内容正文:
第一单元 含硫化合物的性质
题型01 硫的存在形式及物理性质
题型02 硫的化学性质
题型03 二氧化硫的物理性质及用途
题型04 二氧化硫的化学性质
题型05 常见的能用于漂白的物质的比较
题型06 SO2和CO2的鉴别及除杂
题型07 硫酸的工业制备
题型08 浓硫酸的性质与用途
题型09 重要的硫酸盐及其用途
题型10 浓硫酸与金属反应的实验及规律
题型01 硫的存在形式及物理性质
1.硫元素在自然界中的存在形式
在自然界中有游离态和化合态两种存在形式,其中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及氧化物等。化石燃料石油、煤中也存在硫元素,化石燃料燃烧能放出少量的二氧化硫气体。
2.硫单质(俗称硫黄)的物理性质
颜色
状态
硬度
溶解性
黄色或淡黄色
固体
质脆,易研成粉末
溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2
【典例1】下列说法正确的是( )
A.硫是一种难溶于水的黄色晶体
B.硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时作还原剂
C.硫与铁反应时生成硫化铁
D.硫元素在自然界中仅以化合态存在
【变式1-1】洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是( )
A.用CS2洗涤
B.通入H2加热
C.加热试管使硫熔化
D.用酒精洗涤
【变式1-2】东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞有如下描述:“得火则飞,不见埃尘。鬼隐龙匿,莫知所存。将欲制之,黄芽为根。”这里的“黄芽”是指( )
A.硫 B.铜
C.铁 D.金
题型02 硫的化学性质
1.表现还原性
当硫与氧化性较强的物质反应时,通常失电子,化合价升高,表现一定的还原性,如S+O2SO2。
2.表现氧化性
(1)当硫与H2、部分金属等还原性较强的物质反应时,通常得电子,化合价降低,表现氧化性,如
S+H2H2S
S+2CuCu2S
Fe+SFeS
硫在和可变价金属反应时生成低价的金属硫化物。
(2)在黑火药爆炸的反应中,硫的化合价降低,表现氧化性,化学方程式为
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。
3.既表现氧化性又表现还原性
硫与热的碱溶液反应时,既表现氧化性,又表现还原性,如3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
【典例2】关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中
B.分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
【变式2-1】不能由两种单质直接化合而成的是( )
A.FeCl3 B.Na2S
C.Cu2S D.SO3
【变式2-2】下列说法正确的是( )
A.S在过量的O2中充分燃烧,可得SO3
B.单质硫难溶于水,易溶于酒精和二硫化碳
C.铁与过量单质硫加热时反应生成Fe2S3
D.硫在O2中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,产生无色有刺激性气味的气体
【变式2-3】0.1 mol某固体单质与足量的硫充分反应后,质量增加1.6 g。则该固体单质是( )
A.Cu B.Fe
C.Al D.Ca
题型03 二氧化硫的物理性质及用途
1.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
刺激性气味
比空气大
易溶于水(1∶40)
2.用途
制硫酸、作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等)、杀菌消毒、作食品添加剂。
【典例3】下列关于二氧化硫的说法,不正确的是( )
A.能使某些有色物质褪色
B.无色,有刺激性气味,无毒
C.既有氧化性,又有还原性
D.既可溶于水,又可与水反应
【变式3-1】关于SO2的叙述,正确的是( )
A.SO2是一种无色、有刺激性气味的气体
B.SO2在空气中很容易被氧气氧化
C.可以用排水法收集SO2气体
D.相同条件下,SO2密度比空气的小
【变式3-2】当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2的说法正确的是( )
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
题型04 二氧化硫的化学性质
【典例4】下列事实各表现了SO2的什么性质,请将其代号填入每小题后的横线上。
a.易溶于水 b.水溶液呈酸性 c.氧化性
d.还原性 e.漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色________。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色________。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色________。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg+SO22MgO+S)________。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中,试管内的液面上升________。
(6)SO2使石蕊试液变红色________。
【变式4-1】下列说法错误的是( )
A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性
B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色
C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性
D.二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后又会恢复到原来的颜色
【变式4-2】如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色
B.品红溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
【变式4-3】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
无现象
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
题型05 常见的能用于漂白的物质的比较
类型
化合型
氧化型
吸附型
物质
SO2
Cl2、HClO、次氯酸盐、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质化合生成不稳定的无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
漂白特点
可逆,非氧化还原漂白,加热或久置后恢复原来颜色
不可逆,氧化还原漂白,加热或久置后不恢复原来颜色
物理漂白,不可逆
漂白对象
具有选择性,如品红、棉、麻、草等,不能漂白指示剂
可以漂白所有有机色质和指示剂
一般用于溶液漂白
【典例5】Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
【变式5-1】下列物质都可用于漂白,但漂白原理与其他三种物质不相同的是( )A.ClO2 B.SO2
C.H2O2 D.NaClO
