内容正文:
第18讲 硫及其氧化物 过氧化氢
学习
目标
1.了解硫的存在及其单质的性质和用途。 2.掌握硫的氧化物的主要性质、应用及转化。
3.了解过氧化氢的结构、性质及用途。
考点一 硫及其性质
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
难溶
微溶
易溶
3.硫单质的化学性质
[提醒] S的氧化性较弱,与变价金属反应一般生成低价态金属硫化物。
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在( )
(2)硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物( )
(3)硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3( )
(4)常温下硫单质主要以S8形式存在,加热时S8转化为S6、S4、S2属于物理变化( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)×
1.下列关于硫的说法错误的是( )
A.硫是一种黄色的难溶于水的晶体
B.在一定条件下,硫单质可与许多金属单质化合
C.硫蒸气与铜反应可得到硫化亚铜
D.硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰
解析:D 硫单质俗称硫黄,黄色晶体,难溶于水,A正确;硫单质具有氧化性,在一定条件下,可与铁、铜等许多金属单质化合,B正确;由于硫的氧化性较弱,加热时硫蒸气与铜反应得到硫化亚铜,C正确;硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,D错误。
2.下列说法错误的是( )
A.残留在试管内壁上的硫可用热的NaOH溶液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时生成SO3
答案:D
3.等质量的硫粉与足量下列物质反应时,转移电子数最多的是( )
A.氢气 B.铜
C.铁 D.氧气
解析:D 1 mol(32 g)硫粉与足量氢气、铁、铜反应时,S的化合价都是由0价降低到-2价,1 mol S参加反应得到2 mol电子,1 mol(32 g)硫粉与足量氧气反应时,S的化合价由0价升高到+4价,1 mol S参加反应失去4 mol 电子,故等质量的硫粉与足量氧气反应时转移电子数最多,D符合题意。
考点二 硫的氧化物
1.二氧化硫
(1)物理性质
色、味、态
密度
溶解性
是否易液化
无色、刺激性气味气体
比空气大
易溶于水
易液化
(2)化学性质
按要求完成下列化学方程式:
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。
②铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)SO2具有氧化性,故可用于漂白纸浆( )
(2)将SO2通入紫色石蕊溶液中,紫色石蕊溶液先变红后褪色( )
(3)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性( )
(4)SO2中少量的HCl可通过饱和NaHSO3溶液除去( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)√
二氧化硫的性质实验探究
1.(2025·广东省广州市模拟)将SO2分别通入下列溶液,实验现象及结论均正确的是( )
选项
溶液
现象
结论
A
Na2SiO3溶液
产生白色胶状沉淀
H2SO3酸性比H2SiO3强
B
酸性KMnO4溶液
紫红色溶液褪色
SO2有漂白性
C
FeCl3溶液
溶液由棕黄色变浅绿色
SO2有氧化性
D
Na2S溶液
出现黄色浑浊
SO2有还原性
解析:A Na2SiO3溶液中通入SO2,产生白色胶状沉淀是生成了H2SiO3,说明H2SO3酸性比H2SiO3强,A正确;酸性KMnO4溶液能够氧化SO2,导致溶液紫红色褪去,SO2表现还原性,B错误;SO2使FeCl3溶液由棕黄色变浅绿色是生成FeCl2,FeCl3表现氧化性,SO2表现还原性,C错误;Na2S溶液中通入SO2,出现黄色浑浊是生成了S,该反应中SO2中硫元素由+4价降低为0价,被还原,SO2表现氧化性,D错误。
2.探究SO2还原Fe3+、I2可使用的药品和装置如图所示。
(1)实验室常用亚硫酸钠与70%硫酸加热制备二氧化硫,写出该反应的化学方程式:_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)B中可观察到的现象是______________________________。
(3)C的作用是________________________________________。
(4)设计实验检验A中SO2与Fe3+反应所得还原产物:_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O (2)溶液蓝色变浅直至褪色 (3)吸收SO2尾气,防止污染空气 (4)取少量实验后的A中溶液于试管中,加入铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,说明反应所得还原产物为Fe2+
二氧化硫漂白原理的比较
3.下列说法正确的是( )
A.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
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
解析:B SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,故A错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,所以能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2,故B正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质,所以其漂白原理不一定相同,故C错误;SO2与NaOH发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。
4.已知有机色质的发色官能团可以被氧化或发生化合反应生成无色物质。
(1)为了探究比较SO2和Cl2的漂白原理,甲同学做了如下对比实验:
a.将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上,发现品红试纸均不褪色;
b.将SO2和Cl2分别通入品红溶液中,发现品红溶液均褪色;
c.加热b中漂白后的溶液,发现前者恢复红色,并产生刺激性气味的气体,后者无明显现象。
d.将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊溶液中,发现前者只变红,不褪色,后者先变红,后褪色。
请根据甲同学的实验事实,简要说明SO2与Cl2漂白原理的相同之处与不同之处。
①相同之处:SO2和Cl2本身都没有漂白性,起漂白作用的分别是其与水反应后的产物__________和__________。
②不同之处:前者只能与某些有机色质发生__________反应,生成不稳定的无色物质,产物受热分解再放出SO2,是非氧化还原反应。后者能与很多有机色质发生________反应,生成物较稳定。
