人教版 (2019)必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化第1课时测试题
展开[知 识 梳 理]
知识点一 自然界中的硫
行走在生命边缘的采硫人
自然界的硫单质存在于火山口附近,人们可以直接开采,硫元素在自然界除了以游离态的形式存在,还以哪些化合态的形式存在?单质硫有什么样的性质?带着这些问题完成下列知识点:
1.硫的常见化合价及代表物
化合价 代表物
-2价 H2S 、S2-
0价 S
+4价 SO2、H2SO3、Na2SO3
+6价 SO3、H2SO4、Na2SO4
2.硫的性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。CS2可用于洗涤内壁附着硫的试管
硫的化学性质比较活泼,能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。
S+Feeq \(=====,\s\up7(△))FeS硫化亚铁 S+2Cueq \(=====,\s\up7(△))Cu2S硫化亚铜
S+H2eq \(=====,\s\up7(△))H2S硫化氢 S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2
硫的氧化性弱与变价金属反应金属生成低价
知识点二 二氧化硫和三氧化硫
不法商贩进行中药材加工,为什么要熏硫?熏硫的实质是什么?为什么要禁止?完成下列知识点,你就会明白:
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性:
a.与水反应:课本实验[实验5-1,pH试纸变红色]
二氧化硫与水反应的化学方程式为H2O+SO2H2SO3。
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
b.与碱反应:二氧化硫与NaOH溶液反应的化学方程式为 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O(碱过量)或NaOH+SO2===NaHSO3(SO2过量)。
c.与碱性氧化物反应:二氧化硫与氧化钙反应的化学方程式为 CaO+SO2eq \(=====,\s\up7(△))CaSO3。
②漂白性:
a.[实验5-2],振荡后溶液褪色,再加热后,溶液颜色恢复红色。
b.SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质,这种无色物质易分解而使有色物质恢复到原来的颜色。
③还原性:
二氧化硫与氧气反应的化学方程式为2SO2+O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3。
SO2还可以与溴水、KMnO4(H+)、Fe3+等反应,并且出现颜色变化,但不是SO2的漂白性而是还原性
④氧化性:
二氧化硫与硫化氢反应的化学方程式为SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(3)SO2的用途
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;
②用于杀菌消毒。
2.三氧化硫
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
SO3eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(与H2O:SO3+H2O===H2SO4,与碱性氧化物(CaO):SO3+CaO===CaSO4,与碱[Ca(OH)2]:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O))
3.可逆反应
化学上通常把向生成物方向进行的反应叫做正反应,向反应物方向进行的反应叫做逆反应。像这种在同一条件下,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,叫做可逆反应。
微判断
(1)自然界中不存在游离态的硫单质( )
(2)S能氧化Fe,使Fe生成+3价铁的化合物( )
(3)S在空气中燃烧生成SO2,在过量的纯O2中燃烧生成SO3( )
(4)SO2和CO2可用澄清石灰水鉴别( )
(5)SO2使品红溶液褪色是因为SO2具有强氧化性( )
(6)SO2的水溶液存在SO2、H2SO3的原因是SO2与H2O反应为可逆反应( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
微训练
1.下列说法不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫易燃烧,其燃烧产物是大气污染物之一
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
解析 硫在空气和纯氧中燃烧都生成SO2,SO2在催化剂存在且加热条件下与O2反应生成SO3,D项错误。
答案 D
2.下列关于硫的说法不正确的是( )
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C.单质硫既有氧化性,又有还原性
D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
解析 硫单质或含硫物质在空气中燃烧时应生成SO2,而不能直接生成SO3。
答案 D
3.下列化合物能由两种单质直接化合生成的是( )
A.Fe2S3 B.CuS
C.SO3 D.SO2
解析 硫的氧化性较弱,与变价金属铁、铜化合时,只能生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S。
答案 D
4.写出下列反应的离子方程式
(1)NaOH溶液中通入过量SO2:______________________________________
______________________________________________________________。
(2)Ca(OH)2溶液中通入少量SO2:______________________________________
_____________________________________________________________。
(3)SO2通入氯水中:_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案 (1)OH-+SO2===HSOeq \\al(-,3)
(2)Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O
(3)SO2+Cl2+2H2O===4H++SOeq \\al(2-,4)+2Cl-
微思考
1.常见的漂白剂有哪些,它们的漂白原理是什么?
