内容正文:
专题四 硫与环境保护
第一单元 含硫化合物的性质
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 硫和硫的化合物的存在
1. 存在:自然界中硫元素有游离态和化合态两种存在形式。自然界中的单质硫通常是黄色或淡黄色的固体,故又俗称硫黄,在火山喷口的岩层中往往容易见到。单质硫质脆,密度比水大,难溶于水,易溶于CS2 。化合态的硫主要存在于硫化物和硫酸盐中,火山喷出物中还含有硫的氢化物和氧化物等。
2.含硫化合物发现和应用的历史
我国炼丹术史料中记载有“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,丹砂便是红色的硫化汞。我国古代四大发明之一的黑火药就是由硫黄等为原料配制而成的。
知识点2 二氧化硫的性质和应用
【实验1】用充有80 mL二氧化硫的针筒吸入10 mL蒸馏水,用橡皮塞堵住针筒的前端,振荡,观察针筒内气体体积的变化,然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。
实验现象:针筒内气体体积减小,溶液体积增大。pH 试纸变红,测得溶液 pH<7。
结论:SO₂易溶于水(常温下溶解度约 1:40),二氧化硫溶于水时部分与水反应生成亚硫酸。
SO2 + H2O = H2SO3,生成的H2SO3为弱酸,水溶液呈酸性。
【实验2】向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液,滴加几滴氯化钡溶液,观察现象;再向试管中滴加5 mL 3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加几滴稀盐酸,观察实验现象。
实验现象:滴加 BaCl₂溶液后无明显现象。加入H2O2溶液并振荡后,溶液变浑浊;滴加稀盐酸后,沉淀不溶解。
结论:常温下,SO₂水溶液与 BaCl₂不反应(因H2SO3酸性弱于 HCl,不发生复分解反应)。H2O2将 H2SO3氧化为H2SO₄,生成的SO42- 与 Ba²⁺反应生成 BaSO₄白色沉淀,且 BaSO₄不溶于稀盐酸。
【实验3】向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液,滴加几滴品红溶液,振荡,然后加热试管,观察加热前后溶液颜色的变化。
实验现象:滴加品红溶液后,溶液红色褪去。加热后,溶液恢复红色。
结论:SO₂具有漂白性,能与有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物。该漂白过程可逆,加热时无色化合物分解,释放出 SO₂,溶液恢复原色。
总结归纳 SO₂的性质:
1.溶解性与酸性: SO₂易溶且水溶液呈酸性,体现其酸性氧化物特性,能与水反应生成弱酸 H2SO3。
2.还原性:易被强氧化剂氧化为高价态的SO42- 。
3.漂白特性:具有漂白性,且漂白过程可逆。
漂白剂
漂白原理
漂白特点
实例
SO₂
与有色物质结合生成不稳定无色化合物
可逆,加热恢复原色
品红溶液褪色后加热复红
氯水(HClO)
利用强氧化性氧化有色物质
不可逆,加热不恢复
品红溶液褪色后加热不变色
4.应用
(1)在工业上,二氧化硫常被用于漂白纸浆以及草编织物等。
(2)二氧化硫是食品添加剂,可被添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和抗氧化剂。
知识点3 硫酸的工业制备
1. 以硫铁矿(FeS2)为原料制备硫酸
目前工业制备硫酸主要采用接触法,常见的有硫铁矿制酸、硫黄制酸等。
以硫铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的主要设备和流程如下图。
(1)原料与预处理
原料:硫铁矿(主要成分FeS2),含杂质,需粉碎处理,增大与空气接触面积,加快反应速率。
预处理:将粉碎后的硫铁矿投入沸腾炉,通入空气,使原料与氧气在高温下充分混合反应。
(2)核心反应流程高温
①沸腾炉中的反应:4FeS2 +11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2
气体含杂质,需经除尘净化后才能进入下一环节。
②接触室中的反应:
催化剂
上述反应的条件通常在常压、 450 ℃左右,用五氧化二钒( V2O5 )作催化剂。催化剂
③吸收塔中的反应:为避免直接用水吸收三氧化硫大量放热产生酸雾,工业生产中常用98.3%的浓硫酸来吸收三氧化硫。
SO3 + H2O = H2SO4
(3)工艺要点总结
粉碎原料:增大反应物接触面积,提高反应速率。
杂质处理:沸腾炉产物需除尘净化,防止杂质影响后续反应及产品质量。
条件控制:接触室中特定的温度、压强和催化剂,保证氧化反应的高效进行。
热量利用:热交换器实现热量循环利用,降低能耗。
吸收优化:98.3%浓硫酸吸收SO3,避免酸雾形成,保障吸收效果与生产安全。
2. 硫黄制酸法
工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少,燃烧生成的气体含杂质少,可免去气体净化的过程,制备过程也不产生矿渣。但硫黄原料价格高于硫铁矿,具体选用何种硫酸制备工艺,应根据实际条件和要求进行决策。
知识点4 浓硫酸的性质
【实验1】向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3 mL浓硫 酸,搅拌,观察实验现象。
实验现象:胆矾由蓝色晶体变为白色粉末。
现象解释:浓硫酸具有吸水性,能吸收胆矾晶体中的结晶水,使胆矾失去结晶水变为无水硫酸铜,该过程属于化学变化。
实验结论:浓硫酸具有吸水性,可将含结晶水的物质中的结晶水脱去。
【实验2】取2 g蔗糖放入大试管中,加2~3 滴水,再加入约3 mL浓硫酸,迅速搅拌,然后塞紧带玻璃导 管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。