【变式5-2】通入SO2能引起下列溶液的颜色变化,其中SO2的作用和SO2使溴水褪色的作用相同的是( )
A.品红褪色 B.NaOH酚酞溶液褪色
C.石蕊试液变红 D.酸性KMnO4溶液褪色
【变式5-3】为了增加日常使用物品的美观性,人们常对物品进行漂白。下列有关漂白剂的说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,能使品红溶液、滴有酚酞的NaOH溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂
B.活性炭、H2O2、O3等都有漂白性
C.氯气具有漂白性
D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似
题型06 SO2和CO2的鉴别及除杂
1.鉴别SO2和CO2的常用方法
(1)用品红溶液鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(2)用酸性KMnO4溶液鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(3)用氯水(或溴水)鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(4)用H2S溶液鉴别:出现淡黄色浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。
2.SO2和CO2混合气体的检验和除杂方法
(1)除去CO2中混有的SO2,常将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶洗气。
(2)检验SO2和CO2混合气体中CO2的方法
【典例6】CO2气体中含有少量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( )
甲 乙
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
【变式6-1】下列说法正确的是( )
A.将CO2、SO2气体分别通入溴水中,溴水都褪色
B.将CO2、SO2气体分别通入Ba(OH)2溶液中,都有白色沉淀生成
C.将CO2、SO2气体分别通入BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
D.将CO2、SO2气体分别通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
【变式6-2】下列物质:①澄清石灰水 ②氯化钡溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液 ⑦湿润的蓝色石蕊试纸 ⑧三氯化铁溶液 ⑨浓硫酸,不能用来区别SO2和CO2气体的是( )
A.①②⑦⑨ B.①③⑧
C.①④⑤ D.③④⑤⑥
【变式6-3】某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水中,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入一段时间后发现浑浊的石灰水又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2。
猜想2:该气体为SO2。
猜想3:_____________________________________________________________。
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装________试剂(填字母)。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是___________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_________________________________________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色;②C中品红溶液不褪色;③D中澄清石灰水变浑浊。
[得出结论]
(4)由上述现象,该小组同学确认该气体的成分为_______________________________。
题型07 硫酸的工业制备
接触法制硫酸分为三个阶段
三原料
硫黄或含硫矿石(硫铁矿)
空气
98.3%的浓硫酸
三阶段
造气(生成SO2)
接触氧化(生成SO3)
SO3被吸收(生成H2SO4)
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
三反应(均放热)
S+O2SO2;4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
SO3+H2O===H2SO4
【典例7】在硫酸的工业制法中,下列生产操作和主要原因均正确的是( )
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体需净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收完全
【变式7-1】下列关于工业制硫酸的说法不正确的是( )
A.硫燃烧生成SO3
B.SO3与水反应生成H2SO4
C.SO2被氧化为SO3需要使用催化剂
D.主要设备是沸腾炉、接触室、吸收塔
【变式7-2】工业上采用接触法制硫酸,其中在接触室进行的反应是( )
A.S+O2SO2
B.4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.2SO2+O22SO3
D.SO3+H2O===H2SO4
【变式7-3】模拟工业上由SO2和O2制备SO3(熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃)的装置如图所示(加热和夹持装置省略)。下列说法正确的是( )
A.装置①中的试剂为饱和NaHSO3溶液
B.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下反应制取SO2
C.装置③中的铂石棉作反应的催化剂
D.从装置⑤排出的气体有过量的SO2和O2
题型08 与用途
1.浓硫酸的性质
2.硫酸的用途:
化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理,金属材料的表面清洗。
【典例8】下列有关浓硫酸的叙述正确的是( )
A.冷的浓硫酸使铁、铝钝化属于化学变化
B.浓硫酸与金属活动性顺序中在氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2
C.浓硫酸具有吸水性,可以干燥NH3、H2等气体
D.浓硫酸是难挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体
【变式8-1】下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液变稀(挥发性)
B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(脱水性)
C.浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
【变式8-2】浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( )
A.酸性 B.脱水性
C.吸水性 D.强氧化性
