内容正文:
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
)
知识思维导图
第1课时 硫和二氧化硫
课程学习目标
1.了解硫单质的物理性质和化学性质;
2.了解二氧化硫的物理性质和化学性质;
3.知道硫化氢、三氧化硫的性质。
【新知学习】
知识点01硫
1.硫的存在
(1)游离态:存在于 附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:主要以 和 的形式存在。
2.物理性质:硫单质俗称: ,颜色状态: ,溶解性: 溶于水,
于酒精, 溶与二硫化碳。
3.化学性质(硫可以与金属、非金属反应)
化合价角度认识:
(1)与非金属反应
(2)与金属反应 表现氧化性
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
,既表现氧化性,又表现还原性。
应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是
知识点02二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是一种 色、有 的气体,密度比空气 ,易液化 溶于水。
(1体积水约溶解40体积SO2)
2.二氧化硫与水
(1)二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
实验操作
现象
结论
①把盛有SO2的试管倒立于水中,打开胶塞
试管内液面 。
SO2 溶于水。
②用pH试纸测定溶液的酸碱度
试纸变红色
二氧化硫水溶液呈 性。
③滴入2滴品红溶液,振荡;加热试管,再观察
;
。
二氧化硫能使品红褪色,具有漂白性。
SO2与水的反应方程式为 。
(2)SO2或亚硫酸的漂白性:
①二氧化硫或亚硫酸有漂白作用,与有色物质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。
②SO2有 性,能使 褪色。
③SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同? ;
SO2的漂白作用稳不稳定? ;
④次氯酸的漂白过程是发生了 反应,其漂白作用是永久性的。
【问题】常见的漂白剂有哪些?
【总结】
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
(1)SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性,加热后溶液恢复至红色;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性,加热后溶液颜色不复原。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,不能使其褪色。
3.二氧化硫的化学性质
分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化学性质:
(1)酸性氧化物的通性
(2)氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+2H2O(生成黄色物质)。
(3)还原性
(4)漂白性:SO2可使品红溶液 ,加热后,溶液由 色变为 色。
知识点03三氧化硫
1.物理性质: 熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为 态。
2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:
(1)与水反应:
(2)与碱性氧化物反应:
(3)与碱反应:
(4)与某些盐溶液反应(如:BaCl2)
知识点04硫化氢
1.物理性质: 无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下,1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。
2.化学性质
(1)酸性
(2)还原性(易被Cl2、O2、SO2等氧化)
; ;
【拓展培优】
一.SO2和CO2性质的比较,
【问题探究】
1.CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
2.如何检验某无色气体是SO2还是CO2?
【知识归纳总结1】
SO2和CO2性质的比较
SO2
CO2
物理
性质
色、味
无色、刺激性气味
无色、无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶(1∶40)
可溶(1∶1)
物
理
性
质
与水反应
H2O+SO2H2SO3
H2O+CO2H2CO3
与碱
反应
SO2+OH-(少量) ===HSO,
SO2+2OH-(足量)===SO+H2O
CO2+OH-(少量)===HCO,
CO2+2OH-(足量)===CO+H2O
氧化性
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
CO2+C2CO
还原性
2SO2+O22SO3,也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化
无还原性
漂白性
有,但不稳定
无
对环境的影响
过量排放形成酸雨
过量排放引起温室效应
【典例1】(23-24高一下·四川绵阳·阶段练习)下图为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是
A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,同样可以达到实验目的
B.若按③→②→①顺序连接,可检验所有气体产物
C.浓硫酸在反应中显酸性和强氧化性
D.实验中a、b、c溶液均褪色
【知识归纳总结2】
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2 ⇒ ⇒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
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
【注意】有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,试剂选用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
(变式训练1)(23-24高一下·湖北·期中)下列溶液中能够区别和气体的是
①石灰水 ②溶液 ③酸性溶液 ④溴水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.全部
二.常见的漂白剂和漂白原理
【问题探究】
1.分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若分别通入紫色石蕊试液中呢?
