内容正文:
专题09 硫及其化合物
考点01 硫元素的存在和硫单质的性质
考点02 二氧化硫的性质及应用
考点03 硫酸的工业制备及性质
考点04 含硫物质之间的相互转化
考点05 酸雨及其防治
▉考点01 硫元素的存在和硫单质的性质
1.硫元素的在自然界中的存在形态
(1)游离态:存在于火山口附近或岩层里。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中,火山喷出物中含有硫的氢化物和氧化物等。
2.硫单质的性质
(1)物理性质
俗称
颜色状态
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
质脆、易研成粉末
难溶
微溶
易溶
(2)化学性质
①氧化性
a.与金属或非金属单质反应:2Na+SNa2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S、S+Hg===HgS。
b.与金属单质(H2)反应:H2+SH2S。
②还原性
a.与氧气反应:S+O2SO2
b.与强氧化剂(如浓硫酸)反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
③氧化性和还原性
与强碱的反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (用热碱溶液清洗硫)
3.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
【温馨提示】
1.硫单质物理性质
难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,因此若试管内壁附着有单质硫时,可以用CS2洗涤除去。
2.硫单质化学性质
(1)硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,而不是高价态。如Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3;
(2)硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
(3)汞蒸气有毒,可用硫粉除去少量洒落的汞:S+Hg===HgS。
(4)向Na2S和Na2SO3的混合溶液中加入稀H2SO4:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 ==3S↓+3Na2SO4+3H2O。既S2-和SO在酸性条件不可以大量共存
▉考点02 二氧化硫的性质及应用
1.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
无色
气体
刺激性气味
有毒
比空气大
易溶于水(1∶40),不溶于饱和NaHSO3溶液
2.化学性质
(1)实验探究:
操作
现象
结论
pH试纸变红
SO2的水溶液显酸性
溶液变红
SO2的水溶液显酸性,不能漂白石蕊溶液
开始无明显现象,后产生白色沉淀
①SO2的水溶液与BaCl2不反应
②SO2具有还原性,可被H2O2氧化成SO,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀
振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
(2)性质探析
①酸性氧化物的通性
a.与水反应:SO2+H2OH2SO3(该反应为可逆反应)。
b.与碱溶液反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(少量SO2);
SO2+NaOH===NaHSO3(过量SO2)(可用于处理尾气)。
c.与碱性氧化物反应:SO2+CaO===CaSO3(可用于燃煤“固硫”)。
②氧化性和还原性
-2,0O2+6
a.氧化性:SO2+2H2S===3S↓+2H2O(归中反应)(现象:生成黄色沉淀);
b.还原性:2SO2+O22SO3;SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX(X表示Cl、Br、I)。
c.氧化性和还原性:
③漂白性
SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成不稳定的无色物质,而使其褪色,加热或久置后,这种无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。
3.用途
漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量(最大使用量0.25g/L)的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。
4.二氧化硫实验室制法
(1)原理:Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合:Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O
注意:常用体积比1:1或质量分数为70%的硫酸。不用稀硫酸的原因是SO2易溶于水,逸出SO2的较少。不用浓硫酸的原因是在Na2SO3表面生成Na2SO4固体,阻止反应持续进行。
或Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)净化(假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应):先用饱和NaHSO3溶液除HCl,再用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气
(3)收集:可用排液法(排饱和NaHSO3溶液法,导气管长进短出)或排气法(向上排空气法,导气管长进短出)收集。
(4)检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红
(5)尾气处理:导气管末端不能插入液面以下,防发生倒吸。一般用NaOH溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收。
【温馨提示】
1.SO2的漂白性
(1)具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但 不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色,是因为SO2的还原性而非漂白性。
(3)氯水、SO2的漂白性原理不同。分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,但再加热后者可恢复红色,前者不恢复原来红色。
2.三类常见的漂白剂
类型
加合型
氧化型
吸附型
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
3.亚硫酸的性质
(1)弱酸性: H2SO3H++HSO3-
(2)不稳定性:H2SO3SO2↑+H2O
(3)还原性(与O2、H2O2反应):2H2SO3+O2==2H2SO4;H2SO3+H2O2==H2SO4+H2O
(4)氧化性(与H2S反应):H2SO3+2H2S==3S↓+3H2O
4.三氧化硫的性质
(1)物理性质:标准状况下,SO3是一种无色固体,熔点(16.8℃)、沸点(44.8℃)较低,极易溶于水生成硫酸。
(2)化学性质:具有酸性氧化物的通性,与水剧烈反应生成硫酸:SO3+H2O===H2SO4;三氧化硫通入氯化钡溶液反应:SO3+BaCl2+H2O===BaSO4↓+2HCl
5.二氧化硫和二氧化碳性质比较
化学式
CO2
SO2
物理性质
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气大
比空气大
毒性
无
有
溶解性
可溶(1∶1)
易溶(1∶40)
化
学
性
质
与水反应
CO2+H2OH2CO3
SO2+H2OH2SO3
与碱
反应
碱过量生成正盐,碱不足生成酸式盐:
Ca(OH)2(足量)+CO2 ===CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2(不足)+2CO2 === Ca(HCO3)2
碱过量生成正盐,碱不足生成酸式盐:
Ca(OH)2(足量)+SO2===CaSO3↓+H2O
Ca(OH)2(不足)+2SO2=== Ca(HSO3)2
与碱性氧
化物反应
CO2+CaO ===CaCO3
SO2+CaO ===CaSO3
氧化性
CO2+C 2CO
SO2+2H2S ===3S↓+2H2O
还原性
无
有
漂白性
无
有,不稳定
对环境影响
引起温室效应
形成酸雨
6.检验CO2、SO2同时存在的方法
(1)实验设计流程
流程设计
检验SO2⇒除去SO2 ⇒ 检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
(2)实验装置
注意:当SO2中混有CO2时,不会影响SO2的检验;当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验,应先检验并除去SO2,再用澄清石灰水检验CO2气体。
▉考点03 硫酸的工业制备及性质
1.工业上制硫酸—接触法
(1)主要设备、流程及原理
制备装置
制备流程
反应原理
①燃烧:4FeS2+11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ;②氧化:2SO2+O22SO3;
③吸收:SO3:SO3 + H2O ==H2SO4
(2)三个阶段:
三阶段
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
(3)注意事项:
①原料硫铁矿粉碎的目的是使反应物充分接触,增大接触面积,提高反应速率,使反应物充分反应,提高原料的利用率。
②沸腾炉中产生的气体需要经过净化,防止后续反应中催化剂中毒。
③接触室中安装热交换器的目的是利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气;冷却反应生成的三氧化硫。
④多余的气体要再充入接触室,可以提高原料的利用率。
⑤用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的目的是防止SO3溶于水放出大量热导致酸雾,降低吸收效率。
2.硫酸的性质
(1)稀硫酸:具有酸的通性。
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+===Cu2++H2O。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH:OH-+H+===H2O。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:CO+2H+===CO2↑+H2O。