【变式8-3】下列关于鉴别1 mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下用pH试纸测定两溶液的pH,pH小的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.铝片不能用于鉴别两种溶液
D.两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸
题型09 重要的硫酸盐及其用途
1.硫酸钙
①化学式:石膏CaSO4·2H2O,熟石膏2CaSO4·H2O。
②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石膏常用于制作各种模型和医疗上用的石膏绷带。在水泥生产中,可用石膏调节水泥的凝结时间。
2.硫酸钡
①硫酸钡不容易被X射线透过,在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”。
②硫酸钡可用作白色颜料,并可作高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。
3.硫酸亚铁
①硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,其化学式为FeSO4·7H2O。
②在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂。
③在工业上它还是生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料。
【典例9】医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”,碳酸钡却不能作“钡餐”,这是因为( )
A.硫酸钡不溶于水,碳酸钡溶于水
B.硫酸钡是强酸盐,碳酸钡是弱酸盐
C.硫酸钡不溶于水但溶于酸,碳酸钡不溶于水也不溶于酸
D.硫酸钡不溶于水也不溶于酸,碳酸钡不溶于水但能溶于酸
【变式9-1】下列物质的俗称、化学式、主要用途都正确的是( )
A.石膏(2CaSO4·H2O):用于制造各种模型
B.纯碱(NaHCO3):用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织
C.硫酸钡(BaSO4):作白色颜料、钡餐
D.胆矾(CuSO4):用于制造农药
【变式9-2】有一白色粉末X,关于它的实验现象为:
则X的化学式可能为( )
A.Na2SO4 B.Na2CO3
C.(NH4)2SO4 D.Na2SO3
【变式9-3】下列有关物质的俗称、分类和用途的说法不正确的是
选项
物质
俗称
分类
用途
A
BaSO4
钡餐
难溶盐
用作消化系统 X 射线检查的内服药剂
B
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
复盐
常用于自来水的消毒
C
2CaSO4·H2O
熟石膏
微溶盐
医疗用的绷带
D
NaHCO3
小苏打
酸式盐
用于面食膨松剂和厨房清洁去污
A.A B.B C.C D.D
题型10 浓硫酸与金属反应的实验及规律
1.浓硫酸与金属铜反应的实验
实验装置
实验现象
a试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;
b试管中的品红溶液逐渐变为无色;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
冷却后,将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
实验结论
铜与浓硫酸在加热条件下发生反应,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.浓硫酸与金属反应时的规律
在金属活动性顺序中,位于氢前面的活泼金属和浓硫酸反应时,先生成SO2后生成H2,硫酸可能完全反应。位于氢后面的不活泼金属,如Cu和浓硫酸反应时,先生成SO2后反应停止,所以硫酸不可能完全反应,在进行有关反应的计算时不能用硫酸的量进行计算。
【典例10】根据如图所示装置,回答下列问题。
(1)开始加热后,产生的现象:
a处__________________;b处________________________________________。
(2)停止反应后,用酒精灯在b处微微加热,产生的现象是______________________。
(3)写出a处发生反应的化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1浓硫酸放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是______________________
__________________________________________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液
c.银粉 d.NaHCO3溶液
【变式10-1】用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验说法不合理的是( )
A.①中反应说明浓硫酸具有酸性和强氧化性
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中石蕊溶液变红后不褪色
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【变式10-2】将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成33.6 L气体Y(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述不正确的是( )
A.气体Y是SO2和H2的混合物
B.气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5 g锌
D.反应中共转移3 mol电子
【变式10-3】一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成。某化学兴趣小组对此进行如下探究:
按如图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失,反应一段时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
(1)装置A中需用浓硫酸,用两种简单的方法确定一瓶试剂是浓硫酸还是稀硫酸________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接______、______接b,c接______、______接d;D、E两支试管中CCl4的作用是_______________。
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为__________________________________;
反应一段时间后气泡量又会明显增加的原因是___________________________________。
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_______________________________________。
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第一单元 含硫化合物的性质
题型01 硫的存在形式及物理性质
题型02 硫的化学性质
题型03 二氧化硫的物理性质及用途
题型04 二氧化硫的化学性质
题型05 常见的能用于漂白的物质的比较
题型06 SO2和CO2的鉴别及除杂
题型07 硫酸的工业制备
题型08 浓硫酸的性质与用途