实验现象:蔗糖迅速变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的 “黑面包”状物质;有刺激性气味气体产生;插入品红溶液的导管口处,品红溶液褪色 。
现象解释:浓硫酸具有脱水性,能将蔗糖中的H、O元素按水的组成比脱去,剩下碳单质,使蔗糖炭化变黑;
炭化过程中,浓硫酸与生成的碳发生氧化还原反应:
生成的气体使固体体积膨胀,形成疏松多孔结构;反应生成的SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色。
实验结论:浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能使蔗糖炭化,并与炭发生氧化还原反应生成气体。
【 实验3】将一小片铜片放入试管中,然后加入2 mL浓硫酸,用如图4-4所示的实验装置进行实验,观察实验现象。
实验现象:加热一段时间后,试管中溶液逐渐变为蓝色;产生有刺激性气味的气体;铜片逐渐溶解。
现象解释:浓硫酸与铜在加热条件下发生反应:
生成的CuSO4 使溶液显蓝色,生成的SO2是有刺激性气味的气体,随着反应进行,铜片被消耗逐渐溶解。
实验结论:浓硫酸在加热条件下具有强氧化性,能与不活泼金属铜发生反应。
总结归纳:
1.吸水性
①原理:浓硫酸分子和水分子之间能形成很强的结合力,所以它既能吸收单独存在的水分子,也能夺取结晶水合物里的结晶水 。
②干燥气体:浓硫酸可以用来干燥像CO2、Cl2、O2这类的中性或酸性气体。但它不能干燥NH3等碱性气体,因为会和碱性气体发生化学反应;也不能干燥具有强还原性的气体(如H2S),否则会将这些气体氧化。③结晶水合物脱水:例如,浓硫酸能使胆矾这种蓝色的结晶水合物失去结晶水,变成白色的无水物质。
2.脱水性
①原理:浓硫酸能够按照水中H、O原子个数比 2:1 的比例,把有机物里的氢元素和氧元素以水的形式“夺走”,这一过程属于化学变化。
②有机物炭化:当浓硫酸遇到蔗糖、纤维素等碳水化合物时,会使它们脱水变成黑色的炭,体积膨胀,形成疏松多孔类似 “黑面包”的物质,这充分显示出浓硫酸对有机物分子结构强大的破坏能力。
反应实例:浓硫酸作用于蔗糖,会使蔗糖中的氢、氧元素以水的组成比例脱离,剩下碳单质 。
3.强氧化性
①与金属反应:在加热的情况下,浓硫酸几乎能和所有金属发生反应。
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O
常温钝化:在常温状态下,铁、铝等少数金属遇到浓硫酸,金属表面会快速生成一层致密的氧化物保护膜,这层膜会阻止浓硫酸继续和金属发生反应,这种现象就叫做钝化,是化学变化。利用钝化现象,工业上可以用铁制或铝制容器来储存和运输浓硫酸 。
②与非金属及化合物反应
与非金属反应:浓硫酸还能和碳、硫等非金属发生反应,把这些非金属氧化成高价态的氧化物。
C + 2H2SO4(浓) CO2 ↑+ 2SO2 ↑+ 2H2O
与化合物反应:浓硫酸具有强氧化性,能够氧化一些具有还原性的化合物,如将HBr、HI等氧化为Br2、I2 。
知识点5 常见的硫酸盐
1. 硫酸钙
(1)存在与组成
①存在形式:在自然界中以石膏矿形式存在。
②常见类型
生石膏:化学式为CaSO 4·2H2O
熟石膏:化学式为2CaSO4·H2O
(2)性质与转化
将石膏加热到150 ℃,它就会失去大部分结晶水而变成熟石膏;熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固,转化为坚硬的石膏。
(3)主要用途
模型制作:利用熟石膏与水混合凝固的特性,制作各种模型。
医疗应用:用于制作医疗上的石膏绷带,固定骨折部位。
水泥生产:在水泥生产过程中,可用来调节水泥的凝结时间,控制水泥硬化速度。
硫酸制备:在石膏资源丰富的地区,可利用石膏作为原料制备硫酸。
2.硫酸钡
(1)存在形式天然的硫酸钡被称为重晶石,是制备其他钡盐的重要原料。
(二)理化性质硫酸钡不溶于酸,并且不容易被 X 射线透过 。
(三)主要用途
医疗领域:因其不易被 X 射线透过的特性,在医疗上用作检查肠胃的内服药剂,即俗称的钡餐。
工业领域:可作为白色颜料,也用于高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的生产,充当原料及填充剂 。
3.硫酸亚铁
(1)存在形式硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,化学式为FeSO4·7H2O
(2)主要用途
医疗领域:用于生产防治缺铁性贫血的药剂 。
工业领域:是生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红(主要成分为Fe 2 O 3)的原料 。
教材习题02(P97)
下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中,正确的是( )
A. 硫元素的化合价都是+6价
B. 加热时都能与铜发生反应
C. 都能作为气体干燥剂
D. 常温时都能使铁片溶解
解题方法
A. 无论是浓硫酸还是稀硫酸,硫元素的化合价均为 +6 价。该选项正确。
B. 浓硫酸在加热条件下能与铜反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,稀硫酸与铜在加热时不反应,因稀硫酸的氧化性主要来自H,而铜的金属活动性弱于氢,无法置换出氢气。该选项错误。
C. 都能作为气体干燥剂解析:浓硫酸具有吸水性,可干燥中性或酸性气体,但不能干燥碱性气体或强还原性气体。稀硫酸因含水量高,无吸水性,不能作为干燥剂。该选项错误。
D. 常温时都能使铁片溶解解析:常温下,浓硫酸会使铁片发生钝化,在铁表面形成致密氧化膜,阻止反应继续进行,故铁片不溶解。稀硫酸在常温下能与铁片反应,生成硫酸亚铁和氢气,该选项中 “都能使铁片溶解” 的表述错误。
【答案】A
教材习题04(P97)
二氧化硫的漂白原理与氯水的漂白原理有何不同?