(2)硫酸的物理性质:硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
②脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
实验
操作
实验
现象
①蔗糖逐渐变黑;
②蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭;
③放出有刺激性气味的气体。
实验
结论
①浓硫酸具有脱水性;
②浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质的反应
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学方程式
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
b.与非金属单质的反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
3.硫酸的用途
(1)化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(2)化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
4.常见的硫酸盐
(1)硫酸钙:石膏(CaSO4·2H2O)、熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
(2)硫酸钡:不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称钡餐。
(3)硫酸亚铁:FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
【温馨提示】
1. 硫酸工业制备
(1)化工制备物质的基本要求
①原料廉价且稳定,降低运输成本。
②从环保、成本等角度选择合适的化学反应,保证在反应中能充分接触。
③制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热量尽可能加以循环利用,生成的副产物较少。
④制备过程绿色环保,不使用或生成对环境有害的物质。
(2)硫酸工业制备
三原料
硫黄或硫铁矿
空气
98.3%的浓H2SO4
三阶段
造气(生成SO2)
接触氧化(生成SO3)
SO3吸收(生成H2SO4)
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
三反应(均放热)
S+O2SO2或
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O22SO3
SO3+H2O===H2SO4
2.浓硫酸与金属反应的规律
(1)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
(4)常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
3.浓硫酸的吸水性和脱水性区别
吸水性
常用作干燥剂,但不能干燥NH3、H2S、HI等
①吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。可以是物理变化,也可以是化学变化,如浓硫酸脱去 CuSO4·5H2O晶体中的结晶水;
②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去
脱水性
将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去,如使蔗糖变黑
4.浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法
鉴别方法
现象、结论
黏稠度
观察、摇动,油状黏稠液体为浓硫酸
密度
相同试剂瓶等体积的两瓶液体,称量,重的是浓硫酸
稀释放热
向含等量水的相同试管中,分别滴加少量等量的两种液体,管壁温度高的是浓硫酸
吸水性
取胆矾放在表面皿中,分别滴加两种液体,使胆矾变白的是浓硫酸
氧化性
常温下,向放有铁片的两支试管中分别加少量的两种液体,放出气泡的是稀硫酸,没有明显变化的是浓硫酸
脱水性
用玻璃棒分别蘸取两种液体滴在纸片上,使纸片变黑的是浓硫酸
▉考点04 含硫物质之间的相互转化
1.转化原理
(1)硫元素常见价态:
常见化合价
含硫物质
-2
H2S、HgS、FeS
0
S
+4
SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3
+6
SO3、H2SO4、Na2SO4
(2)原理:①通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化;②低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂,高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。
2.不同价态硫元素的转化
(1)硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6,可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
(2)利用氧化剂,可将硫元素从低价态转化为高价态;利用还原剂,可将硫元素从高价态转化为低价态。
(3)常见转化关系
序号
转化目标
转化前的含硫物质
选择试剂
转化后的含硫物质
①
-2→0
H2S
O2(不足)
S
SO2
②
0→-2
S
H2
H2S
Fe或Cu
FeS或Cu2S
③
-2→+4
H2S
O2(足量)
SO2
④
0→+4
S
O2
SO2
⑤
+4→0
SO2
H2S
S
⑥
+4→+6
SO2
O2
SO3
Cl2
H2SO4
⑦
+6→+4
H2SO4
Cu
SO2
(4)有关化学方程式:
①2H2S+O22S+2H2O,SO2+2H2S===3S+2H2O;
②H2+SH2S,Fe+SFeS或2Cu+SCu2S;
③2H2S+3O22SO2+2H2O;
④S+O2SO2;
⑤SO2+2H2S===3S+2H2O;
⑥2SO2+O22SO3,SO2+Cl2+2H2O===2HCl+2H2SO4;
⑦Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
3.同种价态含硫物质间的转化
上图物质间的转化可以通过不同的反应来实现,可以是元素化合价变化的氧化还原反应(对应图中横向箭头表示的转化),也可以是元素化合价不变的非氧化还原反应(对应图中纵向箭头表示的转化)。
4.含硫物质的连续氧化
H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4
【温馨提示】
1.含硫物质的转化与化合价关系: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,可用下图表示
注意:含+6价硫的化合物不一定都有强氧化性,如浓硫酸具有氧化性,而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。
2.硫单质及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则: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:
(2)相邻价态规律:相邻价态的粒子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。
(3)归中规律:硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2===3S↓+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O或2S2-+ SO+6H+===3S↓+3H2O。
3.除硫元素以外中学阶段常见的符合ABCD转化关系:
(1)钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH(注Na的化合价后期无变化)
(2)碳元素:CCOCO2H2CO3
4.含硫物质间的氧化还原转化关系图示如下:
5.含有相同价态的硫元素的不同物质之间的非氧化还原转化关系图示如下:
▉考点05 酸雨及其防治
1.自然界中的硫循环
(1)SO2的来源:含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
(2)自然界中的硫循环:地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(3)含硫矿石中的硫循环:地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
(4)自然界中的硫循环图:
2.自然界中的含硫物质
(1)自然界中含硫物质非常丰富,主要以H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等形式存在。
(2)含硫物质在“价—类”二维图中的相应位置如下:
3.酸雨的形成与危害
(1)硫酸型酸雨的形成过程:
有关反应: ①2SO2+O22SO3; ②SO2+H2O⇌H2SO3;
③SO3+H2O===H2SO4; ④2H2SO3+O2===2H2SO4。
(2)酸雨的危害:
①湖泊酸化,鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
②土壤酸化,肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
③加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)二氧化硫的回收利用
①试剂吸收法—用碱液吸收
a.熟石灰吸收法:Ca(OH)2+SO2===CaSO3+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4,最终将SO2转化成有重要作用的CaSO4,作石膏塑像材料、医疗的石膏绷带。
b.氨水吸收法:SO2+2NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4,(NH4)2SO4作化肥。
②尾气循环:工业上常采用循环操作,将尾气SO2循环使用。
