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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物优秀学案及答案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物优秀学案及答案,文件包含第1课时硫和二氧化硫doc、第2课时硫酸硫酸根离子的检验不同价态含硫物质的转化doc等2份学案配套教学资源,其中学案共42页, 欢迎下载使用。
第1课时 硫和二氧化硫
【教材梳理】
一、硫
1.硫原子的结构
硫元素位于元素周期表的第三周期第ⅥA族,其原子结构示意图为,常见化合价为-2、0、+4、+6价。
2.硫单质
(1)物理性质
[注意] CS2可用于洗涤内壁附着硫的试管。
(2)化学性质
[注意] 硫的氧化性弱,与变价金属反应会生成低价态的金属化合物。
(3)用途:硫黄主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,还可用于制造黑火药、烟花爆竹等。
二、二氧化硫
1.物理性质
2.化学性质
(1)实验探究
(2)可逆反应
①正反应:向生成物方向进行的反应;
②逆反应:向反应物方向进行的反应;
③可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
(3)SO2的四大化学性质
[易错提醒]
(1)SO2气体的检验:将某气体通入品红溶液中褪色,加热后溶液又恢复为红色,则该气体为SO2。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,但氯水、Na2O2不但会使酸碱指示剂变色,还会漂白它们。
(3)SO2还可以与溴水、KMnO4(H+)、Fe3+等反应,并且出现颜色变化,但SO2表现的不是漂白性而是还原性。
3.用途
工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝等;此外二氧化硫可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
[知识拓展] SO3的化学性质
SO3也是一种酸性氧化物,主要反应如下:
【自主检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)硫黄是非金属单质,只具有氧化性。( )
(2)硫与氧气的反应中,硫单质做氧化剂。( )
(3)洗去试管内壁上的硫黄可以用CS2。( )
(4)硫与金属或非金属反应时均做氧化剂。( )
(5)硫元素在自然界中的存在形态有游离态和化合态两种。 ( )
(6)硫单质和SO2都既有氧化性又有还原性。( )
(7)SO2通入CaCl2溶液中可生成白色沉淀。( )
(8)SO2的收集既可以用向上排空气法,也可以用排水法。 ( )
(9)SO2的漂白性主要利用了SO2具有强氧化性这一性质。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)× (9)×
2.氢气与氧气反应可以生成水,电解水可以得到氢气与氧气,该反应是可逆反应吗?说明理由。
答案:不是。两个反应的化学方程式分别为2H2+O2eq \(=====,\s\up9(点燃))2H2O,2H2Oeq \(=====,\s\up9(电解))2H2↑+O2↑,反应条件不同,不符合可逆反应的概念。
3.在一定条件下,下列物质能与硫发生反应,且硫做还原剂的是( )
A.Cu B.H2
C.Fe D.O2
解析:选D。硫既有氧化性又有还原性,当与氢气、金属单质等强还原剂反应时,硫做氧化剂;而与氧气、浓硝酸等强氧化剂反应时,硫做还原剂。
4.下列关于二氧化硫的说法中,正确的是( )
A.二氧化硫能使紫色石蕊溶液变红,说明二氧化硫的水溶液呈酸性
B.二氧化硫能漂白某些有色物质,说明二氧化硫具有氧化性
C.二氧化硫能使溴水褪色,说明二氧化硫具有漂白性
D.二氧化硫能用浓硫酸干燥,说明二氧化硫不具有还原性
解析:选A。SO2溶于水时可与水反应生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,A项正确;SO2能漂白某些有色物质,说明SO2具有漂白性,B项错误;SO2能使溴水褪色,说明SO2具有还原性,C项错误;SO2能用浓硫酸干燥,只能说明SO2不与浓硫酸反应,不能说明它不具有还原性,D项错误。
5.在探究SO2水溶液成分和性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论正确的是( )
A.向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,有气泡产生,说明SO2水溶液呈酸性