①
②
2.将等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中,有何现象?请解释原因。
等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中,发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,失去漂白能力,品红溶液不褪色。
【知识归纳总结3】
常见的能用于漂白的物质的比较
类型
吸附型
氧化型
化合型
物质
活性炭
氯气、漂白粉(液)、次氯酸
二氧化硫
漂白原理
吸附漂白
利用次氯酸的强氧化性进行漂白
与有色物质化合生成不稳定的无色物质
变化类别
物理变化
氧化还原反应
化学变化
漂白特点
不可逆
加热恢复原色
能漂白的物质
一般用于溶液漂白
可漂白所有有机色质
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
【温馨提醒】
(1)漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。
(2)活性炭的吸附是物理变化,而化合型、氧化型漂白均为化学变化。
(3)Na2O2具有漂白性,但通常不用它作漂白剂,因为Na2O2具有较强的腐蚀性。
【典例2】 A、B是两种常温下有刺激性气味的气体。将A通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。将A和B按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A ;B 。
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液,现象是 ;
加热通入B后变为无色的品红溶液,现象是 。
(变式训练2)(23-24高一下·四川成都·期中)下列关于硫和氮及其化合物叙述正确的是
A.空气中排放过量SO2会形成酸雨,酸雨的PH<7
B.SO2的漂白原理与Ca(ClO)2水溶液、H2O2和氯水三种物质不同
C.NO和NO2都是常见的酸性氧化物,可以造成酸雨
D.NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
【课堂检测】
一、单选题
1.(23-24高一下·上海·期中)下列化合物中不能由单质直接化合而制成的是
A.FeS B.Cu2S C.SO3 D.FeCl3
2.(23-24高一下·广东茂名·期末)硫元素的单质及其化合物在人类生产和生活中发挥着重要的作用。下列说法正确的是
A.硫在加热的条件下与Fe反应生成
B.能使酸性溶液褪色,证明了具有漂白性
C.通入溶液,溶液变浑浊,具有氧化性
D.硫酸型酸雨在空气中放置一段时间pH变大
3.(23-24高一下·四川眉山·阶段练习)H2S、SO2、SO3、H2SO4、NaHSO3、NaHSO4等是硫元素重要的化合物,下列说法正确的是
A.SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,故不可作葡萄酒的食品添加剂
B.硫在氧气中燃烧,氧气少量时生成SO2,氧气过量时生成SO3
C.标准状况下,1molH2S、1molSO2、1molSO3所占体积都约为22.4L
D.向 NaHSO 3溶液中滴加稀硫酸和 NaHSO 4溶液,发生反应的离子方程式相同
4.(23-24高一下·上海·期中)下列关于SO2的说法中,正确的是
A.SO2具有漂白性,可用作食品防腐剂 B.SO2与水反应生成H2SO3
C.SO2能与BaCl2反应能生成BaSO3 D.SO2是一种还原性气体,具有可燃性
5.(23-24高一下·上海·期中)铜丝和浓硫酸发生反应时,不会出现的实验现象是
A.溶液变蓝 B.铜丝逐渐溶解 C.出现白色固体 D.产生黄色气体
6.(23-24高一下·广东东莞·期中)已知,某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。下列有关表述错误的是
A.用装置甲高温分解,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间
B.用装置乙检验分解产生的,应该将石蕊溶液换成品红溶液
C.用装置丙可检验分解产生的,现象是产生白色沉淀
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
7.(22-23高一下·河南三门峡·阶段练习)下列有关二氧化硫与三氧化硫性质的说法正确的是
A.二者均不易溶于水
B.二者均属于酸性氧化物
C.二者与水反应均生成 H2SO3
D.二者均具有漂白性
8.(23-24高一下·新疆·期末)区别SO2和CO2,选用的试液是
A.紫色石蕊试液 B.澄清的石灰水 C.Ba(OH)2 D.品红溶液
9.(23-24高一下·广东云浮·期中)下列关于单质硫及的说法中,正确的是
A.与溶液反应生成
B.可用或热溶液清洗残留在试管内壁的硫
C.硫跟铁单质反应生成硫化铁
D.有毒,不能用作食品添加剂
10.(23-24高一下·甘肃天水·期中)为进一步研究的性质,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制和溶液,进行如下实验:
序号
实验结果
I
没有观察到白色沉淀,pH传感器显示溶液呈酸性
II
观察到白色沉淀,pH传感器显示溶液呈酸性
III
观察到白色沉淀,出现白色沉淀比实验II快很多,pH传感器显示溶液呈酸性
下列说法错误的是
A.实验I中溶液呈酸性的原因是
B.由实验II、III可知在水溶液中氧化的速率比快
C.实验III中的白色沉淀为和的混合物
D.若实验II、III中均通入足量的后,溶液酸性:II<III
11.(23-24高一上·江苏盐城·期末)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.验证SO2的漂白性
C.收集SO2
D.吸收SO2
A.A B.B C.C D.D
二、解答题
12.(23-24高一下·湖南长沙·期中)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为了检验反应产物,选用了如下图所示的实验装置进行实验,回答下列问题:
(1)装置B中反应的化学方程式为: ,装置B中盛放碳的仪器名称是 。装置D中盛放的物质是 。
(2)为验证反应产物,将混合气体依次通过上述装置(某装置可重复使用),装置接口的连接顺序是:k→ →c→d→h。
(3)证明产物中有二氧化碳生成的现象是 。
(4)装置A中发生反应后酸性增强,其离子方程式为 。
(5)氯气和SO2按照1:1的比例通入到C中,未发生明显现象,用离子方程式解释其原因: 。
13.(23-24高一下·上海·期中)硫代硫酸钠晶体()是一种重要的还原剂,一种制备方案是:。
实验装置如图所示。
(1)硫代硫酸钠中硫元素的平均化合价是 。上述反应涉及的五种物质中,属于盐类的是 。(填化学式)
(2)下列方案适宜在实验室制备的是______。(不定项)
A.