题型09 重要的硫酸盐及其用途
题型10 浓硫酸与金属反应的实验及规律
题型01 硫的存在形式及物理性质
1.硫元素在自然界中的存在形式
在自然界中有游离态和化合态两种存在形式,其中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及氧化物等。化石燃料石油、煤中也存在硫元素,化石燃料燃烧能放出少量的二氧化硫气体。
2.硫单质(俗称硫黄)的物理性质
颜色
状态
硬度
溶解性
黄色或淡黄色
固体
质脆,易研成粉末
溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2
【典例1】下列说法正确的是( )
A.硫是一种难溶于水的黄色晶体
B.硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时作还原剂
C.硫与铁反应时生成硫化铁
D.硫元素在自然界中仅以化合态存在
【答案】A
【解析】硫与H2反应时作氧化剂;硫与铁反应生成硫化亚铁;硫元素在自然界中既有化合态又有游离态。
【变式1-1】洗涤试管内壁上附着的硫黄,可选用的方法是( )
A.用CS2洗涤
B.通入H2加热
C.加热试管使硫熔化
D.用酒精洗涤
【答案】A
【解析】硫黄易溶于CS2,故可用CS2洗涤试管内壁上附着的硫黄。
【变式1-2】东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞有如下描述:“得火则飞,不见埃尘。鬼隐龙匿,莫知所存。将欲制之,黄芽为根。”这里的“黄芽”是指( )
A.硫 B.铜
C.铁 D.金
【答案】A
【解析】液态的金属汞受热易变成汞蒸气,在常温下,汞能与硫反应生成硫化汞(HgS),从而防止其变成汞蒸气,“黄芽”指呈黄色的硫黄,故选项A正确。
题型02 硫的化学性质
1.表现还原性
当硫与氧化性较强的物质反应时,通常失电子,化合价升高,表现一定的还原性,如S+O2SO2。
2.表现氧化性
(1)当硫与H2、部分金属等还原性较强的物质反应时,通常得电子,化合价降低,表现氧化性,如
S+H2H2S
S+2CuCu2S
Fe+SFeS
硫在和可变价金属反应时生成低价的金属硫化物。
(2)在黑火药爆炸的反应中,硫的化合价降低,表现氧化性,化学方程式为
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。
3.既表现氧化性又表现还原性
硫与热的碱溶液反应时,既表现氧化性,又表现还原性,如3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
【典例2】关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中
B.分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
【答案】B
【解析】元素在自然界中存在形式虽然与化学活泼性有关,但不能把非金属性强弱作为判断依据,A错误;黑火药成分中的硫黄溶于CS2后过滤,将滤液蒸发得到硫黄,滤渣再加水溶解过滤,滤渣为木炭,蒸发滤液,浓缩结晶得到硝酸钾,B正确;硫单质显0价,属于中间价态,遇到金属、H2时作氧化剂,遇到氧气等强氧化性非金属单质时作还原剂,C错误;硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,而氯气却生成高价态的金属氯化物,氯气氧化性比硫强,D错误。
【变式2-1】不能由两种单质直接化合而成的是( )
A.FeCl3 B.Na2S
C.Cu2S D.SO3
【答案】D
【解析】S与O2反应生成SO2,SO3不能由单质直接化合而成。
【变式2-2】下列说法正确的是( )
A.S在过量的O2中充分燃烧,可得SO3
B.单质硫难溶于水,易溶于酒精和二硫化碳
C.铁与过量单质硫加热时反应生成Fe2S3
D.硫在O2中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,产生无色有刺激性气味的气体
【答案】D
【解析】A项,S与O2反应时,无论氧气是否足量,燃烧都生成SO2,错误;B项,单质硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,错误;C项,单质S的氧化性较弱,与Fe加热时反应生成FeS,错误;D项,硫在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,产生无色有刺激性气味的气体SO2,正确。
【变式2-3】0.1 mol某固体单质与足量的硫充分反应后,质量增加1.6 g。则该固体单质是( )
A.Cu B.Fe
C.Al D.Ca
【答案】A
【解析】由题意可知,1.6 g即为参与反应的硫的质量,则n(S)=0.05 mol,参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为2∶1,因此该固体单质为Cu。
题型03 二氧化硫的物理性质及用途
1.物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
刺激性气味
比空气大
易溶于水(1∶40)
2.用途
制硫酸、作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等)、杀菌消毒、作食品添加剂。
【典例3】下列关于二氧化硫的说法,不正确的是( )
A.能使某些有色物质褪色
B.无色,有刺激性气味,无毒
C.既有氧化性,又有还原性
D.既可溶于水,又可与水反应
【答案】B
【解析】二氧化硫具有漂白性,A项正确;SO2是一种有毒的气体,B项错误;SO2中S的化合价是+4价,既可以失去电子,又可以得到电子,因此SO2既有氧化性,又有还原性,C项正确;SO2易溶于水,与水反应生成H2SO3,D项正确。
【变式3-1】关于SO2的叙述,正确的是( )
A.SO2是一种无色、有刺激性气味的气体
B.SO2在空气中很容易被氧气氧化
C.可以用排水法收集SO2气体
D.相同条件下,SO2密度比空气的小
【答案】A
【解析】SO2与O2不易反应,需要在一定条件下才可发生反应,B项错误;SO2易溶于水,不能用排水法收集,C项错误;SO2密度比空气大,D项错误。
【变式3-2】当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2的说法正确的是( )
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】葡萄酒中的少量SO2可以起到防腐、除杂、抗氧化的作用,A错误;SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质,B正确;SO2具有还原性,但不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥,C错误;SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,D错误。
题型04 二氧化硫的化学性质
【典例4】下列事实各表现了SO2的什么性质,请将其代号填入每小题后的横线上。
a.易溶于水 b.水溶液呈酸性 c.氧化性
d.还原性 e.漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色________。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色________。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色________。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg+SO22MgO+S)________。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中,试管内的液面上升________。
