内容正文:
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
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实验活动5 不同价态含硫物质的转化
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淡黄
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淡黄
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
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气泡冒出
溶解
褪色
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
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黑
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实验活动5 不同价态含硫物质的转化
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【实验目的】
1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.选取含有硫元素的物质,通过实验探究不同价态含硫物质之间的相互转化。
【实验用品】
试管、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、陶土网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
【实验步骤】
1.S2-的还原性与H2SO3的氧化性
实验操作
实验现象
实验结论
在一支试管中加入1 mL Na2S溶液,边振荡边向其中滴加H2SO3溶液,用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口
试管中产生_____色沉淀
Na2S被氧化,H2SO3被还原
在一支试管中加入1 mL Na2S溶液,边振荡边向其中滴加酸性KMnO4溶液,用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口
紫红色褪去,试管中产生________色沉淀
S2-能被酸性KMnO4氧化成单质硫;5S2-+2MnOeq \o\al(-,4)+16H+===5S↓+2Mn2++8H2O
2.浓硫酸的氧化性
实验操作
实验现象
实验结论
按下图连接好装置,向试管中加入1 mL浓H2SO4和一小块铜片并加热,将产生的气体通入品红溶液中
表面有__________,铜片逐渐_______;试管底部有灰白色固体生成,品红溶液_______
浓H2SO4能被Cu还原为SO2;Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
3.单质硫的氧化性
实验操作
实验现象
实验结论
将1.0 g铁粉、0.5 g硫粉均匀混合放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒
混合物保持红热;冷却后有______色固体生成
硫能被Fe还原为FeS;Fe+Seq \o(=====,\s\up17(△))FeS
【实验探究】
1.实验1中实现的是eq \o(S,\s\up14(-2)) —→eq \o(S,\s\up14(0))的转化,还有哪些实验能实现上述不同价态含硫物质的转化?
提示 ①向氢硫酸(H2S)溶液中通入O2,出现黄色浑浊,反应方程式为2H2S+O2===S↓+2H2O。②向氢硫酸(H2S)溶液中通入Cl2,出现黄色浑浊,反应方程式为H2S+Cl2===S↓+2HCl。
2.实验3中,铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时,会发生哪些化学反应?实现了哪些价态硫元素的转化?
提示 铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时发生的反应为:
Fe+Seq \o(=====,\s\up17(△))FeS 实现了eq \o(S,\s\up14(0)) —→eq \o(S,\s\up14(-2))转化;
S+O2eq \o(=====,\s\up17(△))SO2 实现了eq \o(S,\s\up14(0)) —→eq \o(S,\s\up14(+4))转化。
【探究总结】
探究不同价态硫元素之间相互转化的思路
探究不同价态硫元素之间的相互转化,实际上是探究含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化。
首先,要选择含有不同价态硫元素的物质,如含+4价硫元素的物质可以选择二氧化硫或亚硫酸钠。
其次,实现不同价态硫元素之间的相互转化,依据的是氧化还原理论,需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
最后,提供表明相应转化实际发生的反应。
【跟踪训练】
1.(2023·内蒙古赤峰二中高一段考)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.向①中试管加水,观察颜色,确认有CuSO4的产生
B.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥二氧化硫
C.③中有黄色固体生成,氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
