高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题4 硫与环境保护本单元综合与测试教课内容课件ppt

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典例1如图是某同学设计用来验证SO2性质的微型实验装置。分析实验,下列结论不正确的是(　　)A.棉球a褪色,说明SO2具有漂白性B.棉球b褪色,说明SO2具有氧化性C.棉球c褪色,说明SO2具有还原性D.可以用氨水或酸性高锰酸钾溶液吸收尾气
答案 B解析 棉球a中品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,A项正确;棉球b褪色,则SO2与碱液反应,碱性减弱,溶液褪色,说明SO2具有酸性氧化物的性质,B项错误;碘与SO2和水反应生成氢碘酸和硫酸,碘单质反应完全,棉球c蓝色褪去,说明SO2具有还原性,C项正确;SO2具有强的还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化成硫酸,SO2具有酸性氧化物的性质,可以被氨水吸收,D项正确。
规律方法 二氧化硫的化学性质
对点训练1-1下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)
答案 B解析 稀硫酸与铜片不反应,A项错误;SO2能使品红溶液褪色,体现其漂白性,B项正确;SO2密度比空气大,应“长进短出”,C项错误;SO2不与NaHSO3溶液反应,所以无法用饱和NaHSO3溶液吸收SO2,D项错误。
对点训练1-2某小组同学利用如图所示装置探究二氧化硫气体的性质。请回答:(1)实验室用铜和浓硫酸共热制取二氧化硫,反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 (2)当观察到②中溶液颜色变浅时,①中的现象是　　　　　。 (3)装置③的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)①②中的现象说明二氧化硫具有的性质是　　　　　　　。 (5)③中涉及反应的化学方程式是　　　　　　　　　　。 
答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(2)品红溶液褪色(或变浅)(3)吸收未反应的SO2,防止污染环境(4)漂白性、还原性(5)SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O
解析 (1)在实验室用铜和浓硫酸共热制取二氧化硫,反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)当观察到②中溶液颜色变浅时,说明有SO2气体通过品红溶液,由于SO2气体有漂白性,因此可以使品红溶液褪色,因此①中的现象是品红溶液褪色(或溶液颜色变浅)。(3)NaOH是碱,可以与酸性氧化物SO2反应,所以装置③的作用是吸收未反应的SO2,防止污染环境。(4)①褪色说明SO2具有漂白性;②中溶液颜色变浅说明二氧化硫具有还原性,因此①、②中的现象说明二氧化硫具有的性质是漂白性、还原性。(5)③中SO2与NaOH反应产生Na2SO3和H2O,涉及反应的化学方程式是SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O。
典例2某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质(夹持装置已略去)。
(1)试管①中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。 若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有　　　　　性。 (3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是　　　　　　　　　　　,反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(2)品红溶液褪色　还原 (3)吸收尾气　SO2+2OH- === +H2O解析 (1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)SO2气体具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管②品红溶液褪色;SO2气体具有还原性,可以被强氧化剂氧化为硫酸,若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,是由于二氧化硫与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色,体现二氧化硫的还原性。(3)SO2是有毒气体,不能直接排放到空气中,由于SO2属于酸性氧化物,所以可用NaOH溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为SO2+2OH- === +H2O。
对点训练2-1探究浓硫酸和铜的反应,下列装置或操作正确的是(　　)
A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气C.用装置丙稀释反应后的混合液D.用装置丁测定余酸的浓度
答案 C解析 铜与浓硫酸需要在加热条件下才能反应,A错误;二氧化硫的密度比空气的大,应使用向上排空气法收集,即气体应“长进短出”,B错误;反应后的混合液中含有过量的浓硫酸,稀释时,应将其沿烧杯内壁慢慢倒入水中,且用玻璃棒不断搅拌,C正确;应使用碱式滴定管(带胶管)盛装氢氧化钠溶液,D错误。