(6)SO2使石蕊试液变红色________。
【答案】(1)e (2)b (3)d (4)c (5)a (6)b
【解析】(2)“显红色的酚酞溶液”说明溶液中有碱性物质,SO2使显红色的酚酞溶液褪色的原因是SO2与碱性物质发生了反应,此时利用的是SO2水溶液呈酸性。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2与KMnO4发生了氧化还原反应,利用的是其还原性,而不是漂白性。
【变式4-1】下列说法错误的是( )
A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性
B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色
C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性
D.二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后又会恢复到原来的颜色
【答案】A
【解析】SO2的漂白作用不同于HClO,不是利用其强氧化性,而是利用其能与有色物质化合生成不稳定的无色物质,A错误,D正确;二氧化硫的水溶液显酸性,但二氧化硫不具有漂白石蕊溶液的能力,B正确;SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化,C正确。
【变式4-2】如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色
B.品红溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
【答案】A
【解析】SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;SO2有强还原性,与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C正确;SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3,使红色变浅或褪色,D正确。
【变式4-3】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
无现象
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水溶液显酸性,加入石蕊试液中石蕊试液变红色;加入品红溶液中,品红溶液褪色;加入Ba(NO3)2溶液中,H2SO3被NO3 (-)氧化成SO4 (2-),生成BaSO4白色沉淀;加入NaOH和BaCl2混合溶液中,SO2和NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3白色沉淀。
题型05 常见的能用于漂白的物质的比较
类型
化合型
氧化型
吸附型
物质
SO2
Cl2、HClO、次氯酸盐、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质化合生成不稳定的无色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有色物质
变化类型
化学变化
化学变化
物理变化
漂白特点
可逆,非氧化还原漂白,加热或久置后恢复原来颜色
不可逆,氧化还原漂白,加热或久置后不恢复原来颜色
物理漂白,不可逆
漂白对象
具有选择性,如品红、棉、麻、草等,不能漂白指示剂
可以漂白所有有机色质和指示剂
一般用于溶液漂白
【典例5】Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
【答案】C
【解析】Cl2和SO2等物质的量混合通入品红与BaCl2的混合溶液,涉及的化学反应为Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相应的现象是溶液不会褪色,出现白色沉淀BaSO4。
【变式5-1】下列物质都可用于漂白,但漂白原理与其他三种物质不相同的是( )
A.ClO2 B.SO2
C.H2O2 D.NaClO
【答案】B
【解析】ClO2、H2O2、NaClO均具有氧化性,具有漂白性,漂白的原理是与有色物质发生氧化还原反应,是永久性的和不可逆的过程;SO2具有漂白性,漂白原理是与有色物质结合成一种不稳定的无色物质,加热颜色又恢复原色,因此SO2的漂白是可逆的、非氧化还原反应的、暂时性的过程。
【变式5-2】通入SO2能引起下列溶液的颜色变化,其中SO2的作用和SO2使溴水褪色的作用相同的是( )
A.品红褪色 B.NaOH酚酞溶液褪色
C.石蕊试液变红 D.酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【解析】SO2通入品红溶液,溶液褪色,是因为SO2具有漂白性,故A错误;SO2通入NaOH酚酞溶液,溶液褪色,是因为SO2与氢氧化钠反应,溶液碱性减弱,SO2表现的是酸性氧化物的性质,故B错误;SO2通入石蕊试液,溶液变红,是因为SO2与水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,SO2表现的是酸性氧化物的性质,故C错误;SO2通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色的原因是酸性高锰酸钾溶液与SO2发生了氧化还原反应,SO2作还原剂,故D正确。
【变式5-3】为了增加日常使用物品的美观性,人们常对物品进行漂白。下列有关漂白剂的说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,能使品红溶液、滴有酚酞的NaOH溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂
B.活性炭、H2O2、O3等都有漂白性
C.氯气具有漂白性
D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似
【答案】B
【解析】SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为其具有酸性氧化物的性质,SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A错误;活性炭具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;氯气没有漂白性,C错误。
题型06 SO2和CO2的鉴别及除杂
1.鉴别SO2和CO2的常用方法
(1)用品红溶液鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(2)用酸性KMnO4溶液鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(3)用氯水(或溴水)鉴别:褪色的是SO2,不褪色的是CO2。
(4)用H2S溶液鉴别:出现淡黄色浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。
2.SO2和CO2混合气体的检验和除杂方法
(1)除去CO2中混有的SO2,常将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶洗气。
(2)检验SO2和CO2混合气体中CO2的方法
【典例6】CO2气体中含有少量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( )