解题方法
【答案】SO₂漂白:“化合漂白,可逆褪色”—— 靠结合有色物质,加热复原。
氯水漂白:“氧化漂白,永久褪色”—— 靠强氧化性破坏结构,不可复原。
考点1:二氧化硫的性质
1.葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒,营养丰富,保健作用明显。有人认为,葡萄酒是最健康、最卫生的饮料之一、它能调整新陈代谢的性能,促进血液循环,防止胆固醇增加。下图是某品牌葡萄酒及说明书,我们可以看到“食品添加剂:二氧化硫”。下列有关的描述正确的是
A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中
B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
【答案】B
【解析】A.适量的SO2可防止葡萄酒氧化,可作为添加剂,A错误;
B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质,B正确;
C.SO2中S显+4价,硫酸中的S显+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,能用浓硫酸干燥,C错误;
D.SO2使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化还原反应,体现了SO2的还原性,D错误;
故选B。
2.SO2是一种重要的氧化物,下列说法错误的是
A.葡萄酒中添加适量二氧化硫的作用是漂白杀菌
B.SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
C.SO2属于酸性氧化物
D.SO2的排放会导致酸雨
【答案】A
【解析】A.在葡萄酒酿制过程中,葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵,添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用;同时二氧化硫又是一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然果香味,A项错误;
B.SO2具有还原性,能将酸性KMnO4溶液还原,使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;
C.SO2是能与碱反应生成盐和水的氧化物,属于酸性氧化物,C项正确;
D.SO2的排放会形成硫酸型酸雨,D项正确;
答案选A。
考点2:浓硫酸的制备
1.硫酸在工业生产方面应用十分广泛。回答下列问题:
Ⅰ.工业上以黄铁矿(主要成分)制硫酸,流程如下:
(1)黄铁矿在“煅烧”前须粉碎,粉碎的目的是 ,“烧渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“催化氧化”时发生反应的化学方程式为 。
(3)“吸收”时,试剂是 ,已知“试剂”的密度为,则该溶液中溶质的物质的量浓度为 (保留到小数点后一位)。
(4)某工厂使用的煤中含硫元素质量分数为0.64%,该工厂每天燃烧这种煤100吨,如果煤中的硫元素全部转化为,该厂每天产生的在标准状况下的体积为 。
Ⅱ.浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。将适量蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入适量浓硫酸,迅速搅拌,观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并产生有刺激性气味的气体。
(5)用化学方程式解释产生刺激性气味气体的原因: 。
(6)上述实验现象表明浓硫酸具有 。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率
(2)
(3) 的浓硫酸 18.5
(4)448
(5)
(6)脱水性、强氧化性
【分析】黄铁矿(主要成分)通入氧气进行煅烧,发生,得到烧渣和SO2,烧渣的成分为,SO2经催化氧化发生反应,生成,再用的浓硫酸进行吸收,即可得到,据此回答。
【解析】(1)黄铁矿在“煅烧”前须粉碎,粉碎可以大接触面积,加快反应速率,由分析知“烧渣”的主要成分为;
(2)由分析知,“催化氧化”时二氧化硫与氧气在催化剂的催化下被氧化为三氧化硫,发生反应的化学方程式为;
(3)由分析知,“吸收”时,试剂是的浓硫酸,已知“试剂”的密度为,则该溶液中溶质的物质的量浓度为;
(4)使用的煤中含硫元素质量分数为0.64%,该工厂每天燃烧这种煤100吨,可得S的质量为100×1000×1000×0.64%g=64×104g,物质的量为,如果煤中的硫元素全部转化为,由S守恒得,生成的的物质的量为, 在标准状况下的体积为;
(5)蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入适量浓硫酸,迅速搅拌,观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,发生,生成的SO2有刺激性气味的气体;
(6)蔗糖逐渐变黑,证明浓硫酸具有脱水性,体积膨胀,并产生有刺激性气味的气体,说明浓硫酸具有强氧化,上述实验现象表明浓硫酸具有脱水性、强氧化性。
2.硫酸是重要的化工原料,被称为“化工之母”。工业上一般以硫磺或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是
A.黄铁矿的主要成分FeS2中只含离子键
B.工业上SO2催化氧化需在高压条件进行
C.选择400~500℃是为了提高催化剂活性
D.将98.3%的浓硫酸换成水吸收效果更好
【答案】C
【分析】制硫酸涉及到下列反应:硫磺或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式:S+O2=SO2或4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2,二氧化硫催化剂作用下加热反应生成三氧化硫,反应的化学方程式:2SO2+O2=2SO3,SO3+H2O=H2SO4,生产中用浓硫酸代替水吸收SO3,制得发烟硫酸,将发烟硫酸稀释后可制得浓硫酸。
【解析】A.中阳离子和阴离子间含离子键,S与S原子间含共价键,故A错误;
B.工业上SO2催化氧化需在常压条件进行,故B错误;
C.二氧化硫反应生成三氧化硫2SO2+O2=2SO3是放热反应,温度较高会使平衡逆向移动,不利于提高的转化率,选择400-500℃是因为V2O5作催化剂时保持催化活性较好,故C正确;
D.吸收不能用水,用水会生成酸雾,会阻碍的吸收,故工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以使吸收完全,事实上易溶于水,故D错误;
本题答案C。
3.工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下,请回答:
(1)黄铁矿主要成分的化学式是 。
(2)使酸性高锰酸钾溶液褪色,写出离子方程式 。
(3)步骤Ⅲ的化学方程式是 。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎,目的是增大接触面积,加快反应速率
B.步骤Ⅱ中使用催化剂,能使的转化率达到100%
C.步骤Ⅲ中的吸收剂是水
D.图中Ⅰ和Ⅱ步骤中含硫物质均发生氧化反应
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)BC
【分析】黄铁矿的主要成分是,黄铁矿高温煅烧生成氧化铁、二氧化硫,二氧化硫在催化剂作用下氧化为三氧化硫,用浓硫酸吸收三氧化硫得到硫酸。
【解析】(1)黄铁矿主要成分的化学式是。
(2)被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸,反应的离子方程式为;
(3)步骤Ⅲ是用浓硫酸吸收三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,反应的化学方程式是;