B.向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,说明SO2水溶液中含有SOeq \\al(2-,4)
C.向SO2水溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生,说明SO2具有还原性
D.向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,溶液颜色褪去,说明SO2具有漂白性
解析:选A。向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,生成了CO2气体,发生强酸制弱酸的反应,说明SO2水溶液呈酸性,故A正确;SO2水溶液中存在SOeq \\al(2-,3),SOeq \\al(2-,3)在酸性条件下被NOeq \\al(-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),SOeq \\al(2-,4)与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,但SO2水溶液中不含SOeq \\al(2-,4),故B错误;向SO2水溶液中通入H2S气体,发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S,由SO2中S元素的化合价降低可知,SO2具有氧化性,故C错误;向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,发生氧化还原反应,溶液颜色褪去,说明SO2具有还原性,故D错误。
学习任务1 二氧化硫和二氧化碳的性质比较与鉴别
1.SO2与CO2的性质比较
2.SO2与CO2的鉴别方法
(2020·长沙高一检测)浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+Ceq \(=====,\s\up9(△))CO2↑+2H2O+2SO2↑。用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的各种产物。
(1)这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是______→______→ ______→______(填装置的序号)。
(2)装置②中要检验产物中有水蒸气,则放入的药品是______________;装置③中要检验产物中有二氧化碳气体,则放入的药品是__________________;实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,A瓶溶液的作用是__________________________________________________________________,
B瓶溶液的作用是_______________________________________________,
C瓶溶液的作用是_______________________________________________。
[解析] (1)浓硫酸与木炭共热生成CO2、SO2和H2O,应先检验水蒸气的存在,因为在验证二氧化碳、二氧化硫的存在时都需通过溶液,会带出水蒸气;二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,所以不能先通过澄清石灰水来检验二氧化碳的存在,应先检验二氧化硫的存在并除去二氧化硫后再检验二氧化碳的存在。故检验流程为检验水蒸气→检验并除尽二氧化硫→检验二氧化碳。(2)检验水蒸气用无水硫酸铜,若白色固体变蓝,则说明产物中有水蒸气,故装置②中放入的药品是无水硫酸铜粉末;检验二氧化碳用澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则说明产物中有二氧化碳,故装置③中放入的药品是澄清石灰水;二氧化硫影响二氧化碳的检验,因此检验二氧化碳前先检验并除尽二氧化硫,因此装置A瓶的品红溶液用来检验二氧化硫的存在,B瓶的酸性高锰酸钾溶液用来除去二氧化硫,C瓶的品红溶液用来证明SO2气体已除尽。
[答案] (1)④ ② ① ③ (2)无水硫酸铜粉末 澄清石灰水 检验二氧化硫的存在 除去气体中的SO2 证明SO2气体已除尽
[思维建模]
解答有关检验SO2和CO2同时存在的问题的思维流程如下:
[延伸探究] (1)B瓶中试剂能否使用氢氧化钠溶液?还可以使用什么试剂?说明理由。
(2)若装置按④①②③连接,得出的结论是什么?说明理由。
答案:(1)不能;溴水。若用氢氧化钠溶液,CO2也被吸收,则无法检验,溴水可以吸收SO2而不吸收CO2。
(2)能检测出SO2和CO2,不能检测出H2O。因为气体通过装置①后会带出水蒸气,无法通过装置②中的现象证明产物中有水蒸气。