D.反应结束后,可观察到①中产生黑色浑浊,该黑色物质为CuO、CuS和Cu2S的混合物
解析 应该把①中的混合物加入水中,①中含有浓硫酸,不能把水加入浓硫酸中,A错误;③中SO2与S2-反应有黄色固体硫生成,SO2作氧化剂,S2-作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2,C错误;反应结束后,可观察到①中产生黑色浑浊,该黑色物质为CuSO4、CuS和Cu2S的混合物,不存在CuO,D错误。
答案 B
2.亚硫酸钠是一种无机物,化学式为Na2SO3,是常见的亚硫酸盐,是白色、单斜晶体或粉末。对眼睛、皮肤、黏膜有刺激作用,可污染水源。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。工业上主要用于制亚硫酸纤维素酯、硫代硫酸钠、有机化学药品、漂白织物等,还用作还原剂、防腐剂、去氯剂等。
请回答下列问题:
(1)亚硫酸钠分解的化学方程式为4Na2SO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2S+3Na2SO4,从氧化还原反应的角度分析亚硫酸钠具有__________________________性质。
(2)现有试剂:溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、亚硫酸溶液。
①要证明亚硫酸溶液具有还原性,应选用________________试剂;会观察到现象为____________________,写出反应的离子方程式:____________________________________。
②要证明亚硫酸钠溶液具有氧化性,应选用______________________试剂;会观察到现象为______________________________,写出反应的离子方程式:____________________________________。
答案 (1)氧化性又表现还原性
(2)①溴水 溴水褪色 H2SO3+Br2+H2O===SOeq \o\al(2-,4)+2Br-+4H+
②硫化钠溶液、稀硫酸 有淡黄色沉淀生成 6H++SOeq \o\al(2-,3)+2S2-===3S↓+3H2O
3.鸡蛋放置时间过长,蛋黄上会产生一层“黑膜”,该黑膜的成分是硫化亚铁。这是由于鸡蛋里的蛋白质受热分解成小分子的氨基酸,有的氨基酸含硫元素,会形成硫化氢,而蛋黄中富含铁元素,当硫化氢遇到铁元素就形成了硫化亚铁,也就是蛋黄上覆盖的那层“黑膜”。
某同学由此联想到铁与硫单质的反应,为了验证铁与硫单质反应产物中铁元素的化合价,该同学设计了以下实验:
eq \x(\a\al(Fe、S混合,粉末A))
eq \o(——————→,\s\up17(操作①),\s\do15(惰性环境中))
eq \x(\a\al(黑色固,体B))
eq \o(————————→,\s\up17(操作②加入热的),\s\do15(KOH溶液并过滤))
eq \x(\a\al(滤渣C))
eq \o(————————→,\s\up17(操作③加煮沸过),\s\do15(的稀硫酸))
eq \x(\a\al(溶液D))
已知:①FeS固体难溶于水,可与稀盐酸、稀硫酸发生反应:FeS+ 2H+===Fe2++H2S↑。
②3S+6NaOHeq \o(=====,\s\up17(△))2Na2S+Na2SO3+3H2O。
请回答下列问题:
(1)混合粉末A中硫粉必须过量的原因是_____________________。
(2)反应在“惰性环境”中进行的原因是____________。
(3)操作②的作用是____________,也可改用____________。
(4)操作③稀硫酸煮沸的目的是_____________________________。
(5)为检验产物中铁元素的价态,对D溶液的实验操作最好是___________________________________________________________。
解析 (1)混合粉末A中硫粉必须过量,可防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应,生成Fe2+干扰实验,同时过量的铁粉还能与可能存在的Fe3+反应,影响实验结果;
(2)空气中的O2能与Fe2+反应,会影响实验,所以反应应在“惰性环境”中进行;
(3)3S+6KOHeq \o(=====,\s\up17(△))2K2S+K2SO3+3H2O,操作②的作用是除去混合物中过量的硫粉,也可以利用硫的溶解性用二硫化碳;
(4)操作③稀硫酸煮沸的目的是防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2+;
(5)为检验产物中铁元素的价态,具体操作是加入煮沸的KSCN溶液,若溶液变红色,证明产物中有Fe3+;若溶液无明显现象,再滴入过氧化氢溶液(或新制氯水),溶液显红色,则证明产物中有Fe2+。
答案 (1)防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应,生成Fe2+干扰实验,过量的铁粉还能与可能存在的Fe3+反应,影响实验结果
(2)防止环境中的O2参与反应
(3)除去混合物中过量的硫粉 CS2
(4)防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2+
(5)加入煮沸的KSCN溶液,若溶液变红色,证明产物中有Fe3+;若溶液无明显现象,再滴入过氧化氢溶液(或新制氯水),溶液显红色,则证明产物中有Fe2+
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