甲 乙
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
【答案】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项符合题意。
【变式6-1】下列说法正确的是( )
A.将CO2、SO2气体分别通入溴水中,溴水都褪色
B.将CO2、SO2气体分别通入Ba(OH)2溶液中,都有白色沉淀生成
C.将CO2、SO2气体分别通入BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
D.将CO2、SO2气体分别通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中,都有白色沉淀生成
【答案】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,所以A、C、D错,B正确。
【变式6-2】下列物质:①澄清石灰水 ②氯化钡溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液 ⑦湿润的蓝色石蕊试纸 ⑧三氯化铁溶液 ⑨浓硫酸,不能用来区别SO2和CO2气体的是( )
A.①②⑦⑨ B.①③⑧
C.①④⑤ D.③④⑤⑥
【答案】A
【解析】①SO2和CO2气体都会使澄清石灰水变浑浊;②SO2和CO2气体都不与氯化钡反应;③SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而CO2不可以;④SO2气体可以使溴水褪色,而CO2不可以;⑤SO2气体可与酸化的Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,而CO2不可以;⑥SO2可以使品红溶液褪色,而CO2不可以;⑦SO2和CO2气体都会使湿润的蓝色石蕊试纸变红;⑧SO2气体可以将氯化铁溶液中的Fe3+还原为Fe2+,溶液颜色由棕黄色变为浅绿色,而CO2不可以;⑨SO2和CO2气体都不与浓硫酸反应。综上所述,①②⑦⑨符合题意。
【变式6-3】某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水中,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入一段时间后发现浑浊的石灰水又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2。
猜想2:该气体为SO2。
猜想3:_____________________________________________________________。
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装________试剂(填字母)。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是___________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_________________________________________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色;②C中品红溶液不褪色;③D中澄清石灰水变浑浊。
[得出结论]
(4)由上述现象,该小组同学确认该气体的成分为_______________________________。
【答案】该气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证未知气体中是否含有SO2
(3)验证未知气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
【解析】能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的气体只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①该气体为CO2;②该气体为SO2;③该气体为CO2和SO2的混合气体。因为SO2的存在对CO2的验证有干扰,所以要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并将其除尽,再验证CO2气体是否存在。
题型07 硫酸的工业制备
接触法制硫酸分为三个阶段
三原料
硫黄或含硫矿石(硫铁矿)
空气
98.3%的浓硫酸
三阶段
造气(生成SO2)
接触氧化(生成SO3)
SO3被吸收(生成H2SO4)
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
三反应(均放热)
S+O2SO2;4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
SO3+H2O===H2SO4
【典例7】在硫酸的工业制法中,下列生产操作和主要原因均正确的是( )
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体需净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收完全
【答案】D
【解析】硫铁矿燃烧前要粉碎,目的是增大接触面积,使矿石燃烧更充分,A错误;从沸腾炉中出来的气体含有杂质,会造成催化剂中毒,使催化剂失去催化作用,B错误;SO2氧化成SO3的反应是可逆反应,SO2不能全部转化为SO3,C错误;D正确。
【变式7-1】下列关于工业制硫酸的说法不正确的是( )
A.硫燃烧生成SO3
B.SO3与水反应生成H2SO4
C.SO2被氧化为SO3需要使用催化剂
D.主要设备是沸腾炉、接触室、吸收塔
【答案】A
【解析】硫燃烧生成SO2,故A错误。
【变式7-2】工业上采用接触法制硫酸,其中在接触室进行的反应是( )
A.S+O2SO2
B.4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
C.2SO2+O22SO3
D.SO3+H2O===H2SO4
【答案】C
【解析】工业接触法制硫酸时,硫铁矿或硫黄在沸腾炉灼烧来制取二氧化硫气体,故A、B错误;二氧化硫和氧气在接触室中发生催化氧化来制备三氧化硫,故C正确;三氧化硫在吸收塔中被98.3%的浓硫酸吸收制取发烟硫酸,故D错误。
【变式7-3】模拟工业上由SO2和O2制备SO3(熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃)的装置如图所示(加热和夹持装置省略)。下列说法正确的是( )
A.装置①中的试剂为饱和NaHSO3溶液
B.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下反应制取SO2
C.装置③中的铂石棉作反应的催化剂
D.从装置⑤排出的气体有过量的SO2和O2
【答案】C
【解析】进入装置③的气体必须干燥,①中的试剂应是浓硫酸,A错误;铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,B错误;装置③中的铂石棉为SO2和O2反应的催化剂,C正确;SO2和O2的反应是可逆反应,④中逸出的气体是SO2、O2及少量的SO3,⑤中碱石灰可吸收SO2、SO3,从装置⑤排出的气体中没有SO2,D错误。
题型08 与用途
1.浓硫酸的性质
2.硫酸的用途:
化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理,金属材料的表面清洗。
【典例8】下列有关浓硫酸的叙述正确的是( )
A.冷的浓硫酸使铁、铝钝化属于化学变化
