内容正文:
第15讲 硫及其化合物
第15讲 硫及其化合物 1
学习目标 2
一、基础学习目标 2
二、培优提升目标 2
核心知识梳理 4
一、 硫及氧化物的性质 4
二、 硫酸、硫酸根离子的检验 6
三、 不同价态含硫物质的转化 7
易错警示 9
易错警示一:SO2 9
易错警示二:三类漂白剂的区别 9
易错警示三:检验SO2和CO2同时存在的一般流程 9
易错警示四:四种常见的SO2尾气处理方法 9
易错警示五:SO42-检验的易错点 10
易错警示六:二氧化硫的制备与性质总结 10
典例精讲 12
一 硫的性质 12
二 二氧化硫的性质 12
三 浓硫酸的特性 13
四 硫酸根离子的检验 15
五 不同价态含硫物质的性质及转化关系 16
分层训练 17
基础夯实 17
能力培优 27
难点突破 43
学习目标
一、基础学习目标
1. 了解硫元素在自然界中的存在形式与常见化合价,掌握硫单质的物理性质、主要化学性质及用途,能书写硫与金属、非金属单质的反应方程式。
2. 掌握二氧化硫的物理性质;从酸性氧化物角度理解其化学性质,熟记相关反应方程式;认识二氧化硫的还原性、漂白性,明确其漂白原理与特点。
3. 掌握三氧化硫的物理性质与酸性氧化物通性,理清二氧化硫与三氧化硫的性质差异及相互转化关系。
4. 巩固稀硫酸的酸的通性;掌握浓硫酸的物理性质,区分浓硫酸吸水性、脱水性,理解其强氧化性,熟练书写浓硫酸与铜、碳等物质的反应方程式,牢记浓硫酸稀释的操作规范。
5. 掌握硫酸根离子的标准检验方法,了解常见干扰离子及排除方式。
6. 梳理 0、+4、+6 价含硫代表物质,掌握不同价态含硫物质的基本转化规律。
7. 了解二氧化硫引发酸雨的成因、危害,知晓含硫尾气处理、酸雨防治的基本方法,树立绿色环保理念。
二、培优提升目标
1. 结合氧化还原反应规律,分析硫及其化合物的氧化性、还原性,能依据化合价变化判断陌生反应的产物。
2. 深度辨析易混概念:区分二氧化硫与常见物质的漂白原理、浓硫酸三大特性,规避高频知识误区。
3. 熟练完成二氧化硫与二氧化碳混合气体的检验、除杂、鉴别方案设计与评价。
4. 能分析铜与浓硫酸反应中浓度变化带来的反应变化,解决相关定量计算、实验产物检验、装置分析类题型。
5. 全面分析硫酸根离子检验的各类干扰场景,能判断、修正不合理的实验检验方案。
6. 运用价类二维思维模型,梳理含硫物质转化网络,解决无机推断、连续氧化、简单化工流程类综合题型。
7. 结合工业情境、实验探究,分析含硫物质相关的综合应用题、图像题与变式题型,提升知识迁移与综合解题能力。
核心知识梳理
1、 硫及氧化物的性质
(一)、硫单质的性质及应用
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
不溶
微溶
易溶
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
问题思考
(1)从物理性质和化学性质两个角度简要阐述,如何洗涤附着在试管内壁上的硫?
答案 硫单质易溶于CS2,也可以与热的强碱溶液反应,3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。所以当试管壁上沾有单质硫时,可用CS2或热的强碱溶液洗涤。
(2)你有哪些实例(证据)可以推知(推理)硫的氧化性比氯气的弱。
答案 ①与变价金属反应,Cl2与变价金属反应生成高价态化合物,S与变价金属反应生成低价态化合物;②氢化物的稳定性:HCl>H2S;③置换反应H2S+Cl2 ===2HCl+S↓;④最高价含氧酸的酸性:HClO4>H2SO4;⑤还原性:S2->Cl-。
(二)、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
无色有刺激性气味的气体
比空气大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
有毒
(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。
2.三氧化硫(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。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程:
2、 硫酸、硫酸根离子的检验
(1) 、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,溶解时可放出大量的热,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.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁:Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)MgO:MgO+2H+===Mg2++H2O;
(3)Ba(OH)2:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
(4)Na2SO3:SO+2H+===H2O+SO2↑;
(5)BaCl2:Ba2++SO===BaSO4↓。
3.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。
(2) 、硫酸根离子的检验
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防止CO、SO、Ag+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↓。
3、 不同价态含硫物质的转化
(1) 理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
(2) 握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示
如:H2SSSO2SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
易错警示
易错警示一:SO2
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。
(3)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
易错警示二:三类漂白剂的区别
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
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
易错警示三:检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
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。
易错警示四:四种常见的SO2尾气处理方法
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,总反应方程式为 2CaO+2SO2+O22CaSO4。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学反应原理为
①吸收反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
易错警示五:SO42-检验的易错点
1.误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag+
+Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
2.误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
易错警示六:二氧化硫的制备与性质总结
(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②综合实验装置
典例精讲
一 硫的性质
例.1891年Engel首次制得S6分子,1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是
A.S6和S8互为同位素 B.S与铜粉反应,所得产物为CuS
C.S与过量的氧气反应可以得到SO3 D.可用热氢氧化钾溶液洗涤附着有S的试管
【答案】D
【解析】A.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素,S6和S8都是单质,不是核素,故A错误;
B.硫单质具有弱氧化性,与金属反应,生成低价金属硫化物,与铜粉反应,所得产物为Cu2S,故B错误;
C.氧气是过量还是少量,S与氧气反应只能得到SO2,故C错误;
D.S会与热氢氧化钾溶液反应生成亚硫酸钾,硫化钾等,故D正确;
故选D。
必备知识
1.从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:H2、Na2、Fe O2、O、O。
2.硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
3.硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
二 二氧化硫的性质
例.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、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2和Cl2混合使用,有更强的漂白能力
【答案】B
【解析】A.SO2能使品红溶液褪色是因为其具有漂白性,使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,SO2不能使石蕊溶液褪色,A项错误;
B.能使品红褪色的物质有很多,如Cl2、Na2O2、酸性KMnO4溶液等,不一定是SO2,B项正确;
C.这些漂白剂的漂白原理不同,SO2能使红墨水褪色是SO2和红墨水结合形成无色物质,活性炭能使红墨水褪色是由于吸附作用,漂白粉、Na2O2能使红墨水褪色是由于其具有强氧化性,C项错误;
D.SO2和Cl2在溶液中相遇发生反应:,会使漂白作用减弱或丧失,D项错误;
故选B。
必备知识
SO2的化学性质
三 浓硫酸的特性
例.用如图实验装置进行探究实验(b~d均为浸有相应试液的棉花),下列说法错误的是
A.上下移动a中铜丝可控制气体产生的量
B.由b处变红色证明SO2为酸性氧化物
C.由b、c处均褪色证明SO2具有漂白性
D.安全气球的主要作用是收集SO2
【答案】C
【解析】A.上下移动a中铜丝,可以控制反应的发生与停止,控制气体产生的量,故A正确;
B. b处石蕊变红说明二氧化硫和水反应生成酸,则证明SO2为酸性氧化物,故B正确;
C.c处品红褪色证明SO2具有漂白性,b处石蕊只变红不褪色,故C错误;
D.二氧化硫有毒,安全气球的主要作用是收集SO2,故D正确;
选C。
必备知识
浓硫酸的三大特性
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。
(2)脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去蔗糖、纸张、棉布、木条等有机物中的氢和氧。
(3)强氧化性
①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
浓硫酸与铜反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O。
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O。
四 硫酸根离子的检验
例.有一瓶溶液,它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍然有白色沉淀,下列叙述正确的是
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入溶液后,产生的沉淀中一定含有硫酸钡
C.加入稀硫酸后,不溶的沉淀一定是硫酸钡和亚硫酸钡
D.将稀硫酸换成稀盐酸后观察沉淀变化量可以确定溶液是否部分被氧化
【答案】D
【分析】亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀,则向亚硫酸钠溶液中加入氯化钡溶液后,产生的沉淀可能为亚硫酸钡或亚硫酸钡和硫酸钡的混合物;再加入足量稀硫酸,亚硫酸钡可与稀硫酸反应生成硫酸钡、二氧化硫和水,则充分振荡后仍然有白色沉淀,不能说明加入氯化钡溶液产生白色沉淀的成分,无法确定亚硫酸钠是否被氧化。
【解析】A.由分析可知,该实验无法确定亚硫酸钠溶液是否被部分氧化,故A错误;
B.由分析可知,若亚硫酸钠未被氧化,加入氯化钡溶液后,生成的沉淀为亚硫酸钡,故B错误;
C.由分析可知,加入稀硫酸后白色沉淀一定是硫酸钡,故C错误;
D.将稀硫酸换成稀盐酸,若亚硫酸钠部分被氧化,则生成的BaSO3沉淀可溶于盐酸而BaSO4不溶,可以确定亚硫酸钠溶液是否被部分氧化,故D正确;