B.
C.
D.
(3)为了吸收可能逸出的尾气,溶液X可以是______(不定项)
A.较浓的NaOH溶液 B.的酸性溶液 C.品红溶液 D.饱和的NaCl溶液
(4)硫代硫酸钠晶体的溶解度随温度的变化如图所示。从溶液中获得硫代硫酸钠晶体粗品的系列操作应包括:
:____________________________________(填写各步操作名称即可,可不填满或按需要增加)
(5)某同学设计用下列反应制备硫代硫酸钠,其中合理的是______。(不定项)
A. B. C. D.
为测定粗产品中硫代硫酸钠的纯度,需经过以下步骤:
步骤1:取一定量的蒸馏水,煮沸除去其中氧气后迅速冷却;
步骤2:取一定质量的硫代硫酸钠晶体粗品,溶于除去氧气的蒸馏水中,配制成250mL溶液;
……
(6)结合硫代硫酸钠的性质,解释步骤1中“煮沸除去蒸馏水中氧气”原因 。
(7)步骤2配制溶液所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还有 。
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
)
知识思维导图
第1课时 硫和二氧化硫
课程学习目标
1.了解硫单质的物理性质和化学性质;
2.了解二氧化硫的物理性质和化学性质;
3.知道硫化氢、三氧化硫的性质。
【新知学习】
知识点01硫
1.硫的存在
(1)游离态:存在于 火山喷口 附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:主要以 硫化物 和 硫酸盐 的形式存在。
2.物理性质:硫单质俗称: 硫磺 ,颜色状态: 黄色晶体 ,溶解性: 不 溶于水,
微溶于酒精, 易 溶与二硫化碳。
3.化学性质(硫可以与金属、非金属反应)
化合价角度认识:
(1)与非金属反应
(2)与金属反应 表现氧化性
(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,既表现氧化性,又表现还原性。
应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是 S+Hg == HgS
知识点02二氧化硫
1.物理性质
二氧化硫是一种 无 色、有 刺激性气味 的气体,密度比空气 大 ,易液化 易 溶于水。
(1体积水约溶解40体积SO2)
2.二氧化硫与水
(1)二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
实验操作
现象
结论
①把盛有SO2的试管倒立于水中,打开胶塞
试管内液面 上升 。
SO2 易 溶于水。
②用pH试纸测定溶液的酸碱度
试纸变红色
二氧化硫水溶液呈酸 性。
③滴入2滴品红溶液,振荡;加热试管,再观察
品红褪色 ;
加热恢复红色 。
二氧化硫能使品红褪色,具有漂白性。
SO2与水的反应方程式为SO2 + H2O ⇌ H2SO3 。
(2)SO2或亚硫酸的漂白性:
①二氧化硫或亚硫酸有漂白作用,与有色物质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。
②SO2有 漂白 性,能使 品红 褪色。
③SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同? 不相同 ;
SO2的漂白作用稳不稳定? 不稳定 ;
④次氯酸的漂白过程是发生了 氧化还原 反应,其漂白作用是永久性的。
【问题】常见的漂白剂有哪些?