B.浓硫酸与金属活动性顺序中在氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2
C.浓硫酸具有吸水性,可以干燥NH3、H2等气体
D.浓硫酸是难挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体
【答案】A
【解析】浓硫酸与金属反应的还原产物均是SO2,B项错误;浓硫酸可与NH3反应,故不能干燥NH3,C项错误;H2S有还原性,浓硫酸会氧化H2S气体,D项错误。
【变式8-1】下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液变稀(挥发性)
B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(脱水性)
C.浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
【答案】D
【解析】A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液变稀,体现浓硫酸吸水性,故A错误;B.铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,体现浓硫酸的强氧化性、酸性,故B错误;C.浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑,体现浓硫酸的脱水性,故C错误;D.浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,故D正确。
【变式8-2】浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( )
A.酸性 B.脱水性
C.吸水性 D.强氧化性
【答案】A
【解析】蔗糖(C12H22O11)在浓硫酸作用下脱水,生成碳和水(实验后蔗糖会变黑,黑的就是碳颗粒),这一过程表现了浓硫酸的脱水性和吸水性;浓硫酸吸水产生的大量热使浓硫酸和C发生反应生成CO2和SO2,这一过程表现了浓硫酸的强氧化性,整个过程没有表现酸性,A项符合题意。
【变式8-3】下列关于鉴别1 mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下用pH试纸测定两溶液的pH,pH小的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.铝片不能用于鉴别两种溶液
D.两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸
【答案】D
【解析】1 mol·L-1稀硫酸的酸度不能用pH试纸测定,因为pH试纸通常测定pH为1到14的溶液,pH试纸也不能测定浓硫酸的pH,因为浓硫酸使试纸脱水炭化,故A项错误;常温下铜与稀硫酸和浓硫酸都不反应,不能鉴别两种溶液,故B项错误;铝片与稀硫酸反应能够产生气泡,与浓硫酸无明显现象,可以鉴别两种溶液,故C项错误;浓硫酸具有吸水性,两溶液敞口在空气中放置一段时间,质量明显增大的是浓硫酸,故D项正确。
题型09 重要的硫酸盐及其用途
1.硫酸钙
①化学式:石膏CaSO4·2H2O,熟石膏2CaSO4·H2O。
②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石膏常用于制作各种模型和医疗上用的石膏绷带。在水泥生产中,可用石膏调节水泥的凝结时间。
2.硫酸钡
①硫酸钡不容易被X射线透过,在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”。
②硫酸钡可用作白色颜料,并可作高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。
3.硫酸亚铁
①硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,其化学式为FeSO4·7H2O。
②在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂。
③在工业上它还是生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料。
【典例9】医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”,碳酸钡却不能作“钡餐”,这是因为( )
A.硫酸钡不溶于水,碳酸钡溶于水
B.硫酸钡是强酸盐,碳酸钡是弱酸盐
C.硫酸钡不溶于水但溶于酸,碳酸钡不溶于水也不溶于酸
D.硫酸钡不溶于水也不溶于酸,碳酸钡不溶于水但能溶于酸
【答案】D
【解析】硫酸钡不溶于水也不溶于酸,可用作钡餐,碳酸钡不溶于水但能溶于酸产生钡离子,钡是重金属,使蛋白质变性,不能用作钡餐。
【变式9-1】下列物质的俗称、化学式、主要用途都正确的是( )
A.石膏(2CaSO4·H2O):用于制造各种模型
B.纯碱(NaHCO3):用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织
C.硫酸钡(BaSO4):作白色颜料、钡餐
D.胆矾(CuSO4):用于制造农药
【答案】C
【解析】A中(生)石膏化学式为CaSO4·2H2O,熟石膏为2CaSO4·H2O;B中纯碱为Na2CO3;D中胆矾为CuSO4·5H2O。
【变式9-2】有一白色粉末X,关于它的实验现象为:
则X的化学式可能为( )
A.Na2SO4 B.Na2CO3
C.(NH4)2SO4 D.Na2SO3
【答案】D
【解析】用排除法,只有B、D项所示物质与H2SO4反应有气体产生;只有D项中产生的气体与NaOH反应生成盐可使溴水褪色,故只有D正确。
【变式9-3】下列有关物质的俗称、分类和用途的说法不正确的是
选项
物质
俗称
分类
用途
A
BaSO4
钡餐
难溶盐
用作消化系统 X 射线检查的内服药剂
B
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
复盐
常用于自来水的消毒
C
2CaSO4·H2O
熟石膏
微溶盐
医疗用的绷带
D
NaHCO3
小苏打
酸式盐
用于面食膨松剂和厨房清洁去污
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.BaSO4俗称钡餐,作为难溶盐用于消化系统X射线检查,正确;
B.KAl(SO4)2·12H2O俗称明矾,属于复盐,但其用途是吸附净水(吸附悬浮物)而非消毒,消毒需杀菌剂(如氯气),错误;
C.2CaSO4·H2O是熟石膏,微溶盐,与水混合后硬化用于医疗绷带,正确;
D.NaHCO3是小苏打,酸式盐,用作膨松剂和清洁剂,正确;
故选B。
题型10 浓硫酸与金属反应的实验及规律
1.浓硫酸与金属铜反应的实验
实验装置
实验现象
a试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;
b试管中的品红溶液逐渐变为无色;
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
冷却后,将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
实验结论
铜与浓硫酸在加热条件下发生反应,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
2.浓硫酸与金属反应时的规律
在金属活动性顺序中,位于氢前面的活泼金属和浓硫酸反应时,先生成SO2后生成H2,硫酸可能完全反应。位于氢后面的不活泼金属,如Cu和浓硫酸反应时,先生成SO2后反应停止,所以硫酸不可能完全反应,在进行有关反应的计算时不能用硫酸的量进行计算。
【典例10】根据如图所示装置,回答下列问题。
