中,铁离子被还原为亚铁离子,溶液变为浅绿色,体现了的还原性;通入氯化钡溶液中无现象;通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,体现了的还原性;通入H2S溶液,H2S被氧化为S,溶液变黄色浑浊,体现了的氧化性;通入滴有酚酞的NaOH溶液,溶液红色变浅或变无色,体现了二氧化硫酸性氧化物的性质。
【详解】A. 根据分析,试管①中发生的反应为:,A正确;
B. 取下试管②,不断振荡,试管中出现白色浑浊,发生的反应为:,其成分是,B错误;
C. 根据分析,③中溶液紫色褪去,体现了的还原性,④中生成淡黄色沉淀,体现了的氧化性,C正确;
D.根据分析,⑤中溶液红色变浅,体现了酸性氧化物的性质,D正确;
故选B。
12.利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,敞口瓶中的蔗糖滴有少量水,将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是
A.湿润石蕊试纸先变红后褪色
B.浸有酸性溶液的滤纸条褪色,说明具有还原性
C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有产生
D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
【答案】B
【详解】A.浓硫酸与蔗糖反应产生SO2和CO2,SO2和CO2均能使湿润石蕊试纸变红,但SO2不能使石蕊褪色,A错误;
B.浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,说明SO2具有还原性,B正确;
C. SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C错误;
D.蔗糖变黑,则发生脱水炭化,该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性,D错误;
故选B。
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