(4)A.增大接触面积可以加快反应速率,步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎,目的是增大接触面积,加快反应速率,故A正确;
考点3:浓硫酸的特性
1.蔗糖和浓硫酸的反应被称为“黑面包实验”。某兴趣小组将该反应生成的气体X收集起来,设计以下装置来验证其组成成分。下列说法正确的是
A.蔗糖和浓硫酸反应,蔗糖固体由白变黑,体现浓硫酸的吸水性
B.物质a是碱石灰,用于检验生成的水
C.装置乙用于除去,被还原
D.装置丙中溶液不褪色,装置丁中溶液变浑浊,说明有生成
【答案】D
【分析】品红溶液用于检验SO2气体,酸性高锰酸钾溶液用于除去二氧化硫,装置丙的品红溶液用来检验除尽二氧化硫,最后用澄清石灰水检验二氧化碳气体;
【解析】A.蔗糖与浓硫酸反应,蔗糖脱水后生成的碳和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。气体X的成分为、、。浓硫酸使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,A错误;
B.碱石灰用于干燥气体,应用无水硫酸铜检验水的生成,B错误;
C.用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,二氧化硫被氧化,生成硫酸根离子,C错误;
D.装置丙中品红不褪色,说明二氧化硫已除尽,装置丁中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳产生,D正确;故选D。
2.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是
A.过程①白色固体变黑,体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生刺激性气体,体现了浓硫酸的酸性
D.反应后蔗糖分子中所有的化学键都发生了断裂
【答案】C
【解析】A.过程①白色固体变黑,发生了蔗糖脱水生成碳,体现了浓硫酸的脱水性,A正确;
B.蔗糖脱水生成的碳单质与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,使固体体积膨胀,与产生的大量气体有关,B正确;
C.产生刺激性气体是SO2,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误;
D.反应后蔗糖分子先生成碳单质和水,最后生成二氧化碳,分子中所有的化学键都发生了断裂,D正确;答案选C。
3.硫酸是非常重要的工业原料,回答下列问题:
(1)把浓硫酸滴在白纸上,白纸变黑,则浓硫酸表现 性;浓硫酸可用于干燥气体,是因为其具有 性。下列气体不可以用浓干燥的是 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,烧杯中溶液的浓度 (填“增大”或“减小”)。
(3)浓硫酸与碳共热时发生反应的化学方程式为 ,在该反应中,浓硫酸表现出 (填“酸性”或“强氧化性”),反应中生成与的体积比为 。
【答案】
(1) 脱水性 吸水性 A
(2) 减小
(3) 强氧化性 1:2
【解析】
(1)白纸的主要成分是纤维素,把浓硫酸滴在白纸上,浓硫酸脱去纤维素中的H、O元素,从而生成炭,使白纸变黑,则浓硫酸表现出脱水性;浓硫酸可用于干燥气体,是因为浓硫酸具有吸水性;为碱性气体,能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,氢气、氧气、二氧化碳气体都可以用浓硫酸干燥,故选A;
(2)盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,会吸收空气中的水蒸气,使浓硫酸浓度减小;
(3)C与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式为,在该反应中S元素从+6价降低到+4价,作氧化剂,体现浓硫酸强氧化性,根据方程式可知,反应中生成与的体积比为1:2。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1. 掌握硫单质的物理性质(颜色、溶解性、熔点等)及化学性质(与氧气、金属等反应)。
2. 理解二氧化硫(SO2)的酸性氧化物通性、漂白性、还原性及实验室制备原理。
3. 掌握浓硫酸的吸水性、脱水性及强氧化性(与铜、碳等反应)。
【学习重难点】
1.硫与二氧化硫的性质
2.浓硫酸的三大特性
1.化学与环境、科学、技术密切相关。下列有关说法中正确的是
A.酒精能杀菌,浓度越大效果越好
B.二氧化硫有毒,严禁将其添加到任何食品和饮料中
C.铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝
D.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石
【答案】D
【解析】本题考查化学与,难度中等,解题关键是理解物质性质和用途。A.酒精能杀菌,医用酒精的浓度为,并不是浓度越大效果越好,故A错误;B.二氧化硫有毒,但是在安全限量范围内可以添加到食品和饮料中,故B错误;C.获得铝是利用电解熔融氧化铝,故C错误;D.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石,故D正确。故选D。
2.下列叙述中,不正确的是
A.正交硫和单斜硫互为同素异形体
B.铁粉与水蒸气高温下反应生成Fe3O4
C.浓硫酸有强氧化性,不可储存在铝、铁的容器中
D.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,析出了NaHCO3
【答案】C
【解析】A.正交硫和单斜硫是由同种元素构成的不同单质,互为同素异形体,A正确;B.铁粉与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气,B正确;C.浓硫酸有强氧化性,常温下可使金属铝、铁钝化,可储存在铝、铁的容器中,C错误;D.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度,析出了NaHCO3,溶液变浑浊,D正确;故选C。
3.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A.将气体通过湿润的淀粉KI试纸,试纸变蓝,证明原气体是Cl2
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通过澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
【答案】B
【解析】A.氯气、臭氧等均可与碘化钾溶液发生氧化还原反应生成单质碘,则气体通过湿润的淀粉碘化钾试纸,试纸变蓝,证明原气体可能是Cl2,故A错误;B.无水硫酸铜遇水生成五水硫酸铜晶体,白色粉末变蓝色,则气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气,故B正确;C.钠的焰色反应为黄色,观察钾的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,则灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有钠元素,不能确定是否含钾元素,故C错误;D.二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊,则气体通过澄清石灰水,溶液变浑浊,原气体可能是二氧化碳,故D错误。
4.下列实验报告记录的实验现象正确的是
实验
记录
A
无色
无色
白色沉淀
无色溶液
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色溶液
白色沉淀
D
无色
无色
无色溶液
无色溶液
【答案】B
【解析】SO2能够使紫色石蕊试液变成红色,使品红溶液褪色;SO2通入Ba(NO3)2溶液中,在酸性环境中会被氧化成SO42-,从而得到BaSO4白色沉淀;SO2通入到NaOH和BaCl2的混合溶液中发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl,生成白色沉淀,故B项正确。