(2)乙同学为了探究对比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呈喷雾状分别反应,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。
②O3漂白速率较H2O2快的主要原因是____________________________。
Cl2漂白速率最慢的主要原因可能是_____________________________。
答案:(1)①H2SO3 HClO ②化合 氧化还原 (2)①得电子数 ②氧化性:O3>H2O2 Cl2和水反应生成的HClO浓度较小
三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质
内“生色团”
破坏掉
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2、
Na2O2、H2O2、
O3等
不可逆、
持久
无选
择性
加合型
与有机色质内
部“生色团”“化
合”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
物理
变化
吸附
色素
考点三 过氧化氢的性质及应用
1.过氧化氢的结构
电子式为,结构式为H—O—O—H,氧元素的化合价为-1价,含有的共价键有极性键、非极性键,常温下为无色液体。
2.过氧化氢的化学性质及应用
不稳
定性
加热、见光、加催化剂都能使其分解速率加快。2H2O22H2O+O2↑。因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处
弱酸性
相当于二元弱酸。H2O2⥫⥬H++⥫⥬H++
强氧
化性
①用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)
②氧化Fe2+等还原性粒子,其离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
④杀菌、消毒
弱还
原性
遇强氧化剂时作还原剂。2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
1.过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水,医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2与SO2反应生成H2SO4,H2O2的分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.过氧化氢的电子式为
B.H2O2为含有极性键和非极性键的非极性分子
C.H2O2既有氧化性又有还原性
D.H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂,同时有共价键和离子键形成
解析:C H2O2是共价化合物,电子式为,A错误;H2O2中含有H—O极性键和O—O非极性键,是极性分子,B错误;H2O2分子中,O呈-1价,既可升高为0价,又可降低为-2价,既有氧化性又有还原性,C正确;H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂,同时有共价键形成,但没有离子键形成,D错误。
2.作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。
(1)H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时,地板上有气泡冒出,该气体是____________________。
(2)H2O2的一种衍生物K2S2O8,阴离子结构式为。其中性溶液加热至沸后,溶液pH降低,用离子方程式表明原因:_______________________________________________________________。
解析:(1)用双氧水消毒的时候会有气泡放出,是由于双氧水分解生成了氧气,故放出的气体是氧气。(2)过硫酸根离子在水中易发生水解,先生成过一硫酸氢根离子、硫酸根离子和氢离子,继而得H2O2,然后分解为O2,加热升高温度有助于加速水解,其溶液pH降低,故过硫酸根离子水解的方程式为2S2O82-+2H2OO2↑+4H++。
答案:(1)O2(或氧气) (2)2S2O82-+2H2OO2↑+4H++
1.(2024·湖北卷,7)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
解析:A 过量SO2与Na2S溶液反应生成S和NaHSO3,A错误。
2.(2023·广东卷,9)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
解析:C Ⅰ中试管内发生反应+2H+===S↓+SO2↑+H2O,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B错误;Ⅰ试管内发生反应+2H+===S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ试管内发生反应2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,D错误。
3.(2022·江苏卷,4)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析:C 60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3===Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2不与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确。
限时规范训练18
(建议用时:45分钟 满分:57分)
一、选择题(每小题3分,共27分)
1.下列关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,在自然界中只以化合态存在
B.可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物
C.硫与金属或非金属反应时都作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
解析:B 硫的非金属性虽然较强,但在自然界中的存在形态既有化合态又有游离态,故A错误;硝酸钾易溶于水,而硫难溶于水,所以可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物,故B正确;硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时既可作氧化剂,也可作还原剂,故C错误;硫的非金属性比氯弱,所以硫的氧化性比氯气弱,故D错误。
2.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:SH2SO4
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
解析:C S和O2点燃条件下只能生成SO2,A项错误;酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以硫酸盐的形式进入土壤中,B项错误;CuS中S的化合价为-2价,具有还原性,D项错误。
3.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置(实验时用另一表面皿扣在上面)。现用75%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体并进行实验,实验现象很明显。下列说法错误的是( )