③海水吸收法:利用海水显弱碱性,将SO2转化成HSO、SO,再被氧气氧化生成SO。
(4)电化学去除法:利用电化学原理,将SO2转化为SO,同时提供电能。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源:首先要从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等),这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源,又能从根本上防止酸雨的产生。
(2)脱硫处理:利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)化学转化:对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)。
(4)树立环保意识:提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
5.空气质量评价
(1)空气质量指数(AQI):人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
①定义:空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。
②与空气质量的关系:空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
(2)空气质量指数(AQI)的确定
①确定方法:空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
②与空气质量等级的关系:空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
(3)雾霾
①定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
②颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
③颗粒物分类:细颗粒物PM2.5,直径小于2.5um;可吸入颗粒物,PM10,直径小于10um
④SO2的排放与雾霾形成的关系:空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
6.大气污染的防治
(1)大气污染物的来源:化石燃料(煤、石油)和某些含硫金属矿物的燃烧或冶炼产生的二氧化硫,汽车尾气产生的氮氧化物(如NO2等)。
(2)防治措施:改变能源结构;控制SO2等有害气体的排放;提高污染排放标准。
【温馨提示】
1.常见的环境污染
污染类型
污染原因
温室效应
CO2排放量过多,造成全球气温上升
赤潮水华
大量富含N、P等营养物质的废水的排放,使水体富营养化
臭氧层空洞
氟氯代烷、氮的氧化物等的大量排放使臭氧层大量损耗
光化学污染
主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起
白色污染
主要由废弃的难降解的塑料类制品造成
食品污染
人类在动物饲养和植物培养过程中,使用大量的生长激素、农药、化肥等造成
飘尘
烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成
酸雨
空气中硫、氮的氧化物在空气中形成硫酸型、硝酸型酸雨
汽车尾气
汽油不完全燃烧产生CO,气态烃及气缸中空气放电产生的氮的氧化物
2.绿色化学的含义
(1)从源头上杜绝产生污染(废气、废水、废渣及使用污染物)或减少污染及进行污染物的处理回收利用。
(2)原子利用率100%。
1.下列有关硫的说法中不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体,有多种同素异形体
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧产物是三氧化硫
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物
【答案】B
【解析】硫在空气中和纯氧中的燃烧产物均为SO2。
2.下列说法中正确的是( )
A.根据化合价可知,S在化学反应中只能作还原剂
B.试管内壁上的硫黄可用CS2或酒精清洗
C.S+O2SO2,S被氧化,作氧化剂
D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
【答案】D
【解析】A项,0价是S的中间价态,所以S既可作氧化剂,又可作还原剂。B项,S易溶于CS2,微溶于酒精,所以可以用CS2但不能用酒精清洗试管内壁的硫粉。C项,S被氧化,作还原剂;D项,硫与铜化合只能生成硫化亚铜:根据关系系:S~2Cu~Cu2S可知1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化亚铜。故选D。
3.有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,关于该实验下列说法错误的是( )
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】能够与水反应只生成对应的酸,能够与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。A项,向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,可能是因为二氧化硫的漂白性,所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物,故A错误、D项正确;C项,若SO2是一种酸性氧化物,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液,亚硫酸钠溶液再与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,故C正确。
4.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
【答案】B
【解析】SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,SO2不能使石蕊试液褪色,A错误;能使品红溶液褪色的不仅仅是SO2,B正确;C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同,错误;SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力,D错误。
5.如图装置中,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色,石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊。据此判断气体和广口瓶中盛放的物质是( )
A.SO2和NaHCO3溶液 B.HCl和浓H2SO4
C.Cl2和氯水 D.Cl2和NaHCO3溶液
【答案】A
【解析】A项,关闭活塞K,SO2和NaHCO3溶液反应生成CO2,CO2通入品红溶液无变化,使石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊;打开活塞K,则SO2能够使品红溶液褪色,石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊,与题中现象符合,正确。B项,HCl不能使澄清石灰水变浑浊,也不能使品红溶液褪色,与题中现象不符合,错误。C项,关闭活塞K后,氯气仍然能够使品红溶液褪色,与题中现象不符合,错误。D项,打开活塞K,没有CO2产生,澄清石灰水不会变浑浊,与题中现象不符合,错误。
6.SO2有毒,但葡萄酒中都含有少量的SO2,以起到保鲜、杀菌和抗氧化的作用。下列说法不正确的是( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化的作用,因为SO2具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色可判断出,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
【答案】C
【解析】SO2有毒,但含量在规定范围内对人体是无害的,A项正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化的作用,B项正确;二氧化硫具有漂白性,但不能漂白红葡萄酒,C项错误;葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体的溶解度减小,从而使部分SO2从酒中逸出,D项正确。
7.下列关于浓硫酸的叙述中正确的是( )
A.稀释浓硫酸时,将水沿着玻璃棒慢慢地注入盛有浓硫酸的量筒中,并不断搅拌
B.运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中
C.浓硫酸滴到硫酸铜晶体中的现象体现了浓硫酸的脱水性
D.少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会褪为无色
【答案】B
【解析】稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,且应该在烧杯中进行,不能在量筒中稀释液体,A错误;常温下铁在浓硫酸中钝化,运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中,B正确;浓硫酸滴到硫酸铜晶体中,硫酸铜晶体由蓝色变为白色,体现了浓硫酸的吸水性,C错误;少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会变成红色,D错误。
8.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸表现了其强氧化性
C.把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应
【答案】B
【解析】A项浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH3);B项金属与浓硫酸反应时,生成相应的盐和SO2,此时浓硫酸显示酸性和强氧化性,而与S、C等非金属单质作用时,由于没有盐生成,故只显强氧化性;C项Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度逐渐降低,当降到一定程度时变为稀硫酸,反应自行停止,故产生的SO2在标准状况下小于22.4 L;D项常温下铝、铁遇浓硫酸发生钝化,生成一层致密的氧化膜。