5.用下列实验装置部分夹持装置略去,能达到实验目的的是
A.加热装置Ⅰ中的烧杯,分离I2和高锰酸钾固体
B.用装置Ⅱ验证二氧化硫的漂白性
C.用装置Ⅲ蒸干氯化铝溶液制无水氯化铝
D.用装置Ⅳ分离苯和KBr溶液
【答案】D
【解析】本题主要考查的是实验方案的评价,意在考查学生的实验分析能力和评价能力,解题的关键是根据实验仪器理解相关实验的原理和掌握相关物质的性质。A.高锰酸钾加热发生分解,不能用如图装置分离和高锰酸钾固体,故A错误;B.二氧化硫使溴水褪色,是二氧化硫还原性的体现,不能用该装置验证二氧化硫的漂白性,故B错误;C.氯化铝在水溶液中存在水解,加热氯化铝溶液,促进铝离子的水解,当用装置Ⅲ蒸干氯化铝溶液时,得到的是氢氧化铝固体,而不是无水氯化铝,故C错误;D.苯和溴化钾不相溶,可以使用分液漏斗进行分离,故D正确。故选D。
6.下列对浓硫酸的叙述中,正确的是是
A.常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸因为铁、铝是活泼金属
B.浓硫酸具有吸水性,可以使蔗糖脱水炭化
C.滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,属于物理变化
D.浓硫酸和碳单质加热反应,表现出强氧化性
【答案】D
【解析】A.常温下铁、铝遇到浓硫酸能发生钝化,可以用铁和铝容器盛放浓硫酸,故A错误;B.浓硫酸使蔗糖脱水炭化体现的是浓硫酸的脱水性,故B错误;C.浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,属于化学变化,故C错误;D.浓硫酸和碳单质加热反应:,反应中浓硫酸作氧化剂,表现其氧化性,故D正确;故选:D。
7.根据下列实验操作和现象所得出的结论错误的是( )
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色,一段时间后溶液中出现气泡,随后有红褐色沉淀生成
Fe3+催化 H2O2分解产生O2,H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解
C
将SO2通入紫色石蕊试液中
溶液变红
SO2与水反应生成H2SO3使溶液显酸性
D
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,再加入足量稀盐酸
先出现白色沉淀,后部分沉淀溶解
部分Na2SO3被氧化
【答案】B
【解析】A.蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,说明浓硫酸有脱水性;浓硫酸使蔗糖脱水后,与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,可知浓硫酸具有强氧化性,故A正确;B.溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子成,一段时间后溶液中出现气泡,是生成的可作过氧化氢分解的催化剂而不是,即催化分解产生,分解反应放热,促进水解,有红褐色沉淀生成,故 B错误;C.将通入紫色石蕊试液中,溶液变红,说明溶液呈酸性,则二氧化硫为酸性氧化物,与水反应生成使溶液显酸性,故C正确;D.硫酸钡不溶于盐酸,亚硫酸钡溶于盐酸,由现象可知部分被氧化为,故D正确。
8.下列关于硫及其化合物的叙述中不正确的是
A.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄
B.浓硫酸和铜片在加热条件下反应时,浓硫酸既表现出酸性,又表现出强氧化性
C.通入酸性高锰酸钾溶液中使之褪色说明具有还原性
D.因为浓硫酸具有脱水性,所以可以使蔗糖炭化
【答案】A
【解析】硫黄微溶于酒精,因此在实验室不能用酒精除去附着在试管壁上的硫黄,A错误;浓硫酸和铜片在加热条件下反应时,产生和,浓硫酸表现出酸性和强氧化性,B正确;通入酸性高锰酸钾溶液中使之褪色,说明具有还原性,C正确;因为浓硫酸具有脱水性,可以使有机物如蔗糖中的、元素以的比例脱去得到碳单质,即发生炭化现象,D正确。
9.已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。NA表示阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A.反应①中3.2g S充分燃烧后生成2.24L SO2
B.反应②中若转移2NA个电子,生成1.5 mol S
C.NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得NA个SO3分子
D.pH=3的二氧化硫水溶液中H+的物质的量为1×10—3 mol
【答案】B
【解析】温度和压强未知导致气体摩尔体积未知,则无法计算反应中充分燃烧后生成的体积,故A错误; B.反应的方程式为,生成转移电子的物质的量为,转移个电子时,转移电子的物质的量为,生成的物质的量,故B正确; C.为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以个分子与足量氧气经反应不能制得个分子,故C错误; D.的水溶液中,溶液的体积未知,所以无法计算该溶液中,故D错误。
10.为探究浓硫酸的性质,某兴趣小组进行如下实验:取2g蔗糖(C12H22O11)放入大试管中,加入2~3滴水,再加入约3mL浓硫酸,迅速搅拌。实验中可以观察到试管内的固体由白色变为黑色,后体积迅速膨胀,同时闻到刺激性气味,试管壁摸起来发烫。
(1)试管内的黑色物质是: 。该物质的生成表现了浓硫的 性。
(2)滴加浓硫酸之前加入2~3滴水的目的是 。写出黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(3)兴趣小组设计用如图所示的装置检验反应中生成的气体。
①X、Y分别是 和 。
②已知酸性KMnO4溶液具有强氧化性,图中所示装置中酸性KMnO4溶液的作用是 。
【答案】炭或; 脱水;
浓硫酸遇水放热,提高反应的温度; 浓;
品红或酸性溶液;氢氧化钙或 ; 除去。
【解析】浓硫酸能将蔗糖中的、元素以:水分子的形式脱去,最终将蔗糖氧化为碳单质,所以生成的黑色物质是,体现浓硫酸的脱水性,故答案为:炭或;脱水;
滴加浓硫酸之前加入滴水的目的是浓硫酸遇水放热,提高反应的温度;加热条件下,和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳,二氧化硫具有刺激性气味,所以这种刺激性气味的气体成分是,化学方程式为:浓;故答案为:浓硫酸遇水放热,提高反应的温度; 浓;
先将气体通过品红,因为二氧化硫具有漂白性能使品红褪色,常用品红检验,二氧化硫与酸性高锰酸钾反应,被酸性高锰酸钾氧化,酸性高锰酸钾褪色,可以检验二氧化硫,也可以除去二氧化硫以免干扰二氧化碳的检验,再用澄清石灰水检验二氧化碳,故答案为:品红或酸性溶液;氢氧化钙或 ;图中所示装置中酸性溶液的作用是除去二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,故答案为:除去。
11.硫酸铁是一种重要的化工原料,实验室模拟用铁矿石(主要成分为,还含有少量的、、、有机杂质)制备硫酸铁的流程如下:
(1)“煅烧”时使用的仪器是 ,主要目的是 。
(2)请写出“浸出”过程中与反应的化学方程式 ;
(3)“氧化”过程中发生的离子方程式为 。
(4)“滤液”中的主要阴离子有 。
【答案】
(1)坩埚 除去有机杂质
(2)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
(3)2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O
(4)、、OH-
【分析】铁矿石的主要成分为,还含有少量的、、、有机杂质,煅烧时有机杂质转化为二氧化碳和水除去;加稀硫酸浸出,、、与H2SO4发生反应,不反应,则滤渣X为;滤液中含有金属阳离子Fe2+、Fe3+、Al3+,加入H2O2氧化,Fe2+转化为Fe3+,再加入足量NaOH溶液,Fe3+转化为,Al3+转化为;过滤得到固体,经过硫酸溶液溶解,蒸发结晶,获得硫酸铁固体。
【解析】