故选D。
必备知识
硫酸根离子的检验方法
上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除CO、Ag+等离子的干扰。
五 不同价态含硫物质的性质及转化关系
例.已知:①2H2S+SO2=3S+2H2O
②S+2H2SO4(浓)=3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O
则下列说法正确的是
A.①说明SO2能与酸反应,故SO2具有碱性氧化物的通性
B.②若改用稀硫酸,则放出H2
C.②和③说明硫具有两性元素的性质
D.上述反应说明硫既有氧化性又有还原性
【答案】D
【解析】A.①反应为氧化还原反应,SO2中硫元素化合价降低,表现出氧化性,A项错误;
B.S能与浓硫酸反应,但不能与稀硫酸反应,B项错误;
C.单质硫既可以发生氧化反应,化合价升高,也可以发生还原反应,化合价降低,即硫处于中间价态,说明既有氧化性又有还原性,不是两性元素的性质,C项错误;
D.由C选项分析可知,硫既有氧化性又有还原性,D项正确;
故选D。
必备知识
不同价态含硫物质的性质及转化关系
分层训练
基础夯实
1.中医文化博大精深,令人惊叹。中医用药讲究“十八反”和“十九畏”,如“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”。下列有关硫单质的说法错误的是( )
A.硫具有杀菌消毒的作用,可用于制作药皂
B.试管内壁上的硫可用二硫化碳清洗
C.过量的硫与铁反应生成,表现了硫单质的还原性
D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,发出淡蓝色火焰
答案:C
解析:硫有氧化性,具有杀菌消毒作用,可以用于制作药皂,A项正确;硫与铁反应时,无论硫是否过量,产物均为FeS,表现了硫的氧化性,C项错误。
2.下列区分浓硫酸和稀硫酸的方法中既绿色环保又简单可行的是( )
A.取样,分别放入质量相同的铜片
B.取样,分别滴入紫色石蕊溶液中,观察颜色
C.用玻璃棒各蘸取少许涂在纸上
D.加入锌粒,观察是否有气体生成
答案:C
解析:常温下,浓硫酸、稀硫酸和Cu都不反应,A错误;少量的浓硫酸、稀硫酸滴入紫色石蕊溶液中都能使紫色石蕊溶液变红,B错误;浓硫酸具有脱水性,浓硫酸能使纸炭化变黑,C正确;浓硫酸与Zn反应生成有毒的气体,不符合绿色环保的要求,D错误。
3.下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是( )
A.、、 B.HI、、
C.、、 D.、、
答案:C
解析:A项中的不能用碱石灰干燥,不能用浓硫酸干燥;B项中的气体都不能用碱石灰干燥,HI不能用浓硫酸干燥;D项中的气体都不能用碱石灰干燥,不能用浓硫酸干燥。
4.下列反应中,能产生的是( )
①硫在空气中燃烧
②亚硫酸钠和硫酸反应
③碳和热的浓硫酸反应
④铜和热的浓硫酸反应
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.①②③④
答案:D
解析:略
5.固硫剂能把含硫燃料燃烧生成的二氧化硫转化成盐的形式固定在炉渣中。下列选项的物质组合中,各种试剂常用作固硫剂的是( )
①CaO;②;③;④
A.① B.②③ C.①③ D.①②③④
答案:C
解析:略
6.蔗糖与浓硫酸发生反应的过程如图所示。
下列关于该过程的分析正确的是( )
A.该实验的缺点是可能带来环境污染
B.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的吸水性
C.过程②固体体积膨胀,主要是因为反应过程中放热
D.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,说明蔗糖是还原糖
答案:A
解析:浓硫酸具有脱水性,能够将蔗糖中H原子、O原子按2:1比例以的形式脱去,脱水过程中产生大量的热,同时还会发生反应:,产生的大量气体,使固体体积膨胀,据此分析解题。
A.由分析可知,该实验中可能产生,有毒,会污染环境,故该实验的缺点是可能带来环境污染,A正确;
B.过程①白色固体变黑,即浓硫酸将蔗糖中H原子、O原子按2∶1比例以的形式脱去,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,B错误;
C.浓硫酸脱水过程中产生大量的热,会发生反应:,产生的大量气体,使固体体积膨胀,故过程②固体体积膨胀,主要是因为反应过程中产生的大量气体,C错误;
D.由C项分析可知,过程中产生气体,该气体能使品红溶液褪色,但不能说明蔗糖是还原糖,D错误;
故答案为:A。
7.下列物质久置在干燥的空气中,会因化学变化而质量减轻的是( )
A.石碱 B.烧碱 C.浓硫酸 D.粗盐
答案:A
解析:A.石碱是十水合碳酸钠,久置于干燥空气中失去结晶水变为碳酸钠,发生了化学变化,质量减轻,A正确;
B.烧碱吸收空气中的二氧化碳,质量增重,B错误;
C.浓硫酸久置于干燥的空气中,质量基本不变,C错误;
D.粗盐久置于干燥的空气中,质量基本不变,D错误;
故选A。
8.实验室中有两瓶没贴标签的浓硫酸和稀硫酸,某同学提出的下列鉴别方法不正确的是( )
A.分别取10 mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状黏稠的是浓硫酸
C.分别加入盛有水的试管中,放热的是浓硫酸
D.分别滴加到蔗糖中,蔗糖变黑的是稀硫酸
答案:D
解析:
A项
浓硫酸的密度大,稀硫酸的密度小,取相同体积的溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
正确
B项
浓硫酸为无色油状黏稠的液体,而稀硫酸的流动性好
正确
C项
浓硫酸溶于水放热
正确
D项
分别滴加到蔗糖中,蔗糖变黑的是浓硫酸
错误
9.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)自2018年7月开始,通过每月评选,向世界介绍118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。其中,华东师范大学姜雪峰教授被遴选为硫元素代言人。下列说法正确的是( )
A.硫与非金属单质发生反应时均作氧化剂
B.硫与汞反应的化学方程式为
C.硫在自然界中只有化合态
D.在加热条件下,硫粉与铜反应生成CuS
答案:B
解析:硫与氧气或氯气等非金属单质反应时作还原剂,A项错误;自然界中含硫矿物分布非常广泛,种类也很多,以单质硫和化合态硫两种形式存在,硫单质主要存在于火山口附近和地壳的岩层中,C项错误;在加热条件下,硫粉与铜反应生成,D项错误。
10.某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与无关,则下列实验无意义的是( )
A.观察硫酸钠溶液没有颜色
B.加水稀释硫酸铜溶液,溶液蓝色变浅
C.向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液,振荡后静置,溶液蓝色未消失
D.向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液,振荡后静置,溶液蓝色消失
答案:B
解析:硫酸钠由钠离子和硫酸根离子构成,硫酸钠溶液没有颜色说明两种离子都不能使溶液显蓝色,A项有意义;硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的,水无色,水由水分子构成,所以加水稀释硫酸铜溶液,蓝色变浅不能证明硫酸铜溶液显蓝色与硫酸根离子无关,B项无意义;硫酸铜和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,氯化铜溶液仍然呈蓝色,原硫酸铜中的硫酸根离子被沉淀,则硫酸铜溶液显蓝色与铜离子有关,与硫酸根离子无关,C项有意义;硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,振荡后溶液蓝色消失,说明硫酸钠中的离子都不能使溶液显蓝色,能证明硫酸铜溶液显蓝色与硫酸根离子无关,D项有意义。
11.是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中含量的是( )
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气
④将含的尾气向高空排放
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
答案:A
解析:燃煤中含有硫元素,其燃烧产物中含有,可造成空气污染,导致硫酸型酸雨,以其他清洁能源代替燃煤,对煤炭进行固硫、脱硫处理均可减少向空气中的排放;用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气,发生反应:,可将转化为固态的,从而减少空气中的含量;将含的尾气向高空排放不能减少空气中的含量,故能减少工业排放尾气中含量的是①②③,本题选A。
12.下列对的性质描述不正确的是( )
A.无色、有刺激性气味的气体
B.和水反应生成硫酸
C.有漂白性,能使品红溶液褪色
D.具有还原性,能被氧气氧化
答案:B
解析:是无色、有刺激性气味的气体;具有漂白性,能使品红溶液褪色;具有还原性;能和水反应生成亚硫酸,故选B。
13.通入已使酚酞显红色的某溶液中,红色消失的原因是( )
A.的漂白性 B.的还原性
C.溶于水显酸性 D.的氧化性
答案:C
解析:二氧化硫不能漂白指示剂,酚酞溶液显红色,说明溶液显碱性,通入后溶液褪色,说明碱性消失,体现溶于水显酸性;
故选:C。
14.在学习了硫的转化后,某学生绘制了如图转化关系。
(1)写出指定物质的化学式:A__________,B__________,D__________;
(2)写出“→C”的化学方程式:__________________________________________________________(写一个即可)。
(3)写出A与相互转化的化学方程式:__________________________________________________________________。
(4)写出一个由直接生成的化学方程式:__________________________________________________________。
答案:(1);
(2)(合理即可);
(3);
(4)(合理即可)
解析:(1)A中S元素为+6价且可以转化为,又可以和二氧化硫相互转化,因此A为;B中硫元素为-2价且为气态氢化物,因此B为;D中S元素为+4价,且是酸,故D为;
(2)C中S元素为+6价,且由制得,则“→C”的化学方程式可为;
(3)与相互转化的化学方程式为;
(4)直接生成的一个化学方程式为。
15.某研究性学习小组利用如图所示装置探究二氧化硫的性质。已知该实验过程可产生足量的二氧化硫。(装置中固定仪器未画出)
(1)A中所装试剂为铜片和__________________(填试剂名称),导管F的作用是____________________________________________________________。
(2)D中的试剂为0.5溶液,实验中无明显现象,若改为同浓度的溶液,则出现白色沉淀,此沉淀的化学式为_____________________________,证明具有____________________性。
(3)装置B用于验证的漂白性,则其中所装溶液为( )
A.酸性高锰酸钾溶液 B.品红溶液
C.石蕊试液 D.蓝色的碘-淀粉溶液
(4)实验时,B中溶液退色,并有大量气泡冒出,但始终未见C中饱和澄清石灰水出现浑浊或沉淀。请推测可能的原因,并设计实验验证。
可能原因:______________ ___________________。
实验验证:_________ __________________________。
(5)E中溶液用于验证的氧化性,可观察到的现象为________________________________________________________。
(6)指出上述装置中的不足之处:___ ________________。
答案:(1)浓硫酸;平衡气压(防止气压过低产生倒吸现象,也防止气压过大),且反应结束后可以从导管中通入空气,便于排出装置内残余的
(2);还原
(3)B
(4)产生得快而多且溶解度较大,的溶解度很小,饱和澄清石灰水的浓度小,导致迅速生成;取适量中反应后的溶液,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成
(5)有淡黄色沉淀生成
(6)缺少尾气处理装置
解析:(1)铜和浓硫酸在加热的条件下反应可制得二氧化硫,导管F的作用是平衡气压(防止气压过低产生倒吸现象,也防止气压过大),且反应结束后可以从导管中通入空气,便于排出装置内残余的。
(2)在装置D中发生反应,证明二氧化硫具有还原性。
(3)用品红溶液验证二氧化硫具有漂白性。