提示
漂白剂 原理
eq \a\vs4\al(氯水、H2O2、,Na2O2、HClO) 氧化有色物质
SO2 与有色物质化合
活性炭 吸附有色物质
2.如何证明混合气体中同时存在CO2、SO2气体?
提示 当CO2、SO2同时存在时,要先用品红溶液验证SO2的存在,再通入足量酸性KMnO4溶液除去SO2,再将剩余气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,证明CO2的存在。
学习任务1 二氧化硫、次氯酸的漂白原理
[文献摘抄]
漂白剂一般是氧化剂,通过获得被漂白物中发色基团的共轭电子对中的电子来去除发色基团的负面影响;二氧化硫氧化性没那么强(+4价),因此只能算是勉强与发色基团中的电子对发生作用,不能稳定持久的发挥作用。参照上图可以看出。
请结合上述文献材料,回答下列问题:
1.分别将SO2和Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若分别通入紫色石蕊溶液中呢?
提示
(1)
(2)
2.把SO2和Cl2同时通入溶液中,溶液的漂白性是“强强联合”吗?
提示 若将等物质的量的Cl2和SO2气体混合后,在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
SO2的漂白性
(1)SO2的漂白具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。是因为SO2的还原性而非漂白性
(3)利用氯水、SO2的漂白性,可以鉴别Cl2和SO2,方法是将气体分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,然后再加热褪色后的溶液,恢复红色的通入的是SO2,不恢复原来红色的通入的为Cl2。
【例题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.盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性
解析 A选项中SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红褪色是漂白性,SO2不能使指示剂褪色,所以A选项错误;B选项正确,因为能使品红褪色的物质很多,不仅仅是SO2;C选项错误,因为这些漂白剂的漂白原理不相同;D选项错误,溶液褪色的原理是盐酸中和NaOH溶液使碱性变弱,并不是盐酸具有漂白性。
答案 B
变式训练1 氯水和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析 Cl2和SO2等物质的量混合通入品红与BaCl2的混合溶液,涉及的化学反应为Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相应的现象是溶液不会褪色,出现白色沉淀BaSO4。
答案 C
学习任务2 二氧化硫与二氧化碳的鉴别及净化
情景:
资料一:SO2是唯一在葡萄酒生产中普遍应用的添加剂。它在葡萄酒工艺中的作用一般总结为以下几条:①选择性杀菌。作为一种杀菌剂,不同微生物对SO2的耐受力是有不同的,其中细菌最为敏感,加入SO2后最先被杀死;其次是柠檬型酵母;酿酒酵母对SO2耐受力则比较强。所以可以通过SO2来选择发酵微生物。②澄清作用。③抗氧化作用。④增酸,调节发酵基质达到合适的酸度。SO2在葡萄酒生产中发挥着巨大的作用,但是过量和不当使用也会带来一些问题,尤其是二氧化硫对人体的健康影响日益受人重视,因此葡萄酒科研和生产实践中也在不断研究尝试减少二氧化硫的使用。
资料二:SO2的排放造成了大气污染,酸雨的形成,工业上常用CaO除去SO2气体。
结合上述资料请回答:
1.资料中提到SO2有抗氧化作用,可以增酸,为什么?
提示 SO2具有还原性,SO2溶于水显酸性。
2.资料二中,SO2可用CaO除去,为什么?体现了SO2的什么性质?
提示 SO2+CaOeq \(=====,\s\up7(△))CaSO3,体现了SO2作为酸性氧化物的性质。
3.我们还学过CO2也是酸性氧化物。
CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
提示 不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,因为二者通入澄清石灰水时,现象相同,即开始产生白色沉淀,后来沉淀溶解消失。
4.已知:酸性H2SO3>H2CO3,除去CO2中的SO2可用哪些方法?
