内容正文:
课时梯级训练(15) 二氧化硫的性质和应用
1.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
C 解析:SO2有毒,但含量在规定范围内对人体是无害的,A正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化的作用,B正确;二氧化硫具有漂白性,但红葡萄酒中二氧化硫的含量没有达到漂白葡萄酒的浓度,C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正确。
2.下列说法正确的是 ( )
A.将CO2、SO2分别通入溴水中,溴水都褪色
B.将CO2、SO2分别通入Ba(OH)2溶液中,都有白色沉淀生成
C.将CO2、SO2分别通入BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
D.将CO2、SO2分别通入硝酸酸化的BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
B 解析:SO2、CO2都是酸性氧化物,能与Ba(OH)2溶液反应,分别生成BaSO3、BaCO3沉淀,与BaCl2溶液不反应;SO2具有还原性,能使溴水褪色,能与硝酸反应产生SO,SO与Ba2+生成BaSO4沉淀,而CO2不具有还原性,A、C、D错误,B正确。
3.能正确表示下列反应的离子方程式的是 ( )
A.向澄清的石灰水中通入足量SO2:Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O
B.少量SO2通入碳酸氢钠溶液中:SO2+2HCO===SO+2CO2+H2O
C.SO2通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+SO
D.向氢硫酸中通入Cl2:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
B 解析:A中SO2过量,生成Ca(HSO3)2,离子方程式错误;C中电荷不守恒,不符合产物实际;D中H2S是弱电解质,应该保留化学式。
4.下列实验用来证明SO2的存在,正确的是 ( )
①能使品红溶液褪色 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③能使澄清石灰水变浑浊 ④通入足量NaOH溶液中,再滴入BaCl2溶液,生成能溶于盐酸的白色沉淀 ⑤通入溴水使其褪色,再滴入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
A.①②④⑤ B.都不能证明
C.①⑤ D.只有⑤
D 解析:能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2,还可能是Cl2、O3等,①错误;酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,②错误;CO2也能使澄清石灰水变浑浊,③错误;将气体通入足量NaOH溶液中,再滴入BaCl2溶液,生成能溶于盐酸的白色沉淀,该气体也可以是CO2,④错误;将气体通入溴水使其褪色,再滴入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,该气体一定是SO2,⑤正确。
5.检验CO2中是否混有SO2,可采用的方法是 ( )
A.先通过NaOH溶液,再通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明有SO2
D.通过酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则说明混有SO2
D 解析:SO2和CO2通过NaOH溶液分别发生反应2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,再通过品红溶液不能检测到SO2,A错误;SO2和CO2通过澄清石灰水都会产生白色沉淀,B错误;SO2和CO2通过NaOH溶液都可能被吸收完全,也可能均过量,再通过澄清石灰水,均变浑浊,也不能确定混有SO2,C错误;因为CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,SO2具有还原性,通过酸性KMnO4溶液,溶液褪色,则说明混有SO2,D正确。
6.在BaCl2溶液中通入SO2,溶液仍澄清;若将BaCl2溶液分装于两支试管中,分别滴加过氧化氢溶液和烧碱溶液,然后再通入SO2,结果两支试管都有白色沉淀。由此得出的下列结论合理的是 ( )
A.氯化钡有两性
B.两支试管的沉淀均是亚硫酸钡
C.SO2有还原性和酸性氧化物的通性
D.两支试管的沉淀均不溶于盐酸
C 解析:SO2具有还原性和酸性氧化物的通性,能与H2O2和NaOH溶液反应。两支试管中的变化可以表示为SO2H2SO4BaSO4↓不溶解;SO2Na2SO3BaSO3↓沉淀溶解。
7.制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是[已知:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O] ( )
B 解析:铜片和浓硫酸在加热条件下可反应制备二氧化硫,铜片和稀硫酸不反应,A不符合题意;二氧化硫可使品红溶液褪色,可验证二氧化硫具有漂白性,能达到实验目的,B符合题意;二氧化硫的密度比空气的大,所以应该采用向上排空气法收集,应“长管进短管出”,C不符合题意;饱和亚硫酸氢钠溶液可降低二氧化硫在水中的溶解度,不能进行尾气处理,烧杯中应该用氢氧化钠溶液,D不符合题意。