(4)始终未见C中饱和澄清石灰水出现浑浊或沉淀的原因可能是产生得快而多且溶解度较大,的溶解度很小,饱和澄清石灰水的浓度小,导致迅速生成,而易溶于水;取适量C中反应后的溶液,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成可验证溶液中是否有。
(5)因足量,故E中发生的反应为,产生淡黄色沉淀,证明二氧化硫有氧化性。
(6)二氧化硫是过量的,且有毒,污染环境,应进行尾气处理。
16.已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用。为了探究SO2的漂白作用到底是SO2本身还是SO2与水作用的产物,某学习小组设计了如图装置来进行实验。
请回答相关问题。
1.制备SO2气体的反应方程式为:_____________________;发生装置的玻璃仪器名称为_______、_______。
2.为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色,某同学设计了如图所示实验装置,请指出实验装置图设计中的不合理之处。
①____________________________________;
②____________________________________。
3.按照修改后的装置,实验中控制SO2以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色.这说明品红褪色的原因不是SO2直接导致。为此,SO2能使品红的水溶液褪色的可能微粒有(不考虑水及水电离出来的粒子)___________________________。
4.甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量Na2SO3固体和NaHSO3固体,两支试管中的品红都褪色,对此他得出结论:使品红褪色的微粒是HSO3-和SO32-,不是H2SO3。你认为他的结论是否正确_____,其理由是__________________________。
5.为了进一步探究,乙组同学做了如下实验:分别取相同浓度的品红水溶液各20mL于两只小烧杯中,再分别一次性加入20mL0.1mol·L-1的Na2SO3溶液、20mL0.1mol·L-1的NaHSO3溶液,发现加入Na2SO3溶液的品红褪色较快。
①微粒浓度与褪色快慢关系,请用下表表示:
同浓度溶液
H2SO3
褪色速度
Na2SO3溶液
多
少
少
快
NaHSO3溶液
比上面少
比上面多
比上面多
慢
②根据实验和分析,得出的结论是_____________________________。
答案:1.Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;圆底烧瓶;分液漏斗;
2.①二氧化硫没有干燥(或缺少二氧化硫的干燥装置)
②没有尾气吸收装置;
3.;
4.不正确;因亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子都会水解生成亚硫酸;
5.主要是有漂白性
解析:1.由图示可知,反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=SO2↑+Na2SO4+H2O,其发生装置为圆底烧瓶和分液漏斗。
2.实验目的是探究干燥的SO2能不能使品红褪色,但是气体却没有进行干燥,SO2有毒,装置中却没有设计尾气吸收装置。
3.根据实验,干燥的SO2通入品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色,排除了SO2使品红褪色的可能。问SO2能使品红的水溶液褪色的可能微粒有哪些,就要知道SO2与水反应形成的溶液中有哪些微粒,即。
4.甲同学分别加入少量Na2SO3固体和NaHSO3固体溶于水都发生水解,所含的微粒相同且都有H2SO3。他的结论是不正确的。
5.通过对比实验很容易得到主要是有漂白性的结论。
17.某同学通过查阅资料得知,可利用粉末与70%硫酸溶液在加热条件下反应来快速制取。该同学设计了下图装置制取并验证其性质。
回答下列问题:
1.根据资料中的相关信息,甲装置应选择下列装置中的__________(填序号)
2.实验过程中,丙装置中酸性高锰酸钾溶液紫红色退去,说明具有____________________性,证明具有漂白性的现象为____________________。
3.丁装置的作用是__________,写出其中发生主要反应的化学方程式____________________。
答案:1.b;2.还原;乙中品红溶液红色退去;3.吸收多余,防止污染空气;
解析:1.粉末与70%硫酸溶液在加热条件下反应来快速制取,属于固液加热型反应,发生装置需要选取固液加热型装置,故选b。
2.二氧化硫具有还原性,可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色;二氧化硫具有漂白性,可使乙中品红溶液褪色。
3.二氧化硫有毒,污染环境,能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,可用氢氧化钠溶液吸收,用倒置的漏斗可起到防倒吸的作用。
能力培优
1.常温下,单质硫主要以形式存在,加热时,会转化为、、等;当温度达到750 ℃时,硫蒸气主要以形式存在(占92%)。下列说法中正确的是( )
A.转化为、、属于物理变化
B.不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成
C.、、、的物理性质完全相同
D.把硫单质在空气中加热到750 ℃即得
答案:B
解析:硫单质之间的转化为化学变化,A项错误;硫单质完全燃烧的产物为,B项正确;、、、的物理性质不完全相同,C项错误;硫单质在空气中加热会燃烧生成,D项错误。
2.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:A.浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,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;
B.浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;
C.结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成的能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;
D.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;
故选C。
3.已知:酸性条件下的具有强氧化性,能将+4价硫氧化为+6价硫。在探究的性质实验中,下列根据实验现象得出的结论错误的是( )
A.向水溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀是
B.向碘水中通入,溶液褪色,说明有还原性
C.将过量的通入溶液中,无明显现象,说明与溶液不反应
D.向水溶液中加入粉末,有气泡产生,说明的酸性强于的
答案:C
解析:的水溶液显酸性,滴加溶液,在酸性条件下能将氧化为,产生白色沉淀,A项正确;能与碘水反应:,说明具有还原性,B项正确;能与溶液反应:,C项错误;溶液能与反应生成气体,说明的酸性强于的,D项正确。
4.下面是四位同学为验证某无色气体氧化物为而进行的实验,其中能够充分说明该气体是的是( )
①甲同学将该气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,滴加盐酸后有刺激性气味气体产生
②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红
③丙同学将该气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复红色
④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,滴加盐酸后再滴加溶液,有白色沉淀生成
A.①②③④ B.仅①③④ C.仅③④ D.仅②③④
答案:B
解析:①甲同学将该气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,说明该气体与反应产生沉淀;滴加盐酸后有刺激性气味气体产生,说明该气体为。②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红,只能说明该气体为酸性气体。③能使品红溶液褪色且加热后又恢复红色的气体是。④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,说明该气体具有还原性,滴加盐酸后再滴加溶液,有白色沉淀()生成,说明该气体是。
5.把一定量的锌与100 mL 18.5 浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中。下列叙述不正确的是( )
A.气体Y是和的混合物
B.反应中共消耗锌78 g
C.气体Y中和的体积之比为1:4
D.反应中共转移3 mol电子
答案:B
解析:浓硫酸与锌反应生成二氧化硫气体,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,继续与锌反应生成氢气,气体Y的物质的量为,溶液稀释至1 L,测得溶液中,所以剩余的物质的量,参加反应的,设反应生成xmol、ymol,则,,则有x+y=1.5,2x+y=1.8,解得x=0.3,y=1.2,所以反应生成0.3 mol 和1.2 mol 。气体Y是和的混合物,A正确;反应中共消耗锌的物质的量为(x+y)mol=1.5 mol,质量为,B错误;同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,气体Y中和的体积比为0.3:1.2=1:4,C正确;1 mol Zn反应转移2 mol电子,转移电子共1.5mol×2=3mol,D正确。
6.向5 mL 18 的溶液中加入足量铜片并加热使其充分反应。下列说法正确的是( )
A.有0.09 mol 参加反应
B.有0.045 mol 被还原
C.充分反应后体系中硫酸无剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
答案:D
解析:浓硫酸与铜在加热条件下发生氧化还原反应,随着反应的进行,硫酸浓度逐渐减小,而稀硫酸与铜不反应,反应停止,有剩余。根据题意可得,参加反应的的物质的量一定小于0.09 mol,由可知,被还原的的物质的量一定小于0.045 mol,参加反应的铜的质量一定小于,D项正确。
7.室温下,1体积的水能溶解约40体积的。用试管收集后进行如下实验。对实验现象的分析错误的是( )
A.试管内液面上升,不能证明与发生了反应
B.试管中剩余少量气体,可能是因为收集的不纯
C.取出试管中溶液,立即加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,原因是与发生反应生成了
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH降低,是由于挥发
答案:D
解析:由“1体积的水能溶解约40体积的”知,试管内液面上升,不能证明与发生了反应,A项正确;试管中剩余的少量气体可能是收集的中混有的空气,B项正确;向溶液中加入紫色石蕊溶液,溶液变红,说明溶液呈酸性,证明与发生反应生成了,电离产生了,C项正确;易被空气中的氧化为,可使溶液的pH降低,D项错误。
8.某研究小组成员在鉴别浓硫酸和稀硫酸时设计了如下方案,不合理的是( )
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
常温下加入铝片
产生有刺激性气味的气体者为浓硫酸
C
分别加入盛有水的烧杯中
放出大量热者为浓硫酸
D
加入中
固体变白者为浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
答案:B
解析:
选项
浓硫酸中的现象
原理
结论
A
火柴梗变黑
浓硫酸具有脱水性
√
B
无明显现象
常温下,Al遇浓硫酸发生钝化
×
C
稀释放出大量的热
浓硫酸稀释时放热明显
√
D
蓝色晶体变为白色
浓硫酸具有吸水性
√
9.下列物质的性质、应用及对应关系均正确的是( )
物质性质
实际应用
A
聚合硫酸铁能水解并形成胶体
可用于自来水厂净化水源
B
纯碱受热易分解
可用作面团发酵时的膨松剂
C
具有氧化性
可用于纸浆的漂白
D
氨水具有碱性
可用于除去铜器表面
A.A B.B C.C D.D
答案:A
解析:A.聚合硫酸铁用于净水,利用其水解能形成胶体的性质,故A正确;
B.纯碱受热不易分解,但纯碱可以和面团发酵时产生的酸反应产生,导致面团疏松多孔,故B错误;
C.纸浆的漂白是利用的漂白性,故C错误;
D.不溶于等碱溶液,溶于氨水生成铜氨络合物与其碱性无关,故D错误;
选A。
10.下列有关工业制硫酸的说法正确的是( )
A.一般以硫磺或黄铁矿(主要成分:)为原料
B.鼓入足量的空气,原料可直接转化为
C.用水吸收,可提高吸收效率