对点训练2-2某校化学兴趣小组同学取锌粒与浓硫酸充分反应制取SO2气体,待锌粒全部溶解后,同学们准备用收集到的气体(X)做实验,但是老师说收集到的气体(X)可能含有杂质。(1)该化学兴趣小组制得的气体(X)中混有的主要杂质气体可能是　　　　　(填化学式),写出此过程所发生的2个化学反应方程式:　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)一定质量的Zn与87.5 mL 16.0 ml·L-1浓硫酸充分反应,反应后称量剩余锌,发现质量减少了78 g,产生SO2体积(标准状况下)=　　　　　 L。 
(3)为证实相关分析,该小组的同学设计了如下图所示的实验装置,对此气体(X)取样进行认真研究(遇有气体吸收过程,可视为全吸收)。
①酸性KMnO4溶液的作用是　　　　　;B中添加的试剂是　　　　　。 ②装置C中所装药品为　　　　　,可证实气体X中混有较多量某杂质气体的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)H2　Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O　Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑(2)4.48(3)①除去二氧化硫气体　浓硫酸②CuO　C中黑色粉末变为红色,D中的白色固体变为蓝色解析 (1)浓硫酸随反应进行浓度变小后,稀硫酸和锌反应生成氢气,所以气体杂质含有氢气;锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水,故对应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故对应的化学方程式为Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑。
(2)一定质量的Zn与87.5 mL 16.0 ml·L-1的H2SO4浓溶液充分反应,反应后称量剩余锌发现质量减少了78.0 g,则参加反应Zn的物质的量为1.2 ml,H2SO4的物质的量为0.087 5 L×16 ml·L-1=1.4 ml;由于硫酸没有剩余,设与浓硫酸反应的Zn为 x ml,与稀硫酸反应的Zn为y ml,则:在Zn+2H2SO4(浓) === ZnSO4+SO2↑+H2O中参加反应的H2SO4为2x ml、生成的SO2为x ml,在Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑中参加反应的H2SO4为y ml,生成的H2为y ml;由题意可知,x+y=1.2、2x+y=1.4,解得x=0.2,y=1.0;故产生SO2体积(标准状况下)=0.2 ml ×22.4 L·ml-1=4.48 L。(3)要证明气体中含有氢气,酸性高锰酸钾溶液用来吸收生成的二氧化硫气体,则B装置中加浓硫酸吸收气体中的水蒸气,装置C将残留的气体通过灼热的氧化铜反应,目的是验证该气体具有还原性,装置D无水硫酸铜用来检验水,若变蓝色则说明C装置反应生成水,根据元素守恒且该气体具有还原性,则X气体为H2。
典例3物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图,回答下列问题:
(1)检验Y所用的试剂是　　　　　。 (2)W的稀溶液与铁反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,合理的是　　　　　(填标号)。 a.Na2S+Sb.Na2SO3+Sc.Na2SO3+Na2SO4d.SO2+Na2SO4(4)将X与Y的溶液混合,现象为　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　。 
答案 (1)品红溶液　(2)Fe+2H+ === Fe2++H2↑(3)b　(4)产生淡黄色沉淀　1∶2解析 X为硫元素的气态氢化物,则X为H2S;Y为硫元素的+4价氧化物,则Y为SO2,Z为+4价的盐,则Z可以为Na2SO3,W为+6价的含氧酸,则W为H2SO4。(1)Y 为SO2,SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色,加热又恢复红色,所以检验SO2的试剂可以是品红溶液。(2)W 的稀溶液是稀硫酸,稀硫酸与铁反应生成FeSO4和H2。(3)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,可以由高价态的S(大于2)和低价态的S(小于2)发生归中反应,生成+2价的S。a中S化合价都小于2,c、d中S的化合价都大于2,b符合题意。(4)H2S和SO2的水溶液混合产生硫单质,硫是淡黄色,化学方程式为2H2S+SO2 === 3S+2H2O,氧化剂是SO2,还原剂是H2S。
规律方法 硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的(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
对点训练3-1如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去),其中说法正确的是(　　)