1.(2020·衡阳高一月考)下列溶液能够用来区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
解析:选C。①SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能使澄清石灰水变浑浊,故不能用澄清石灰水来区别SO2和CO2;②SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质S(出现黄色浑浊),而CO2没有此性质,故能用H2S溶液来区别SO2和CO2;③SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化(溶液褪色),而CO2没有此性质,故能用酸性KMnO4溶液来区别SO2和CO2;④SO2具有还原性,能被氯水氧化(溶液褪色),而CO2没有此性质,故能用氯水来区别SO2和CO2;⑤SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有此性质,故能用品红溶液来区别SO2和CO2。
2.(2020·西安长安区高一检测)下列实验用来证明SO2气体的存在,其中正确的是( )
①能使品红溶液褪色 ②能使沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色 ③通入饱和H2S溶液中产生黄色浑浊 ④通入足量的NaOH溶液中,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于盐酸 ⑤通入溴水中使溴水褪色,再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生,该沉淀难溶于稀硝酸
A.③⑤能证明 B.①②④能证明
C.都不能证明 D.只有⑤能证明
解析:选D。①能使品红溶液褪色的气体不一定是二氧化硫,也可能是氯气等,故错误;②能使沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色的气体为酸性气体,不一定是二氧化硫,故错误;③通入饱和H2S溶液中产生黄色浑浊的还有可能是氯气等氧化性气体,故错误;④通入足量的NaOH溶液中,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于盐酸,该气体不一定是二氧化硫,也可能是二氧化碳,故错误;⑤通入溴水中,溴水褪色,再加入BaCl2溶液有难溶于稀硝酸的白色沉淀生成,白色沉淀为硫酸钡,则该气体为二氧化硫,故正确。故选D。
3.(2020·上饶高一月考)为除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是( )
①饱和Na2CO3溶液 ②饱和NaHCO3溶液 ③浓H2SO4 ④灼热铜网 ⑤碱石灰
A.①③④ B.②③④
C.②④③ D.③④⑤
解析:选B。CO2和SO2都与饱和Na2CO3溶液反应,不能用来除杂,CO2和SO2都与碱石灰反应,也不能用来除杂。为除去混入CO2中的SO2和O2,应先通过饱和NaHCO3溶液以除去SO2气体,再通过浓H2SO4进行干燥,然后通过灼热铜网以除去O2,即试剂的使用顺序为②③④。
学习任务2 常见的漂白剂及漂白原理
常见的能用于漂白的物质的比较
[易错提醒]
(1)漂白指的是使有机色质褪色,漂白剂不一定能使无机色质[如KMnO4、CuSO4·H2O等]褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使酸性KMnO4溶液褪色)。
(2)活性炭的吸附是物理变化,而化合型、氧化型漂白均为化学变化。
(3)SO2和Cl2的漂白比较
(2020·聊城高一检测)下列说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,故能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常大量用于食品的漂白
B.活性炭、胶体、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
[解析] SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性而不是漂白性,且SO2有毒,不能大量用于食品的漂白,应控制用量和使用范围,A错误;活性炭、胶体具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化有色物质,SO2能与有色物质化合生成不稳定的无色物质,B正确,D错误;氯气没有漂白性,C错误。
[答案] B
[延伸探究] (1)将A项中反应后的溶液加热分别有什么现象?
(2)该例题涉及的物质既能用于漂白又能用于杀菌消毒的有哪些?
