17 第二部分 第四章 第17讲 硫及其氧化物 漂白剂(基础课)-【名师导航】2026年高考化学一轮总复习教师用书(人教版)
2025-09-03
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教辅
内容正文:
第17讲 硫及其氧化物 漂白剂(基础课)
1.了解硫单质的性质及应用。 2.了解SO2的性质、制备及应用。 3.了解常见漂白剂及其原理。
硫单质
1.硫单质的性质
2.硫单质的物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。硫有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
硫有多种单质,如S2、S4、S6、S8等,它们互称为同素异形体,它们之间的转化属于化学变化。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①S在空气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3。②附着S的试管可以用CS2或热的烧碱溶液清洗。
1.下列说法不正确的是( )
A.硫在自然界中存在游离态和化合态
B.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3
C.1 mol Cu与足量S单质反应,转移1 mol e-
D.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH反应,消耗KOH的物质的量相同
B [S在纯氧中燃烧的产物为SO2,B错误。]
2.下列物质①CuS、②FeS、③SO3、④H2S、⑤FeCl2中,不能由单质直接化合生成的是( A )
A.①③⑤ B.①②③⑤
C.①②④⑤ D.全部
3.单质硫与可溶性硫化物溶液作用生成多硫化物,如Na2S(aq)+(x-1)S===Na2Sx(x一般为2~6);多硫化物在酸性溶液中不稳定,易歧化;As2S3+2Na2S2(aq)===As2S5+2Na2S。下列说法错误的是( )
A.As2S3 (其中As显+3价)是多硫化物
B.As2S5是氧化产物
C.Na2S2中阴、阳离子个数比为1∶2
D.久置Na2S溶液遇酸可能变浑浊
A [由题干信息知,多硫离子S中S的化合价为-价>-2价,而As2S3中S的化合价为-2价,是正常硫化物,A错误; As2S3发生氧化反应生成氧化产物As2S5,B正确;Na2S2中阴、阳离子分别为S、Na+,个数比为1∶2,C正确;久置Na2S溶液被空气中氧气氧化后生成单质硫,S与Na2S溶液进一步反应生成多硫化物,多硫化物在酸性条件下易歧化,可能生成单质硫,溶液变浑浊,D正确。]
硫的氧化物(SO2、SO3)
1.二氧化硫的物理性质
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于水,通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
2.二氧化硫的化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与H2O反应:SO2+H2OH2SO3
SO2通入澄清石灰水中,溶液先变浑浊,然后又变澄清。
(2)还原性
(3)氧化性
与H2S反应:SO2+2H2S===3S+2H2O。
(4)漂白性
①鉴别SO2和CO2的试剂有溴水、酸性KMnO4溶液、氢硫酸、品红溶液、Ba(NO3)2[或Ca(NO3)2]溶液等。
②Cl2、SO2分别通入品红溶液中,溶液均褪色,但当二者按体积比1∶1混合通入品红溶液时,溶液不褪色。
③SO2分别通入a.滴有酚酞溶液的NaOH溶液、b.品红溶液、c.酸性KMnO4溶液、d.溴水,溶液均褪色,只有b中SO2体现漂白性。
3.三氧化硫(SO3)
SO3在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:SO3+H2O===H2SO4,
放出大量的热。SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐,如SO3+CaO===CaSO4。
4.SO2的实验室制法
(1)反应原理
①Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O;
②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
③Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。
(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用试剂依次为饱和NaHSO3溶液、浓硫酸或P2O5。
(3)用向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法收集SO2。
(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾气,但不能用石灰水吸收SO2。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)将SO2通入紫色石蕊溶液中,紫色石蕊溶液先变红后褪色。( × )
(2)SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆。( × )
(3)SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥。( × )
(4)SO2使滴有酚酞溶液的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性。( × )
(5)因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色。( × )
(6)SO2气体通入BaCl2溶液中产生白色沉淀BaSO3。 ( × )
——SO2的性质与检验
1.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有还原性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性。
(3)试管③中能否观察到沉淀否(填“能”或“否”)。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是BaSO4(填化学式,下同)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是BaSO3,用离子方程式表示产生沉淀的过程:SO2+2OH-===SO+H2O,Ba2++SO===BaSO3↓。
2.
