专题06 二氧化硫的漂白性——备战2022年高考化学之突破教材实验热点

专题06 二氧化硫的漂白性


1．实验操作及现象

（1）在一支溶有二氧化硫的小试管中加入几滴品红溶液（所加品红溶液不可过多，否则可能会影响实验效果和观察到明显现象时所需时间）。
（2）振荡试管观察变化，发现溶液颜色褪去。
（3）待品红溶液完全褪色之后，再将试管置于酒精灯上稍稍加热，可观察到品红溶液很快恢复红色。
2．实验分析
（1）二氧化硫具有漂白性是由于它能与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质。但这种无色物质在加热等反应条件下又容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
（2）二氧化硫使品红溶液褪色需要一定时间才能观察到明显现象，可以加一份空白品红溶液作对比，以便于观察比较。
3．常见漂白剂的漂白机理


1．SO2鉴别的一般方法
（1）利用物理性质鉴别
气味：用标准的闻气体气味法，SO2有刺激性气味。
（2）利用化学性质鉴别
①氧化性：与硫化氢气体混合，有淡黄色固体生成。
②还原性：将气体通入稀氯水中，使氯水褪色；将气体通入稀溴水中，使溴水褪色；将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，酸性高锰酸钾溶液褪色；将气体通入氯化铁溶液中，氯化铁溶液由黄色变成浅绿色；将气体通入硝酸钡溶液中，产生沉淀。
（3）漂白性：将气体通入品红溶液中，能使品红溶液褪色；加热颜色又恢复。
2．检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可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。

下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(或不褪成无色)
【解析】一定要理解题意是检验气体成分，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．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、石蕊试液褪色
B．能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，且原理相同
D．等物质的量的SO2和Cl2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】B
【解析】A项，SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性，SO2不能使石蕊试液褪色；B项，能使品红溶液褪色的物质很多，不仅仅是SO2；C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同；D项，SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。
2．[2017江苏]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

A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
【答案】B
【解析】A．铜和稀硫酸不反应，A错误；B．二氧化硫可使品红溶液褪色，B正确；C．二氧化硫密度比空气大，应将进气管伸到瓶底，用向上排空气法收集，C错误；D．二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中溶解度很小，不可用于吸收尾气，D错误。
【名师点睛】本题以二氧化硫的制备、性质验证、收集及尾气处理为背景，考查学生对常见气体的制备的实验装置图的识别、实验原理的理解、实验基本操作的认识和实验条件的控制等方面知识的掌握水平和应用能力。解题时首先要明确实验目的，再全面分析必需的试剂和仪器、合理的实验装置、规范的实验操作、科学的条件控制，有些实验还需要从绿色环保等方面进行分析。
3．下列实验装置用加热铜与浓硫酸反应制取二氧化硫和硫酸铜晶体，能达到实验目的的是（ ）
A．制取并收集二氧化硫
B．向反应后的混合物中加水稀释
C．过滤出稀释后混合物中的不溶物
D．将硫酸铜溶液蒸发浓缩后冷却结晶
【答案】D
【解析】
A. 浓硫酸和铜反应需要加热，生成的二氧化硫的密度比空气密度大，且属于有毒气体，应采用向上排空气法，后加尾气处理装置，图中为向下排空气法，A错误；
B. 浓硫酸溶于水放出大量的热，浓硫酸的稀释均是把浓硫酸加入水中，并不断搅拌；由于反应后的混合物仍然可能含有浓硫酸，所以应把混合物向中水倾倒并不断搅拌，B错误；
C. 过滤时应使用滤纸，用玻璃棒引流，C错误；
D. 硫酸铜性质稳定，可用蒸发皿蒸发结晶，D正确。答案为D。
4．下列实验探作、现象与结论均正确的是
编号
实验操作
实验现象
实验结论
A
向酸性KMnO4溶液中通入SO2
紫红色褪去
SO2具有漂白性
B
向CuSO4溶液中通入H2S
出现黑色沉淀
酸性：H2S>H2SO4
C
向碘水溶液中加入CCl4，振荡
上层褪色，下层变紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D
向装有蔗糖的烧杯中加入浓 H2SO4
出现“黑面包”现象
浓H2SO4具有吸水性
【答案】C
【解析】
A. 向酸性KMnO4溶液中通入SO2，紫红色褪去，体现SO2的还原性，故A错误；
B. 酸性：H2S C. 碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度，可用CCl4萃取碘水中的碘单质，故C正确；
D. 向装有蔗糖的烧杯中加入浓 H2SO4，出现“黑面包”现象，体现浓H2SO4的脱水性、强氧化性，故D错误。
【点睛】
向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4，浓硫酸具有脱水性，所以使蔗糖炭化变黑，C与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，体现浓硫酸的强氧化性。
5．某同学进行SO2的性质实验，在点滴板a、 b、c处分别滴有不同的试剂，再向Na2SO3固体上滴加数滴浓H2SO4后，在整个点滴板上盖上培养血，一段时间后观察到的实验现象如表所示，下列说法正确的是 ( )