8.某研究小组的同学利用如图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应原理。下列说法错误的是(已知:实验室用70%硫酸与Na2SO3反应制取SO2,在酸性条件下,NO被还原生成NO,且NO不与NaOH溶液反应) ( )
A.装置Ⅱ中若产生白色沉淀,说明是Fe3+将SO2氧化成了SO
B.实验室稀释浓硫酸是将浓硫酸沿烧杯壁慢慢倒入水中并不断搅拌
C.三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加浓硫酸之前,目的是排尽装置内的空气
D.装置Ⅲ可能发生倒吸,同时还不能完全吸收反应产生的尾气
A 解析:Fe3+具有氧化性,可将SO2氧化成SO,Fe3+本身被还原成Fe2+,反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O===BaSO4↓+2Fe2++4H+。在酸性条件下,H+、NO起HNO3的作用,表现强氧化性,将SO2氧化生成BaSO4白色沉淀,则装置Ⅱ中若产生白色沉淀,不能说明是Fe3+将SO2氧化成SO,A错误;由于浓硫酸溶于水会放出大量热量,浓硫酸的密度比水大,为避免酸滴飞溅,配制稀硫酸是将浓硫酸加入水中稀释并不断搅拌,B正确;为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应先通入氮气,目的是排尽装置内的空气,C正确;导气管直接插入溶液可能会发生倒吸,反应生成的气体可能含NO,不能被氢氧化钠溶液吸收,D正确。
9.某化学兴趣小组的同学为了探究常温下某未知气体的成分,将该气体通入澄清石灰水中,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入,发现浑浊又变澄清。由此该小组的同学对气体的成分提出猜想。
(1)【提出猜想】
猜想1:__________________________________________________________________;
猜想2:___________________________________________________________________;
猜想3:_________________________________________________________________。
为了验证猜想,该小组的同学设计如下实验进行探究。
(2)【实验探究】
该小组的同学按如图所示连接装置,将气体从a端通入。
①装置B中盛放的溶液应该是________(填标号)。
a.NaCl溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.盐酸 d.澄清石灰水
②装置A中品红溶液的作用是______________________________________。
③装置D中澄清石灰水的作用是____________________________________________。
(3)通过以上实验,该小组同学观察到以下实验现象:①装置A中品红溶液褪色;②装置C中品红溶液不褪色;③装置D中澄清石灰水变浑浊。
(4)【得出结论】
由上述现象,该小组同学认为该气体________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)气体含有CO2 气体含有SO2 气体含有CO2和SO2
(2)①b ②检验该气体中是否含有SO2 ③检验该气体中是否含有CO2
(4)含有CO2和SO2
解析:首先根据题给信息,分析可能涉及的物质,进行假设,本题中猜想气体可能含有SO2或CO2,或两者都有;然后分析题目涉及物质的化学性质,如SO2和CO2性质的异同点;最后根据题意对猜想进行一一验证,最终得出正确结论。SO2和CO2在某些性质方面较相似,如都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则浑浊又变澄清。但SO2具有还原性,能被强氧化剂氧化,且SO2可使品红溶液褪色,而CO2不具备这些性质,可利用性质差异检验CO2是否存在。
10.双碱法脱硫过程如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
B.过程 Ⅰ 中,SO2表现出酸性氧化物的性质
C.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2===2CaSO4+2H2O
D.过程 Ⅱ 中,1 mol O2参加反应时可氧化1 mol Na2SO3
D 解析:从图中可以看出过程Ⅰ为SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水,过程Ⅱ为Na2SO3和氢氧化钙、氧气反应生成NaOH和硫酸钙,其中NaOH可以循环使用,A正确;酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物,SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水,B正确;从图中可以看出总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2===2CaSO4+2H2O,C正确;过程Ⅱ的反应为2Ca(OH)2+2Na2SO3+O2===2CaSO4+4NaOH,即1 mol氧气可以氧化2 mol Na2SO3,D错误。
11.CO2中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,将气体通过图中的洗气瓶,则甲、乙两瓶中所装的试剂应该是 ( )
A.甲为NaOH溶液,乙为浓硫酸
B.甲为浓硫酸,乙为NaOH溶液