D.含的废气经回收可用于制备硫酸
答案:D
解析:A.工业制硫酸过程中,一般将硫磺或黄铁矿(主要成分:)为原料在氧气中焙烧生成,A错误:
B.硫磺或黄铁矿和氧气反应生成,不能直接得到,B错误;
C.工业制硫酸过程中,用浓硫酸吸收,可提高吸收效率,避免产生酸雾,C错误;
D.二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸,避免污染且综合利用,D正确;
故选D。
11.铁基脱硫剂常用于水泥、石化领域中硫化物的脱除,其转化关系如下图所示。
下列说法中,不正确的是( )
A.过程I中,铁元素的化合价降低 B.过程II中,只有硫元素被氧化
C.通过过程I和II,硫元素被脱除 D.可以循环利用
答案:B
解析:A.过程I中,铁元素的化合价由+3价降低到+2价,故A正确;
B.过程II硫元素和铁元素化合价都升高,都被氧化,故B错误;
C.通过过程I和II,被氧化为S单质除去,故C正确;
D.通过图示得出被循环利用,故D正确;
答案选B。
12.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,只体现的酸性
B.a处变红,说明是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
答案:B
解析:Cu与浓硫酸反应生成,体现了硫酸的氧化性,A错误;能使紫色石蕊试液变红说明有酸性物质生成,可以说明是酸性氧化物,B正确;c处褪色,体现了的还原性,C错误;反应后混合液中硫酸浓度很高,浓硫酸吸水,导致生成的不能形成蓝矾,D错误。
13.下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
答案:D
解析:氯气和水反应生成HCl和HClO,不能直接生成NaClO,A项错误;和水反应生成,不能直接生成,B项错误;难溶于水,不与水反应,不能直接生成,C项错误;和反应生成,和少量反应生成,受热分解生成、、,D项正确。
14.用如图所示装置(内含物质),可验证木炭与浓硫酸反应有生成,下列有关说法正确的是( )
A.连接的正确顺序是A→E→F→C→D→B
B.和都可与澄清石灰水反应,且原理相似
C.只需观察到乙中澄清石灰水变浑浊这一个现象,即可验证有生成
D.丁中酸性溶液褪色,体现的漂白性
答案:B
解析:甲中进行浓硫酸和木炭的反应,生成和,本实验要利用澄清石灰水检验二氧化碳,而二氧化硫会影响对二氧化碳的检验,所以需要先用酸性高锰酸钾溶液将二氧化硫除去,然后用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,之后再用澄清石灰水检验二氧化碳。根据上述分析可知,正确的连接顺序为A→E→C→D→B,A项错误;二氧化疏、二氧化碳均为酸性氧化物,分别与澄清石灰水反应生成难溶于水的,原理相似,B项正确;二氧化硫会影响对二氧化碳的检验,所以需要先确定二氧化硫是否除尽,当观察到品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊时证明有生成,C项错误;二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化从而使溶液褪色,D项错误。
15.二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(主要成分为,其中硫元素为-1价)在高温条件下和氧气反应制备,该反应中被氧化的元素是____________(填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为_____L。
(2)实验室中用下列装置测定被催化氧化为的转化率(已知的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时均被完全吸收)。
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作:____________________。
②当停止通入,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是__________________。
③实验结束后,若装置D增加的质量为,装置E中产生白色沉淀的质量为,则此条件下二氧化硫的转化率是________________(用含字母的代数式表示,不用化简)。
(3)某学习小组设计了如图所示装置来验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________。
②为验证二氧化硫的还原性,反应一段时间后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入溶液,产生白色沉淀
上述方案合理的是______________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为____________________________。
答案:(1)Fe、S;11.2
(2)①打开分液漏斗上部的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加
②使残留在装置中的和被充分吸收
③
(3)①试管a中出现淡黄色浑浊
②Ⅲ;
解析:(1)反应中铁元素和硫元素的化合价均升高,则这两种元素均被氧化,反应中生成8 mol二氧化硫气体时转移44 mol电子,故转移2.75 mol电子时生成的二氧化硫气体在标准状况下的体积为。
(2)①打开分液漏斗旋塞前,首先要打开分液漏斗上部的活塞,以利于分液漏斗中的液体滴下。②对于定量测定实验,除了要排除空气、水蒸气等的干扰,还要将产物以及未反应的全部驱赶至吸收装置以进行准确测量或称量,故反应停止后还要继续通入一段时间的氧气。③装置D增加的质量为的质量,装置E中的沉淀为,根据硫元素守恒可知,与反应的的物质的量为,未与反应的的物质的量为,故二氧化硫的转化率为。
(3)①能将氧化生成硫单质。②方案Ⅰ,向氯水中加入溶液也可得到白色沉淀;方案Ⅱ,二氧化硫和氯水均可使品红溶液褪色;方案Ⅲ,产生白色沉淀可证明与发生了氧化还原反应(因溶液显酸性,故不会产生沉淀)。
16.某实验小组探究铜和浓硫酸的反应,并对产物的性质进行探究。用如图所示装置进行实验。
回答下列问题:
(1)A中用铜和浓硫酸制取,使用可抽动的铜丝的优点是____________________,反应的化学方程式是____________________,该反应中浓硫酸体现的性质是______________(填序号)。
a.酸性 b.强氧化性 c.吸水性 d.脱水性
(2)按化学方程式的化学计量数之比在A中投入浓硫酸与铜,在加热条件下充分反应,发现铜仍有剩余,原因是__________________。
(3)反应后A中生成白色的浊液,设计简单的实验验证反应生成了:__________________。
(4)B中品红溶液褪色说明具有的性质是__________________。
(5)能说明与水反应生成了酸的实验现象是__________________。
(6)F中反应的离子方程式为__________________,下列装置能起到与F相同作用的是__________________(填序号)。
答案:(1)可以控制反应的发生和停止;(浓);ab
(2)铜和稀硫酸不反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应不再进行
(3)将反应后的混合物倒入盛水的烧杯中,搅拌,发现溶液变蓝
(4)漂白性
(5)E中湿润的蓝色石蕊试纸变红
(6);bc
解析:浓硫酸和铜反应生成二氧化硫,二氧化硫能使品红溶液褪色,被浓硫酸干燥后通入D中,干燥的蓝色石蕊试纸不变红,进入E中,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,最后被NaOH溶液吸收,防止污染环境。
(1)A中用铜和浓硫酸制取,使用可抽动的铜丝的优点是可以控制反应的发生和停止。反应的化学方程式为(浓)。在该反应中,硫酸中部分硫的化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性,还有部分硫的化合价没有变化,生成了硫酸铜,体现了硫酸的酸性。
(2)铜只能和浓硫酸反应,和稀硫酸不反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应不再进行,所以按化学方程式的化学计量数之比在A中投入浓硫酸与铜,在加热条件下充分反应,铜仍有剩余。
(3)无水硫酸铜是白色的,硫酸铜溶液是蓝色的,证明反应生成了硫酸铜,可以将反应后的混合物倒入盛水的烧杯中,搅拌,发现溶液变蓝,即证明反应生成了。
(4)有漂白性,能使品红溶液褪色。
(5)和水反应生成亚硫酸,亚硫酸有酸性,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,则E中湿润的蓝色石蕊试纸变红,则证明与水反应生成了酸。
(6)F中发生了二氧化硫和NaOH溶液的反应,生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为。装置F中的NaOH溶液可以吸收防止污染空气,同时使用了倒扣于水面的漏斗,可以防止倒吸。a中二氧化硫直接通入NaOH溶液中,不能防止倒吸;b中的干燥管插入NaOH溶液中,可以充分吸收二氧化硫,同时干燥管的球部可以容纳一定量的液体,可以防倒吸;c中的广口瓶起到了和b中干燥管球部相同的作用,NaOH溶液可以吸收二氧化硫。
17.某化学实验小组设计如下实验来探究的性质并检验和。
(1)将分别通入下列四种溶液中(已知:硝酸具有强氧化性,能将氧化成硫酸):
①试管a中的实验现象为酸性溶液______________,说明具有____________性。
②试管b中的实验现象为品红溶液____________,说明具有____________性。
③试管c中能产生白色沉淀,该沉淀是__________(填化学式)。
④试管d中能产生白色沉淀,该沉淀是__________(填化学式)。
(2)用如图所示装置验证某无色气体A是和的混合气体。
①B中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
②C中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
③D中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
④E中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
答案:(1)①褪色;还原
②褪色;漂白
③
④
(2)①品红溶液;检验
②酸性溶液;除去
③品红溶液;检验是否除尽
④澄清石灰水;检验
解析:(1)①能将酸性溶液中的还原为,说明具有还原性。②试管b中品红溶液褪色,说明具有漂白性。③将通入溶液中,溶液呈酸性,在酸性条件下被氧化为,得到的白色沉淀是。④将通入试管d的溶液中,与NaOH反应生成再与反应生成沉淀。
(2)检验用品红溶液,吸收用酸性溶液,检验用澄清石灰水;在检验之前,必须除尽,因为也能使澄清石灰水变浑浊。
18.某校化学学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98.3%的浓硫酸和足量的锌粒,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;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答下列问题。
(1)从装置A进入装置B中的气体可能有:____________、____________、____________。
(2)从甲、乙装置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。
(3)E试管中溶液的作用是____________。
(4)①能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为____________,②反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是____________。
(5)D中浑浊消失反应的离子方程式为____________。
答案:(1);;水蒸气
(2)3(或4);4(或3);2;1
(3)防倒吸
(4)①C中品红溶液褪色
②随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与Zn反应放出
(5)
解析:(1)A中反应开始时锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水,随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式分别为(浓)(稀)。
(2)B装置的作用是防止倒吸,可将乙装置填入B中;C装置的作用是检验二氧化硫的漂白性,将甲装置填入C中,且导管长进短出,所以正确的连接顺序为:a接3(或4),4(或3)接b,c接2,1接d。