如图是检验某无色气体A是否含SO2和CO2的装置图,按要求回答下列问题。
(1)B中加入的试剂是______,作用是____________________________________。
(2)C中加入的试剂是________________,作用是__________________________。
(3)D中加入的试剂是__________________,作用是__________________________
_____________________________________________。
(4)实验时,C中应观察到的现象是_______________________________________
_________________________________________________________________。
(5)为了更充分说明含有CO2,上述装置改进措施为__________________________
____________________________________________________________________,
目的是_________________________________________________。
解析:一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。
答案:(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅 (5)在C、D间加装盛有品红溶液的洗气瓶 检验SO2是否除尽
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程
设计
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,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。
——SO2的制备与性质探究
3.(2025·济南模拟)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂(易被氧化)。实验室利用如图所示装置制取少量焦亚硫酸钠并探究SO2的性质(夹持装置已略去)。
请回答下列问题:(实验前已除去装置中的空气)
(1)A中反应的化学方程式为___________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)关闭K2、K3,打开K1,装置B中发生反应的离子方程式为__________________
_____________________________________________________________。
观察到装置C中发生的现象是__________________________________________
__________________________________________________________。
(3)装置D和F的作用是_______________________________________。
(4)实验前,装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却,目的是________________________________________________________________,
关闭K1、K3,打开K2,一段时间后装置E中有Na2S2O5晶体析出,装置E中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
解析:(2)装置A中产生的SO2进入装置B中,SO2与FeCl3溶液反应生成FeSO4、FeCl2和HCl,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+;装置C中SO2与Na2S溶液反应生成S单质,现象为有黄色沉淀(S)生成。(3)SO2有毒,不能直接排放到空气中,可用NaOH溶液吸收。 因此装置D和F的作用是吸收SO2,防止污染空气;并防止倒吸。(4)装置E用于制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5),但水中存在溶解的氧气,具有氧化性,影响焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的制备,因此装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却,目的是去除水中溶解的氧气,制备焦亚硫酸钠的化学方程式为SO2+Na2SO3===Na2S2O5↓。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+ 有黄色沉淀生成
(3)吸收SO2,防止污染空气;并防止倒吸
(4)去除水中溶解的氧气 SO2+Na2SO3===Na2S2O5↓
——常见漂白剂的原理比较
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、
Na2O2、
H2O2、O3等
不可逆、
持久
无选
择性
化合型
与有机色质内部“生色团”生成无色物质
SO2
可逆、
不持久
有选
择性
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭、
Al(OH)3胶体等
物理
变化
吸附
色素
4.为了探究对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小,将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂分别反应,至完全褪色时,发现消耗三种漂白剂的物质的量相同,但褪色时间O3最短,H2O2次之,Cl2最长。
(1)消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是每摩尔物质________相等。
(2)O3漂白速率较H2O2大的主要原因是__________________________________
____________________________________________________________。
Cl2漂白速率最小的主要原因可能是____________________________________
_____________________________________________。
答案:(1)得电子数 (2)氧化性:O3>H2O2 Cl2和水反应生成的HClO浓度较小
5.科学酿酒加SO2等辅料。我国国家标准规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25 g·L-1。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是__________(填标号)。
A.氧化细菌 B.抗氧化
C.漂白 D.增酸作用
(2)利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图的实验:
得出实验结论:干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论是否合理?说明理由:_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案:(1)BD (2)不合理,实验对比说明浓度低的亚硫酸溶液不能使品红溶液褪色,而干白葡萄酒中的SO2或H2SO3含量很低,故不能使品红溶液褪色
过氧化氢(H2O2)与臭氧(O3)
1.H2O2的结构与性质
(1)结构
化学式
电子式
结构式
化学键
H2O2
H—O—O—H
极性键与
非极性键
H2O2中O采取sp3杂化,四个原子不共面。
(2)化学性质及应用
①不稳定性:加热、加催化剂(如MnO2、Fe3+、Cu2+等)加快分解。
2H2O22H2O+O2↑(实验室制O2)
②弱酸性:是一种二元弱酸。
H2O2H++HO,