答案:(1)加热后,褪色的品红溶液恢复红色,而褪色的酸性KMnO4溶液无明显现象。
(2)H2O2、O3、氯气、Na2O2既能用于漂白又能用于杀菌消毒。
1.下列物质都可用于漂白,但漂白原理与其他三种物质不同的是( )
A.ClO2 B.SO2
C.H2O2 D.NaClO
解析:选B。ClO2、H2O2、NaClO均具有氧化性,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生成一种无色的不稳定的物质,加热后颜色又恢复,因此SO2的漂白是可逆的、非氧化还原反应的、暂时性的过程。
2.(2020·赣州信丰中学高一期末)不能证明下列物质具有漂白性的是( )
A.品红溶液中通入SO2后,红色消失
B.显红色的滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2后,红色褪去
C.滴加酚酞的水中投入Na2O2粉末后,溶液先变红,后褪色
D.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液,溶液先变红,后褪色
解析:选B。A对,品红溶液中通入SO2后,红色消失,SO2表现漂白性;B错,显红色的滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2后,SO2与碱反应生成盐和水,溶液的碱性减弱,红色褪去,SO2表现酸性氧化物的性质;C对,滴加酚酞的水中投入Na2O2粉末后,溶液先变红,后褪色,其原因是Na2O2与水反应生成NaOH使溶液呈碱性而变红,Na2O2具有强氧化性,又使溶液漂白褪色;D对,将新制氯水滴入紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,其原因是氯水中溶解的部分Cl2与水发生反应生成HCl和HClO,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液变红,HClO具有强氧化性,又使溶液漂白褪色。
1.下列说法不正确的是( )
A.自然界中的硫是一种黄色难溶于水的固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出物中
C.硫与金属反应,生成最高价态金属的硫化物
D.硫在空气中和纯氧中的燃烧产物均是二氧化硫
解析:选C。硫的氧化性较弱,与变价金属化合时,只能将金属氧化为低价态硫化物,如与Fe、Cu反应,分别生成FeS、Cu2S。
2.(2020·衡阳一中、宁乡一中检测)下列化合物能由两种单质直接化合而成的是( )
A.Fe2S3 B.CuS
C.FeCl2 D.FeCl3
解析:选D。S和变价金属反应,一般生成低价态的化合物,如Fe、Cu分别与S反应生成FeS、Cu2S,而Cl2的氧化性较强,和变价金属反应,一般生成高价态的化合物,如Fe、Cu分别与Cl2反应生成FeCl3、CuCl2,故D正确。
3.(2020·牡丹江第三高级中学期中)下列说法中错误的是( )
A.二氧化硫能漂白某些有色物质,说明它具有还原性
B.向二氧化硫的水溶液中滴加氯化钡溶液无现象,再加入0.5 mL 3% 的过氧化氢后产生沉淀
C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,不能说明二氧化硫具有漂白性
D.二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后变黄
解析:选A。二氧化硫具有漂白性,能漂白某些有色物质,其漂白作用的实质是化合作用,它能与有色物质结合为不稳定的无色物质,这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色,故用二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后变黄。
4.(2020·衡阳八中高一月考)下列试剂或试纸中,不能用来区分SO2和CO2气体的是( )
A.溴水 B.Ba(NO3)2溶液
C.碘水 D.湿润的蓝色石蕊试纸
解析:选D。SO2和CO2都属于酸性氧化物,均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,所以D项不能用来区分SO2和CO2。SO2具有还原性,能被溴水和碘水氧化(溶液褪色),能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀,而CO2没有这些性质,所以A、B、C项能用来区分SO2和CO2。
5.A、B是两种常温下有刺激性气味的气体,将A通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。将A和B按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A________,B________。
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式:________________________或____________________________________________________________________。
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式:__________________________。
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液,现象是_______________________;加热通入B后变为无色的品红溶液,现象是_____________________________。
解析:具有漂白性,能使品红溶液褪色的气体有Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊溶液褪色,但能使之变红,所以A为SO2;B气体能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,为Cl2;如果将Cl2与SO2等体积混合,通入溶液中,则发生下列反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用,但它们能使紫色石蕊溶液变红。
答案:(1)SO2 Cl2 (2)2NaOH+SO2(少量)===Na2SO3+H2O NaOH+SO2(过量)===NaHSO3
(3)2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O (4)溶液恢复红色 溶液无明显变化
[合格考检测]