(3)E中的四氯化碳可以防止倒吸。
(4)①有二氧化硫生成能证明浓硫酸具有强氧化性,二氧化硫能使品红溶液褪色。②随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与Zn反应放出,所以反应较长时间后气泡量又明显增加。
(5)过量的二氧化硫能使亚硫酸钙溶解,反应的离子方程式为。
难点突破
1.自然界中的硫循环需要依靠多种硫氧化细菌(能把低价硫氧化为高价硫)或还原细菌,硫的部分转化如图所示。下列有关表述错误的是( )
A.是一种具有臭鸡蛋气味的还原性气体
B.过程①②中,含硫物质均发生氧化反应
C.过程⑤需要硫氧化细菌参与
D.若过程④用反应,则反应的离子方程式为
答案:C
解析:是一种具有臭鸡蛋气味的气体,其中的S为-2价,是硫元素的最低价,有还原性,A正确;过程①②中,硫元素化合价均升高(-2→0,0→+4),则含硫物质均发生氧化反应,B正确;过程⑤中转化为,硫元素化合价降低(+6→-2),被还原,需要硫还原细菌参与,C错误;过程④是转化为,硫元素化合价升高(+4→+6),被氧化,若用作氧化剂,反应的离子方程式为,D正确。
2.石墨烯铜复合材料的电导率高,韧性好,可用于制备高铁的“超级导线”。某化学小组用如下装置测定其中的碳含量(铜、碳以外的成分不与浓硫酸反应)。已知:实验前后,各通入一次,将装置中的气体全部赶入U形管中。
下列说法不正确的是( )
A.可用足量的溶液代替溶液
B.若撤去盛装浓硫酸的洗气瓶,则测定的结果偏高
C.球形干燥管内碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管
D.实验结束后,U形管增重m g,则碳含量为
答案:A
解析:
3.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系,下列推断不正确的是( )
A.若甲为,则丁可能为
B.若甲为氨水,则丁可能为
C.若甲为,则丁可能为
D.若甲为,则丁可能为NaOH溶液
答案:C
解析:若甲为,丁为,则乙为S,丙为,即,符合转化关系,A项正确;若甲为氨水,丁为,则乙为,丙为,即氨水,符合转化关系,B项正确;若甲为,丁为,则乙为NO,丙为,不能与反应得到项错误;若甲为,丁为NaOH溶液,则乙为,丙为,即,符合转化关系,D项正确。
4.用下列两种途径制取,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法错误的是( )。
途径①:
途径②:
A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大的浓度来降低成本
C.由途径①和途径②分别制取l mol ,理论上各消耗1 mol S,各转移4 mol电子
D.途径②比途径①更能体现“绿色化学”的理念
答案:C
解析:途径①反应的化学方程式为:,体现了浓硝酸的强氧化性,故A正确;氧气来源于空气,价格较低,增大氧气的浓度可提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,故B正确;途径①和途径②中的硫元素都是从0价升高到+6价,分别制取1 mol ,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol 电子,故C错误;途径①中会产生有毒气体,途径②比途径①的污染相对较小且原子利用率较高,更能体现“绿色化学”的理念,故D正确。
5.硫元素的“价-类二维图”如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.硫元素的性质活泼,自然界中不存在b
B.物质a与c、f、e都有可能发生化学反应生成b
C.将c通入品红溶液中,溶液先变红后褪色
D.将f的水溶液在空气中放置一段时间,其pH值将增大
答案:B
解析:图示为S元素的价类二维图,a为氢化物,其化学式为:;b为单质,其化学式为:S;c为+4价硫的氧化物,其化学式为:;d为+6价硫的氧化物,其化学式为:;e为+6价的酸,其化学式为:;f为+4价的酸,其化学式为:;h为硫酸盐,g为亚硫酸盐。
A.自然界中存在游离态的硫,主要在火山喷口处,故A错误;
B.硫化氢和二氧化硫反应生成硫和水,硫化氢和亚硫酸反应生成硫和水,硫化氢和浓硫酸反应生成硫、二氧化硫和水,因此a与c、f、e都有可能发生化学反应生成b,故B正确;
C.将通入品红溶液中,由于具有漂白性,能使品红溶液褪色,故C错误;
D.将的水溶液在空气中放置一段时间,被氧化为,其酸性增强,pH值减小,故D错误;
故答案选B。
6.仅用表中提供的实验仪器,能达到相应实验目的的是( )
选项
实验仪器(夹持装置省略)
实验目的
A
烧杯、玻璃棒、蒸发皿
硫酸铜溶液的浓缩结晶
B
试管、烧杯、酒精灯
鉴别葡萄糖和蔗糖
C
胶头滴管、量筒、烧杯
稀释浓硫酸
D
烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管
用NaCl晶体配制85 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液
A.A B.B C.C D.D
答案:B
解析:浓缩结晶需要酒精灯加热,A错误。向蔗糖和葡萄糖溶液中加入新制悬浊液,加热条件下,葡萄糖溶液中会出现砖红色沉淀,可用于鉴别二者;用表中提供的仪器,利用银镜反应也可以鉴别二者,B正确。稀释浓硫酸时需要用玻璃棒搅拌散热,C错误。称取NaCl固体时需要托盘天平和药匙,从100 mL容量瓶中取出85 mL溶液需要量筒等仪器,D错误。
7.某学习小组设计如图所示的装置对浓硫酸与木炭的反应进行实验探究(部分夹持装置略)。下列说法不正确的是( )
A.装置甲中还缺少加热仪器
B.用丙或丁装置均可探究的漂白性
C.按甲→丁→丙顺序连接装置,可证明浓硫酸的还原产物是
D.按甲→丁→丙→乙顺序连接装置(丙中溶液未变为无色),可证明木炭的氧化产物是
答案:B
解析:A.浓硫酸与木炭的反应需要在加热条件下进行,故装置甲中还缺少酒精灯,A正确;
B.用丙装置探究的还原性,用丁装置探究的漂白性,B错误;
C.按甲→丁→丙顺序连接装置,若丁装置中的品红溶液褪色,证明反应有生成,丙装置可进一步检验并吸收,防止污染,C正确;
D.按甲→丁(检验二氧化硫)→丙(除去二氧化碳中的二氧化硫)→乙(丙装置酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,澄清石灰水变浑浊)顺序连接装置,可证明木炭的氧化产物是,D正确;
故选B。
8.实验室探究和溶液反应的原理,装置如图,实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是( )
A.滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹,通入一段时间
B.Y中产生的白色沉淀是
C.在X装置中浓硫酸体现氧化性和酸性
D.若将换成氨水,Y中能产生白色沉淀
答案:C
解析:A.通入一段时间的目的是排尽装置内的空气,防止干扰实验结果,A正确;
B.遇到后被氧化成硫酸根,硫酸根与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,B正确;
C.亚硫酸钠与硫酸中硫为相邻价态,不发生氧化还原反应,只发生复分解反应,C错误;
D.遇到氨水后,生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,D正确;故答案选C。
9.黄铁矿的主要成分为为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是( )
A.反应I后溶液的酸性增强
B.反应Ⅱ中被NO氧化
C.反应Ⅲ中每生成1 mol NO分子,转移1 mol电子
D.该过程的总反应为
答案:B
解析:A.反应I的离子方程式为 ,反应有氢离子生成,反应后溶液的酸性增强,故A正确;
B.反应Ⅱ中铁元素化合价不变,没有被NO氧化,故B错误;
C.反应Ⅲ中每生成1 mol NO分子,同时生成,铁元素化合价由+2升高为+3,转移1m ol电子,故C正确;
D.根据反应历程图,被氧气氧化为和,根据得失电子守恒配平反应方程式为,故D正确;
选B。
10.利用如图所示装置进行的相关实验,其中能达到实验目的的是( )
A.制备 B.收集
C.验证的还原性 D.验证与水反应
答案:A
解析:实验室常用70%左右的硫酸与亚硫酸钠反应制取,A正确;的密度比空气大,应该用向上排空气法收集,导气管进气方向错误,B错误;能与氢硫酸发生反应,体现的氧化性,不能验证的还原性,C错误;液面上升说明试管中的量减少,可能是与水反应造成,也可能是溶于水造成,D错误。
11.浓硫酸与蔗糖发生作用的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑,体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②产生刺激性气味的气体,体现了浓硫酸的酸性
C.过程中固体体积膨胀与的生成有关
D.过程中硫酸分子发生了化学键的断裂
答案:B
解析:浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2:1的比例脱除,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;浓硫酸作用下蔗糖脱水过程中释放大量热,此时发生反应,产生大量气体,使固体体积膨胀,该过程体现了浓硫酸的氧化性,B项错误、C项正确;该过程中,硫酸分子发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
12.已知:受热分解的化学方程式为。将受热一定时间后产生的气体通入如图所示装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.能说明存在的实验现象是品红溶液褪色
B.能说明存在的实验现象是溶液中有白色沉淀产生
C.为测定沉淀的质量,后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量
D.为验证受热一定时间后残留固体的成分,设计实验:取适量固体,加足量稀盐酸溶解,然后滴加KSCN溶液,若显红色,则有,说明残留固体中只有
答案:D
解析:能使品红溶液褪色而不能,故能说明存在的实验现象是品红溶液褪色,A正确;与溶液不反应,与溶液可发生反应:,能说明存在的实验现象是溶液中有白色沉淀产生,B正确;为测定沉淀的质量,后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量,C正确;取适量受热一定时间后残留的固体,加足量稀盐酸溶解,滴加KSCN溶液,若显红色,则有,说明残留固体中有,但无法确定是否有,D错误。
13.已知c、d、e、f、h均是二元化合物,a为黑色固体单质,d能使品红溶液褪色,e是液体,上述物质的转化关系如图所示(个别产物已略去)。下列说法正确的是( )
A.a与b的反应体现了b的强氧化性和酸性
B.f中阴阳离子个数比为2:1
C.h也可以由两种单质直接化合而成
D.d可用作食品添加剂
答案:D
解析:碳与浓硫酸反应生成、和,S的化合价从+6降低至+4,只体现了浓硫酸的强氧化性,不表现酸性,A项错误;f为,由1个过氧根离子和2个钠离子构成,阴阳离子个数比为1:2,B项错误;h为,S和氧气反应只能生成,C项错误;d为,可用作食品添加剂,D项正确。
14.某兴趣小组用CaS与反应制备高纯,实验装置如图所示(装置A内产生的气体中含有酸性气体杂质)。
下列说法不正确的是( )
A.装置A中的反应利用了水解原理
B.为了简化装置,B可以省略
C.装置C中的X溶液可以选择NaHS溶液
D.为了快速排除体系内的空气,可先断开装置F和装置G的连接
答案:B
解析:装置A中盛有的、CaS发生相互促进的水解反应生成,A项正确;装置B的作用是初步除去易溶于水的气体杂质和细小粉末,并实行第一次冷却降温,不能省略,B项错误;装置C的作用是除去酸性气体杂质,并实行第二次冷却降温,NaHS溶液能和酸性气体反应生成,且在NaHS溶液中的溶解度较小,故可选用NaHS溶液,C项正确;装置G中的导管插入液体中,排除空气时存在阻力,断开装置F、G的连接,可加速排除体系内的空气,D项正确。
15.某化学课题小组制备并探究其性质的实验装置如图所示。已知:。回答下列问题。
(1)装置A中的作用是____________________。
(2)装置D中仪器n的名称为____________________,其作用为____________________。
(3)湿润的pH试纸可以证明水溶液具有__________________(填“酸性”“氧化性”或“还原性”)。上述实验中,能证明具有还原性的实验现象为____________________。
(4)装置C中的现象为__________________,体现了具有__________________(填“酸性”“氧化性”或“还原性”)。
(5)已知将通入品红溶液中品红溶液褪色,某小组同学对的漂白原理进行如下探究:
【实验一】将通入品红溶液数分钟后可使品红溶液褪色,用酒精灯对该褪色的品红溶液加热,溶液又变为红色。