SO2、HClO、NaClO、 H2O2、 活性炭
【总结】
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
(1)SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性,加热后溶液恢复至红色;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性,加热后溶液颜色不复原。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,不能使其褪色。
3.二氧化硫的化学性质
分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化学性质:
(1)酸性氧化物的通性
(2)氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+2H2O(生成黄色物质)。
(3)还原性
(4)漂白性:SO2可使品红溶液褪色,加热后,溶液由无色变为红色。
知识点03三氧化硫
1.物理性质: 熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为 固 态。
2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:
(1)与水反应: SO3+H2O===H2SO4
(2)与碱性氧化物反应: SO3+CaO === CaSO4
(3)与碱反应: SO3 + 2NaOH === Na2SO4 +H2O
(4)与某些盐溶液反应(如:BaCl2) SO3+H2O+BaCl2 === BaSO4↓ + 2HCl
知识点04硫化氢
1.物理性质: 无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下,1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。
2.化学性质
(1)酸性 H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-
(2)还原性(易被Cl2、O2、SO2等氧化)
2H2S+SO2===3S↓+2H2O ; 2H2S+O2 ===2S↓+2H2O ; 2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O
【拓展培优】
一.SO2和CO2性质的比较,
【问题探究】
1.CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
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++2HSO。
2.如何检验某无色气体是SO2还是CO2?
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。
【知识归纳总结1】
SO2和CO2性质的比较
SO2
CO2
物理
性质
色、味
无色、刺激性气味
无色、无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶(1∶40)
可溶(1∶1)
物
理
性
质
与水反应
H2O+SO2H2SO3
H2O+CO2H2CO3
与碱
反应
SO2+OH-(少量) ===HSO,
SO2+2OH-(足量)===SO+H2O
CO2+OH-(少量)===HCO,
CO2+2OH-(足量)===CO+H2O
氧化性
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
CO2+C2CO
还原性
2SO2+O22SO3,也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化
无还原性
漂白性
有,但不稳定
无
对环境的影响
过量排放形成酸雨
过量排放引起温室效应
【典例1】(23-24高一下·四川绵阳·阶段练习)下图为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是
A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,同样可以达到实验目的
B.若按③→②→①顺序连接,可检验所有气体产物
C.浓硫酸在反应中显酸性和强氧化性
D.实验中a、b、c溶液均褪色
【答案】A
【分析】为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物,装置①用于检验水蒸气,组合装置②中,a装置用于检验二氧化硫,装置b除去二氧化硫,装置c检验二氧化硫是否除尽,装置③检验二氧化碳;
【详解】A.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,通过酸性高锰酸钾溶液溶液颜色变浅,可以判断二氧化硫除尽,同样可以达到实验目的,通过澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳,A正确;
B.二氧化硫、二氧化碳均可以使澄清石灰水变浑浊,且气体通过水溶液,会带出水蒸气,若按③→②→①顺序连接,无法检验所有气体产物,B错误;
C.在浓硫酸和木炭的反应中,+6价S只转化成了二氧化硫,故浓硫酸在反应中只显强氧化性,C错误;
D.实验中a、b溶液均褪色,装置c检验二氧化硫是否除尽,c溶液不褪色,说明二氧化硫除尽,D错误;
故选A。
【知识归纳总结2】
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2 ⇒ ⇒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
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
【注意】有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,试剂选用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
(变式训练1)(23-24高一下·湖北·期中)下列溶液中能够区别和气体的是
①石灰水 ②溶液 ③酸性溶液 ④溴水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.全部
【答案】C
【详解】①SO2和CO2均使澄清石灰水变浑浊,现象相同,不能鉴别,故①错误;
②只有SO2和H2S溶液反应生成S沉淀,现象不同,可鉴别,故②正确;
③只有SO2使KMnO4酸性溶液褪色,现象不同,可鉴别,故③正确;
④只有SO2使溴水褪色,现象不同,可鉴别,故④正确;
⑤只有SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,现象不同,可鉴别,故⑤正确;
故选C。
二.常见的漂白剂和漂白原理
【问题探究】
1.分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若分别通入紫色石蕊试液中呢?