序号
试剂
实验现象
a
品红溶液
红色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
红色褪去
A．浓硫酸与Na2SO3固体发生了非氧化还原反应
B．a、b均表明SO2具有还原性
C．a、c均表明SO2具有漂白性
D．b中反应方程式为：
【答案】A
【解析】
A. 浓硫酸与Na2SO3固体发生反应生成硫酸钠和二氧化硫，是非氧化还原反应，故A正确；
B. 二氧化硫与高锰酸钾是发生氧化还原反应而褪色；二氧化硫使品红褪色体现了二氧化硫的漂白性，所以a是漂白性、b是还原性，故B错误；
C.由上述分析可知a是漂白性、b是还原性，故C错误；
D. 二氧化硫与高锰酸钾是发生氧化还原反应，b中反应方程式应为：， 故D错误；
故答案选：A。
6．如图是与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸（浓度为）为。下列有关判断正确的是（ ）

A．装置中盛装的是浓硫酸，作用是干燥
B．装置为安全瓶，防止装置中的液体倒吸入装置中
C．品红溶液可检验生成的，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体
D．装置的作用是收集
【答案】D
【解析】
装置A为浓硫酸和铜加热制备SO2，装备B中有长颈漏斗，与外界大气相连，为安全瓶，如果发生堵塞，可以看到长颈漏斗导管中的液面上升，C为集气瓶，SO2密度大于空气，所以长管进气，D验证SO2的漂白性，碱性棉球的作用是吸收SO2防止其污染环境。
A．装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误；
B．装置C为集气瓶，用来收集，B项错误；
C．碱性棉球的作用是吸收，防止其逸出，污染环境，C项错误。
D．装置C为集气瓶，用来收集SO2，D项正确。
答案选D。
7．某研究小组同学用如图装置探究SO2与Mg的反应，实验时首先关闭K，使①中的反应进行，然后加热玻璃管。下列说法正确的是( )

A．③中发生的反应为复分解反应
B．停止实验时，打开K可防倒吸
C．实验结束后加热④中溶液，没有明显现象
D．浸有NaOH溶液的棉花是用来吸收空气中的CO2的
【答案】B
【解析】
A．SO2和镁可能发生的反应为，不是复分解反应，A错误；
B．停止实验时，打开K，可使空气进入反应装置中，维持压强平衡，可防止倒吸，B正确；
C．二氧化硫能使品红溶液褪色，加热褪色后的溶液又可恢复红色，有明显现象，C错误；
D．由于SO2有毒有害不能直接排放，故浸有氢氧化钠的棉花是用来吸收未反应的二氧化硫，D错误；
故答案为：B。
8．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具有漂白性，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）＝1：2
C．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．反应①中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I－，体现了SO2具有还原性，反应②属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2具有酸性，故A错误；
B．根据元素守恒，当n（Na2SO3）：n（NaHSO3）＝1：1时，n（SO2）：n（NaOH）＝2：3，故B错误；
C．反应④是非氧化还原反应，故C错误；
D．反应②吸收了二氧化硫，反应④放出了SO2，可以通过2个反应回收二氧化硫，故D正确；
故选D。
9．[双选]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SO42-
C．将SO2水溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有氧化性
D．向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性
【答案】AC
【解析】
A．SO2溶于水，发生反应：SO2+H2O=H2SO3，由于酸性：H2SO3>H2CO3，所以向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，SO2+H2O+ NaHCO3= NaHSO3+H2O+CO2，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性，A项正确；
B．向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，在酸性条件下NO3-有氧化性，会把SO32—氧化为SO42—，产生BaSO4白色沉淀，不能说明SO2水溶液中含有SO42—，B项错误；
C．将SO2水溶液中通入H2S气体，发生反应：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，有淡黄色沉淀产生，说明SO2水溶液具有氧化性，C项正确；
D．向KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，由于KMnO4有氧化性，SO2有还原性，二者会发生氧化还原反应，产生无色的Mn2+，因此溶液颜色褪去，这不是SO2水溶液的漂白性，D项错误；
答案选AC。
10．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。