【实验二】将少量粉末状品红溶解于无水酒精中,然后将干燥的通入品红的酒精溶液中,持续通气体15 min,品红未褪色。
【实验三】将少量粉末状品红溶解于四氯化碳中,然后将干燥的通入品红的四氯化碳溶液中,持续通气体15 min。
①起漂白作用的含硫微粒一定不是__________________(填微粒符号)。
②实验三中,连续通气体15 min后,品红__________________(填“褪色”或“不褪色”)。
③品红溶液褪色的原因可能是____________________________。
答案:(1)排尽装置内的空气
(2)球形干燥管;防止倒吸
(3)酸性;酸性溶液褪色
(4)生成淡黄色沉淀;氧化性
(5)①
②不褪色
③与品红溶液作用生成了不稳定的无色物质
解析:(1)装置A中的作用是排尽装置内的空气,防止空气中的氧气给后续实验带来干扰。
(2)装置D中仪器n的名称为球形干燥管;进入装置D中与溶液发生反应,球形干燥管在这里的作用是防止倒吸。
(3)与水反应生成,能使湿润的pH试纸变红,因此湿润的pH试纸可以证明的水溶液具有酸性。装置B中,与酸性溶液发生氧化还原反应生成,使溶液紫红色褪去,因此证明具有还原性的实验现象为酸性溶液褪色。
(4)装置C中气体与溶液反应,生成淡黄色沉淀S,体现了具有氧化性。
(5)①将干燥的持续通入品红的酒精溶液中15 min,酒精与气体不反应,含硫微粒只有,品红未褪色,则起漂白作用的含硫微粒一定不是。
②四氯化碳与气体不反应,故将干燥的持续通入品红的四氯化碳溶液中15 min,品红不褪色。
③结合实验一可推知,品红在水溶液中褪色的原因可能是与品红溶液作用生成了不稳定的无色物质。
16.实验室进行二氧化硫的制备与性质探究的实验装置如图所示,部分夹持装置未画出。已知硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性。请回答下列问题。
(1)在组装好装置后,首先要进行的实验操作为__________________。
(2)为检验与的反应是否有氧气生成,装置B中盛放的试剂X应为__________________,装置D中碱石灰的作用是__________________。
(3)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,滴加70%硫酸至浸没三颈烧瓶中的固体,检验与反应是否有氧气生成的操作及现象是__________________。
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入装置E、F、G中,能说明的还原性弱于的现象为__________________,发生反应的离子方程式是__________________。
(5)为了验证装置E中与发生了氧化还原反应,某学生设计了如下实验:取少量装置E中的溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀,并由此判断与发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?__________________(填“合理”或“不合理”),原因是__________________。
答案:(1)检查装置的气密性
(2)浓硫酸;吸收未反应的,防止污染空气,同时防止空气中的水蒸气、进入装置与反应,干扰实验
(3)将带火星的木条放在装置D出口处,若木条复燃,则有氧气生成,否则无氧气生成
(4)装置F中溶液蓝色褪去;
(5)不合理;装置E中溶液溶解的可被稀硝酸氧化成,也可与反应生成白色沉淀,会对与反应产物()的检验造成干扰
解析:(1)有气体参与或生成的实验装置组装好后的第一步操作都是检查装置的气密性。
(2)因为能与水蒸气反应产生氧气,所以要检验与反应是否有氧气生成时,为避免干扰,应先除去水蒸气;是有毒的酸性氧化物,可用碱石灰吸收,以防止污染,同时碱石灰可防止空气中的水蒸气、进入装置与反应,干扰实验。
(3)检验氧气用带火星的木条,木条复燃则证明有氧气生成。
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,气体进入装置E、F、G中,若装置F中溶液蓝色褪去,则说明I⁻的还原性弱于,发生反应的离子方程式是。
(5)评价该实验方案时,要考虑检验试剂与原溶液中所含物质的反应是否会对实验造成干扰。装置E中溶液溶解的可被稀硝酸氧化成,也可与反应生成白色沉淀,会对与反应产物()的检验造成干扰,所以该同学的方案不合理。
17.工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸,某化学小组按照工业原理设计了如图所示的工艺流程。请回答下列问题。
(1)若实验室用溶液充当吸收剂B,则体现__________________性。
(2)煅烧黄铁矿时,主要发生的反应为__________________。
(3)工业上多余的可以循环利用或在空气中用充分吸收,转化为可用于工业上调节水泥硬化速率的物质,其反应的化学方程式为__________________。
(4)下列说法正确的是__________________(填序号)。
A.若选用1 mol黄铁矿(不考虑杂质)制备,反应中转移电子数为11(设为阿伏加德罗常数的值)
B.工业上适当提高反应温度,可使完全转化为
C.溶于水生成,则工业上常用水充当吸收剂A
D.工业上常用作催化氧化时的催化剂
E.以硫黄为原料,与足量空气反应可直接得到
答案:(1)还原
(2)
(3)
(4)AD
解析:(1)实验室用溶液充当吸收剂B,发生反应,在该反应中,中S的化合价由+4升高到+6,体现了的还原性。
(2)煅烧黄铁矿时,主要发生的反应为。
(3)在空气中与CaO、反应生成,化学方程式为。
(4)用黄铁矿制备时发生的反应为,4 mol 反应转移44 mol电子,则1 mol黄铁矿转移11个电子,A项正确;的催化氧化为可逆反应,不可能完全转化,B项错误;工业上用98.3%的浓硫酸吸收,不能用水吸收,C项错误;工业上常用作催化氧化时的催化剂,D项正确;S与氧气反应只可得到,不能一步得到,E项错误。
18.酸雨是全球三大环境危害之一,根据其所带的酸性物质不同,酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示)________________________、________________________。
(2)有学者提出利用、等离子的催化作用,常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。
①测定模拟烟气中的体积分数:该小组采用下图装置进行测定,X溶液可以是________________________(选填字母)。
a.氯化钡溶液
b.酸性高锰酸钾溶液
c.氢氧化钠溶液
②测定转化器中氧化成的转化率:若上述实验是在标准状况下进行的,已知气体流速,还需测定的数据有________________________、________________________。
(3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图,请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。
①____________、________________________
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是________________________,它对环境的负面影响是________________________。
③检验脱硫后的气体中是否含有的简单方法是________________________。
答案:(1)、或、
(2)①b
②实验时间;加入盐酸酸化的溶液后生成沉淀的质量
(3)①、或
②二氧化碳或;使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖
③将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有;若溶液不褪色,说明废气中不含
解析:属于酸性氧化物,能和水反应生成,不稳定,易被空气中的氧气氧化生成,和在催化剂、加热条件下反应,和反应生成;脱疏过程中发生的反应有:和在高温下反应生成和,被氧化生成,和反应生成。
(1)硫酸型酸雨的形成过程为二氧化硫与雨水反应生成亚硫酸是雨水pH小于5.6,亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸使雨水pH减小,相关的化学方程式为、
(2)①a.亚硫酸的酸性弱于盐酸,二氧化硫与氯化钡溶液不反应,则用氯化钡溶液不能测定废气中二氧化硫的含量,故错误;
b.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应会使溶液褪色,则用酸性高锰酸钾溶液能测定废气中二氧化硫的含量,故正确:
c.氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成亚氯酸钠和水,反应中没有明显的实验现象,则用氢氧化钠溶液不能测定废气中二氧化硫的含量,故错误;故选b;
②由题意可知,该实验的方案为测量标准状况下一定时间内X溶液吸收一定流速废气中的二氧化硫与盐酸酸化的氯化钡生成沉淀的质量测定转化器中二氧化硫氧化成硫酸根离子的转化率,则需测定的数据的气体流速、实验时间、沉淀的质量,故答案为:实验时间;加入盐酸酸化的溶液后生成沉淀的质量。
(3)①脱硫过程中发生的反应有:和在高温下反应生成和,被氧化生成,和反应生成,发生的反应有、,;
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是,过多排放会引起温室效应,导致全球气候变暖;
③检验脱疏后的气体中是否含有的简单方法是:将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有;若溶液不褪色,说明废气中不含。
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第1讲 硫及其化合物
第1讲 硫及其化合物 1
学习目标 2
一、基础学习目标 2
二、培优提升目标 2
核心知识梳理 4
一、 硫及氧化物的性质 4
二、 硫酸、硫酸根离子的检验 6
三、 不同价态含硫物质的转化 7
易错警示 9
易错警示一:SO2 9
易错警示二:三类漂白剂的区别 9
易错警示三:检验SO2和CO2同时存在的一般流程 9
易错警示四:四种常见的SO2尾气处理方法 9
易错警示五:SO42-检验的易错点 10
易错警示六:二氧化硫的制备与性质总结 10
典例精讲 12
一 硫的性质 12
二 二氧化硫的性质 12
三 浓硫酸的特性 13
四 硫酸根离子的检验 14
五 不同价态含硫物质的性质及转化关系 14
分层训练 16
基础夯实 16
能力培优 22
难点突破 30
学习目标
一、基础学习目标
1. 了解硫元素在自然界中的存在形式与常见化合价,掌握硫单质的物理性质、主要化学性质及用途,能书写硫与金属、非金属单质的反应方程式。
2. 掌握二氧化硫的物理性质;从酸性氧化物角度理解其化学性质,熟记相关反应方程式;认识二氧化硫的还原性、漂白性,明确其漂白原理与特点。
3. 掌握三氧化硫的物理性质与酸性氧化物通性,理清二氧化硫与三氧化硫的性质差异及相互转化关系。
4. 巩固稀硫酸的酸的通性;掌握浓硫酸的物理性质,区分浓硫酸吸水性、脱水性,理解其强氧化性,熟练书写浓硫酸与铜、碳等物质的反应方程式,牢记浓硫酸稀释的操作规范。
5. 掌握硫酸根离子的标准检验方法,了解常见干扰离子及排除方式。
6. 梳理 0、+4、+6 价含硫代表物质,掌握不同价态含硫物质的基本转化规律。
7. 了解二氧化硫引发酸雨的成因、危害,知晓含硫尾气处理、酸雨防治的基本方法,树立绿色环保理念。
二、培优提升目标
1. 结合氧化还原反应规律,分析硫及其化合物的氧化性、还原性,能依据化合价变化判断陌生反应的产物。
2. 深度辨析易混概念:区分二氧化硫与常见物质的漂白原理、浓硫酸三大特性,规避高频知识误区。
3. 熟练完成二氧化硫与二氧化碳混合气体的检验、除杂、鉴别方案设计与评价。
4. 能分析铜与浓硫酸反应中浓度变化带来的反应变化,解决相关定量计算、实验产物检验、装置分析类题型。
5. 全面分析硫酸根离子检验的各类干扰场景,能判断、修正不合理的实验检验方案。
6. 运用价类二维思维模型,梳理含硫物质转化网络,解决无机推断、连续氧化、简单化工流程类综合题型。
7. 结合工业情境、实验探究,分析含硫物质相关的综合应用题、图像题与变式题型,提升知识迁移与综合解题能力。
核心知识梳理
1、 硫及氧化物的性质
(一)、硫单质的性质及应用
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
不溶
微溶
易溶
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
问题思考
(1)从物理性质和化学性质两个角度简要阐述,如何洗涤附着在试管内壁上的硫?