①
②
2.将等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中,有何现象?请解释原因。
等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中,发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,失去漂白能力,品红溶液不褪色。
【知识归纳总结3】
常见的能用于漂白的物质的比较
类型
吸附型
氧化型
化合型
物质
活性炭
氯气、漂白粉(液)、次氯酸
二氧化硫
漂白原理
吸附漂白
利用次氯酸的强氧化性进行漂白
与有色物质化合生成不稳定的无色物质
变化类别
物理变化
氧化还原反应
化学变化
漂白特点
不可逆
加热恢复原色
能漂白的物质
一般用于溶液漂白
可漂白所有有机色质
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
【温馨提醒】
(1)漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。
(2)活性炭的吸附是物理变化,而化合型、氧化型漂白均为化学变化。
(3)Na2O2具有漂白性,但通常不用它作漂白剂,因为Na2O2具有较强的腐蚀性。
【典例2】 A、B是两种常温下有刺激性气味的气体。将A通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。将A和B按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A ;B 。
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液,现象是 ;
加热通入B后变为无色的品红溶液,现象是 。
【答案】SO2 Cl2
2NaOH+SO2(少量)===Na2SO3+H2O__或__NaOH+SO2(过量)===NaHSO3
2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O
溶液变为红色 无明显变化
(变式训练2)(23-24高一下·四川成都·期中)下列关于硫和氮及其化合物叙述正确的是
A.空气中排放过量SO2会形成酸雨,酸雨的PH<7
B.SO2的漂白原理与Ca(ClO)2水溶液、H2O2和氯水三种物质不同
C.NO和NO2都是常见的酸性氧化物,可以造成酸雨
D.NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
【答案】B
【详解】A.因为空气中含有CO2,所以正常雨水也有很弱酸性,酸雨的PH<5.6,A错误;
B.SO2的漂白原理为SO2与有色物质发生化合反应生成无色不稳定的物质,Ca(ClO)2水溶液、H2O2和氯水的强氧化性使有色物质褪色,漂白原理是不同的,B正确;
C.NO不是酸性氧化物,是不成盐氧化物,C错误;
D.NO与空气中O2易反应生成NO2,故NO不能再空气中稳定存在,D错误;
故本题选B。
【课堂检测】
一、单选题
1.(23-24高一下·上海·期中)下列化合物中不能由单质直接化合而制成的是
A.FeS B.Cu2S C.SO3 D.FeCl3
【答案】C
【详解】A.FeS可以由Fe与S两种单质直接化合而制成,,A项错误;
B.Cu2S可以由Cu与S两种单质直接化合而制成,,B项错误;
C.S与O2两种单质直接化合制得的是SO2,,即SO3不能由单质直接化合而制成,C项正确;
D.FeCl3可以由Fe与Cl2两种单质直接化合而制成,,D项错误;
答案选C。
2.(23-24高一下·广东茂名·期末)硫元素的单质及其化合物在人类生产和生活中发挥着重要的作用。下列说法正确的是
A.硫在加热的条件下与Fe反应生成
B.能使酸性溶液褪色,证明了具有漂白性
C.通入溶液,溶液变浑浊,具有氧化性
D.硫酸型酸雨在空气中放置一段时间pH变大
【答案】C
【详解】A.硫在加热的条件下与Fe反应生成FeS,A错误;
B.能使酸性KMnO₄溶液褪色,是因为二氧化硫具有还原性,B错误;
C.通入溶液,产生单质硫,溶液变浑浊,具有氧化性,C正确;
D.硫酸型酸雨产生的历程是和反应生成,一段时间后被空气中氧气氧化为,pH变小,D错误;
故选C。
3.(23-24高一下·四川眉山·阶段练习)H2S、SO2、SO3、H2SO4、NaHSO3、NaHSO4等是硫元素重要的化合物,下列说法正确的是
A.SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,故不可作葡萄酒的食品添加剂
B.硫在氧气中燃烧,氧气少量时生成SO2,氧气过量时生成SO3
C.标准状况下,1molH2S、1molSO2、1molSO3所占体积都约为22.4L
D.向 NaHSO 3溶液中滴加稀硫酸和 NaHSO 4溶液,发生反应的离子方程式相同
【答案】D
【详解】A.SO2是一种无色有刺激性气味有毒的气体,但具有还原性,可用作葡萄酒的食品添加剂,起着抗氧化的作用,故A错误;
B.硫在氧气中燃烧时,无论氧气多少,只生成SO2,SO2在催化剂的作用下,加热时才能生成SO3,故B错误;
