内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素
专项实验二 不同价态含硫物质的转化
第五章 化工生产中的重要非金属元素
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试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、
乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网(或陶土网)、玻璃棒、药匙、棉
花、镊子、火柴
浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶
液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液
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滴加H2SO3溶液的试管中,有淡黄色浑浊生成;滴加酸性
KMnO4溶液的试管中,紫红色褪去并有淡黄色浑浊生成
Na2S溶液具有还原性,分别与H2SO3溶液、KMnO4溶液反应
H2SO3+2S2-+4H+===3S↓+3H2O
2MnO+5S2-+16H+===2Mn2++5S↓+8H2O
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过量的
BaSO4沉淀
不出现浑浊
SO4(2-)沉淀完全
浑浊
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NaOH溶液
饱和Na2CO3溶液
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盐酸
呈中性或微酸性
玻璃棒不断搅拌
较多固体
余热使滤液蒸干
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铜片不断溶解且表面有气泡产生,品红溶液褪色
在加热条件下,铜片与浓硫酸反应生成SO2
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【实验目的】
1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验用具】
器材:
。
材料及试剂:
。
【实验过程】
1.在两支试管中分别加入1 mL Na2S溶液,向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液,另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液,用浸过NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口,观察并记录实验现象。
实验现象:
。
实验解释及离子方程式:
(1) 。
(2)离子方程式为 ;
。
【实验过程】
1.溶解:用托盘天平称取5 g粗盐,放入100 mL烧杯中,然后加入20 mL水,用玻璃棒搅拌,使粗盐全部溶解,得到粗盐水。
2.除SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4):向粗盐水中滴加 BaCl2溶液(2~3 mL),使SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)与Ba2+完全反应生成 ,将烧杯静置。
3.验证SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)是否除 尽:静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴BaCl2溶液。若上层清液 ,则表明SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps50、\o(\s\up 15(2-),4)已沉淀完全;若出现 ,则应继续加BaCl2溶液, 直至 。
4.除Mg2+:向粗盐水中滴加过量的 (约0.25 mL),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀。
5.除Ca2+、Ba2+:向上述溶液中滴加过量的 (2~3 mL),使Ca2+、Ba2+与COEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps22 \o(\s\up 23/(2-),3)完全反应生成沉淀。
思考:Ba2+是从哪里来的?
提示:除SOEQ \* jc0 \* "Font:Times New Roman" \* hps30 \o(\s\up 18(2-),4)时加入过量的BaCl2溶液引入的。
6.验证离子是否除尽:用与第3步类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全。
7.过滤并滴加盐酸:将烧杯静置,然后过滤,除去生成的沉淀和不溶性杂质。向所得滤液中滴加 ,用玻璃棒搅拌,直到没有气泡冒出,并用pH试纸检验,使滤液 。
8.蒸发结晶:将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用 。当蒸发皿中出现 时,停止加热,利用蒸发皿的 。
9.用坩埚钳将蒸发皿夹持到石棉网(或陶土网)上冷却,得到去除了杂质离子的精盐。
2.如下图所示连接好仪器,向试管中加入1 mL浓硫酸和一小块铜片,塞上带导管的单孔胶塞,加热,观察并记录实验现象。
实验现象: 。
实验解释及化学方程式:
。
Cu+2H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up15(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
3.将0.5 g硫粉和1 g铁粉均匀混合,放在石棉网(或陶土网)上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。
提示:铁粉继续红热,与硫继续反应,直至全部铁粉反应完,冷却后得到黑色固体。
1.在上述实验中,含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化?
提示:低价的含硫物质遇强氧化剂会转化为高价态的物质;高价态的含硫化合物遇还原剂转化为低价态的含硫物质;含硫化合物的转化,都是向相邻价态靠近。
2.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些化学反应?
提示:F+S eq \o(=====,\s\up15(△))FeS,S+O2 eq \o(=====,\s\up15(点燃))SO2。
3.举例说明不同价态的含硫物质如何转化?
提示:H2 eq \o(S,\s\up6(-2)) eq \o(⥫==⥬,\s\up30(O2(不足)),\s\do20(H2、△))
eq \o(S,\s\up6(0)) eq \o(⥫==⥬,\s\up15(O2),\s\do15(H2S))
eq \o(S,\s\up6(+4))O2 eq \o(―――→,\s\up15(O2))
eq \o(S,\s\up6(+6))O3
1.硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。将H2S气体通入酸性KMnO4溶液中,有什么现象?写出发生反应的化学方程式。
提示:紫红色褪去并有淡黄色浑浊生成。
5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+5S↓。
2.将黑色的Fe2S3固体加入足量盐酸中,溶液中有淡黄色固体生成,产物还有哪些物质?过滤,微热滤液,然后加入过量氢氧化钠溶液,可观察到什么现象?
提示:FeCl2、H2S;先有白色沉淀生成,然后沉淀转化为灰绿色,最终转化为红褐色。
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