(2)你有哪些实例(证据)可以推知(推理)硫的氧化性比氯气的弱。
(二)、硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
色、态、味
密度
溶解性
毒性
无色有刺激性气味的气体
比空气大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
有毒
(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性
②氧化性(如与H2S溶液反应):
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。
2.三氧化硫(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。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程:
2、 硫酸、硫酸根离子的检验
(1) 、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,溶解时可放出大量的热,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.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式
(1)铁:Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)MgO:MgO+2H+===Mg2++H2O;
(3)Ba(OH)2:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
(4)Na2SO3:SO+2H+===H2O+SO2↑;
(5)BaCl2:Ba2++SO===BaSO4↓。
3.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体
强氧化性、酸性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4。
(2) 、硫酸根离子的检验
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防止CO、SO、Ag+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↓。
3、 不同价态含硫物质的转化
(1) 理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
(2) 握硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;
④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示
如:H2SSSO2SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
注意 (1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
易错警示
易错警示一:SO2
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。
(3)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
易错警示二:三类漂白剂的区别
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
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
易错警示三:检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清的石灰水
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。
易错警示四:四种常见的SO2尾气处理方法
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,总反应方程式为 2CaO+2SO2+O22CaSO4。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学反应原理为
①吸收反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
易错警示五:SO42-检验的易错点
1.误将Ag+、Pb2+判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag+
+Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
2.误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
易错警示六:二氧化硫的制备与性质总结
(1)常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
②综合实验装置
(2)实验室也可用铜片与浓硫酸反应制取二氧化硫,进而验证二氧化硫水溶液的酸性、漂白性、还原性、氧化性等。
①制取原理:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②综合实验装置
典例精讲
一 硫的性质
例.1891年Engel首次制得S6分子,1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是
A.S6和S8互为同位素 B.S与铜粉反应,所得产物为CuS
C.S与过量的氧气反应可以得到SO3 D.可用热氢氧化钾溶液洗涤附着有S的试管
必备知识
1.从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:H2、Na2、Fe O2、O、O。
2.硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
3.硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
二 二氧化硫的性质
例.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、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2和Cl2混合使用,有更强的漂白能力
必备知识
SO2的化学性质
三 浓硫酸的特性
例.用如图实验装置进行探究实验(b~d均为浸有相应试液的棉花),下列说法错误的是
A.上下移动a中铜丝可控制气体产生的量
B.由b处变红色证明SO2为酸性氧化物
C.由b、c处均褪色证明SO2具有漂白性
D.安全气球的主要作用是收集SO2
必备知识
浓硫酸的三大特性
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。
(2)脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去蔗糖、纸张、棉布、木条等有机物中的氢和氧。
(3)强氧化性
①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
浓硫酸与铜反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O。
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O。
四 硫酸根离子的检验
例.有一瓶溶液,它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液,滴加溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硫酸,充分振荡后仍然有白色沉淀,下列叙述正确的是
A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化
B.加入溶液后,产生的沉淀中一定含有硫酸钡
C.加入稀硫酸后,不溶的沉淀一定是硫酸钡和亚硫酸钡
D.将稀硫酸换成稀盐酸后观察沉淀变化量可以确定溶液是否部分被氧化
必备知识
硫酸根离子的检验方法
上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除CO、Ag+等离子的干扰。
五 不同价态含硫物质的性质及转化关系
例.已知:①2H2S+SO2=3S+2H2O
②S+2H2SO4(浓)=3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O
则下列说法正确的是
A.①说明SO2能与酸反应,故SO2具有碱性氧化物的通性
B.②若改用稀硫酸,则放出H2
C.②和③说明硫具有两性元素的性质
D.上述反应说明硫既有氧化性又有还原性
必备知识
不同价态含硫物质的性质及转化关系
分层训练
基础夯实
1.中医文化博大精深,令人惊叹。中医用药讲究“十八反”和“十九畏”,如“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”。下列有关硫单质的说法错误的是( )
A.硫具有杀菌消毒的作用,可用于制作药皂
B.试管内壁上的硫可用二硫化碳清洗
C.过量的硫与铁反应生成,表现了硫单质的还原性
D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,发出淡蓝色火焰
2.下列区分浓硫酸和稀硫酸的方法中既绿色环保又简单可行的是( )
A.取样,分别放入质量相同的铜片
B.取样,分别滴入紫色石蕊溶液中,观察颜色
C.用玻璃棒各蘸取少许涂在纸上
D.加入锌粒,观察是否有气体生成
3.下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是( )
A.、、 B.HI、、
C.、、 D.、、
4.下列反应中,能产生的是( )
①硫在空气中燃烧
②亚硫酸钠和硫酸反应
③碳和热的浓硫酸反应
④铜和热的浓硫酸反应
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.①②③④
5.固硫剂能把含硫燃料燃烧生成的二氧化硫转化成盐的形式固定在炉渣中。下列选项的物质组合中,各种试剂常用作固硫剂的是( )
①CaO;②;③;④
A.① B.②③ C.①③ D.①②③④
6.蔗糖与浓硫酸发生反应的过程如图所示。
下列关于该过程的分析正确的是( )
A.该实验的缺点是可能带来环境污染
B.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的吸水性
C.过程②固体体积膨胀,主要是因为反应过程中放热
D.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,说明蔗糖是还原糖
7.下列物质久置在干燥的空气中,会因化学变化而质量减轻的是( )
A.石碱 B.烧碱 C.浓硫酸 D.粗盐
8.实验室中有两瓶没贴标签的浓硫酸和稀硫酸,某同学提出的下列鉴别方法不正确的是( )
A.分别取10 mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状黏稠的是浓硫酸
C.分别加入盛有水的试管中,放热的是浓硫酸
D.分别滴加到蔗糖中,蔗糖变黑的是稀硫酸
9.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)自2018年7月开始,通过每月评选,向世界介绍118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。其中,华东师范大学姜雪峰教授被遴选为硫元素代言人。下列说法正确的是( )
A.硫与非金属单质发生反应时均作氧化剂
B.硫与汞反应的化学方程式为
C.硫在自然界中只有化合态
D.在加热条件下,硫粉与铜反应生成CuS
10.某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与无关,则下列实验无意义的是( )
A.观察硫酸钠溶液没有颜色
B.加水稀释硫酸铜溶液,溶液蓝色变浅
C.向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液,振荡后静置,溶液蓝色未消失
D.向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液,振荡后静置,溶液蓝色消失
11.是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中含量的是( )
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含的尾气
④将含的尾气向高空排放
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
12.下列对的性质描述不正确的是( )
A.无色、有刺激性气味的气体
B.和水反应生成硫酸
C.有漂白性,能使品红溶液褪色
D.具有还原性,能被氧气氧化
13.通入已使酚酞显红色的某溶液中,红色消失的原因是( )
A.的漂白性 B.的还原性
C.溶于水显酸性 D.的氧化性
14.在学习了硫的转化后,某学生绘制了如图转化关系。
(1)写出指定物质的化学式:A__________,B__________,D__________;
(2)写出“→C”的化学方程式:__________________________________________________________(写一个即可)。
(3)写出A与相互转化的化学方程式:____________________________________。
(4)写出一个由直接生成的化学方程式:________________________。
15.某研究性学习小组利用如图所示装置探究二氧化硫的性质。已知该实验过程可产生足量的二氧化硫。(装置中固定仪器未画出)
(1)A中所装试剂为铜片和__________________(填试剂名称),导管F的作用是____________________________________________________________。
(2)D中的试剂为0.5溶液,实验中无明显现象,若改为同浓度的溶液,则出现白色沉淀,此沉淀的化学式为_____________________________,证明具有____________________性。
(3)装置B用于验证的漂白性,则其中所装溶液为( )
A.酸性高锰酸钾溶液 B.品红溶液
C.石蕊试液 D.蓝色的碘-淀粉溶液
(4)实验时,B中溶液退色,并有大量气泡冒出,但始终未见C中饱和澄清石灰水出现浑浊或沉淀。请推测可能的原因,并设计实验验证。
可能原因:___________________________________。
实验验证:________________________________。
(5)E中溶液用于验证的氧化性,可观察到的现象为_________________。
(6)指出上述装置中的不足之处:__________________。
16.已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用。为了探究SO2的漂白作用到底是SO2本身还是SO2与水作用的产物,某学习小组设计了如图装置来进行实验。
请回答相关问题。
1.制备SO2气体的反应方程式为:_____________________;发生装置的玻璃仪器名称为_______、_______。
2.为了探究干燥的SO2能不能使品红褪色,某同学设计了如图所示实验装置,请指出实验装置图设计中的不合理之处。
①____________________________________;
②____________________________________。
3.按照修改后的装置,实验中控制SO2以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色.这说明品红褪色的原因不是SO2直接导致。为此,SO2能使品红的水溶液褪色的可能微粒有(不考虑水及水电离出来的粒子)___________________________。
4.甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量Na2SO3固体和NaHSO3固体,两支试管中的品红都褪色,对此他得出结论:使品红褪色的微粒是HSO3-和SO32-,不是H2SO3。你认为他的结论是否正确_____,其理由是__________________________。
5.为了进一步探究,乙组同学做了如下实验:分别取相同浓度的品红水溶液各20mL于两只小烧杯中,再分别一次性加入20mL0.1mol·L-1的Na2SO3溶液、20mL0.1mol·L-1的NaHSO3溶液,发现加入Na2SO3溶液的品红褪色较快。
①微粒浓度与褪色快慢关系,请用下表表示:
同浓度溶液
H2SO3
褪色速度
Na2SO3溶液
多
少
少
快
NaHSO3溶液
比上面少
比上面多
比上面多
慢
②根据实验和分析,得出的结论是_____________________________。
17.某同学通过查阅资料得知,可利用粉末与70%硫酸溶液在加热条件下反应来快速制取。该同学设计了下图装置制取并验证其性质。
回答下列问题:
1.根据资料中的相关信息,甲装置应选择下列装置中的__________(填序号)
2.实验过程中,丙装置中酸性高锰酸钾溶液紫红色退去,说明具有____________________性,证明具有漂白性的现象为____________________。
3.丁装置的作用是__________,写出其中发生主要反应的化学方程式____________________。
能力培优
1.常温下,单质硫主要以形式存在,加热时,会转化为、、等;当温度达到750 ℃时,硫蒸气主要以形式存在(占92%)。下列说法中正确的是( )
A.转化为、、属于物理变化
B.不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成
C.、、、的物理性质完全相同
D.把硫单质在空气中加热到750 ℃即得
2.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
3.已知:酸性条件下的具有强氧化性,能将+4价硫氧化为+6价硫。在探究的性质实验中,下列根据实验现象得出的结论错误的是( )
A.向水溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀是
B.向碘水中通入,溶液褪色,说明有还原性
C.将过量的通入溶液中,无明显现象,说明与溶液不反应
D.向水溶液中加入粉末,有气泡产生,说明的酸性强于的
4.下面是四位同学为验证某无色气体氧化物为而进行的实验,其中能够充分说明该气体是的是( )
①甲同学将该气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,滴加盐酸后有刺激性气味气体产生
②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红
③丙同学将该气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复红色
④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,滴加盐酸后再滴加溶液,有白色沉淀生成