A.品红溶液褪色
B.紫色石蕊溶液先变红后褪色
C.酸性KMnO4溶液紫色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
解析:B SO2能漂白品红,不能漂白指示剂,SO2是酸性氧化物,与水反应生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红但不会褪色,A项正确,B项错误;SO2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性KMnO4溶液紫色褪去,C项正确;SO2能与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,能使含酚酞的NaOH溶液红色变浅,D项正确。
4.过二硫酸分子式为H2S2O8,可以看成H2O2的衍生物,即H2O2中两个H原子都被磺酸基—SO3H取代的产物,H2S2O8不稳定易分解。下列说法不正确的是( )
A.过二硫酸具有强氧化性
B.可用硝酸钡溶液鉴别H2SO4和H2S2O8
C.Na2S2O8可作漂白剂,加热会使其漂白性逐渐失效
D.过二硫酸中硫元素的化合价为+6价
解析:B 由过二硫酸的结构简式HO3S—O—O—SO3H可知,其中含有过氧键,该氧元素的化合价为-1价,硫元素的化合价为+6价,故过二硫酸具有强氧化性,A、D正确;由于过二硫酸与水反应生成过氧化氢和硫酸,故硝酸钡溶液分别滴入H2SO4和H2S2O8均可看到有白色沉淀生成,故不可用硝酸钡溶液鉴别H2SO4和H2S2O8,B错误;过氧键不稳定,受热易断裂,故Na2S2O8可作漂白剂,加热会发生反应:2Na2S2O8+2H2O2Na2SO4+2H2SO4+O2↑,故使其漂白性逐渐失效,C正确。
5.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是( )
选项
操作及现象
结论
A
闻Q气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色)
Q一定是SO2
B
闻Q气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊)
Q可能是SO2
C
Q品红溶液(褪色)变红色
Q一定是SO2
D
Q紫色石蕊溶液(先变红后褪色)
Q一定不是
SO2
解析:A 氯化氢、二氧化硫等有刺激性气味的气体均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,由现象不能确定Q一定是SO2,故A错误。
6.利用下列装置测定空气中SO2的含量,A溶液最好选用( )
A.NaOH溶液(滴有2~3滴酚酞溶液)
B.KMnO4溶液(滴有一定量硫酸溶液)
C.HNO3溶液(滴有2~3滴Ba(NO3)2溶液)
D.I2溶液(滴有2~3滴淀粉溶液)
解析:D A项,空气中含有二氧化碳,NaOH溶液也能吸收二氧化碳,会影响二氧化硫含量的测定,故A不符合题意;B项,空气中成分复杂,含有较多的还原剂等,可能被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化,影响二氧化硫含量的测定,故B不符合题意;C项,二氧化硫被强氧化剂HNO3溶液氧化生成硫酸根离子,立即和钡离子生成硫酸钡白色沉淀,不能判断反应终点,故C不符合题意;D项,二氧化硫能够被弱氧化剂I2氧化,反应后能够使滴有淀粉的溶液褪色,可以通过淀粉褪色时通过的空气的量和消耗的碘的量测定空气中二氧化硫的含量,故D符合题意。
7.向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应Ⅰ:SO2+4H++4I-===2I2+S↓+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应Ⅱ:I2+SO2++4H++2I-。下列说法错误的是( )
A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关
B.每生成0.1 mol ,整个过程中转移0.4 mol电子,同时消耗0.2 mol KI
C.该过程的总反应为3SO2++S↓+4H+
D.该反应过程中KI作催化剂
解析:B 由反应Ⅰ可知,SO2的氧化性强于I2,由反应Ⅱ可知,I2的氧化性强于SO2,故可说明SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关,A正确;由反应Ⅱ可知,每生成0.1 mol ,转移电子为0.2 mol,同时生成0.2 mol I-,反应0.1 mol I2,由反应Ⅰ可知生成0.1 mol I2消耗0.2 mol I-,转移电子为0.2 mol,故整个过程中转移0.4 mol电子,不消耗KI,B错误;由题干信息可知,反应Ⅰ+2×反应Ⅱ可得该过程的总反应为3SO2+2H2O===+S↓+4H+,C正确;由总反应式可知,该反应过程中KI作催化剂,D正确。
8.由SO2和O2制备SO3(熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃)的模拟装置如图所示(加热和夹持装置省略)。下列说法正确的是( )
A.装置⑤中的试剂为碱石灰
B.从装置⑤逸出的气体有过量的SO2和O2
C.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下反应制取SO2
D.装置③反应管中的铂石棉只有增大反应物接触面积的作用
解析:A 二氧化硫和氧气在催化剂作用下制备三氧化硫,两种气体必须是干燥的,故①②中盛放液体为浓硫酸;③处为铂石棉,有增大反应物接触面积和催化剂的作用;三氧化硫的沸点较低,故在④处冰水浴可将三氧化硫冷凝下来,⑤为尾气处理装置,应放碱石灰,吸收过量的二氧化硫,出来的尾气只有氧气。A项,装置⑤中的试剂为碱石灰,A正确;B项,出来的尾气只有氧气,B错误;C项,实验室可用铜与浓硫酸在加热条件下反应制取SO2,铜与稀硫酸不反应,C错误;D项,装置③反应管中的铂石棉有增大反应物接触面积和催化剂的作用,D错误。
9.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:>I->Cl-)。
下列说法不正确的是( )
A.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液
B.通入N2和煮沸的目的是将产生的气体从溶液中全部赶出
C.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止葡萄酒氧化,利用了亚硫酸盐的还原性
D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液
解析:A 二氧化硫具有还原性,可以被氯水氧化为硫酸,但是氯水也可以和氢氧化钠反应,所以试剂B不能选择NaOH标准液,A错误;通入N2和煮沸是为了将生成的二氧化硫从溶液中全部赶出,B正确;具有还原性,易被空气中的氧气氧化为,故可在葡萄酒中添加亚硫酸盐防止葡萄酒被氧化,C正确;若试剂A选择碱液,可以和二氧化硫反应得到亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,该盐可以被碘单质氧化为硫酸盐,试剂B可选择I2标准液,D正确。
二、非选择题
10.(15分)(2025·江西赣州市联考)某小组设计实验探究SO2的性质,装置如图所示。
观察到的实验现象如下:
装置
标号
A
B
C
D
E
现象
溶液
不褪色
溶液
变无色
?