1.下列关于硫的叙述中,正确的是( )
A.附着有硫的试管可以用酒精进行洗涤
B.硫与铜在加热条件下反应生成CuS
C.硫与氢气的反应中,硫是氧化剂
D.硬度很大,不易研成粉末
解析:选C。硫微溶于酒精,因此附着有硫的试管不能用酒精洗涤,应该用二硫化碳洗涤,A错;硫与铜在加热条件下反应生成Cu2S,B错;硫质脆,易研成粉末,D错。
2.能证明SO2具有漂白性的是( )
A.向酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫色消失
B.向滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.向品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.向溴水中通入SO2气体后橙色消失
解析:选C。SO2气体通入酸性KMnO4溶液中紫色消失、通入溴水中橙色消失都是利用了SO2的还原性;滴有酚酞的NaOH溶液红色消失,是因为通入的SO2气体与NaOH反应生成了Na2SO3,表现其酸性氧化物的性质;只有SO2气体通入品红溶液中红色消失,才能证明SO2具有漂白性。
3.下列反应中,SO2表现了还原性的是( )
A.SO2+H2OH2SO3
B.SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
C.2SO2+O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2SO3
D.SO2+CaO===CaSO3
解析:选C。A、B、D项中SO2表现了酸性氧化物的性质;C项中SO2发生了氧化反应,表现了还原性。
4.将少量SO3分别加入含有下列离子的溶液中,下列离子的物质的量不会减小的是( )
A.SOeq \\al(2-,3) B.Ba2+
C.OH- D.Cl-
解析:选D。SO3加入溶液中,与水反应生成H2SO4,而H2SO4可与SOeq \\al(2-,3)、Ba2+、OH-反应,使它们的物质的量减小。
5.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.向澄清石灰水中通入少量SO2气体:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HSOeq \\al(-,3)
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+SOeq \\al(2-,3)
D.向H2S溶液中通入氯气:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
解析:选B。向澄清石灰水中通入少量SO2气体,反应的化学方程式是SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A不正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,反应的化学方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式是SO2+OH-===HSOeq \\al(-,3),B正确;SO2气体通入溴水中,反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+SOeq \\al(2-,4),C不正确;向H2S溶液中通入氯气,反应的化学方程式是H2S+Cl2===S↓+2HCl,对应的离子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D不正确。
6.下列物质能与SO2气体反应,但一定无沉淀产生的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液 ⑤稀硫酸 ⑥Na2SO4溶液 ⑦Na2SO3溶液
A.只有① B.①④⑤
C.④⑥⑦ D.①④⑦
解析:选D。①溴水与SO2的反应为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr;②Ba(OH)2溶液与少量SO2的反应为Ba(OH)2+SO2===BaSO3↓+H2O,生成沉淀;③石灰水与少量SO2的反应为Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O,生成沉淀;④Na2CO3溶液与少量SO2的反应为Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;⑤稀硫酸、⑥Na2SO4溶液与SO2不反应;⑦Na2SO3溶液与SO2的反应为Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。所以符合要求的是①④⑦。
7.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
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
解析:选A。SO2溶于水生成H2SO3,能使紫色石蕊溶液变红,A错误;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;SO2具有强还原性,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,D正确。
8.某兴趣小组为了探究SO2气体还原Fe3+的反应,他们使用的药品和装置如图所示,下列说法不合理的是( )
A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色
B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
C.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性 KMnO4溶液,紫色褪去
D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀
解析:选C。向含有淀粉的碘水中通入SO2气体,会发生反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,由于I2参与反应被消耗,因此B中蓝色溶液褪色,证明还原性SO2>I-,A项正确。SO2是大气污染物,由于SO2是酸性气体,可以与NaOH发生反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,所以可以用NaOH溶液吸收SO2尾气,防止污染空气,B项正确。若SO2与FeCl3不发生反应,向A中加入酸性KMnO4溶液,发生反应:2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,溶液紫色褪去;若SO2与FeCl3发生反应:SO2+2H2O+2FeCl3===H2SO4+2HCl+2FeCl2,当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时,会发生反应:MnOeq \\al(-,4)+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O,溶液紫色也褪去,因此不能验证A中是否发生了氧化还原反应,C项错误。若A中发生了氧化还原反应:SO2+2H2O+2FeCl3===H2SO4+2HCl+2FeCl2,溶液中含有SOeq \\al(2-,4),当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时,会发生反应:SOeq \\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓,产生白色沉淀;若没有发生氧化还原反应,则由于HCl酸性强于H2SO3,当向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时,不会产生白色沉淀,D项正确。
9.(2020·北京西城区高一检测)硫的含量影响钢铁性能。一种测定硫含量的方法是将钢样中的硫转化为二氧化硫气体,再用测硫装置进行测定。某测定硫含量的流程如下:
(1)气体a的主要成分有CO2、________、________。
(2)若钢样中硫以FeS的形式存在,煅烧装置中发生反应的化学方程式为3FeS+5O2eq \(=====,\s\up9(高温))1________+3________。
(3)吸收装置中,H2O2溶液氧化SO2的化学方程式是___________________。
(4)用NaOH溶液中和生成的溶液b,消耗z mL NaOH溶液,若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数为________。
解析:(1)煅烧时,钢铁中所含的碳元素和硫元素与氧气反应生成二氧化碳、二氧化硫,还有部分氧气剩余,所以气体a的主要成分是CO2、SO2、O2。(2)由题意可知,FeS与O2在高温条件下反应应该生成铁的氧化物和二氧化硫,由质量守恒定律可知,3 ml FeS反应生成1 ml Fe3O4和3 ml SO2,则反应的化学方程式为3FeS+5O2eq \(=====,\s\up9(高温))Fe3O4+3SO2。(3)H2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,二者发生氧化还原反应生成H2SO4,反应的化学方程式为H2O2+SO2===H2SO4。(4)若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,z mL NaOH溶液相当于硫的质量为 yz g,则该钢样中硫的质量分数为eq \f(yz g,x g)×100%=eq \f(yz,x)×100%。
答案:(1)SO2 O2 (2)Fe3O4 SO2 (3)H2O2+SO2===H2SO4 (4)eq \f(yz,x)×100%
[等级考检测]
10.查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其中含有少量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,不能用浓硫酸干燥
C.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
D.SO2是一种无色、无毒的气体
解析:选C。SO2是一种食品添加剂,具有还原性,适量的SO2可防止葡萄酒氧化变质,可以作为抗氧化剂添加到葡萄酒中,A错误,C正确;SO2中S为+4价,H2SO4中S为+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,故SO2能用浓硫酸干燥,B错误;SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,D错误。
11.对于反应2SO2+O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2SO3的叙述不正确的是( )
A.该反应是可逆反应
B.化学方程式中“”表示在相同条件下,反应可以同时向两个方向进行
C.1 ml O2与2 ml SO2混合反应,可生成2 ml SO3
D.在该反应中SO2做还原剂
解析:选C。根据可逆反应的特点可知,1 ml O2和2 ml SO2 反应,不可能生成2 ml SO3,C错误。
12.如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程,若每步都完全反应,下列说法正确的是( )
A.溶液B中发生的反应为2SO2+O2===2SO3
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O2 >SOeq \\al(2-,4)
D.此工艺的优点之一是物质能循环利用
解析:选D。酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SOeq \\al(2-,4)+4H+。溶液B中通入空气发生反应:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则氧化性:O2>Fe3+>SOeq \\al(2-,4),A、C项错误;溶液C中含有Fe2(SO4)3,可用KSCN溶液检验Fe3+,B项错误;Fe2(SO4)3可循环利用,D项正确。
13.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。[已知:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O]
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是____________、____________。
(2)反应后,装置B中的现象是______________________________________,
发生反应的离子方程式是__________________________________________;