A.反应①说明SO2具有氧化性,反应②说明SO2具有酸性B.反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,则反应物n(SO2)∶n(NaOH)=1∶2C.反应③④⑤均属于氧化还原反应D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2答案 D解析 A项,反应①中先变蓝后褪色,说明KIO3先转化为I2后转化为I-,SO2体现还原性,错误;B项,根据元素守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,反应物n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,错误;C项,反应④不是氧化还原反应,错误;D项,利用反应②④,可以吸收SO2并回收利用,正确。
对点训练3-2如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是(　　)
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色B.品红试纸、沾有酸性高锰酸钾溶液的滤纸均褪色证明了SO2具有漂白性C.湿润的碘化钾淀粉试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2D.NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2答案 C解析 由于SO2溶于水生成H2SO3,只能使指示剂变色,而不能褪色,A项错误;SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,是发生氧化还原反应的结果,B项错误;湿润的淀粉碘化钾试纸未变蓝,即无I2生成,故SO2的氧化性弱于I2的氧化性,C项正确;除去多余的SO2可使用NaOH溶液,不能用NaCl溶液,D项错误。
典例4已知HNO2是一种弱酸,向NaNO2中加入强酸可生成HNO2,HNO2不稳定,易分解成NO和NO2气体;HNO2是一种还原剂,能被常见的强氧化剂氧化,但在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+。若误食亚硝酸盐如NaNO2,则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,可以服用维生素C解毒,维生素C在解毒的过程中表现出　　　　　　(填“氧化”或“还原”)性。 
(2)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是　　　　　。 A.加入盐酸,观察是否有气泡产生B.加入AgNO3溶液观察是否有沉淀生成C.分别在它们的酸性溶液中加入FeCl2溶液,观察溶液颜色变化②下列关于该反应的说法中正确的是　　　　　(填序号)。 A.该反应中 表现了氧化性B.已知生成的Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米,则Fe2O3纳米颗粒为胶体C.该反应中H2O2作氧化剂
答案 (1)还原 (2)B (3)①2　1　4　4　1　1　6　②C解析 (1)亚硝酸盐如NaNO2使血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,可以服用维生素C解毒,则维生素C使Fe3+转化为Fe2+而解毒,维生素C发生氧化反应,说明维生素C有还原性。(2)加入盐酸,NaCl不反应,无现象,NaNO2反应有NO和NO2生成,A可以区分;加入AgNO3都有白色沉淀生成,B不能区分;NaCl与FeCl2溶液不反应,NaNO2有强氧化性,能氧化FeCl2使溶液变成黄色,C可以区分。(3)①根据电子守恒1 ml 、2 ml Fe2+反应时,有4 ml H2O2反应;再根据电荷守恒得知有4 ml OH-反应,最后观察配平H、O原子,即2Fe2++ +4H2O2+4OH- === Fe2O3+ +6H2O;② → ,S的化合价升高, 被氧化,表现还原性,A错误;胶体是混合物,Fe2O3纳米颗粒是纯净物,不是混合物,B错误;该反应中只有H2O2是氧化剂,氧由-1价降为-2价,C正确。
规律方法 1.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
2.电子守恒法解题“三步流程”
对点训练4-1Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x值是(　　)A.2B.3C.4D.5答案 D解析 Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,S元素化合价由- 价升高为+6价,而NaClO被还原为NaCl,Cl元素化合价由+1价降低为-1价,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,根据电子转移守恒,则:x×[6-(- )]=16×[1-(-1)]解得:x=5,D项正确。
对点训练4-2MnO2是一种重要的无机功能材料,可由MnSO4和NaClO3溶液反应制得,反应原理为:则关于此反应的叙述不正确的是(　　) A.NaClO3中Cl的化合价为+5B.每生成8.7 g氧化产物,反应中转移的电子数约为0.2×6.02×1023C.NaClO3的氧化性强于MnO2的氧化性D.该反应右边缺少的产物是NaOH
答案 D解析 氯酸钠中氯的化合价为+5价,有氧化性,A项正确;氧化产物即MnO2,根据方程式不难看出每生成5 ml MnO2,反应转移10 ml 电子,故当生成0.1 ml MnO2时反应转移0.2 ml 电子,B项正确;根据氧化性:氧化剂(氯酸钠)>氧化产物(二氧化锰),C项正确;右边缺项为硫酸,D项错误。