HOH++O。
③强氧化性——绿色氧化剂。
a.用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
b.氧化Fe2+等还原性粒子,其离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
c.使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。
d.杀菌、消毒。
④弱还原性:遇强氧化剂时作还原剂。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
2.氧气的同素异形体——臭氧(O3)
(1)物理性质
常温常压下,臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比氧气大,比氧气易溶于水。吸入少量臭氧对人体有益,吸入过量臭氧对人体健康有一定危害。
(2)分子的极性:O3中含极性键,为极性分子。
(3)化学性质
①不稳定性:2O33O2。
②强氧化性:Ag、Hg等金属在臭氧中可以被氧化,O3能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其反应的化学方程式为O3+2KI+H2O===I2+2KOH+O2。
③漂白和消毒:许多染料受到臭氧的强烈氧化会褪色,臭氧还能杀死许多细菌。
(4)生产方式:3O22O3。
(5)臭氧层:能吸收来自太阳的大部分紫外线,是人类和其他生物的保护伞。氟氯代烃是破坏臭氧层的“元凶”。
(6)臭氧的用途:脱色剂、消毒剂等。
1.下图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图,下列说法不正确的是( )
A.O3转化为O2是物理变化
B.反应①中破坏的化学键为共价键
C.反应②可表示为O3+Cl===ClO+O2
D.少量的Cl能破坏大量的O3
A [O3转化为O2是同素异形体间的转化,属于化学变化,故A错误;反应①是ClO+O===O2+Cl,破坏的化学键为Cl—O共价键,故B正确;反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气,故C正确;氯原子会和臭氧反应破坏臭氧分子结构,氯原子在反应中作为催化剂,少量的Cl能破坏大量的O3,故D正确。]
2.(2025·枣庄模拟)向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是( )
A.Cu2+是H2O2分解反应的催化剂
B.H2O2只表现了氧化性
C.H2O2的电子式为
D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+===2Cu2++3H2O
B [“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”说明铜元素被还原成+1价,H2O2表现了还原性;继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+===2Cu2++3H2O,Cu2O中+1价Cu被氧化成Cu2+,H2O2表现了氧化性,Cu2+在反应前后无变化,是H2O2分解反应的催化剂,故A、D正确,B错误;H2O2的电子式为,故C正确。]
3.(1)①稀硫酸不与铜反应,但在稀硫酸中加入H2O2后,可使铜顺利溶解,写出该反应的离子方程式:_______________________________________________
__________________________________________________________________。
②你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是____________________________
_________________________________________________________。
(2)H2O2是一种二元弱酸,写出其第一步电离方程式:______________________
__________________________________________________,
它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为__________________________________
___________________________________________________________________。
答案:(1)①H2O2+Cu+2H+===Cu2++2H2O ②还原产物为水,对环境无污染 (2)H2O2H++HO H2O2+Ba(OH)2===BaO2+2H2O
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是( )
选项
溶液
现象
化学方程式
A
Na2S
产生淡黄色沉淀
3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B
FeCl3
溶液由棕黄色变浅绿色
2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C
CuCl2
溶液褪色,产生白色沉淀
SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D
Na2CO3
(含酚酞)
溶液由红色变无色
2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
A [过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,因此,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O===3S↓+4NaHSO3,A错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4、HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl,B正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此,溶液由红色变无色,总反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3,D正确。]
2.(2024·浙江6月卷)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气
D.装置④可用于从碘水中萃取碘
C [铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,可用装置①制取,气态产物为SO2,可利用SO2的漂白性进行检验,故A正确;图②标识表示易燃类物质,故B正确;NH3的密度比空气小,应用向下排空气法进行收集,故C错误;萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异分离混合物,装置④可用于从碘水中萃取碘,故D正确。]
3.(2024·黑吉辽卷)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2
B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用
D.淀粉作指示剂
C [溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,A正确;溶液由蓝色变为无色,是由于I2转化为化合态,B正确;H2O2在此过程中参加反应,不起到漂白作用,C错误;在此过程中,因为有I2的生成与消耗,淀粉在这个过程中起到指示剂的作用,D正确。]
4.(2023·广东卷)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