提示 (1)将混合气体通入足量的饱和NaHCO3溶液中;(2)将混合气体通入足量的酸性KMnO4溶液。
1.SO2和CO2的性质比较
2.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(或稀溴水、或酸性高锰酸钾溶液)中,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。
(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。
【例题2】 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3.________________
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列________试剂(填编号)。
A.NaCl溶液B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:_____________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是:___________________________________________
________________________________________________________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分为:________________。
解析 回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,又变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
答案 猜想3:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
变式训练2 检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.先通过足量NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
解析 A选项检验的是SO2;B选项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;只有D选项,足量酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若有白色沉淀生成则一定有CO2,若无沉淀则无CO2。
答案 D
学习任务3 (核心素养)SO2性质的综合应用
一、知识要点
1.酸性氧化物通性。
2.还原性
3.氧化性
4.漂白性
二、核心素养
【素养解题】
[典例示范] 某化学实验兴趣小组的同学用如图装置通入SO2气体进行实验。
(1)请填写表中空格:
(2)写出③中发生反应的化学方程式_______________________________________
_____________________________________________________________。
[性质验证解题思维模型]
答案 (1)①变红色 ②褪色 ③还原性
(2)I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
三、对点训练
1.下列说法正确的是( )
A.硫单质常存在于火山喷口附近
B.进行SO2性质探究实验时,多余的SO2应排到实验室外
C.SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3
解析 SO2不与BaCl2溶液反应,C错误;硫不论在空气中燃烧,还是在纯氧中的燃烧其产物均是SO2。
答案 A
2.下列化学实验中,能证明某种中学常见气体为SO2的是(双选)( )
①能使澄清的石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊 ④将其通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生。
A.都能证明 B.都不能证明
C.③能证明 D.⑤能证明
解析 ①能使澄清的石灰水变浑浊的,还可能是CO2;②酸性气体不仅SO2一种;④CO2也可以存在此现象。
答案 CD
3.下列溶液中,不能鉴别CO2、SO2气体的是( )
①石灰水 ②H2S水溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④溴水 ⑤氯水 ⑥品红溶液
A.①⑤B.②③④⑤⑥
C.只有①D.③④
解析 SO2和CO2都是酸性氧化物,都能使澄清的石灰水变浑浊,但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性,所以只有①不能鉴别二者。
答案 C
4.关于SO2的叙述中,不正确的是( )
A.SO2在有的反应中显示氧化性,有的反应中显示还原性
B.SO2是酸性氧化物,溶于水生成亚硫酸
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D.SO2气体通入品红溶液中,溶液褪色
解析 A项,SO2中硫元素化合价为+4价,处于硫元素的中间价态,因此既有氧化性,又有还原性;B项,SO2+H2OH2SO3;C项,体现了SO2的还原性;D项,SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。
答案 C
[学 考 练]
1.下列说法中错误的是( )
A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性
B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色
C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性
D.二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后又会恢复到原来的颜色
解析 SO2的漂白作用不同于HClO,不是利用其强氧化性而是与有色物质化合生成无色不稳定物质,A错,D正确。二氧化硫水溶液显酸性但不具有漂白石蕊溶液的能力,B正确。SO2具有还原性能被酸性KMnO4溶液氧化,C正确。
答案 A
2.下列五种有色溶液与SO2作用,均能褪色,其实质相同的是( )
①品红溶液 ②KMnO4酸性溶液 ③滴有酚酞的NaOH溶液 ④溴水 ⑤淀粉碘溶液
A.①④B.①②④
C.②③⑤D.②④⑤
解析 ①中SO2与品红化合生成不稳定的无色物质;②④⑤中KMnO4、Br2、I2和SO2之间发生氧化还原反应导致褪色;③是SO2作为酸性氧化物和碱反应导致OH-浓度减小溶液褪色。
答案 D
3.下列物质能使品红溶液褪色,其中是利用强氧化性漂白的是( )
①活性炭 ②过氧化钠 ③氯水 ④二氧化硫 ⑤臭氧
A.①③④B.②③⑤
C.①②③④D.②③④⑤
解析 ①活性炭是吸附性(物理性质)漂白;④SO2是化合性漂白;其他三种均是利用强氧化性来漂白的。
答案 B
4.下列物质能与SO2气体反应,但无沉淀产生的是( )
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①B.①④⑤
C.④⑥⑦D.①④⑦
解析 ①溴水与SO2的反应为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr;②Ba(OH)2溶液与SO2的反应为Ba(OH)2+SO2===BaSO3↓+H2O,生成沉淀;③石灰水与SO2的反应为Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O,生成沉淀;④Na2CO3溶液与SO2的反应为Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;稀硫酸、Na2SO4溶液与SO2不反应;⑦Na2SO3与SO2的反应为Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,所以符合要求的是①④⑦。
答案 D
5.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(双选)( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色
B.品红溶液褪色,因SO2具有漂白性