C.标准状况下,1molH2S、1molSO2所占体积都约为22.4L,SO3在标况下为固体,1molSO3不是22.4L,故C错误;
D.向NaHSO3溶液中分别滴加稀H2SO4和NaHSO4溶液,发生的离子反应方程式相同,均为+H+=SO2↑+H2O,故D正确;
故选:D。
4.(23-24高一下·上海·期中)下列关于SO2的说法中,正确的是
A.SO2具有漂白性,可用作食品防腐剂 B.SO2与水反应生成H2SO3
C.SO2能与BaCl2反应能生成BaSO3 D.SO2是一种还原性气体,具有可燃性
【答案】B
【详解】A.SO2具有杀菌防腐作用,可用作食品防腐剂,与漂白性无关,A错误;
B.SO2是易溶于水的酸性氧化物,与水反应生成H2SO3,B正确;
C.酸性:盐酸>亚硫酸,SO2能与BaCl2反应不反应,C错误;
D.SO2中S为+4价,具有还原性,没有可燃性,D错误;
故答案为:B。
5.(23-24高一下·上海·期中)铜丝和浓硫酸发生反应时,不会出现的实验现象是
A.溶液变蓝 B.铜丝逐渐溶解 C.出现白色固体 D.产生黄色气体
【答案】D
【详解】铜丝与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应中可以观察到铜丝逐渐溶解、有无色气泡产生,因浓硫酸的吸水性,底部白色沉淀生成;
答案选D。
6.(23-24高一下·广东东莞·期中)已知,某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。下列有关表述错误的是
A.用装置甲高温分解,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间
B.用装置乙检验分解产生的,应该将石蕊溶液换成品红溶液
C.用装置丙可检验分解产生的,现象是产生白色沉淀
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
【答案】C
【分析】装置甲高温分解FeSO4,生成SO2和SO3,乙装置的作用是检验SO2,但是SO3也能使紫色石蕊溶液变红,故应该换成品红溶液,BaCl2溶液用于检验SO3,但SO3通过乙装置时已经被完全吸收,故丙装置应该在乙装置前,最后用丁装置进行尾气处理;
【详解】A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2,能排出装置中的空气,防止干扰实验,故A正确;
B.二氧化硫能使品红溶液褪色,三氧化硫和品红溶液不反应,用装置乙检验分解产生的SO2,应该将石蕊溶液换成品红溶液,故B正确;
C.SO3通过乙装置时已经被完全吸收,二氧化硫和氯化钡溶液不反应,所以再通过丙装置时没有白色沉淀生成,故C错误;
D.SO2、SO3都有毒且都是酸性氧化物,都能被碱液吸收,所以用装置丁可吸收尾气,避免污染环境,故D正确;
答案选C。
7.(22-23高一下·河南三门峡·阶段练习)下列有关二氧化硫与三氧化硫性质的说法正确的是
A.二者均不易溶于水
B.二者均属于酸性氧化物
C.二者与水反应均生成 H2SO3
D.二者均具有漂白性
【答案】B
【详解】A.二氧化硫和三氧化硫均易溶于水,A错误;
B.二氧化硫和三氧化硫都属于酸性氧化物,B正确;
C.三氧化硫与水反应生成H2SO4,C错误;
D.三氧化硫不具有漂白性,D错误;
故答案选B。
8.(23-24高一下·新疆·期末)区别SO2和CO2,选用的试液是
A.紫色石蕊试液 B.澄清的石灰水 C.Ba(OH)2 D.品红溶液
【答案】D
【详解】A.二氧化硫和二氧化碳均能使紫色石蕊试液变红,因此不能用紫色石蕊试液区分二者,A错误;
B.二氧化硫和二氧化碳均能使澄清石灰水变浑浊,因此不能用澄清的石灰水区分二者,B错误;
C.二氧化硫和二氧化碳均能使Ba(OH)2产生沉淀,因此不能用Ba(OH)2区分二者,C错误;
D.二氧化硫能使品红溶液褪色,二氧化碳不能使品红褪色,因此能用品红区分二者,D正确;
故选D。
9.(23-24高一下·广东云浮·期中)下列关于单质硫及的说法中,正确的是
A.与溶液反应生成
B.可用或热溶液清洗残留在试管内壁的硫
C.硫跟铁单质反应生成硫化铁
D.有毒,不能用作食品添加剂
【答案】B
【详解】A.与溶液反应生成亚硫酸钠而非硫酸钠,A错误;
B.单质硫能溶于溶液中、硫能和氢氧化钠溶液反应,故残留在试管内壁上的硫可用除去,B正确;
C.硫跟铁单质反应生成硫化亚铁,C错误;
D.二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂,少量能用作食品添加剂,D错误;
故选B。
10.(23-24高一下·甘肃天水·期中)为进一步研究的性质,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制和溶液,进行如下实验:
序号
实验结果
I
没有观察到白色沉淀,pH传感器显示溶液呈酸性
II
观察到白色沉淀,pH传感器显示溶液呈酸性
III
观察到白色沉淀,出现白色沉淀比实验II快很多,pH传感器显示溶液呈酸性
下列说法错误的是
A.实验I中溶液呈酸性的原因是
B.由实验II、III可知在水溶液中氧化的速率比快
