内容正文:
微专题一 SO2的制备 SO2、CO2的鉴别与除杂
优化探究
第五章 化工生产中的重要非金属元素
一、SO2的制备
反应原理与实验装置
方法1 用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备,化学方程式为
。用图 (填序号,下同)所示的装置制备。
方法2 用铜与浓硫酸反应制备,化学方程式为
。 用图 所示的装置制备。
Na2SO3+H2SO4===SO2↑+Na2SO4+H2O
1
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2
二、SO2和CO2的鉴别与除杂
1.SO2与CO2的鉴别
(1)单一气体的鉴别
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。
可以用以下方法鉴别:
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。
(2)混合气体的鉴别
流程设计
实验装置
2.除去CO2中SO2的两种方法
(1)利用二氧化硫的还原性,用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
(2)利用亚硫酸的酸性比碳酸强,用饱和碳酸氢钠溶液除去。
1.(1)关于实验:SO2的制备中最后一个装置的作用是
。
(2)关于两种SO2的制备方法中,浓硫酸表现的性质有何不同?能否用同一浓度的硫酸进行实验?如果不能,分别用什么浓度的硫酸?选择的依据是什么?
提示:(1)用NaOH溶液吸收尾气,防止污染空气;用倒置漏斗防倒吸
(2)方法1中,浓硫酸只表现酸性,而方法2中浓硫酸既表现强氧化性,又表现酸性。不能用同一浓度的硫酸。方法1中用70%的硫酸,选择依据:若硫酸浓度小于70%,水太多,二氧化硫易溶与水,不易溢出;若硫酸浓度大于70%,氢离子浓度太小,反应太慢。
方法2用98%以上浓度的浓硫酸,选择依据:铜不活泼,硫酸浓度低于98%不容易氧化铜。
2.如果将鉴别混合气体的实验装置中的4个试剂瓶压缩为3个试剂瓶,可将第 个和第 个试剂瓶换成一个盛有
(填试剂名称)的试剂瓶,若观察到
(填实验现象)即可达到同样的目的。
②
③
较浓的酸性KMnO4溶液
颜色变浅但不褪色
1.(2023·四川广安高一期中)下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是
( )
①澄清石灰水 ②氢硫酸 ③酸性高锰酸钾溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
C
解析:①SO2和CO2均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,则澄清石灰水不能鉴别SO2和CO2;②二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳与氢硫酸不反应,可以鉴别;③因二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与酸性高锰酸钾溶液不反应,则能鉴别;④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,氯水褪色,而二氧化碳与氯水不反应,则能鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,而二氧化碳不能,则能鉴别。
2.除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,可选用的试剂是( )
A.饱和食盐水 B.氢氧化钠溶液
C.足量澄清石灰水 D.饱和碳酸氢钠溶液
D
解析:二氧化碳和二氧化硫都能与氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应,都不能与饱和食盐水反应。因为亚硫酸的酸性强于碳酸,可用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫气体。
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
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),利用酸性高锰酸钾溶液除去多余的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.(2023·河南商丘高一期末)某化学兴趣小组制取SO2并探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲中浓硫酸浓度不宜过大,以防止氧化亚硫酸钠
B.乙中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
C.甲中发生的反应为复分解反应
D.丙装置的作用是吸收剩余的SO2,防止污染空气
A
解析:浓硫酸不能氧化亚硫酸钠,A项错误;
SO2+2Fe3++2H2O===S+2Fe2++4H+,反应中二氧化硫为还原剂,铁离子为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,B项正确;二氧化硫污染空气,可用NaOH溶液吸收以避免污染环境,D项正确。
5.现有混有少量SO2杂质的CO2气体,请选用适当的实验装置,收集纯净干燥的CO2气体。
(1)要达到实验目的,按气流从左到右,各接口连接顺序正确的是 (填字母,下同)。
A.dcabh B.efabg C.feabg
(2)本实验除去SO2的原理是利用SO2的 。
A.氧化性 B.漂白性
C.还原性 D.酸性
(3)SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式是
。
B
C
5SO2+2Mn+2H2O===5S+2Mn2++4H+
解析:根据题中所给装置,应将混有少量SO2杂质的CO2气体通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,然后用浓硫酸干燥,最后用向上排空气法收集干燥的二氧化碳。
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