内容正文:
第18讲 硫及其化合物
[复习目标] 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、硫酸的性质及应用,掌握SO的检验方法。3.了解硫酸型酸雨的形成及防治方法。
考点一 硫 二氧化硫
(一)单质硫
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
思考 (1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?
(2)硫单质难溶于水,易溶于CS2,其原因是什么?
提示 (1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
(2)硫单质、CS2均属于非极性分子,而H2O属于极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(二)二氧化硫
1.物理性质
色、味、态
密度
溶解性
无色、有刺激性气味的有毒气体
比空气的大
易溶于水,通常状况下,1体积的水溶解约40体积的SO2
2.化学性质
按要求完成下列化学方程式:
(1)酸性氧化物的通性
与H2O反应:SO2+H2OH2SO3;
与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O。
(2)氧化性:SO2+2H2S===3S+2H2O。
(3)还原性
与O2反应:2SO2+O22SO3;
与Cl2和H2O反应:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4。
(4)漂白性:可使品红溶液等有色物质褪色生成不稳定的无色物质。
3.三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
次氯酸及盐、过氧化物、O2等
不可逆、持久
加合型
与有色物质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
4.SO2的实验室制法
(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。
5.硫的氧化物对环境的影响
(1)硫的氧化物的来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程
1.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3( )
2.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物( )
3.等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同( )
4.将SO2通入紫色石蕊溶液中,紫色石蕊溶液先变红后褪色( )
5.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性( )
6.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.×
一、硫及多硫化物的性质
1.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是( )
A.2Al+3SAl2S3
B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
答案 A
解析 A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,S只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,S体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,S体现氧化性和还原性,错误。
2.(2023·台州高三检测)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
答案 A
解析 由题干信息知,多硫离子S中S元素化合价为-价>-2价,而As2S3中S元素为-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。
二、SO2的制取与性质探究
3.某研究性学习小组用如图装置制取少量二氧化硫并探究其某些性质。
(1)装置A发生反应的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是________________、____________________;这些现象分别说明SO2具有的性质是________________和________________;装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红反应的可逆性,请写出实验操作及现象:________________
________________________________________________________。
(4)尾气可采用________________溶液吸收。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液蓝色变浅直至褪色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 SO2+2H2O+I2===SO+2I-+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH(答案合理即可)
4.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__________,证明SO2具有__________性。
(2)试管②中的实验现象:石蕊溶液___________________________________________。
(3)试管③中______________(填“能”或“否”)观察到沉淀。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是__________________(填化学式,下同)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是______________________________,用离子方程式表示产生沉淀的过程:____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)褪色 还原 (2)变红 (3)否 (4)BaSO4 (5)BaSO3 SO2+2OH-===SO+H2O、Ba2++SO===BaSO3↓
三、CO2、SO2混合气体中各成分的检验
5.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,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__________________________________________。
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溶液的颜色变浅但不褪成无色
解析 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,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
(1)SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色。
(2)检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2。
考点二 硫酸、SO检验
1.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温常压下为液态,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:
2.硫酸
(1)硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,稀释时放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
(2)浓硫酸的三大特性
3.硫酸的工业制法
完成相关反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
答案 ①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 S+O2SO2 ②2SO2+O22SO3
4.SO的检验
检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag+等离子的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。
1.浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO( )
2.少量胆矾加入浓硫酸中,蓝色晶体变白,体现浓硫酸的吸水性( )
3.用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上,滤纸变黑,体现浓硫酸的脱水性( )
4.将铜片加入盛有浓硫酸的试管中,加热铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体,体现浓硫酸的强氧化性、酸性( )
5.将少量铜加入浓硫酸中加热,很快能观察到溶液变为蓝色( )
6.一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热,产生的气体为SO2和H2的混合气体( )
7.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化( )
8.工业上可用稀硫酸洗去锅炉中的水垢( )
答案 1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.×
一、浓H2SO4的特性及应用
1.下列有关硫酸的实验或用途中利用了硫酸的哪些性质?