9.在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(如图),按此密闭体系中气体的流向,则在A处流出的气体含有( )
A.仅SO2 B.SO3、O2
C.SO2、O2 D.SO2、SO3
【答案】C
【解析】A处流出的是已经过热交换器预热的原料气SO2和O2。
10.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是( )
A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B.该装置涉及的反应有化合反应、分解反应和氧化还原反应
C.整个过程的反应可表示为CaCO3CaO+CO2↑
D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
【答案】C
【解析】此废气处理装置吸收二氧化硫,可减少酸雨的形成,A正确;装置内发生的反应有CaO+SO2===CaSO3(化合反应),CaCO3CaO+CO2↑(分解反应),2CaSO3+O2===2CaSO4(化合反应,属于氧化还原反应),B正确;整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2,C错误;酸性高锰酸钾溶液遇二氧化硫褪色,可以检验废气处理是否达标,D正确。
11.用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的
( )
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2SO3H2SO4
途径③:FeS2SO2SO3H2SO4
A.途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性
B.途径②、③的第二步反应在实际生产中可以用空气代替O2来降低成本
C.由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4,理论上各转移6 mol e-
D.工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收
【答案】C
【解析】途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应,只表现了浓硝酸的强氧化性,A正确;可以用空气代替O2来降低成本,B正确;由途径①、②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,而途径③硫元素的化合价从-1价→+6价,制取1 mol H2SO4,转移大于6 mol e-,C错误;工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收,D正确。
12.蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
B.可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物
C.出现澄清石灰水变浑浊的现象,说明反应产生了CO2
D.虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但仍需按要求规范操作
【答案】C
【解析】A.蔗糖遇浓硫酸炭化,体现了浓硫酸的脱水性,该反应中生成了CO2和SO2气体,体现了浓硫酸的强氧化性,故A正确;B.SO2可与品红溶液反应使品红溶液褪色,CO2与品红溶液不反应,则可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物,故B正确;C.CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能说明生成了CO2,应先排除SO2的干扰,故C错误;D.该反应放热且生成的SO2有毒,所以虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但该反应比较剧烈,产生大量气体和热量,利用上述密闭装置,如果没有按照规范添加反应物的用量,会存在危险,故D正确。
13.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是( )
A.由硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以亚硫酸盐的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
【答案】C
【解析】S与O2点燃生成SO2而不是SO3,A错误;酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以硫酸盐的形式进入土壤中,B错误;燃煤中加入石灰石,使SO2转化为CaSO4,从而减少了SO2的排放,C正确;铜蓝(CuS)中硫元素的化合价为-2价,具有还原性,D错误。
14.30 ℃时,酸性环境中,含硫天然气在T.F菌作用下脱硫过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.脱硫过程中需要不断补充Fe2 (SO4)3
B.过程i中反应的离子方程式为2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
C.过程ii中每消耗1.12 L O2可脱去3.2 g S
D.天然气脱硫有利于控制酸雨的产生
【答案】D
【解析】A.从脱硫过程图可知,Fe2(SO4)3先被H2S还原成FeSO4,FeSO4又被O2氧化成Fe2(SO4)3,所以脱硫过程中不需要补充Fe2(SO4)3,故A错误;B.H2S是弱电解质,写离子方程式时不能拆开,故B错误;C.本题未标是否在标准状况下,故C错误;D.天然气若不脱硫,在燃烧过程中生成SO2引起酸雨,所以天然气脱硫有利于控制酸雨的产生,故D正确。故选D。
15.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________,其中发生反应的化学方程式为_________________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是_______________________、______________________,这些现象分别说明SO2具有的性质是______和_______;装置B中发生反应的离子方程式为____________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象:______________________。
(4)尾气可采用____________溶液吸收。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
5SO2+2MnO+2H2O===2Mn2++5SO+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH(其他合理答案也可)
【解析】由图中试剂可知A是制取SO2的装置,SO2通入酸性KMnO4溶液中被氧化,再通入Na2S溶液中,被S2-还原成硫单质,最后剩余的SO2不能直接排放,否则会污染空气,可用碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
16.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生的化学方程式: ____________________。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是________、__________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________。装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象_______________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过__________________溶液。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 出现黄色浑浊 还原性 氧化性 2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+
(3)待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,无色溶液恢复红色
(4)NaOH
(5)饱和的碳酸氢钠(或酸性高锰酸钾)
【解析】(1)亚硫酸钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应,则观察到紫红色逐渐变浅直至完全褪去,二氧化硫进入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,则观察到出现黄色浑浊,体现了二氧化硫的氧化性;高锰酸钾溶液和二氧化硫气体发生的离子反应为2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+。
(3)因二氧化硫能使品红褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复红色。
(4)利用氢氧化钠溶液来吸收尾气,发生的离子反应为SO2+2OH-===SO+H2O。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过酸性高锰酸钾溶液,亚硫酸的酸性比碳酸强,也可通过饱和的碳酸氢钠溶液除去。
17.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为____________。C装置的作用_____________。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是___________________________。在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为_____________。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→________→________→________→________→a→b→________。