C [A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的酸性,错误;B.品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,错误;D.撤掉水浴,反应变慢,Ⅳ中红色褪去变慢,错误。]
5.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B [A.铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,错误;B.a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,正确;C.b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,错误;D.实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,错误。]
课时质量评价(十七)
(建议用时:45分钟)
一、选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1.下列有关硫及其化合物的说法或描述正确的是( )
A.硫黄矿制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以单质的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2的排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
C [硫元素以硫酸盐的形式进入土壤,B项错误;CuS中S的化合价为-2价,具有还原性,D项错误。]
2.科学家研究发现,水蒸气冷凝成直径小于10 μm(1 μm=10-6 m)的水滴后会自发形成H2O2,揭示了O2分子可能来自H2O2的分解。下列有关说法不正确的是( )
A.太阳光直射过10 μm大小的水滴会产生丁达尔效应
B.“H2O→H2O2”中氧元素被氧化
C.每产生2.24 L O2(标准状况下)需分解6.8 g H2O2
D.水蒸气冷凝生成H2O2是一种简单经济的绿色杀菌剂生产工艺
A [10 μm=10-5 m,不在胶体粒子直径大小范围(10-9~10-7 m)内,不会产生丁达尔效应,A错误。]
3.室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如图实验。对实验现象分析与推测正确的是( )
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后溶液pH减小
D.取出试管中的溶液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液产生大量白色沉淀
C [A.SO2溶于水也可使液面上升,错误;B.收集的SO2可能含有空气,导致剩余少量气体,错误;C.SO2与H2O反应生成的H2SO3被氧化为强酸H2SO4,pH减小,正确;D.SO2的水溶液与BaCl2溶液不反应,不会产生沉淀,错误。]
4.下列离子方程式能用来解释相应实验现象或正确描述其反应的是( )
选项
实验操作或现象
离子方程式
A
向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀
3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)
B
向Na2S溶液通入过量SO2产生淡黄色沉淀
SO2+2S2-+2H2O===3S↓+4OH-
C
向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体
2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
D
二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色
3SO2+2MnO+4H+===2Mn2++3SO+3H2O
A [向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,发生沉淀的转化,白色Mg(OH)2沉淀变为红褐色Fe(OH)3沉淀,反应的离子方程式为3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq),A项正确;向Na2S溶液中通入过量SO2产生淡黄色沉淀,发生反应生成S、NaHSO3,反应的离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O===3S↓+4HSO,B项错误;向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体,反应生成HClO和NaHCO3,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO,C项错误;题给离子方程式不平,正确的离子方程式为5SO2+2MnO+2H2O===2Mn2++5SO+4H+,D项错误。]
5.在加热条件下,硫单质可以与NaOH溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,NA为阿伏加德罗常数,下列说法错误的是( )
A.发生氧化反应与发生还原反应的硫的物质的量之比是2∶1
B.S6是硫常见的一种单质,结构式为,则1 mol S6中存在S—S的数目是6NA
C.S的常见单质有S8、S6、S4,它们之间的转化是化学变化
D.试管内壁上的硫可用热的NaOH溶液或CS2除去
A [由方程式可知,反应中硫元素的化合价既升高被氧化又降低被还原,硫化钠是还原产物,亚硫酸钠是氧化产物,则发生氧化反应与发生还原反应的硫的物质的量之比是1∶2,故A错误;由图可知,S6分子中含有6个硫硫键,则1 mol S6分子中含有的硫硫键数目为1 mol×6×NA mol-1=6NA,故B正确;S8、S6、S4是硫元素形成的不同种单质,则S8、S6、S4之间的转化有新物质生成,属于化学变化,故C正确;硫不溶于水,易溶于二硫化碳,由方程式可知,硫可与热氢氧化钠溶液反应,所以试管内壁上的硫可用热的氢氧化钠溶液或二硫化碳除去,故D正确。]
6.推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞,进行如图所示的探究实验,对实验现象的预测及分析错误的是 ( )
A.试管内CCl4层溶液褪色,说明Br2具有还原性
B.试管中的红色花瓣褪色,说明SO2具有漂白性
C.试管中产生大量气泡,说明Na2SO3被氧化产生SO3
D.一段时间后试管内有白色沉淀,说明有SO生成
AC [锥形瓶内发生反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2进入到试管中,CCl4层溶液褪色,证明Br2发生反应,SO2具有还原性,可以被Br2氧化,证明Br2具有氧化性,A错误;Na2SO3与H2SO4反应生成H2SO3,H2SO3分解为大量SO2气体和H2O,Na2SO3未被氧化,C错误。]
7.SO2属于大气污染物,可用H2与SO2在加热条件下反应消除SO2的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.SO2排放到空气中会形成pH<5.6的酸雨
B.可用CuSO4溶液检验是否有气体X生成
C.在100~200 ℃时发生的是置换反应
D.工业上可用浓硝酸处理尾气中的SO2
AB [气体X为H2S,能与CuSO4溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀,所以可用CuSO4溶液检验是否有气体X生成,B正确;在100~200 ℃时发生的反应为2H2S+SO23S+2H2O,不是置换反应,C错误;若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2,会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物),D错误。]