请回答下列问题：
（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是______________，其中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与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象________________________。
（4）尾气可采用________溶液吸收。
【答案】（1）蒸馏烧瓶 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
（2）溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
5SO2＋2＋2H2O===2Mn2＋＋5＋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
【解析】第（2）问向Na2S溶液中通入SO2，最终生成了S单质，S为不溶于水的黄色固体。第（3）问要注意关闭分液漏斗旋塞，不再产生SO2后再加热。
11．SO2在生产、生活中具有重要的作用，据所学知识回答相关问题。
（1）SO2通入Na2CO3溶液中有CO2生成，说明H2SO3具有___(填“酸性”“氧化性”“还原性”或“漂白性”，下同)，SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色，说明SO2具有___。
（2）已知SO2通入FeCl3溶液会发生反应，还原产物为___ (填化学式，下同)，氧化产物为___。
（3）向含锌粉的悬浊液中通入SO2可制备ZnS2O4。
①当该反应中有0.1mol电子转移时，则生成ZnS2O4___g。
②向反应后的溶液中加入过量盐酸，溶液出现黄色浑浊，且有刺激性气体产生，反应的化学方程式为___。
（4）已知室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水。ZnO水悬浊液常用于吸收烟气中的SO2。向ZnO水悬浊液中缓慢匀速通入SO2，在开始吸收的40min内，SO2吸收率、溶液pH的变化如图。

0～20min内，溶液pH几乎不变的原因是___，SO2吸收率在30min后迅速降低，其原因是___。
【答案】酸性 漂白性 FeCl2 H2SO4 9.65 2ZnS2O4+4HC1=2ZnCl2+S↓ +2H2O+3SO2↑ 0~20min内，悬浊液中的ZnO吸收大量SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变 一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH遂渐变小，SO2的吸收率迅速降低
【解析】
（1）SO2通入Na2CO3溶液中有CO2生成，说明H2SO3具有酸性，酸性H2SO3强于H2CO3；SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色，说明SO2具有漂白性；
（2）SO2通入FeCl3溶液会发生离子反应SO2+2FeCl3+2H2O =2FeCl2+H2SO4+2HCl，反应中FeCl3中铁元素化合价由+3价降为+2价被还原，生成FeCl2，则还原产物为FeCl2；SO2中硫元素化合价由+4价升为+6价，生成H2SO4，则氧化产物为H2SO4；
（3）向含锌粉的悬浊液中通入SO2可制备ZnS2O4，发生反应的化学方程式为Zn+2SO2=ZnS2O4；
①根据反应Zn+2SO2=ZnS2O4可知，当该反应中有0.1mol电子转移时，则生成0.05molZnS2O4，质量为0.05mol 193g/mol=9.65g；
②向反应后的溶液中加入过量盐酸，溶液出现黄色浑浊，且有刺激性气体产生，则生成硫单质和二氧化硫，根据氧化还原反应配平可得反应的化学方程式为2ZnS2O4+4HC1=2ZnCl2+S↓ +2H2O+3SO2↑；
（4）根据图中信息可知0~20min内，悬浊液中的ZnO吸收大量SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；
一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH遂渐变小，SO2的吸收率迅速降低。
12．硫及其化合物在科学研究工农业生产、农药的制备等方面具有广泛用途。某化学实验兴趣小组在实验室利用浓硫酸与Na2SO3反应制取SO2，并进行了性质探究实验装置如图所示。