②能证明上述假设成立的实验现象是__________________________。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处____________________________________________。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
(2)常温下,浓硫酸使Fe钝化 H2
①c d e f g
②E中固体由黑色变红色,H中固体由白色变蓝色
③应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
【解析】(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用是吸收尾气,防止污染环境;防倒吸。
(2)若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,实验后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管。
18.为探究H2O2、SO2、Br2的性质,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。
实验操作
实验现象
ⅰ.打开弹簧夹,通入N2一段时间,关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸
A中有气泡产生,B中红棕色溴水褪色,C中有白色沉淀
ⅱ.取C中沉淀加入盐酸
C中白色沉淀不溶解
ⅲ.打开B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色
(1)在滴入浓硫酸之前要通入N2一段时间的目的是 。
(2)该实验可以证明SO2具有 性;H2O2的氧化性 Br2(填“强于”“弱于”)。
(3)B中红棕色褪去的原因_________________________________________,B中重新变成红棕色的原因____________________________________(均用离子方程式表示)。
(4)C中产生的白色沉淀是 。
(5)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论:SO2能与BaCl2反应产生沉淀。乙同学认为不能得出此结论,并对实验进行了改进:在B和C之间增加盛放 的洗气瓶。再次进行实验时,则C中未产生沉淀。
(6)为进一步研究SO2的性质,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如下实验:
①实验A中,没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,原因是_______________________ ______________。(用化学方程式表示)
②实验C中出现白色沉淀比实验B快很多。由此得出的结论是______________________________。若实验B、C中通入足量的SO2后,溶液酸性:B C(填“强于”“弱于”“等于”)。
(7)Na2SO3固体因贮放不慎发生变质。现取样品1.8 g溶于水得溶液A,在A中加入足量BaCl2溶液,过滤得沉淀B,将沉淀B加入足量的稀硫酸后,沉淀不仅不消失,反而增加了0.16 g(假如沉淀完全转化)。样品中Na2SO3的质量分数是 。
【答案】(1)排净装置内空气 (2)还原 强于
(3)SO2+Br2+2H2O===SO+2Br-+4H+ 2Br-+H2O2+2H+===Br2+2H2O (4)BaSO4 (5)CCl4 (6)①SO2+H2OH2SO3、H2SO3H++HSO ②在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO快 弱于 (7)70%
【解析】(1)装置中含有空气,空气中的氧气能和SO2在水溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4,在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,先排尽空气,则滴入浓硫酸之前要通入N2一段时间的目的是排净装置内空气。(2)SO2使溴水褪色,体现了SO2具有还原性;实验ⅲ中在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色,说明Br-被氧化为Br2,则由氧化剂的氧化性大于氧化产物可知,H2O2的氧化性大于Br2。
(3)B中红棕色褪去是Br2被SO2还原为Br-,发生的离子反应方程式为SO2+Br2+2H2O===SO+2Br-+4H+;在含有Br-的水溶液中滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色,说明Br-被氧化为Br2,发生的离子反应方程式为2Br-+H2O2+2H+===Br2+2H2O。
(4)C中产生的白色沉淀不溶于稀盐酸,则此沉淀应为BaSO4。
(5)由于溴单质有挥发性,溴单质在水溶液可以将SO2氧化成H2SO4,再与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,则应该在B和C之间增加洗气瓶D来除去挥发的溴蒸气,D中盛放的试剂是CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液。
(6)①二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸溶液呈酸性,涉及反应为SO2+H2OH2SO3,生成的亚硫酸再发生电离:H2SO3H++HSO;②实验C中出现白色沉淀比实验B快很多,C中未煮沸,则有氧气参与反应,速率较快,则说明在水溶液中O2氧化SO2的速率比NO快,C生成更多的硫酸,溶液的酸性强,即B中酸性弱于C中。
(7)部分氧化的Na2SO3固体溶于水得溶液A中加入足量BaCl2溶液,生成的沉淀B为BaSO4和BaSO3的混合物,再加入足量的稀硫酸后,沉淀不仅不消失,反而增加了0.16 g,说明全部转化为BaSO4沉淀;已知1 mol BaSO3完全转化为1 mol BaSO4,质量增重233 g-217 g=16 g,则沉淀增加0.16 g,说明参加反应的BaSO3为×1 mol=0.01 mol,则样品中Na2SO3的质量分数是×100%=70%。
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专题09 硫及其化合物
考点01 硫元素的存在和硫单质的性质
考点02 二氧化硫的性质及应用
考点03 硫酸的工业制备及性质
考点04 含硫物质之间的相互转化
考点05 酸雨及其防治
▉考点01 硫元素的存在和硫单质的性质
1.硫元素的在自然界中的存在形态
(1)游离态:存在于火山口附近或岩层里。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中,火山喷出物中含有硫的氢化物和氧化物等。
2.硫单质的性质
(1)物理性质
俗称
颜色状态
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
质脆、易研成粉末
难溶
微溶
易溶
(2)化学性质
①氧化性
a.与金属或非金属单质反应:2Na+SNa2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S、S+Hg===HgS。
b.与金属单质(H2)反应:H2+SH2S。
②还原性
a.与氧气反应:S+O2SO2
b.与强氧化剂(如浓硫酸)反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
③氧化性和还原性
与强碱的反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (用热碱溶液清洗硫)
3.硫单质的用途
硫是重要的化工原料,常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶等。
【温馨提示】
1.硫单质物理性质
难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,因此若试管内壁附着有单质硫时,可以用CS2洗涤除去。
2.硫单质化学性质
(1)硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,而不是高价态。如Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3;
(2)硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
(3)汞蒸气有毒,可用硫粉除去少量洒落的汞:S+Hg===HgS。
(4)向Na2S和Na2SO3的混合溶液中加入稀H2SO4:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 ==3S↓+3Na2SO4+3H2O。既S2-和SO在酸性条件不可以大量共存
▉考点02 二氧化硫的性质及应用
1.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
无色
气体
刺激性气味
有毒
比空气大
易溶于水(1∶40),不溶于饱和NaHSO3溶液
2.化学性质
(1)实验探究:
操作
现象
结论
pH试纸变红
SO2的水溶液显酸性
溶液变红
SO2的水溶液显酸性,不能漂白石蕊溶液
开始无明显现象,后产生白色沉淀
①SO2的水溶液与BaCl2不反应
②SO2具有还原性,可被H2O2氧化成SO,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀
振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
(2)性质探析
①酸性氧化物的通性
a.与水反应:SO2+H2OH2SO3(该反应为可逆反应)。
b.与碱溶液反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(少量SO2);
SO2+NaOH===NaHSO3(过量SO2)(可用于处理尾气)。
c.与碱性氧化物反应:SO2+CaO===CaSO3(可用于燃煤“固硫”)。
②氧化性和还原性
-2,0O2+6
a.氧化性:SO2+2H2S===3S↓+2H2O(归中反应)(现象:生成黄色沉淀);
b.还原性:2SO2+O22SO3;SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX(X表示Cl、Br、I)。
c.氧化性和还原性:
③漂白性
SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成不稳定的无色物质,而使其褪色,加热或久置后,这种无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。
3.用途
漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量(最大使用量0.25g/L)的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。
4.二氧化硫实验室制法
(1)原理:Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合:Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O
注意:常用体积比1:1或质量分数为70%的硫酸。不用稀硫酸的原因是SO2易溶于水,逸出SO2的较少。不用浓硫酸的原因是在Na2SO3表面生成Na2SO4固体,阻止反应持续进行。
或Cu与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)净化(假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应):先用饱和NaHSO3溶液除HCl,再用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气
(3)收集:可用排液法(排饱和NaHSO3溶液法,导气管长进短出)或排气法(向上排空气法,导气管长进短出)收集。
(4)检验:通入品红溶液,品红褪色,加热又变红
(5)尾气处理:导气管末端不能插入液面以下,防发生倒吸。一般用NaOH溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收。
【温馨提示】
1.SO2的漂白性
(1)具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但 不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色,是因为SO2的还原性而非漂白性。
(3)氯水、SO2的漂白性原理不同。分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,但再加热后者可恢复红色,前者不恢复原来红色。
2.三类常见的漂白剂
类型
加合型
氧化型
吸附型
物质
SO2
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
是否可逆
可逆,加热或久置后恢复原来的颜色
不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色
—
漂白对象
有色的有机物,不能漂白指示剂
有色的有机物和指示剂
有机色质
3.亚硫酸的性质
(1)弱酸性: H2SO3H++HSO3-
(2)不稳定性:H2SO3SO2↑+H2O
(3)还原性(与O2、H2O2反应):2H2SO3+O2==2H2SO4;H2SO3+H2O2==H2SO4+H2O
(4)氧化性(与H2S反应):H2SO3+2H2S==3S↓+3H2O
4.三氧化硫的性质
(1)物理性质:标准状况下,SO3是一种无色固体,熔点(16.8℃)、沸点(44.8℃)较低,极易溶于水生成硫酸。
(2)化学性质:具有酸性氧化物的通性,与水剧烈反应生成硫酸:SO3+H2O===H2SO4;三氧化硫通入氯化钡溶液反应:SO3+BaCl2+H2O===BaSO4↓+2HCl
5.二氧化硫和二氧化碳性质比较
化学式
CO2
SO2
物理性质
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气大
比空气大
毒性
无
有
溶解性
可溶(1∶1)
易溶(1∶40)
化
学
性
质
与水反应
CO2+H2OH2CO3
SO2+H2OH2SO3
与碱
反应
碱过量生成正盐,碱不足生成酸式盐:
Ca(OH)2(足量)+CO2 ===CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2(不足)+2CO2 === Ca(HCO3)2
碱过量生成正盐,碱不足生成酸式盐:
Ca(OH)2(足量)+SO2===CaSO3↓+H2O
Ca(OH)2(不足)+2SO2=== Ca(HSO3)2
与碱性氧
化物反应
CO2+CaO ===CaCO3
SO2+CaO ===CaSO3
氧化性
CO2+C 2CO
SO2+2H2S ===3S↓+2H2O
还原性
无
有
漂白性
无
有,不稳定
对环境影响
引起温室效应
形成酸雨
6.检验CO2、SO2同时存在的方法
(1)实验设计流程
流程设计
检验SO2⇒除去SO2 ⇒ 检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
(2)实验装置
注意:当SO2中混有CO2时,不会影响SO2的检验;当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验,应先检验并除去SO2,再用澄清石灰水检验CO2气体。
▉考点03 硫酸的工业制备及性质
1.工业上制硫酸—接触法
(1)主要设备、流程及原理
制备装置
制备流程
反应原理
①燃烧:4FeS2+11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ;②氧化:2SO2+O22SO3;
③吸收:SO3:SO3 + H2O ==H2SO4
(2)三个阶段:
三阶段
三原料
三设备
三反应原理
造气
S或FeS2
沸腾炉
4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
接触氧化
O2
接触室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
98.3%浓H2SO4
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
(3)注意事项:
①原料硫铁矿粉碎的目的是使反应物充分接触,增大接触面积,提高反应速率,使反应物充分反应,提高原料的利用率。
②沸腾炉中产生的气体需要经过净化,防止后续反应中催化剂中毒。
③接触室中安装热交换器的目的是利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气;冷却反应生成的三氧化硫。
④多余的气体要再充入接触室,可以提高原料的利用率。
⑤用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的目的是防止SO3溶于水放出大量热导致酸雾,降低吸收效率。
2.硫酸的性质
(1)稀硫酸:具有酸的通性。
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+===Cu2++H2O。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH:OH-+H+===H2O。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:CO+2H+===CO2↑+H2O。
(2)硫酸的物理性质:硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
②脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
实验
操作
实验
现象
①蔗糖逐渐变黑;
②蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭;
③放出有刺激性气味的气体。
实验
结论
①浓硫酸具有脱水性;
②浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质的反应
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学方程式
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
b.与非金属单质的反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
3.硫酸的用途
(1)化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(2)化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
4.常见的硫酸盐
(1)硫酸钙:石膏(CaSO4·2H2O)、熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
(2)硫酸钡:不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称钡餐。
(3)硫酸亚铁:FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
【温馨提示】
1. 硫酸工业制备
(1)化工制备物质的基本要求
①原料廉价且稳定,降低运输成本。
②从环保、成本等角度选择合适的化学反应,保证在反应中能充分接触。
③制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热量尽可能加以循环利用,生成的副产物较少。
④制备过程绿色环保,不使用或生成对环境有害的物质。
(2)硫酸工业制备
三原料
硫黄或硫铁矿
空气
98.3%的浓H2SO4
三阶段
造气(生成SO2)
接触氧化(生成SO3)
SO3吸收(生成H2SO4)
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
三反应(均放热)
S+O2SO2或
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O22SO3
SO3+H2O===H2SO4
2.浓硫酸与金属反应的规律
(1)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
(4)常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
3.浓硫酸的吸水性和脱水性区别
吸水性
常用作干燥剂,但不能干燥NH3、H2S、HI等
①吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。可以是物理变化,也可以是化学变化,如浓硫酸脱去 CuSO4·5H2O晶体中的结晶水;