装置C中的现象是____________________________,表现了SO2的________;装置D中的现象是___________________________________,发生反应的化学方程式是________________________________________________________。
(3)装置E的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象:______________________________________________________。
(4)装置F的作用是_______________,倒置漏斗的作用是_____________。
解析:浓硫酸与Na2SO3发生反应:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O;SO2能使新制氯水及酸性KMnO4溶液褪色,SO2表现还原性;SO2与装置D中的H2S发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,从而使溶液变浑浊,SO2表现氧化性;SO2能使品红溶液褪色,但加热后溶液又恢复红色,说明SO2与品红溶液的作用具有可逆性;装置F用于吸收多余的SO2,倒置漏斗可防止倒吸。
答案:(1)分液漏斗 圆底烧瓶 (2)溶液褪色 SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SOeq \\al(2-,4) 溶液褪色 还原性 出现黄色浑浊 2H2S+SO2===3S↓+2H2O (3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗活塞,将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色 (4)吸收多余的SO2 防止倒吸
14.(2020·泰安高一检测)某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应,设计如图所示的实验装置进行实验。
(1)装置A中的反应为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应中的氧化剂是________;生成71 g Cl2转移的电子的物质的量是________。
(2)装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是_____________________。
(3)打开装置A、C中a的活塞,一段时间后关闭活塞。待反应完全后,小组同学又继续做如下实验。
①甲同学取适量装置B中溶液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成。甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应。
你是否同意甲同学的结论?________(填“同意”或“不同意”),原因是________________________________________________________________。
②乙同学在装置A、B间增加一个装有饱和食盐水的洗气瓶,然后再按甲同学的方法即可得到正确结论。
你是否同意乙同学的结论?________(填“同意”或“不同意”),原因是______________________________________________________________。
③丙同学取适量装置B中溶液于试管中,向其中滴加少量溶液X,有白色沉淀生成,则可得出结论,即SO2与Cl2同时通入水中,可以发生反应。你认为溶液X是________。
解析:(1)化合价升高的元素失电子,做还原剂,化合价降低的元素得电子,做氧化剂,装置A中的反应为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应中的氧化剂是KMnO4,生成71 g Cl2转移2 ml 电子。(2)氯气、SO2都会污染空气,不能随意排放,需要用氢氧化钠溶液吸收,装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收尾气,防止污染空气。(3)①二氧化硫和氯气发生氧化还原反应生成了氯化氢,氯离子遇到银离子生成白色沉淀。甲同学取适量装置B中溶液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,由此认为SO2和Cl2发生了反应,其依据是氯气被还原为氯离子;但装置A中生成的Cl2中混有HCl,干扰氯离子的检验;②在装置A、B间增加一个洗气瓶,用饱和食盐水除去HCl,但当Cl2过量时,Cl2与水反应生成HCl,干扰氯离子的检验;③二氧化硫被氯气氧化为硫酸,可检验硫酸根离子证明二氧化硫和氯气发生了反应,溶液X可以为BaCl2溶液。
答案:(1)KMnO4 2 ml
(2)吸收尾气,防止污染空气
(3)①不同意 装置A中生成的Cl2中混有HCl,干扰氯离子的检验 ②不同意 当Cl2过量时,Cl2与水反应生成HCl,干扰氯离子的检验 ③BaCl2溶液课程标准
核心素养
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫和二氧化硫的主要性质。
2.认识硫和二氧化硫在生产中的应用和对环境的影响。
1.宏观辨识与微观探析:能运用原子结构模型说明硫元素的性质,能说明二氧化硫的性质与应用之间的关系。
2.科学态度与社会责任:具有安全意识,能将化学知识与生产、生活实际结合,赞赏化学对人类生产和生活所做的贡献。
俗称
色、态
质地
溶解性
硫黄
黄色晶体
质脆、易研成粉末
难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
氧化性
与Fe反应:S+Feeq \(=====,\s\up9(△))FeS
与Cu反应:S+2Cueq \(=====,\s\up9(△))Cu2S
与H2反应:S+H2eq \(=====,\s\up9(△))H2S
还原性
与O2反应:S+O2eq \(=====,\s\up9(点燃))SO2
色、态
气味
毒性
密度
溶解性
无色
气体
有刺激
性气味
有毒
比空气的大
易溶于水,在通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫
实验操作
实验现象
实验结论
试管内液面上升
SO2易溶于水
用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度
pH
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