C.甲为饱和NaHCO3溶液,乙为浓硫酸
D.甲为浓硫酸,乙为饱和Na2CO3溶液
C 解析:要得到干燥纯净的CO2,应先除去SO2再进行干燥。SO2、CO2都与NaOH和Na2CO3反应,所以应用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2,再用浓硫酸干燥,C符合题意。
12.将SO2分别通入下列4种溶液中,下列说法不正确的是 ( )
A.试管a中实验可以证明SO2具有还原性
B.试管b中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.试管c中能产生白色沉淀,说明SO2具有氧化性
D.试管d中能产生白色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸
C 解析:二氧化硫具有还原性,能够被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;二氧化硫使品红溶液褪色,体现其漂白性,B正确;二氧化硫是酸性氧化物,且具有还原性,将SO2通入硝酸钡溶液中,溶液呈酸性,酸性条件下SO2被NO氧化生成SO,SO与Ba2+反应生成硫酸钡白色沉淀,C错误;二氧化硫为酸性氧化物,能够与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,亚硫酸钡能够与硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡白色沉淀,硫酸钡不溶于稀硝酸,D正确。
13.欲测定烟雾中的SO2含量,可做下列实验:取100 L(标准状况)该烟雾,通过盛放100 mL过氧化氢(H2O2)水溶液的吸收瓶,使它们充分反应,生成硫酸。在吸收后的水溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,经测定其质量为11.65 g,则该烟雾中SO2的体积分数是 ( )
A.1.12% B.2.24%
C.3.36% D.无法计算
A 解析:含有SO2的烟雾通过H2O2水溶液,SO2被氧化成H2SO4,再加入BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,根据硫元素守恒可得如下关系式,设烟雾中含SO2体积为x L,则
SO2 ~ H2SO4 ~ BaSO4
22.4 L 233 g
x 11.65 g
x==1.12 L
所以SO2的体积分数为×100%=1.12%。
14.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如图实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2,某同学在实验时发现打开装置A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,该同学怎样操作可以使分液漏斗中的液体顺利滴下:__________________。
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为____________________________________,若实验室用酸性KMnO4溶液和浓盐酸反应制备Cl2,反应的离子方程式为_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液都褪色,停止通气后,再给B、D两个试管分别加热;试管B中的现象为________________________________________,试管D中的现象为________________________________________________________________。
(4)若将试管B中品红溶液换成Na2S溶液,通入SO2一段时间后试管B中现象为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,两者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1∶1同时通入品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请分析该现象的原因(用反应的化学方程式表示)____________ ____________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)取下分液漏斗上端的玻璃塞
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)褪色的品红溶液又恢复成红色 无明显现象
(4)溶液变浑浊(或有黄色沉淀生成)
(5)Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
解析:(1)打开装置A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,说明分液漏斗内压强小于圆底烧瓶中的气压,可以取下分液漏斗上端的玻璃塞使分液漏斗中的液体顺利滴下。(2)装置E适合二氧化锰与浓盐酸加热制备Cl2,反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;酸性KMnO4溶液和浓盐酸反应的离子方程式是2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(3)SO2、Cl2都能使品红溶液褪色,SO2漂白具有不稳定性,加热后可以恢复原色,次氯酸是氧化性漂白,具有永久性,所以给B、D两个试管分别加热,试管B中褪色的品红溶液又恢复成红色,试管D中无明显现象。(4)若将试管B中品红溶液换成Na2S溶液,通入SO2后发生5SO2+2Na2S+2H2O===3S↓+4NaHSO3,现象是溶液变浑浊或有沉淀生成。(5)SO2和Cl2、H2O发生氧化还原反应生成HCl和H2SO4,所以品红溶液不褪色,反应的化学方程式是Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4。