②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去
脱水性
将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去,如使蔗糖变黑
4.浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法
鉴别方法
现象、结论
黏稠度
观察、摇动,油状黏稠液体为浓硫酸
密度
相同试剂瓶等体积的两瓶液体,称量,重的是浓硫酸
稀释放热
向含等量水的相同试管中,分别滴加少量等量的两种液体,管壁温度高的是浓硫酸
吸水性
取胆矾放在表面皿中,分别滴加两种液体,使胆矾变白的是浓硫酸
氧化性
常温下,向放有铁片的两支试管中分别加少量的两种液体,放出气泡的是稀硫酸,没有明显变化的是浓硫酸
脱水性
用玻璃棒分别蘸取两种液体滴在纸片上,使纸片变黑的是浓硫酸
▉考点04 含硫物质之间的相互转化
1.转化原理
(1)硫元素常见价态:
常见化合价
含硫物质
-2
H2S、HgS、FeS
0
S
+4
SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3
+6
SO3、H2SO4、Na2SO4
(2)原理:①通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化;②低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂,高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。
2.不同价态硫元素的转化
(1)硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6,可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
(2)利用氧化剂,可将硫元素从低价态转化为高价态;利用还原剂,可将硫元素从高价态转化为低价态。
(3)常见转化关系
序号
转化目标
转化前的含硫物质
选择试剂
转化后的含硫物质
①
-2→0
H2S
O2(不足)
S
SO2
②
0→-2
S
H2
H2S
Fe或Cu
FeS或Cu2S
③
-2→+4
H2S
O2(足量)
SO2
④
0→+4
S
O2
SO2
⑤
+4→0
SO2
H2S
S
⑥
+4→+6
SO2
O2
SO3
Cl2
H2SO4
⑦
+6→+4
H2SO4
Cu
SO2
(4)有关化学方程式:
①2H2S+O22S+2H2O,SO2+2H2S===3S+2H2O;
②H2+SH2S,Fe+SFeS或2Cu+SCu2S;
③2H2S+3O22SO2+2H2O;
④S+O2SO2;
⑤SO2+2H2S===3S+2H2O;
⑥2SO2+O22SO3,SO2+Cl2+2H2O===2HCl+2H2SO4;
⑦Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
3.同种价态含硫物质间的转化
上图物质间的转化可以通过不同的反应来实现,可以是元素化合价变化的氧化还原反应(对应图中横向箭头表示的转化),也可以是元素化合价不变的非氧化还原反应(对应图中纵向箭头表示的转化)。
4.含硫物质的连续氧化
H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4
【温馨提示】
1.含硫物质的转化与化合价关系: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,可用下图表示
注意:含+6价硫的化合物不一定都有强氧化性,如浓硫酸具有氧化性,而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。
2.硫单质及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则: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:
(2)相邻价态规律:相邻价态的粒子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。
(3)归中规律:硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2===3S↓+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O或2S2-+ SO+6H+===3S↓+3H2O。
3.除硫元素以外中学阶段常见的符合ABCD转化关系:
(1)钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH(注Na的化合价后期无变化)
(2)碳元素:CCOCO2H2CO3
4.含硫物质间的氧化还原转化关系图示如下:
5.含有相同价态的硫元素的不同物质之间的非氧化还原转化关系图示如下:
▉考点05 酸雨及其防治
1.自然界中的硫循环
(1)SO2的来源:含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
(2)自然界中的硫循环:地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(3)含硫矿石中的硫循环:地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
(4)自然界中的硫循环图:
2.自然界中的含硫物质
(1)自然界中含硫物质非常丰富,主要以H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等形式存在。
(2)含硫物质在“价—类”二维图中的相应位置如下:
3.酸雨的形成与危害
(1)硫酸型酸雨的形成过程:
有关反应: ①2SO2+O22SO3; ②SO2+H2O⇌H2SO3;
③SO3+H2O===H2SO4; ④2H2SO3+O2===2H2SO4。
(2)酸雨的危害:
①湖泊酸化,鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
②土壤酸化,肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
③加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)二氧化硫的回收利用
①试剂吸收法—用碱液吸收
a.熟石灰吸收法:Ca(OH)2+SO2===CaSO3+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4,最终将SO2转化成有重要作用的CaSO4,作石膏塑像材料、医疗的石膏绷带。
b.氨水吸收法:SO2+2NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4,(NH4)2SO4作化肥。
②尾气循环:工业上常采用循环操作,将尾气SO2循环使用。
③海水吸收法:利用海水显弱碱性,将SO2转化成HSO、SO,再被氧气氧化生成SO。
(4)电化学去除法:利用电化学原理,将SO2转化为SO,同时提供电能。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源:首先要从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等),这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源,又能从根本上防止酸雨的产生。
(2)脱硫处理:利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)化学转化:对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)。
(4)树立环保意识:提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
5.空气质量评价
(1)空气质量指数(AQI):人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
①定义:空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。
②与空气质量的关系:空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
(2)空气质量指数(AQI)的确定
①确定方法:空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
②与空气质量等级的关系:空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
(3)雾霾
①定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
②颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
③颗粒物分类:细颗粒物PM2.5,直径小于2.5um;可吸入颗粒物,PM10,直径小于10um
④SO2的排放与雾霾形成的关系:空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
6.大气污染的防治
(1)大气污染物的来源:化石燃料(煤、石油)和某些含硫金属矿物的燃烧或冶炼产生的二氧化硫,汽车尾气产生的氮氧化物(如NO2等)。
(2)防治措施:改变能源结构;控制SO2等有害气体的排放;提高污染排放标准。
【温馨提示】
1.常见的环境污染
污染类型
污染原因
温室效应
CO2排放量过多,造成全球气温上升
赤潮水华
大量富含N、P等营养物质的废水的排放,使水体富营养化
臭氧层空洞
氟氯代烷、氮的氧化物等的大量排放使臭氧层大量损耗
光化学污染
主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起
白色污染
主要由废弃的难降解的塑料类制品造成
食品污染
人类在动物饲养和植物培养过程中,使用大量的生长激素、农药、化肥等造成
飘尘
烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成
酸雨
空气中硫、氮的氧化物在空气中形成硫酸型、硝酸型酸雨
汽车尾气
汽油不完全燃烧产生CO,气态烃及气缸中空气放电产生的氮的氧化物
2.绿色化学的含义
(1)从源头上杜绝产生污染(废气、废水、废渣及使用污染物)或减少污染及进行污染物的处理回收利用。
(2)原子利用率100%。