(1)开始加热后,产生的现象:
a处__________________;b处________________________________________。
(2)停止反应后,用酒精灯在b处微微加热,产生的现象是______________________。
(3)写出a处发生反应的化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1浓硫酸放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是______________________
__________________________________________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液
c.银粉 d.NaHCO3溶液
【答案】(1)有气泡产生,溶液变蓝 纸条褪色
(2)纸条由无色恢复为红色
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)吸收多余的SO2,防止污染环境
(5)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜和稀硫酸不反应 ②ad
【解析】(1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体,SO2能使品红溶液褪色,生成的CuSO4使溶液变蓝色。(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。(4)SO2有毒,不能直接排放到空气中,用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使浓硫酸的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应;可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生则可证明有余酸。
【变式10-1】用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验说法不合理的是( )
A.①中反应说明浓硫酸具有酸性和强氧化性
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中石蕊溶液变红后不褪色
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】铜与浓硫酸的反应中,硫元素部分化合价降低,部分化合价不变,浓硫酸既表现酸性又表现强氧化性,A正确;SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,故可用品红溶液验证SO2的生成,B正确;SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸溶液显酸性,因此能够使紫色石蕊溶液变为红色,且二氧化硫不能漂白指示剂,所以③中石蕊溶液变红后不褪色,C正确;实验中,铜丝与过量浓硫酸反应生成硫酸铜,试管中还含有过量的浓硫酸,为确认CuSO4生成,应将试管①中的液体倒入水中,观察溶液颜色,若溶液显蓝色,证明有硫酸铜生成,反之则没有硫酸铜生成,而不能将水加入①中,D错误。
【变式10-2】将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成33.6 L气体Y(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述不正确的是( )
A.气体Y是SO2和H2的混合物
B.气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5 g锌
D.反应中共转移3 mol电子
【答案】B
【解析】Zn和浓硫酸反应生成SO2,随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,变成稀硫酸,此时生成H2。反应消耗H2SO4的物质的量为18.5 mol·L-1×0.1 L-0.05 mol·L-1×1 L=1.8 mol,根据得失电子守恒:
Zn失2 mol e- (――→)Zn2+,SO4 (2-)得2 mol e- (――→)SO2,2H+得2 mol e- (――→)H2。此时生成1.5 mol气体,则转移电子为3 mol,反应完的Zn为1.5 mol。则:m(Zn)=65 g·mol-1×1.5 mol=97.5 g,n(SO2)=1.8 mol-1.5 mol=0.3 mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol。故混合气体中n(SO2)∶n(H2)=0.3 mol∶1.2 mol=1∶4。
【变式10-3】一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成。某化学兴趣小组对此进行如下探究:
按如图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失,反应一段时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
(1)装置A中需用浓硫酸,用两种简单的方法确定一瓶试剂是浓硫酸还是稀硫酸________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接______、______接b,c接______、______接d;D、E两支试管中CCl4的作用是_______________。
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为__________________________________;
反应一段时间后气泡量又会明显增加的原因是___________________________________。
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_______________________________________。
【答案】(1)用火柴梗蘸取少量硫酸,火柴梗若立即变黑,证明是浓硫酸;用滴管吸取少量硫酸,滴加在盛有少量水的试管中,若试管壁发热,则证明是浓硫酸(其他答案合理也可)
(2)3或4 4或3 2 1 防倒吸
(3)C中品红溶液褪色 浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与Zn反应放出H2
(4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO3 (-)
【解析】(1)可根据浓硫酸的特性选择简单易行的实验方法进行确定,如利用其脱水性及稀释时放热等。(2)C装置应是检验SO2气体的,故应选择甲,且应长管进短管出;则B处需要接一个防倒吸的安全装置,故应选择乙。(3)浓硫酸的强氧化性表现在SO4 (2-)被还原成SO2。反应开始,装置中的空气被排出,C、D、E中均有气泡产生,随着反应的进行,品红溶液褪色,说明有SO2生成,且随着H2SO4浓度的减小,反应速率逐渐减慢,气泡量减少,反应一段时间后浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与Zn反应产生H2,气泡量又会明显增加。(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成可溶性的Ca(HSO3)2,据此可写出其离子方程式。
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