A.①②③④ B.仅①③④ C.仅③④ D.仅②③④
5.把一定量的锌与100 mL 18.5 浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中。下列叙述不正确的是( )
A.气体Y是和的混合物
B.反应中共消耗锌78 g
C.气体Y中和的体积之比为1:4
D.反应中共转移3 mol电子
6.向5 mL 18 的溶液中加入足量铜片并加热使其充分反应。下列说法正确的是( )
A.有0.09 mol 参加反应
B.有0.045 mol 被还原
C.充分反应后体系中硫酸无剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
7.室温下,1体积的水能溶解约40体积的。用试管收集后进行如下实验。对实验现象的分析错误的是( )
A.试管内液面上升,不能证明与发生了反应
B.试管中剩余少量气体,可能是因为收集的不纯
C.取出试管中溶液,立即加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,原因是与发生反应生成了
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH降低,是由于挥发
8.某研究小组成员在鉴别浓硫酸和稀硫酸时设计了如下方案,不合理的是( )
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
常温下加入铝片
产生有刺激性气味的气体者为浓硫酸
C
分别加入盛有水的烧杯中
放出大量热者为浓硫酸
D
加入中
固体变白者为浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
9.下列物质的性质、应用及对应关系均正确的是( )
物质性质
实际应用
A
聚合硫酸铁能水解并形成胶体
可用于自来水厂净化水源
B
纯碱受热易分解
可用作面团发酵时的膨松剂
C
具有氧化性
可用于纸浆的漂白
D
氨水具有碱性
可用于除去铜器表面
A.A B.B C.C D.D
10.下列有关工业制硫酸的说法正确的是( )
A.一般以硫磺或黄铁矿(主要成分:)为原料
B.鼓入足量的空气,原料可直接转化为
C.用水吸收,可提高吸收效率
D.含的废气经回收可用于制备硫酸
11.铁基脱硫剂常用于水泥、石化领域中硫化物的脱除,其转化关系如下图所示。
下列说法中,不正确的是( )
A.过程I中,铁元素的化合价降低 B.过程II中,只有硫元素被氧化
C.通过过程I和II,硫元素被脱除 D.可以循环利用
12.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,只体现的酸性
B.a处变红,说明是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无生成
13.下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
14.用如图所示装置(内含物质),可验证木炭与浓硫酸反应有生成,下列有关说法正确的是( )
A.连接的正确顺序是A→E→F→C→D→B
B.和都可与澄清石灰水反应,且原理相似
C.只需观察到乙中澄清石灰水变浑浊这一个现象,即可验证有生成
D.丁中酸性溶液褪色,体现的漂白性
15.二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(主要成分为,其中硫元素为-1价)在高温条件下和氧气反应制备,该反应中被氧化的元素是____________(填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为_____L。
(2)实验室中用下列装置测定被催化氧化为的转化率(已知的熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时均被完全吸收)。
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作:____________________。
②当停止通入,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是__________________。
③实验结束后,若装置D增加的质量为,装置E中产生白色沉淀的质量为,则此条件下二氧化硫的转化率是________________(用含字母的代数式表示,不用化简)。
(3)某学习小组设计了如图所示装置来验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________。
②为验证二氧化硫的还原性,反应一段时间后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入溶液,产生白色沉淀
上述方案合理的是______________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为____________________________。
16.某实验小组探究铜和浓硫酸的反应,并对产物的性质进行探究。用如图所示装置进行实验。
回答下列问题:
(1)A中用铜和浓硫酸制取,使用可抽动的铜丝的优点是____________________,反应的化学方程式是____________________,该反应中浓硫酸体现的性质是______________(填序号)。
a.酸性 b.强氧化性 c.吸水性 d.脱水性
(2)按化学方程式的化学计量数之比在A中投入浓硫酸与铜,在加热条件下充分反应,发现铜仍有剩余,原因是__________________。
(3)反应后A中生成白色的浊液,设计简单的实验验证反应生成了:__________________。
(4)B中品红溶液褪色说明具有的性质是__________________。
(5)能说明与水反应生成了酸的实验现象是__________________。
(6)F中反应的离子方程式为__________________,下列装置能起到与F相同作用的是__________________(填序号)。
17.某化学实验小组设计如下实验来探究的性质并检验和。
(1)将分别通入下列四种溶液中(已知:硝酸具有强氧化性,能将氧化成硫酸):
①试管a中的实验现象为酸性溶液______________,说明具有____________性。
②试管b中的实验现象为品红溶液____________,说明具有____________性。
③试管c中能产生白色沉淀,该沉淀是__________(填化学式)。
④试管d中能产生白色沉淀,该沉淀是__________(填化学式)。
(2)用如图所示装置验证某无色气体A是和的混合气体。
①B中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
②C中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
③D中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
④E中加入的试剂是__________________,作用是__________________。
18.某校化学学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98.3%的浓硫酸和足量的锌粒,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;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答下列问题。
(1)从装置A进入装置B中的气体可能有:____________、____________、____________。
(2)从甲、乙装置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。
(3)E试管中溶液的作用是____________。
(4)①能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为____________,②反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是____________。
(5)D中浑浊消失反应的离子方程式为____________。
难点突破
1.自然界中的硫循环需要依靠多种硫氧化细菌(能把低价硫氧化为高价硫)或还原细菌,硫的部分转化如图所示。下列有关表述错误的是( )
A.是一种具有臭鸡蛋气味的还原性气体
B.过程①②中,含硫物质均发生氧化反应
C.过程⑤需要硫氧化细菌参与
D.若过程④用反应,则反应的离子方程式为
2.石墨烯铜复合材料的电导率高,韧性好,可用于制备高铁的“超级导线”。某化学小组用如下装置测定其中的碳含量(铜、碳以外的成分不与浓硫酸反应)。已知:实验前后,各通入一次,将装置中的气体全部赶入U形管中。
下列说法不正确的是( )
A.可用足量的溶液代替溶液
B.若撤去盛装浓硫酸的洗气瓶,则测定的结果偏高
C.球形干燥管内碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管
D.实验结束后,U形管增重m g,则碳含量为
3.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系,下列推断不正确的是( )
A.若甲为,则丁可能为
B.若甲为氨水,则丁可能为
C.若甲为,则丁可能为
D.若甲为,则丁可能为NaOH溶液
4.用下列两种途径制取,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法错误的是( )。
途径①:
途径②:
A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大的浓度来降低成本
C.由途径①和途径②分别制取l mol ,理论上各消耗1 mol S,各转移4 mol电子
D.途径②比途径①更能体现“绿色化学”的理念
5.硫元素的“价-类二维图”如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.硫元素的性质活泼,自然界中不存在b
B.物质a与c、f、e都有可能发生化学反应生成b
C.将c通入品红溶液中,溶液先变红后褪色
D.将f的水溶液在空气中放置一段时间,其pH值将增大
6.仅用表中提供的实验仪器,能达到相应实验目的的是( )
选项
实验仪器(夹持装置省略)
实验目的
A
烧杯、玻璃棒、蒸发皿
硫酸铜溶液的浓缩结晶
B
试管、烧杯、酒精灯
鉴别葡萄糖和蔗糖
C
胶头滴管、量筒、烧杯
稀释浓硫酸
D
烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管
用NaCl晶体配制85 mL 0.1 mol/L的NaCl溶液
A.A B.B C.C D.D
7.某学习小组设计如图所示的装置对浓硫酸与木炭的反应进行实验探究(部分夹持装置略)。下列说法不正确的是( )
A.装置甲中还缺少加热仪器
B.用丙或丁装置均可探究的漂白性
C.按甲→丁→丙顺序连接装置,可证明浓硫酸的还原产物是
D.按甲→丁→丙→乙顺序连接装置(丙中溶液未变为无色),可证明木炭的氧化产物是
8.实验室探究和溶液反应的原理,装置如图,实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是( )
A.滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹,通入一段时间
B.Y中产生的白色沉淀是
C.在X装置中浓硫酸体现氧化性和酸性
D.若将换成氨水,Y中能产生白色沉淀
9.黄铁矿的主要成分为为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是( )
A.反应I后溶液的酸性增强
B.反应Ⅱ中被NO氧化
C.反应Ⅲ中每生成1 mol NO分子,转移1 mol电子
D.该过程的总反应为
10.利用如图所示装置进行的相关实验,其中能达到实验目的的是( )
A.制备 B.收集
C.验证的还原性 D.验证与水反应
11.浓硫酸与蔗糖发生作用的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑,体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②产生刺激性气味的气体,体现了浓硫酸的酸性
C.过程中固体体积膨胀与的生成有关
D.过程中硫酸分子发生了化学键的断裂
12.已知:受热分解的化学方程式为。将受热一定时间后产生的气体通入如图所示装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.能说明存在的实验现象是品红溶液褪色
B.能说明存在的实验现象是溶液中有白色沉淀产生
C.为测定沉淀的质量,后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量
D.为验证受热一定时间后残留固体的成分,设计实验:取适量固体,加足量稀盐酸溶解,然后滴加KSCN溶液,若显红色,则有,说明残留固体中只有
13.已知c、d、e、f、h均是二元化合物,a为黑色固体单质,d能使品红溶液褪色,e是液体,上述物质的转化关系如图所示(个别产物已略去)。下列说法正确的是( )
A.a与b的反应体现了b的强氧化性和酸性
B.f中阴阳离子个数比为2:1
C.h也可以由两种单质直接化合而成
D.d可用作食品添加剂
14.某兴趣小组用CaS与反应制备高纯,实验装置如图所示(装置A内产生的气体中含有酸性气体杂质)。
下列说法不正确的是( )
A.装置A中的反应利用了水解原理
B.为了简化装置,B可以省略
C.装置C中的X溶液可以选择NaHS溶液
D.为了快速排除体系内的空气,可先断开装置F和装置G的连接
15.某化学课题小组制备并探究其性质的实验装置如图所示。已知:。回答下列问题。
(1)装置A中的作用是____________________。
(2)装置D中仪器n的名称为____________________,其作用为____________________。
(3)湿润的pH试纸可以证明水溶液具有__________________(填“酸性”“氧化性”或“还原性”)。上述实验中,能证明具有还原性的实验现象为____________________。
(4)装置C中的现象为__________________,体现了具有__________________(填“酸性”“氧化性”或“还原性”)。
(5)已知将通入品红溶液中品红溶液褪色,某小组同学对的漂白原理进行如下探究:
【实验一】将通入品红溶液数分钟后可使品红溶液褪色,用酒精灯对该褪色的品红溶液加热,溶液又变为红色。
【实验二】将少量粉末状品红溶解于无水酒精中,然后将干燥的通入品红的酒精溶液中,持续通气体15 min,品红未褪色。
【实验三】将少量粉末状品红溶解于四氯化碳中,然后将干燥的通入品红的四氯化碳溶液中,持续通气体15 min。
①起漂白作用的含硫微粒一定不是__________________(填微粒符号)。
②实验三中,连续通气体15 min后,品红__________________(填“褪色”或“不褪色”)。
③品红溶液褪色的原因可能是____________________________。
16.实验室进行二氧化硫的制备与性质探究的实验装置如图所示,部分夹持装置未画出。已知硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性。请回答下列问题。
(1)在组装好装置后,首先要进行的实验操作为__________________。
(2)为检验与的反应是否有氧气生成,装置B中盛放的试剂X应为__________________,装置D中碱石灰的作用是__________________。
(3)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,滴加70%硫酸至浸没三颈烧瓶中的固体,检验与反应是否有氧气生成的操作及现象是__________________。
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入装置E、F、G中,能说明的还原性弱于的现象为__________________,发生反应的离子方程式是__________________。
(5)为了验证装置E中与发生了氧化还原反应,某学生设计了如下实验:取少量装置E中的溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀,并由此判断与发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?__________________(填“合理”或“不合理”),原因是__________________。
17.工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸,某化学小组按照工业原理设计了如图所示的工艺流程。请回答下列问题。
(1)若实验室用溶液充当吸收剂B,则体现__________________性。
(2)煅烧黄铁矿时,主要发生的反应为__________________。
(3)工业上多余的可以循环利用或在空气中用充分吸收,转化为可用于工业上调节水泥硬化速率的物质,其反应的化学方程式为__________________。
(4)下列说法正确的是__________________(填序号)。
A.若选用1 mol黄铁矿(不考虑杂质)制备,反应中转移电子数为11(设为阿伏加德罗常数的值)
B.工业上适当提高反应温度,可使完全转化为
C.溶于水生成,则工业上常用水充当吸收剂A
D.工业上常用作催化氧化时的催化剂
E.以硫黄为原料,与足量空气反应可直接得到
18.酸雨是全球三大环境危害之一,根据其所带的酸性物质不同,酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示)________________________、________________________。
(2)有学者提出利用、等离子的催化作用,常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。
①测定模拟烟气中的体积分数:该小组采用下图装置进行测定,X溶液可以是________________________(选填字母)。
a.氯化钡溶液
b.酸性高锰酸钾溶液
c.氢氧化钠溶液
②测定转化器中氧化成的转化率:若上述实验是在标准状况下进行的,已知气体流速,还需测定的数据有________________________、________________________。
(3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图,请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。
①____________、________________________
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是________________________,它对环境的负面影响是________________________。
③检验脱硫后的气体中是否含有的简单方法是________________________。
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