C.实验III中的白色沉淀为和的混合物
D.若实验II、III中均通入足量的后,溶液酸性:II<III
【答案】C
【分析】实验I中二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸的酸性比盐酸弱,则氯化钡溶液不能与亚硫酸反应,则无白色沉淀生成,实验II中煮沸过的蒸馏水除去溶解氧,二氧化硫和硝酸钡发生氧化反应生成硫酸钡沉淀,实验III中未煮沸过的蒸馏水含有溶解氧,出现白色沉淀比实验II快很多,证明氧化的速率比快;
【详解】A.煮沸的蒸馏水去除溶解氧,实验I中溶液呈酸性的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出氢离子,反应方程式为,A正确;
B.实验III中未煮沸的蒸馏水含有溶解氧,氧气能氧化二氧化硫,根据实验III中出现白色沉淀比实验II快很多,说明在水溶液中氧化的速率比快,B正确;
C.通入二氧化硫的溶液呈酸性,硝酸钡电离出硝酸根离子在酸性溶液中具有氧化性,能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,实验III中的白色沉淀为,不存在,C错误;
D.实验III中未煮沸的蒸馏水含有溶解氧,通入足量的后,将亚硫酸氧化为硫酸,则溶液酸性:II<III,D正确;
故选C。
11.(23-24高一上·江苏盐城·期末)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.验证SO2的漂白性
C.收集SO2
D.吸收SO2
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.亚硫酸钠和70%的浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑,A不合题意;
B.SO2与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色体现SO2的还原性,B符合题意;
C.SO2的密度大于空气,应用向上排空气法收集,图中装置的导管采用短进长出的方式,C不合题意;
D.SO2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,D不合题意;
故答案为:B。
二、解答题
12.(23-24高一下·湖南长沙·期中)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为了检验反应产物,选用了如下图所示的实验装置进行实验,回答下列问题:
(1)装置B中反应的化学方程式为: ,装置B中盛放碳的仪器名称是 。装置D中盛放的物质是 。
(2)为验证反应产物,将混合气体依次通过上述装置(某装置可重复使用),装置接口的连接顺序是:k→ →c→d→h。
(3)证明产物中有二氧化碳生成的现象是 。
(4)装置A中发生反应后酸性增强,其离子方程式为 。
(5)氯气和SO2按照1:1的比例通入到C中,未发生明显现象,用离子方程式解释其原因: 。
【答案】(1) C +2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+2H2O 圆底烧瓶 无水硫酸铜
(2)e→f→c→d→b→a
(3)C中溶液未褪色,E中澄清石灰水变浑浊
(4)
(5)Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+
【分析】碳与浓硫酸在加热条件下反应:C +2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+2H2O,检验产物时应先检验水,用无水硫酸铜检验,D中盛放无水硫酸铜,CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,应先检验并吸收SO2,故先通过品红溶液检验SO2,再通过酸性高锰酸钾溶液吸收SO2,再通过品红溶液检验SO2是否吸收完全,再用澄清石灰水检验CO2,故装置的连接顺序为:k→e→f→c→d→b→a→c→d→h。
【详解】(1)装置B中反应的化学方程式为:C +2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+2H2O,装置B中盛放碳的仪器名称是圆底烧瓶,装置D中盛放的物质是:无水硫酸铜;
(2)根据分析,装置的连接顺序为:k→e→f→c→d→b→a→c→d→h;
(3)证明产物中有二氧化碳生成的现象是:C中溶液未褪色,E中澄清石灰水变浑浊;
(4)装置A中酸性高锰酸钾与SO2发生氧化还原反应生成硫酸,反应后酸性增强,其离子方程式为:;
(5)氯气和SO2按照1:1的比例通入到C中,离子方程式为:Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+。
13.(23-24高一下·上海·期中)硫代硫酸钠晶体()是一种重要的还原剂,一种制备方案是:。
实验装置如图所示。
(1)硫代硫酸钠中硫元素的平均化合价是 。上述反应涉及的五种物质中,属于盐类的是 。(填化学式)
(2)下列方案适宜在实验室制备的是______。(不定项)
A.