(1)煅烧时在坩埚中高温加热固体,则使用的仪器是坩埚;煅烧可以使得有机物转化为二氧化碳和水,从而除去有机杂质。
(2)浸出过程中与发生反应生成Al2(SO4)3和水,化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。
(3)根据分析,氧化过程中Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,发生的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O。
(4)根据分析,滤液中的溶质为、和过量的NaOH,则主要阴离子有、、OH-。
12.下列实验能证明溶液中一定含有的是
A.某溶液加入溶液,产生白色沉淀
B.某溶液加入盐酸酸化,再加入溶液有白色沉淀产生
C.某溶液加入硝酸酸化,再加入溶液有白色沉淀产生
D.某溶液加入溶液,产生白色沉淀,再加盐酸沉淀不溶解
【答案】B
【解析】A.能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag+、亚硫酸根、硫酸根、碳酸根等,故A错误;
B.先加盐酸酸化,能排除Ag+、亚硫酸根、碳酸根的干扰,再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子,故B正确;
C.硝酸具有强氧化性,能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子,所以不能确定原溶液中含有硫酸根离子,故C错误;
D.能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag+、硫酸根等,故D错误;
故选B。
13.硫酸盐种类繁多,用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是
A.硫酸钙常以石膏形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率
B.硫酸钡以重晶石形式存在,医疗上用作X射线检查的内服试剂
C.无水硫酸铜俗称胆矾,可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液
D.芒硝(Na2SO4•10H2O)入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛
【答案】C
【解析】A.硫酸钙的化学式为CaSO4,硫酸钙常以石膏(CaSO4·2H2O)形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率,A正确;
B.硫酸钡以重晶石形式存在,不溶于水和酸,且不容易被X射线透过,因此医疗上用作X射线检查的内服试剂,B正确;
C.无水硫酸铜没有俗称,胆矾是五水硫酸铜的俗称,胆矾可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液,C错误;
D.芒硝的化学式为Na2SO4•10H2O,医药上入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛等疾病,D正确;
故选C。
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题四 硫与环境保护
第一单元 含硫化合物的性质
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 硫和硫的化合物的存在
1. 存在:自然界中硫元素有______态和______态两种存在形式。自然界中的单质硫通常是______的固体,故又俗称______,在火山喷口的岩层中往往容易见到。单质硫质______,密度比水______,______溶于水,______溶于CS2 。化合态的硫主要存在于硫化物和硫酸盐中,火山喷出物中还含有硫的氢化物和氧化物等。
2.含硫化合物发现和应用的历史
我国炼丹术史料中记载有“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,丹砂便是红色的______。我国古代四大发明之一的黑火药就是由______等为原料配制而成的。
知识点2 二氧化硫的性质和应用
【实验1】用充有80 mL二氧化硫的针筒吸入10 mL蒸馏水,用橡皮塞堵住针筒的前端,振荡,观察针筒内气体体积的变化,然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。
实验现象:
结论:
【实验2】向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液,滴加几滴氯化钡溶液,观察现象;再向试管中滴加5 mL 3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加几滴稀盐酸,观察实验现象。
实验现象:
结论:
【实验3】向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液,滴加几滴品红溶液,振荡,然后加热试管,观察加热前后溶液颜色的变化。
实验现象:
结论:
总结归纳 SO₂的性质:
1.溶解性与酸性: SO₂____溶且水溶液呈______性,体现其______氧化物特性,能与水反应生成弱酸 H2SO3。
2.还原性:易被强氧化剂氧化为高价态的______ 。
3.漂白特性:具有漂白性,且漂白过程______。
漂白剂
漂白原理
漂白特点
实例
SO₂
与有色物质结合生成不稳定无色化合物
可逆,加热恢复原色
品红溶液褪色后加热复红
氯水(HClO)
利用强氧化性氧化有色物质
不可逆,加热不恢复
品红溶液褪色后加热不变色
4.应用
(1)在工业上,二氧化硫常被用于漂白纸浆以及草编织物等。
(2)二氧化硫是______,可被添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和抗氧化剂。
知识点3 硫酸的工业制备
1. 以硫铁矿(FeS2)为原料制备硫酸
目前工业制备硫酸主要采用______法,常见的有硫铁矿制酸、硫黄制酸等。
以硫铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的主要设备和流程如下图。
(1)原料与预处理
原料:硫铁矿(主要成分FeS2),含杂质,需______处理,增大与空气______,加快反应速率。
预处理:将粉碎后的硫铁矿投入______,通入空气,使原料与氧气在高温下充分混合反应。
(2)核心反应流程
①沸腾炉中的反应:____________________________气体含杂质,需经______后才能进入下一环节。
②接触室中的反应:
催化剂
上述反应的条件通常在常压、 450 ℃左右,用_________________作催化剂。催化剂
③吸收塔中的反应:为避免直接用水吸收三氧化硫大量放热产生______,工业生产中常用____________来吸收三氧化硫。
SO3 + H2O = H2SO4
(3)工艺要点总结
粉碎原料:增大反应物接触面积,提高反应速率。
杂质处理:沸腾炉产物需除尘净化,防止杂质影响后续反应及产品质量。
条件控制:接触室中特定的温度、压强和催化剂,保证氧化反应的高效进行。
热量利用:热交换器实现热量循环利用,降低能耗。
吸收优化:98.3%浓硫酸吸收SO3,避免酸雾形成,保障吸收效果与生产安全。
2. 硫黄制酸法
工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少,燃烧生成的气体含杂质少,可免去气体净化的过程,制备过程也不产生矿渣。但硫黄原料价格高于硫铁矿,具体选用何种硫酸制备工艺,应根据实际条件和要求进行决策。
知识点4 浓硫酸的性质
【实验1】向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3 mL浓硫 酸,搅拌,观察实验现象。
实验现象:
现象解释:
实验结论:
【实验2】取2 g蔗糖放入大试管中,加2~3 滴水,再加入约3 mL浓硫酸,迅速搅拌,然后塞紧带玻璃导 管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。