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体:________________。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3:_____________________
___________________________________________________。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:_________________________________________。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:_________________________________________
________________________。
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2:______________________________________________
________________________。
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO:HCOOHCO+H2O:___________________
__________________________________________。
(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验:_______________________________________
________________________。
答案 (1)浓硫酸的吸水性 (2)浓硫酸具有高沸点、难挥发性 (3)浓硫酸的强氧化性
(4)硫酸的强酸性 (5)浓硫酸的酸性、强氧化性 (6)浓硫酸的脱水性 (7)浓硫酸的脱水性、强氧化性
2.下列有机反应中都要使用硫酸。其中使用浓硫酸的是________(填序号,下同),使用稀硫酸的是________。
(1)苯的硝化 (2)乙醇的消去
(3)乙醇与乙酸的酯化 (4)乙酸乙酯的水解
(5)糖类物质的水解 (6)蛋白质的水解
(7)油脂的水解
答案 (1)(2)(3) (4)(5)(6)(7)
二、浓硫酸与金属反应的实验探究
根据下列实验装置及现象解答3~4题:
①
②
铜丝表面无明显现象;
铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象
铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色
3.(2024·金华高三检测)下列说法正确的是( )
A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸,可用铜制容器盛放浓硫酸
B.②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等
C.依据②,可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
答案 C
解析 常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化,可以用铁制容器盛放浓硫酸,故A错误;随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,则②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不可能相等,故B错误;②中在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确。
4.若实验②选用铁丝,发现铁丝完全溶解,并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下:
(1)甲同学认为气体X为SO2。
(2)乙同学认为气体X为H2。
(3)丙同学认为气体X为_________________________________________________________。
猜测含有H2的理由是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 H2和SO2的混合气体 随着反应的进行,硫酸的浓度变小,铁与稀硫酸反应生成氢气
浓H2SO4与金属反应时“量变”引起的“质变”规律
(1)较活泼金属(如Zn)反应开始产生SO2,硫酸浓度变小后产生H2。
(2)不活泼金属(如Cu)反应开始产生SO2(加热),硫酸浓度变小后,稀H2SO4不再与不活泼金属反应。
三、SO检验实验方案设计
5.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
答案 C
解析 A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
6.有一瓶Na2SO3溶液,试设计实验探究Na2SO3的氧化程度。
答案 取样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,过滤,然后向沉淀中滴入过量稀盐酸,若沉淀全部溶解,则Na2SO3未被氧化;若沉淀部分溶解,则Na2SO3部分被氧化;若沉淀一点也不溶解,则Na2SO3全部被氧化。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,通过观察溶液颜色变化,来探究SO2具有漂白性(2022·江苏,11B)( )
(2)SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒(2021·湖南,2C)( )
(3)温室气体是形成酸雨的主要物质(2022·全国甲卷,7B)( )
(4)用石灰石石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏(2022·浙江6月选考,8D)( )
(5)工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2(2023·浙江1月选考,5B)( )
(6)浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化(2023·河北,10A)( )
(7)稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈(2019·江苏,3B)( )
(8)用烧碱溶液吸收蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气体:SO3+2OH-===SO+H2O
(2022·福建,8C)( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)×
2.(2022·江苏,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
答案 C
解析 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。
3.(2022·广东,5)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
答案 B
解析 铜和浓硫酸反应生成CuSO4,体现浓硫酸的酸性,生成SO2,体现浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
4.(2020·浙江7月选考,28Ⅱ)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是______________________________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)浓硫酸吸水且放热,导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4白色沉淀
5.(2018·浙江11月选考,28)某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)。请回答:
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应后,将试管Ⅰ中的白色固体加入水中,溶液呈蓝色
B.取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4
C.试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有氧化性
D.试管Ⅴ中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替
(2)取下试管Ⅱ,在该试管口套上气球,将无色溶液加热恢复至红色,冷却后,发现溶液颜色再次变浅。解释“无色→红色→颜色变浅”变化的原因:___________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)ABD
(2)SO2遇品红溶液生成不稳定无色物质,受热释放SO2,溶液恢复红色;温度降低,SO2在品红溶液中溶解度增大,溶液颜色变浅
课时精练
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
答案 B
解析 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.下列叙述或操作正确的是( )
A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性
B.浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用NaOH溶液冲洗
C.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌
D.浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸不仅表现强氧化性,还表现酸性
答案 D
解析 浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸也有氧化性,如活泼金属和稀硫酸反应产生氢气,故A错误;浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用布拭去,再用水冲洗,最后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,NaOH溶液有腐蚀性,不能用NaOH溶液冲洗,故B错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,并不断搅拌,故C错误;浓硫酸与铜反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D正确。
4.(2024·武汉高三模拟)硫酸钙用途广泛,下列说法不正确的是( )
A.CaSO4·2H2O俗名:熟石膏
B.CaSO4属于强电解质
C.CaSO4中既含离子键又含共价键
D.石膏可用来调节水泥硬化速度
答案 A
解析 CaSO4·2H2O俗名:生石膏,A错误;CaSO4是盐,在水溶液中完全电离,属于强电解质,B正确;水泥具有水硬性,石膏可用来调节水泥硬化速度,D正确。
5.(2023·豫北名校高三调研)正交硫(也称菱形硫、斜方硫)与单斜硫是硫元素的两种常见单质,均由S8分子(结构如图所示)组成,两者结构中S8分子的排列方式不同,相互之间可以转化:单斜硫正交硫。下列有关说法错误的是( )
A.正交硫与单斜硫互为同素异形体
B.S8分子中每个“S”均满足8电子结构
C.正交硫转化为单斜硫发生了化学变化
D.正交硫与单斜硫均完全燃烧生成SO2时,单斜硫放出的能量多
答案 D
解析 正交硫与单斜硫都是由硫元素组成的单质,所以两者互为同素异形体,A正确;由结构示意图可知,S8分子中每个硫原子与2个硫原子形成共价键,则每个硫原子均满足8电子稳定结构,B正确;同素异形体之间的转化属于化学变化,C正确。
6.下列关于SO2、SO3的说法正确的是( )
A.SO2与SO3均为极性分子
B.SO3能与水形成分子间氢键
C.SO3分子中S的杂化方式为sp3
D.SO2分子中键角小于SO3分子中的键角
答案 D
解析 SO2分子中S原子为sp2杂化,孤电子对数为1,分子空间结构为V形,SO2为极性分子,SO3分子中S原子为sp2杂化,孤电子对数为0,分子空间结构为平面三角形,SO3为非极性分子,A、C错误;SO3遇水迅速反应生成硫酸,SO3与H2O不能形成分子间氢键,但H2SO4与H2O能形成分子间氢键,B错误。
7.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
实验
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
答案 C
解析 A项,溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO,再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性;B项,SO2与H2S溶液发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,体现了SO2的氧化性;C项,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性;D项,SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据强酸制弱酸,则酸性:H2SO3>H2SiO3。
8.(2024·舟山模拟)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:SO>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
答案 A
解析 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;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。
9.实验室用如图装置制备HCl气体。推压注射器活塞将浓盐酸慢慢注入浓硫酸中,可制备少量干燥HCl气体,其原理分析不正确的是( )
A.混合时放热使HCl溶解度减小
B.浓硫酸具有吸水性,吸收了盐酸中水分
C.浓盐酸具有挥发性,利于HCl气体逸出
D.浓盐酸中HCl以分子形式存在,利于HCl气体逸出
答案 D
解析 浓硫酸与浓盐酸混合过程中放出大量的热,温度升高使HCl溶解度减小,有利于HCl的逸出,故A正确;浓硫酸有吸水性,可以干燥氯化氢气体,故B正确;氯化氢是强电解质,浓盐酸中以H+、Cl-形式存在,故D错误。
10.(2023·北京,7)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
答案 C
解析 浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子以水的组成比脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;浓硫酸与C反应生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
11.(2023·广州高三统考)我国科学家被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”。某小组同学利用反应S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正确的是( )
A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性
B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性
C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现-2价硫元素的还原性
D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
答案 C
解析 在试管①中发生反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,浓硫酸仅体现了强氧化性,A错误;试管②中酸性KMnO4溶液褪色,是由于SO2具有还原性,被酸性KMnO4溶液氧化,故体现+4价硫元素的还原性,B错误;试管③中,SO2与Na2S在溶液中发生氧化还原反应产生S,S元素化合价由Na2S中的-2价升高至S单质中的0价,这体现-2价硫元素的还原性,C正确;在烧杯中SO2与NaOH溶液反应的化学方程式应为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,D错误。
12.(2023·湖州高三月考)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品,将SO2通入Na2CO3和Na2S混合溶液中可制得Na2S2O3。其制备装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.S2O的空间结构为四面体形
B.若用98%的浓硫酸,反应速率将降低
C.制备Na2S2O3的总方程式为Na2CO3+4SO2+2Na2S===3Na2S2O3+CO2
D.为增大三颈烧瓶中加入原料的利用率,可通入过量SO2
答案 D
解析 98%的浓硫酸的主要成分是硫酸分子,溶液中氢离子浓度小,与亚硫酸钠固体的反应速率慢,故B正确;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离出的氢离子能与硫代硫酸钠溶液反应,导致产率降低,所以制备硫代硫酸钠时,不能通入过量的二氧化硫,故D错误。
13.(2023·深圳模拟)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如图:
(1)过程①进行的操作是___________________________________________________。
(2)上述流程中,加入NaOH后,发生反应的化学方程式为_______________________________
_______________________________________。
(3)亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4,原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)设计实验证明亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4的方案:在一支试管中,加入少量亚硫酸钠粗品,用适量蒸馏水溶解,________________________,出现白色沉淀,则证明含有Na2SO4。
答案 (1)过滤 (2)NaHSO3+NaOH===Na2SO3+H2O (3)Na2SO3具有较强还原性,易被空气中的氧气氧化 (4)加入过量盐酸,再加入BaCl2溶液
14.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_________________________。
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
解析 (2)为了防倒吸和安全起见,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-1×2.0×10-3L=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=3.2×10-4g,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。
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