8.某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列叙述正确的是( )
A.取反应后D中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性
B.A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C.B装置溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物,C装置产生白色沉淀的原因为BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl
D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到B中长导管口有明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B气密性良好
D [氯水中存在的次氯酸具有漂白作用,也可以使品红溶液褪色,不能确定一定为二氧化硫的漂白性,故A错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸,故B错误;C装置中产生的白色沉淀为BaSO4,故C错误。]
二、非选择题(本题共2小题,共33分)
9.(15分)实验室制取SO2的反应原理为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)装置的连接顺序(按气体左右的方向)是________→________→________→________→________→________→________→_______(填各接口的标号)。
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是_________________________________________。
(3)Ⅳ处观察到的现象是___________________________________________。
(4)若Ⅱ中反应在适当的反应状况下,反应达最大限度以后,下列说法正确的是________(填标号)。
A.SO2浓度必定等于O2 浓度的两倍
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2∶1∶2
C.SO2与O2不再化合生成SO3
D.反应混合物各成分的百分组成不再变化
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅴ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为______________________________________________________________________
_____________________________________________(用n、m表示)。
解析:Ⅰ中浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备SO2,Ⅲ中浓硫酸干燥SO2,Ⅱ中SO2与O2在催化剂作用下反应生成SO3,Ⅳ中冰水浴收集SO3,Ⅴ中氢氧化钠浓溶液吸收未反应完的SO2,防止污染空气,故连接顺序为a→d→e→b→c→f→g→h。
答案:(1)a d e b c f g h
(2)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸
(3)有无色(或白色)晶体(或固体)生成
(4)D (5)减小 (6)×100%
10.(18分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐溶液能否反应生成白色BaSO3沉淀,用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡;B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀;C中产生白色沉淀,液面上方略显红棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式为____________________________________________
______________________________________________________________。
(2)C中白色沉淀是________,该沉淀的生成表明SO2具有________性。
(3)C中液面上方生成红棕色气体的化学方程式是_________________________
__________________________________________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲同学认为是空气参与反应,乙同学认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________;
乙同学在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是______________________
__________________________________________________。
②甲、乙两同学分别改进实验后,B装置中现象分别为:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。请用离子方程式解释甲、乙两同学改进实验后仍然产生沉淀的原因,甲:_________________________________________,
乙:_______________________________________________________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是__________________________________________________。
解析:(1)A中发生Cu与浓硫酸的反应,该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)在C中发生反应3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4H+,C中白色沉淀是BaSO4,该沉淀的生成表明SO2具有还原性。(3)C中反应生成无色的NO气体,在液面上方遇空气中的O2发生反应生成红棕色气体NO2,该反应的化学方程式为2NO+O2===2NO2。(4)①为证实各自的观点,在原实验基础上,甲同学认为是空气参与反应,因此应设法排除空气,可在原有操作之前增加排空气操作,该操作是通N2一段时间,排除装置中的空气;乙同学认为是白雾参与反应,可在A、B之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是饱和亚硫酸氢钠溶液。②检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,则沉淀为BaSO4,因为甲同学只排除了装置内的空气而没有排除白雾的干扰,而乙同学只排除了白雾的干扰而没有排除空气的干扰,并且白雾的干扰比空气中O2的干扰更大。 甲中产生沉淀的原因为SO+Ba2+===BaSO4↓,乙中产生沉淀的原因为2Ba2++2SO2+O2+2H2O===2BaSO4↓+4H+。(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2)BaSO4 还原 (3)2NO+O2===2NO2 (4)①通N2一段时间,排除装置中的空气 饱和亚硫酸氢钠溶液 ②SO+Ba2+===BaSO4↓ 2Ba2++2SO2+O2+2H2O===2BaSO4↓+4H+ (5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
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