实验现象:
现象解释:
实验结论:
【 实验3】将一小片铜片放入试管中,然后加入2 mL浓硫酸,用如图4-4所示的实验装置进行实验,观察实验现象。
实验现象:
现象解释:
实验结论:
总结归纳:
1.吸水性
①原理:浓硫酸分子和水分子之间能形成很强的结合力,所以它既能吸收单独存在的水分子,也能夺取结晶水合物里的结晶水 。
②干燥气体:浓硫酸可以用来干燥像CO2、Cl2、O2这类的_____________气体。但它___能干燥NH3等碱性气体,因为会和碱性气体发生化学反应;也不能干燥具有______的气体(如H2S),否则会将这些气体氧化。③结晶水合物脱水:例如,浓硫酸能使胆矾这种蓝色的结晶水合物失去结晶水,变成白色的无水物质。
2.脱水性
①原理:浓硫酸能够按照水中H、O原子个数比 2:1 的比例,把有机物里的氢元素和氧元素以______的形式“夺走”,这一过程属于化学变化。
②有机物炭化:当浓硫酸遇到蔗糖、纤维素等碳水化合物时,会使它们脱水变成黑色的______,体积膨胀,形成疏松多孔类似 “黑面包”的物质,这充分显示出浓硫酸对有机物分子结构强大的破坏能力。
反应实例:浓硫酸作用于蔗糖,会使蔗糖中的氢、氧元素以水的组成比例脱离,剩下碳单质 。
3.强氧化性
①与金属反应:在加热的情况下,浓硫酸几乎能和所有金属发生反应。
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O
常温钝化:在常温状态下,铁、铝等少数金属遇到浓硫酸,金属表面会快速生成一层致密的______保护膜,这层膜会阻止浓硫酸继续和金属发生反应,这种现象就叫做钝化,是______变化。利用钝化现象,工业上可以用铁制或铝制容器来______浓硫酸 。
②与非金属及化合物反应
与非金属反应:浓硫酸还能和碳、硫等非金属发生反应,把这些非金属氧化成高价态的氧化物。
C + 2H2SO4(浓) CO2 ↑+ 2SO2 ↑+ 2H2O
与化合物反应:浓硫酸具有强氧化性,能够氧化一些具有还原性的化合物,如将HBr、HI等氧化为Br2、I2 。
知识点5 常见的硫酸盐
1. 硫酸钙
(1)存在与组成
①存在形式:在自然界中以______形式存在。
②常见类型
生石膏:化学式为____________________
熟石膏:化学式为____________________
(2)性质与转化
将石膏加热到150 ℃,它就会失去大部分结晶水而变成熟石膏;熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固,转化为坚硬的石膏。
(3)主要用途
模型制作:利用熟石膏与水混合凝固的特性,制作各种模型。
医疗应用:用于制作医疗上的石膏绷带,固定骨折部位。
水泥生产:在水泥生产过程中,可用来调节水泥的凝结时间,控制水泥硬化速度。
硫酸制备:在石膏资源丰富的地区,可利用石膏作为原料制备硫酸。
2.硫酸钡
(1)存在形式天然的硫酸钡被称为____________,是制备其他钡盐的重要原料。
(二)理化性质硫酸钡不溶于酸,并且不容易被 X 射线透过 。
(三)主要用途
医疗领域:因其不易被 X 射线透过的特性,在医疗上用作检查肠胃的内服药剂,即俗称的_____。
工业领域:可作为_____颜料,也用于高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的生产,充当原料及填充剂 。
3.硫酸亚铁
(1)存在形式硫酸亚铁的结晶水合物俗称_____,化学式为FeSO4·7H2O
(2)主要用途
医疗领域:用于生产防治缺铁性贫血的药剂 。
工业领域:是生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红(主要成分为Fe 2 O 3)的原料 。
教材习题02(P97)
下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中,正确的是( )
A. 硫元素的化合价都是+6价
B. 加热时都能与铜发生反应
C. 都能作为气体干燥剂
D. 常温时都能使铁片溶解
解题方法
【答案】
教材习题04(P97)
二氧化硫的漂白原理与氯水的漂白原理有何不同?
解题方法
【答案】
考点1:二氧化硫的性质
1.葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒,营养丰富,保健作用明显。有人认为,葡萄酒是最健康、最卫生的饮料之一、它能调整新陈代谢的性能,促进血液循环,防止胆固醇增加。下图是某品牌葡萄酒及说明书,我们可以看到“食品添加剂:二氧化硫”。下列有关的描述正确的是
A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中
B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
2.SO2是一种重要的氧化物,下列说法错误的是
A.葡萄酒中添加适量二氧化硫的作用是漂白杀菌
B.SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
C.SO2属于酸性氧化物
D.SO2的排放会导致酸雨
考点2:浓硫酸的制备
1.硫酸在工业生产方面应用十分广泛。回答下列问题:
Ⅰ.工业上以黄铁矿(主要成分)制硫酸,流程如下:
(1)黄铁矿在“煅烧”前须粉碎,粉碎的目的是 ,“烧渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“催化氧化”时发生反应的化学方程式为 。
(3)“吸收”时,试剂是 ,已知“试剂”的密度为,则该溶液中溶质的物质的量浓度为 (保留到小数点后一位)。
(4)某工厂使用的煤中含硫元素质量分数为0.64%,该工厂每天燃烧这种煤100吨,如果煤中的硫元素全部转化为,该厂每天产生的在标准状况下的体积为 。
Ⅱ.浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。将适量蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入适量浓硫酸,迅速搅拌,观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并产生有刺激性气味的气体。
(5)用化学方程式解释产生刺激性气味气体的原因: 。
(6)上述实验现象表明浓硫酸具有 。
2.硫酸是重要的化工原料,被称为“化工之母”。工业上一般以硫磺或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列有关说法正确的是
A.黄铁矿的主要成分FeS2中只含离子键
B.工业上SO2催化氧化需在高压条件进行
C.选择400~500℃是为了提高催化剂活性
D.将98.3%的浓硫酸换成水吸收效果更好
3.工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下,请回答:
(1)黄铁矿主要成分的化学式是 。
(2)使酸性高锰酸钾溶液褪色,写出离子方程式 。
(3)步骤Ⅲ的化学方程式是 。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎,目的是增大接触面积,加快反应速率
B.步骤Ⅱ中使用催化剂,能使的转化率达到100%
C.步骤Ⅲ中的吸收剂是水
D.图中Ⅰ和Ⅱ步骤中含硫物质均发生氧化反应
考点3:浓硫酸的特性
1.蔗糖和浓硫酸的反应被称为“黑面包实验”。某兴趣小组将该反应生成的气体X收集起来,设计以下装置来验证其组成成分。下列说法正确的是
A.蔗糖和浓硫酸反应,蔗糖固体由白变黑,体现浓硫酸的吸水性
B.物质a是碱石灰,用于检验生成的水
C.装置乙用于除去,被还原
D.装置丙中溶液不褪色,装置丁中溶液变浑浊,说明有生成
2.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析不正确的是
A.过程①白色固体变黑,体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生刺激性气体,体现了浓硫酸的酸性
D.反应后蔗糖分子中所有的化学键都发生了断裂
3.硫酸是非常重要的工业原料,回答下列问题:
(1)把浓硫酸滴在白纸上,白纸变黑,则浓硫酸表现 性;浓硫酸可用于干燥气体,是因为其具有 性。下列气体不可以用浓干燥的是 (填字母)。
A. B. C. D.
(2)盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,烧杯中溶液的浓度 (填“增大”或“减小”)。
(3)浓硫酸与碳共热时发生反应的化学方程式为 ,在该反应中,浓硫酸表现出 (填“酸性”或“强氧化性”),反应中生成与的体积比为 。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1. 掌握硫单质的物理性质(颜色、溶解性、熔点等)及化学性质(与氧气、金属等反应)。
2. 理解二氧化硫(SO2)的酸性氧化物通性、漂白性、还原性及实验室制备原理。
3. 掌握浓硫酸的吸水性、脱水性及强氧化性(与铜、碳等反应)。
【学习重难点】
1.硫与二氧化硫的性质
2.浓硫酸的三大特性
1.化学与环境、科学、技术密切相关。下列有关说法中正确的是
A.酒精能杀菌,浓度越大效果越好
B.二氧化硫有毒,严禁将其添加到任何食品和饮料中
C.铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝
D.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石
2.下列叙述中,不正确的是
A.正交硫和单斜硫互为同素异形体
B.铁粉与水蒸气高温下反应生成Fe3O4
C.浓硫酸有强氧化性,不可储存在铝、铁的容器中
D.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,析出了NaHCO3
3.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A.将气体通过湿润的淀粉KI试纸,试纸变蓝,证明原气体是Cl2
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通过澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
4.下列实验报告记录的实验现象正确的是
实验
记录
A
无色
无色
白色沉淀
无色溶液
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色溶液
白色沉淀
D
无色
无色
无色溶液
无色溶液
5.用下列实验装置部分夹持装置略去,能达到实验目的的是
A.加热装置Ⅰ中的烧杯,分离I2和高锰酸钾固体
B.用装置Ⅱ验证二氧化硫的漂白性
C.用装置Ⅲ蒸干氯化铝溶液制无水氯化铝
D.用装置Ⅳ分离苯和KBr溶液
6.下列对浓硫酸的叙述中,正确的是是
A.常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸因为铁、铝是活泼金属
B.浓硫酸具有吸水性,可以使蔗糖脱水炭化
C.滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,属于物理变化
D.浓硫酸和碳单质加热反应,表现出强氧化性
7.根据下列实验操作和现象所得出的结论错误的是( )
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色,一段时间后溶液中出现气泡,随后有红褐色沉淀生成
Fe3+催化 H2O2分解产生O2,H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解
C
将SO2通入紫色石蕊试液中
溶液变红
SO2与水反应生成H2SO3使溶液显酸性
D
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,再加入足量稀盐酸
先出现白色沉淀,后部分沉淀溶解
部分Na2SO3被氧化
8.下列关于硫及其化合物的叙述中不正确的是
A.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄
B.浓硫酸和铜片在加热条件下反应时,浓硫酸既表现出酸性,又表现出强氧化性
C.通入酸性高锰酸钾溶液中使之褪色说明具有还原性
D.因为浓硫酸具有脱水性,所以可以使蔗糖炭化
9.已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。NA表示阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A.反应①中3.2g S充分燃烧后生成2.24L SO2
B.反应②中若转移2NA个电子,生成1.5 mol S
C.NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得NA个SO3分子
D.pH=3的二氧化硫水溶液中H+的物质的量为1×10—3 mol
10.为探究浓硫酸的性质,某兴趣小组进行如下实验:取2g蔗糖(C12H22O11)放入大试管中,加入2~3滴水,再加入约3mL浓硫酸,迅速搅拌。实验中可以观察到试管内的固体由白色变为黑色,后体积迅速膨胀,同时闻到刺激性气味,试管壁摸起来发烫。
(1)试管内的黑色物质是: 。该物质的生成表现了浓硫的 性。
(2)滴加浓硫酸之前加入2~3滴水的目的是 。写出黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(3)兴趣小组设计用如图所示的装置检验反应中生成的气体。
①X、Y分别是 和 。
②已知酸性KMnO4溶液具有强氧化性,图中所示装置中酸性KMnO4溶液的作用是 。
11.硫酸铁是一种重要的化工原料,实验室模拟用铁矿石(主要成分为,还含有少量的、、、有机杂质)制备硫酸铁的流程如下:
(1)“煅烧”时使用的仪器是 ,主要目的是 。
(2)请写出“浸出”过程中与反应的化学方程式 ;
(3)“氧化”过程中发生的离子方程式为 。
(4)“滤液”中的主要阴离子有 。
12.下列实验能证明溶液中一定含有的是
A.某溶液加入溶液,产生白色沉淀
B.某溶液加入盐酸酸化,再加入溶液有白色沉淀产生
C.某溶液加入硝酸酸化,再加入溶液有白色沉淀产生
D.某溶液加入溶液,产生白色沉淀,再加盐酸沉淀不溶解
13.硫酸盐种类繁多,用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是
A.硫酸钙常以石膏形式存在,建筑上用来调节水泥硬化速率
B.硫酸钡以重晶石形式存在,医疗上用作X射线检查的内服试剂
C.无水硫酸铜俗称胆矾,可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液
D.芒硝(Na2SO4•10H2O)入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛
2 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$$