B.
C.
D.
(3)为了吸收可能逸出的尾气,溶液X可以是______(不定项)
A.较浓的NaOH溶液 B.的酸性溶液 C.品红溶液 D.饱和的NaCl溶液
(4)硫代硫酸钠晶体的溶解度随温度的变化如图所示。从溶液中获得硫代硫酸钠晶体粗品的系列操作应包括:
:____________________________________(填写各步操作名称即可,可不填满或按需要增加)
(5)某同学设计用下列反应制备硫代硫酸钠,其中合理的是______。(不定项)
A. B. C. D.
为测定粗产品中硫代硫酸钠的纯度,需经过以下步骤:
步骤1:取一定量的蒸馏水,煮沸除去其中氧气后迅速冷却;
步骤2:取一定质量的硫代硫酸钠晶体粗品,溶于除去氧气的蒸馏水中,配制成250mL溶液;
……
(6)结合硫代硫酸钠的性质,解释步骤1中“煮沸除去蒸馏水中氧气”原因 。
(7)步骤2配制溶液所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还有 。
【答案】(1) +2 Na2CO3、Na2S、Na2S2O3
(2)AB
(3)AB
(4)蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
(5)BC
(6)防止硫代硫酸钠被氧化
(7)250mL容量瓶、胶头滴管
【分析】制取硫代硫酸钠晶体()时,先将Na2CO3溶液与Na2S溶液混合于锥形瓶中,再通入SO2气体,边通入边使用磁力搅拌器进行搅拌,尾气用NaOH溶液吸收,为防止倒吸,使用刚接触水面的倒置的漏斗,发生反应的化学方程式为。
【详解】(1)硫代硫酸钠中,Na元素显+1价,O元素显-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0的原则,可求出硫元素的平均化合价是=+2。上述反应涉及的五种物质SO2、Na2CO3、Na2S、Na2S2O3、H2O中,属于盐类的是Na2CO3、Na2S、Na2S2O3。
(2)A.,使用酒精灯加热,可在试管或圆底烧瓶内完成实验,实验在密闭环境内进行,且易于控制,SO2易于收集,A符合题意;
B.,反应不需加热,可在试管内完成实验,反应易于控制,B符合题意;
C.需要高温、催化剂作用下进行,在实验室内难以完成,C不符合题意;
D.需点燃,难以在密闭环境内完成,且H2S、SO2都有毒,会污染环境,D不符合题意;
故选AB。
(3)A.SO2为酸性氧化物,能被较浓的NaOH溶液完全吸收,A符合题意;
B.SO2具有还原性,能被的酸性溶液氧化,产物溶解在溶液中,B符合题意;
C.品红溶液可用于检验SO2气体,但不用于吸收SO2,C不符合题意;
D.SO2与NaCl不反应,饱和的NaCl溶液难以将SO2完全吸收,D不符合题意;
故选AB。
(4)从溶解度曲线可以看出,硫代硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大,则采用将浓溶液降温结晶的方法获取得硫代硫酸钠,具体操作步骤为:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(5)Na2S2O3中S元素的平均价态为+2价,则两种反应物若发生氧化还原反应,所含硫元素的化合价必然在+2价的两侧,也就是一种物质中S元素的化合价高于+2,另一种物质中所含S元素的化合价低于+2。
A. 两种物质中,S元素的化合价都低于+2价,不可能生成硫代硫酸钠,A不合理;
B. 中,硫元素化合价分别为+6、0,位于+2价的两价,可能生成硫代硫酸钠,B合理;
C. 中,硫元素化合价分别为+6、0,位于+2价的两价,可能生成硫代硫酸钠,C合理;
D. 中,S元素化合价分别为+4、+6价,都高于+2价,不可能生成硫代硫酸钠,D不合理;
故选BC。
(6)硫代硫酸钠中硫元素的平均价态为+2价,具有较强的还原性,易被氧化,则步骤1中“煮沸除去蒸馏水中氧气”原因:防止硫代硫酸钠被氧化。
(7)步骤2配制溶液所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还有250mL容量瓶、胶头滴管。
【点睛】选择容量瓶时,一定要标明规格。
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