15.某中学学习小组的同学模拟工业烟气脱硫(SO2)。
(1)甲组同学采用如下装置脱硫(部分装置略)。
①CaO脱硫后的产物是________。
②装置b中品红溶液很快褪色,说明脱硫效果不好。下列措施能提高脱硫效果的是________(填标号)。
ⅰ.加快SO2流速
ⅱ.将堆集在一起的CaO平铺在整个玻璃管
ⅲ.加热装置a,脱硫效果可能会更好
③小组拟通过CaO的增重评价其脱硫能力。需要测量的数据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙组同学选用AgNO3溶液脱除SO2。
现象:通入SO2,立即生成大量白色沉淀A。
对白色沉淀A的成分进行探究,并提出假设。
假设1:发生了氧化还原反应。依据是AgNO3溶液中含有O2、NO等具有氧化性的微粒,沉淀A主要是Ag2SO4(微溶)。
假设2:发生了复分解反应。依据是SO2与水生成酸,能与AgNO3溶液发生复分解反应。
实验探究:
①取沉淀A,加入蒸馏水,静置。取上层清液滴加Ba(NO3)2溶液,无明显变化。
②取________,加入蒸馏水,静置。取上层清液滴加Ba(NO3)2溶液,产生沉淀。实验证明“假设1”不成立。
③为进一步确认“假设2”,向沉淀A中加入浓硝酸,立即产生红棕色气体。加入浓硝酸的目的是________________________________________;经确认,反应后混合液存在SO。
实验证明“假设2”成立。
④产生沉淀A反应的化学方程式是_________________________________________。AgNO3溶液具有良好的脱硫能力,但因其价格高,未能大规模使用。
(3)丙组同学用NaClO脱除SO2,用1 L 0.1 mol·L-1的NaClO 溶液最多可以吸收标准状况下的SO2________L。
答案:(1)①CaSO3 ②ⅱ、ⅲ ③装置a的质量;盛放CaO后装置a的质量;吸收SO2后装置a的质量
(2)②Ag2SO4固体 ③检验白色沉淀是否具有还原性 ④H2O+SO2⥫⥬H2SO3,H2SO3+2AgNO3===Ag2SO3↓+2HNO3
(3)2.24
解析:(1)①二氧化硫是酸性氧化物,氧化钙是碱性氧化物,两者反应生成亚硫酸钙,因此CaO脱硫后的产物是CaSO3。②加快SO2流速不利于二氧化硫的吸收,ⅰ错误;将堆集在一起的CaO平铺在整个玻璃管,增大反应物接触面积,有利于提高脱硫效果,ⅱ正确;加热装置a增大反应速率,脱硫效果可能会更好,ⅲ正确。③要通过CaO的增重评价其脱硫能力,需要知道反应前后固体增加的质量,因此需要测量的数据是装置a的质量、盛放CaO后装置a的质量、吸收SO2后装置a的质量。(2)②要证明“假设1”不成立,需要证明沉淀A不含硫酸银,因此需要做对比实验,即取Ag2SO4固体,加入蒸馏水,静置。取上层清液滴加Ba(NO3)2溶液,产生沉淀,这说明“假设1”不成立。③浓硝酸具有强氧化性,所以加入浓硝酸的目的是检验白色沉淀是否具有还原性。④根据复分解反应原理可知产生沉淀A反应的化学方程式是H2O+SO2⥫⥬H2SO3、H2SO3+2AgNO3===Ag2SO3↓+2HNO3。(3)次氯酸钠的物质的量是0.1 mol,还原产物是氯化钠,因此可以得到0.2 mol电子,二氧化硫的氧化产物是硫酸,所以根据得失电子守恒可知最多可以吸收SO2 0.1 mol,在标准状况下的体积是2.24 L。
16.随着生活水平的提高,人们越来越重视消毒防护和环境保护,其中化学物质发挥了重要的作用。亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效消毒剂。NaClO2的一种生产工艺如图所示。
(1)从分类的角度分析,SO2是一种酸性氧化物,足量SO2通入氨水中反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从氧化还原的角度分析,SO2有氧化性,也有还原性。上述流程中SO2体现的性质是__________,反应过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比是____________。
(3)ClO2、Cl2都是常用的消毒剂和漂白剂。若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2的________倍(保留2位小数)。
(4)吸收过程中H2O2被氧化后的产物是________(写化学式)。
答案:(1)SO2+NH3·H2O===NH+HSO
(2)还原性 2∶1
(3)2.63
(4)O2
解析:(1)酸性氧化物与碱反应生成盐,足量SO2通入氨水中生成酸式盐,反应的离子方程式是SO2+NH3·H2O===NH+HSO。
(2)SO2与NaClO3反应,SO2体现还原性,由得失电子守恒知,反应过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶1。
(3)分析等质量的ClO2和Cl2得失电子数的倍数,1 g ClO2得到电子×5 mol,1 g Cl2得到电子×2 mol,ClO2 消毒能力是等质量Cl2的2.63倍。
(4)由题意,吸收过程中H2O2是还原剂,被氧化生成氧气(O2)。
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