已知：Na2 SO3 + S+5H2O=Na2S2O3·5H2O，Na2S2O3·5H2O不易溶于酒精。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是____，E中搅拌器的作用是_____。
（2）打开活塞2进行实验，一段时间后发现C中的溶液变为浅绿色，则C中发生反应的离子方程式为___。
（3）先打开活塞1，向装置内通入足量的H2后，再打开活塞2，发现D中的溶液无明显变化；若只打开活塞2，不通入H2，发现D中产生白色沉淀，分析产生白色沉淀的可能原因_____。
（4）E中生成物有S和CaSO3，则E中发生反应的化学方程式为______。
（5）从E的滤渣中萃取回收单质S时应选用的最佳试剂是_____(填字母代号)。
A．酒精 B．热NaOH溶液 C．CS2
（6）某同学用回收的S和装置F中得到的含Na2SO3吸收液制备Na2S2O3·5H2O晶体。在水溶液中，相关物质的溶解度曲线如图所示，请将实验方案补充完整：

称取稍过最硫粉放人三颈烧瓶中然后加入Na2SO3吸收液，加热沸腾并不断搅拌，反应至液面只有少量硫粉时，趁热过滤、____，过滤，用乙醇洗涤，用滤纸吸干，得到Na2S2O3·5H2O晶体。和用水洗涤相比，用乙醇洗涤的优点是_____。
【答案】长颈漏斗 使反应物充分混合，加快反应速率 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 装置中的O2将溶解的SO2氧化为H2SO4，H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀 3SO2+2CaS2CaSO3+3S C 冷却结晶 减少晶体的损失，且晶体易干燥
【解析】
【分析】
装置A可产生氢气，在需要时可排净装置内的空气，且不参与反应；装置B为生成二氧化硫气体的装置，装置C可验证三价铁与二氧化硫的反应；装置D可验证二氧化硫在无氧气参与反应的条件下与氯化钡不反应，有氧气时可反应生成硫酸钡沉淀；装置E验证二氧化硫与CaS的反应，二氧化硫有毒，装置F为尾气吸收装置。
【详解】
（1）仪器a的名称为长颈漏斗；E中搅拌器可使反应物充分混合，增大接触面积，加快反应速率；
（2）氯化铁溶液变为浅绿色，则铁离子变为亚铁离子，二氧化硫变为硫酸根离子，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+；
（3）不通入H2，二氧化硫与空气中的氧气及氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸，则原因为装置中的O2将溶解的SO2氧化为H2SO4，H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀；
（4）E中二氧化硫与硫化钙反应生成物有S和CaSO3，反应的化学方程式为3SO2+2CaS2CaSO3+3S；
（5）S不溶于水，而易溶于有机溶剂，酒精与水混溶，二硫化碳不溶于水，且能溶解大量的单质硫，则最佳试剂为C；
（6）根据溶解度图象可知，反应完毕后，趁热过滤除去未反应的Na2SO3和单质S，再降温结晶得到Na2S2O3·5H2O晶体；Na2S2O3·5H2O晶体易溶于水，不易溶于酒精，则用酒精洗涤，除去晶体中的杂质，且能减少晶体的损失。


维生素C
1930年，匈牙利生理学家阿尔伯特·圣捷尔吉在研究氧化还原系统时，从橘子汁、甘蓝汁和肾上腺皮质中成功地分离出一种晶体化合物，并研究了该物质的分子结构。这种物质最初称为己糖醛酸，后鉴定为抗坏血酸，即维生素C。之后阿尔伯特·圣捷尔吉对维生素C进行了各方面性质和应用的深入研究，最终因“与生物燃烧过程有关的发现，特别是维生素C和延胡索酸的催化作用”而获得了1937年诺贝尔生理学或医学奖。