1.下列有关硫的说法中不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体,有多种同素异形体
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧产物是三氧化硫
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物
2.下列说法中正确的是( )
A.根据化合价可知,S在化学反应中只能作还原剂
B.试管内壁上的硫黄可用CS2或酒精清洗
C.S+O2SO2,S被氧化,作氧化剂
D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
3.有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,关于该实验下列说法错误的是( )
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
4.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
5.如图装置中,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色,石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊。据此判断气体和广口瓶中盛放的物质是( )
A.SO2和NaHCO3溶液 B.HCl和浓H2SO4
C.Cl2和氯水 D.Cl2和NaHCO3溶液
6.SO2有毒,但葡萄酒中都含有少量的SO2,以起到保鲜、杀菌和抗氧化的作用。下列说法不正确的是( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化的作用,因为SO2具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色可判断出,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
7.下列关于浓硫酸的叙述中正确的是( )
A.稀释浓硫酸时,将水沿着玻璃棒慢慢地注入盛有浓硫酸的量筒中,并不断搅拌
B.运输时可以将浓硫酸密封装在铁罐中
C.浓硫酸滴到硫酸铜晶体中的现象体现了浓硫酸的脱水性
D.少量浓硫酸滴入紫色石蕊溶液中,溶液会褪为无色
8.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸表现了其强氧化性
C.把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应
9.在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(如图),按此密闭体系中气体的流向,则在A处流出的气体含有( )
A.仅SO2
B.SO3、O2
C.SO2、O2
D.SO2、SO3
10.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是( )
A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B.该装置涉及的反应有化合反应、分解反应和氧化还原反应
C.整个过程的反应可表示为CaCO3CaO+CO2↑
D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
11.用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的
( )
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2SO3H2SO4
途径③:FeS2SO2SO3H2SO4
A.途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性
B.途径②、③的第二步反应在实际生产中可以用空气代替O2来降低成本
C.由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4,理论上各转移6 mol e-
D.工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收
12.蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
B.可以用足量品红溶液分离两种酸性氧化物
C.出现澄清石灰水变浑浊的现象,说明反应产生了CO2
D.虽然改进装置能够将有毒气体吸收,但仍需按要求规范操作
13.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是( )
A.由硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以亚硫酸盐的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
14.30 ℃时,酸性环境中,含硫天然气在T.F菌作用下脱硫过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.脱硫过程中需要不断补充Fe2 (SO4)3
B.过程i中反应的离子方程式为2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
C.过程ii中每消耗1.12 L O2可脱去3.2 g S
D.天然气脱硫有利于控制酸雨的产生
15.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________,其中发生反应的化学方程式为_________________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是_______________________、______________________,这些现象分别说明SO2具有的性质是______和_______;装置B中发生反应的离子方程式为____________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象:______________________。
(4)尾气可采用____________溶液吸收。
16.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生的化学方程式: ____________________。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是________、__________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________。装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象_______________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过__________________溶液。
17.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为____________。C装置的作用_____________。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是___________________________。在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为_____________。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→________→________→________→________→a→b→________。
②能证明上述假设成立的实验现象是__________________________。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处____________________________________________。
18.为探究H2O2、SO2、Br2的性质,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。
实验操作
实验现象
ⅰ.打开弹簧夹,通入N2一段时间,关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸
A中有气泡产生,B中红棕色溴水褪色,C中有白色沉淀
ⅱ.取C中沉淀加入盐酸
C中白色沉淀不溶解
ⅲ.打开B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色
(1)在滴入浓硫酸之前要通入N2一段时间的目的是 。
(2)该实验可以证明SO2具有 性;H2O2的氧化性 Br2(填“强于”“弱于”)。
(3)B中红棕色褪去的原因_________________________________________,B中重新变成红棕色的原因____________________________________(均用离子方程式表示)。
(4)C中产生的白色沉淀是 。
(5)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论:SO2能与BaCl2反应产生沉淀。乙同学认为不能得出此结论,并对实验进行了改进:在B和C之间增加盛放 的洗气瓶。再次进行实验时,则C中未产生沉淀。
(6)为进一步研究SO2的性质,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如下实验:
①实验A中,没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,原因是_______________________ ______________。(用化学方程式表示)
②实验C中出现白色沉淀比实验B快很多。由此得出的结论是______________________________。若实验B、C中通入足量的SO2后,溶液酸性:B C(填“强于”“弱于”“等于”)。
(7)Na2SO3固体因贮放不慎发生变质。现取样品1.8 g溶于水得溶液A,在A中加入足量BaCl2溶液,过滤得沉淀B,将沉淀B加入足量的稀硫酸后,沉淀不仅不消失,反而增加了0.16 g(假如沉淀完全转化)。样品中Na2SO3的质量分数是 。
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