产生白
色沉淀
产生黄
色浑浊
已知:NO能被酸性KMnO4溶液氧化成,与碱石灰不反应。
回答下列问题:
(1)实验室制SO2宜选择下列试剂中的________(填标号)。
A.Na2SO3粉末和浓硝酸
B.Na2SO3粉末和70%浓硫酸
C.Na2SO3粉末和30%稀硝酸
D.Na2SO3粉末和10%盐酸
(2)依据实验现象判断SO2在____________(填化学式)存在下表现漂白性,预测C中现象是__________________________。
(3)D中产生的白色沉淀是__________(填化学式),D中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)E中现象表明SO2具有的性质是____________(填标号)。
a.漂白性 b.酸性
c.氧化性 d.还原性
(5)为了证明SO2的漂白性是暂时性的,请设计一个补充实验:_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(6)为处理上述实验尾气,下列装置中可供选择的是________(填标号)。
解析:(1)SO2在水中溶解度较大,实验室选择亚硫酸钠和70%左右的硫酸反应制取SO2。(2)比较A、B装置中的现象可知,在水存在的条件下SO2具有漂白性。SO2与水反应生成H2SO3,可使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色。(3)SO2通入硝酸钡溶液中,与水反应生成亚硫酸,酸性环境下,硝酸根离子具有强氧化性,将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,与钡离子形成硫酸钡沉淀;反应的离子方程式:3Ba2++3SO2++2NO+4H+。(4)E中现象说明SO2与H2S反应生成硫,二氧化硫表现氧化性。(5)加热B中反应后无色的品红溶液,变红,说明SO2的漂白性是暂时的。(6)二氧化硫和D中产生的NO可被酸性高锰酸钾溶液氧化吸收,答案选D。
答案:(1)B (2)H2O 紫色石蕊溶液变红
(3)BaSO4 3Ba2++3SO2++2H2O===3BaSO4↓+2NO+4H+ (4)c
(5)微热装置B,溶液变红 (6)D
11.(15分)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是______________________________。
气体a的主要成分有________、CO2和未反应的O2。
(2)为充分吸收气体a,下列吸收装置合适的是________(填字母)。
(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b),用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b,根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。
①滴定时NaOH溶液置于________(填仪器名称)中,若以酚酞为指示剂,滴定终点时的现象为_____________________________________________。
②若称取1 g钢样进行实验,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为________。
(4)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是除去SO2,通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是______________。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是________。
解析:(2)为了防止倒吸,应选择C或D装置。(3)①NaOH溶液应置于碱式滴定管中,酚酞遇碱变红,当达到滴定终点时,硫酸被消耗完,故滴定终点的现象为滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色。②由S~H2SO4~2NaOH可知,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,即0.01 mol·L-1×2.0×10-3 L=2.0×10-5 mol时,钢样中硫的物质的量为1.0×10-5 mol,即质量为1.0×10-5 mol×32 g·mol-1=3.2×10-4 g,则该钢样中硫的质量分数为×100%=0.032%。(4)①MnO2和K2Cr2O7都是强氧化剂,由此可知该法利用了SO2的还原性。②对比CO2吸收瓶吸收二氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量,从而知道钢样中碳的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。
答案:(1)避免引入空气中的杂质,同时使煅烧更充分 SO2 (2)CD (3)①碱式滴定管 滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色 ②0.032% (4)①还原性 ②吸收CO2气体前后CO2吸收瓶的质量
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