第四章 非金属及其化合物 第21讲　硫酸　含硫物质的转化

必做实验提升(四)　不同价态含硫物质的转化

1．－2价S→0价S

实验步骤：在两支试管中分别加入1 mL硫化钠溶液，向其中一支边振荡边滴加亚硫酸溶液，另一支边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液，用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，观察并记录实验现象。

答案　硫化钠转化为单质硫，硫元素化合价由－2价转化为0价，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。

2．根据硫元素的化合价分析H2SO3具有氧化性还是还原性？怎样利用实验验证H2SO3具有的性质？

答案　硫元素的最高正价是＋6价，最低负价是－2价，H2SO3中硫元素为＋4价，因此H2SO3既有氧化性又有还原性。可以利用H2SO3与Na2S或H2S反应，验证H2SO3具有氧化性；利用H2SO3与酸性KMnO4溶液反应，验证H2SO3具有还原性。

3．＋6价S→＋4价S

实验步骤：如图所示连接仪器装置，向试管甲中加入1 mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。

答案　试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出，溶液变蓝色，铜片溶解，试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。

4．0价S→－2价S

实验步骤：将0.5 g硫粉和1.0 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。

答案　硫转化为硫化亚铁，观察到的现象是混合物继续保持红热，最后生成黑色固体。

1．如图所示，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．NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2

C．湿润淀粉-KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性强于I2

D．品红试纸、蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色都能证明SO2的漂白性

答案　B

解析　蓝色石蕊试纸只变红不褪色，A错误；湿润的淀粉-KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2，C错误；蘸有KMnO4溶液的滤纸褪色是证明SO2的还原性，D错误。

2．下列实验所得结论不正确的是(　　)

A.实验Ⅰ中气体是H2

B．实验Ⅱ中没有发生化学反应

C．实验Ⅲ中气体是SO3

D．该实验说明浓度、温度影响实验现象

答案　BC

解析　铁是活泼金属，与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，实验Ⅰ产生大量无色气体，A正确；常温下，铁片在浓硫酸中发生钝化，表面生成致密氧化膜而变暗，氧化膜阻止内层铁与浓硫酸继续反应，故变暗后无明显现象，B错误；铁与浓硫酸在加热时发生反应，浓H2SO4被还原生成SO2，C错误；对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，硫酸的浓度对实验现象产生影响，对比实验Ⅱ和Ⅲ可知，反应温度对实验现象产生影响，D正确。

3．已知SO2通入BaCl2溶液无明显现象。某同学利用如图装置探究SO2与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的条件。下列判断正确的是(　　)

A．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体

B．乙中产生的一定为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀

C．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应

D．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触

答案　A

解析　实验中SO2与BaCl2溶液反应产生沉淀，溶液中必须存在大量的SO，右侧Y型管中应能生成碱性气体或氧化性气体，若是碱性气体，溶液中存在大量的SO，若是氧化性气体，溶液中可生成SO，则生成的沉淀可能为BaSO3或BaSO4；容器内压强增大，溶液倒吸，气体不容易导入，所以玻璃管的作用是保持集气瓶内外气压平衡，以便左右两边产生的气体顺利导入，由此分析解答。若是碱性气体，溶液中存在大量的SO，所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH，产生氨气，故A正确；玻璃管的作用是连通大气，平衡压力，以便左右两边产生的气体顺利导入，故C错误；如果产生氨气，氨气极易溶于水，为防止倒吸，所以导管不能插入BaCl2溶液中，故D错误。

4．为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分：

 请回答以下问题：

(1)混合粉末A中硫粉过量的原因是________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)反应在“惰性气体环境”中进行的原因是_________________________________

________________________________________________________________________。

(3)操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明__________________。

(4)操作②的作用是_______________________________________________________，

也可改用__________________。

(5)操作③稀H2SO4煮沸的目的是__________________________________________。

答案　(1)防止因铁粉过量而使滤渣C中含铁粉，剩余铁粉与H2SO4反应生成Fe2＋干扰实验

(2)防止空气中的O2参与反应

(3)硫和铁粉反应是放热的

(4)除去混合物中的硫粉　CS2

(5)防止稀H2SO4溶液溶解的氧气氧化生成的Fe2＋

5．亚硫酸钠中有＋4价的硫，它既有氧化性又有还原性。现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。

(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有____________________，看到的现象是____________________，反应的化学方程式为_______________________________

________________________________________________________________________。

(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有____________________，看到的现象是____________________，反应的离子方程式为_______________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)Na2SO3溶液、溴水　溴水褪色　Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr

(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液和稀硫酸　生成浅黄色沉淀　2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O

6．某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。

任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(＋6)→S(＋4)的转化。

试剂：①浓H2SO4　②稀H2SO4　③酸性KMnO4溶液　④Na2SO3溶液　⑤Cu　⑥品红溶液

(1)写出实现转化的化学方程式：___________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)设计实验，证明实现了该转化(写出操作和现象)：_________________________。

任务Ⅱ.实现硫元素化合价在0、＋2、＋4价之间的转化。

查阅资料：＋2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应。

SO2Na2SO3溶液Na2S2O3X

(3)①中加入的物质是______________，该转化利用的是SO2__________的性质。

(4)写出③的离子方程式：_________________________________________________。

答案　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色　(3)NaOH溶液　酸性氧化物　(4)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O

解析　(4)根据题干信息，＋2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应，即发生歧化反应，＋2价的硫元素化合价既升高又降低，结合步骤②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析，可得X中硫元素的化合价应低于＋2价，则X为硫单质，③的离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O。