C.溴水橙色褪去,是因为SO2具有漂白性
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
解析 SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;SO2有强还原性,与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C错误;SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3,使红色变浅或褪色,D正确。
答案 AC
6.下列离子方程式正确的是(双选)( )
A.向NaOH溶液中通入少量SO2:SO2+OH-===HSOeq \\al(-,3)
B.向氯水中通入少量SO2:Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+SOeq \\al(2-,4)
C.将SO2通入到饱和NaHCO3溶液中:SO2+ HCOeq \\al(-,3)=== HSOeq \\al(-,3)+CO2↑
D.将SO2通入到BaCl2溶液中:SO2+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2H+
解析 SO2与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,反应离子方程式为SO2+2OH-===SOeq \\al(2-,3)+H2O,A项错误;B项正确;H2SO3的酸性比H2CO3强,SO2通入饱和NaHCO3溶液中,反应的离子方程式为:SO2+HCOeq \\al(-,3)===HSOeq \\al(-,3)+CO2,C项正确;H2SO3酸性比盐酸弱,故SO2通入到BaCl2(或CaCl2)溶液中不反应,D项错误,答案为B项。
答案 BC
7.为了除去混入二氧化碳中的二氧化硫和氧气,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浓硫酸;④灼热的铜网;⑤碱石灰
A.①③④B.②③④
C.②①③D.③④⑤
解析 因为亚硫酸酸性较碳酸强,故饱和碳酸氢钠溶液可以除去SO2,加热时Cu与O2生成CuO,故灼热铜网用于除O2,浓硫酸与CO2不反应,可除水蒸气。
答案 B
8.如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞,则品红溶液无变化而澄清的石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为( )
A.①④B.①②
C.②③D.③④
解析 SO2、氯水均具有漂白性,且均与NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反应生成CO2,A项正确。
答案 A
9.某同学用如下图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。
(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,写出该反应的化学方程式:______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:
①将少量SO2气体通入紫色石蕊溶液中,现象是__________________________,继续通入过量SO2气体,现象是___________________________________
_______________________________________________________。
②将SO2气体通入酸性KMnO4溶液中,现象是_____________________________
___________________________________________________________,
其反应的离子方程式为:________________________________________________。
③将SO2气体慢慢通入澄清石灰水中,现象是______________________________
____________________________________________________________。
④若C中为双氧水,则通入SO2气体后,请大胆判断所得溶液是________(填溶质的化学式)。若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体,产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混有________,要证明气体中既有SO2又有CO2,应该选用的试剂依次为________________________________________________
______________________________________________________________。
解析 ①SO2通入水中生成H2SO3,H2SO3H++HSOeq \\al(-,3),HSOeq \\al(-,3)H++SOeq \\al(2-,3),溶液呈酸性,遇到石蕊溶液显红色。②SO2通入酸性KMnO4溶液中,MnOeq \\al(-,4)氧化SO2,自身被还原为Mn2+,所以溶液颜色逐渐变浅或紫红色消失。③SO2通入澄清石灰水中:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,过量时SO2+CaSO3+H2O===Ca(HSO3)2。④证明气体中既有SO2又有CO2,首先证明有SO2,再除去SO2,防止干扰CO2的检验。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)①溶液变红 不褪色 ②溶液颜色逐渐变浅或紫红色消失 5SO2+2MnOeq \\al(-,4)+2H2O===5SOeq \\al(2-,4)+2Mn2++4H+ ③溶液变浑浊,后又变澄清 ④H2SO4 碳酸盐或碳酸氢盐 品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水
10.某无色气体A中可能含有H2S、SO2、CO2、HCl气体中的一种或几种。
(1)将此气体通入氯水后溶液变得无色透明(已知H2S+Cl2===S+2HCl 2H2S+SO2===3S+2H2O)。
(2)将得到的溶液分为两份:
①其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀。
②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,也得到白色沉淀。
请回答:
(1)气体A中肯定含有的气体是________。
(2)气体A中肯定不存在的气体是________,理由是______________________
_________________________________________________________________。
(3)气体A中可能存在的气体是________________________________________。
解析 氯水为黄绿色,将气体A通入氯水中得无色透明溶液,说明气体中一定有SO2,因为SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4;一定无H2S,因为2H2S+SO2===3S+2H2O,SO2和H2S不共存;向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,进一步证明有SO2气体;另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,不能说明一定有HCl,因为氯水中存在Cl-,且SO2与Cl2、H2O反应也生成了HCl。
答案 (1)SO2 (2)H2S H2S与SO2不共存、H2S能被Cl2氧化成S,使溶液变浑浊 (3)CO2、HCl
11.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2。某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是:________________________;
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。若有6 ml的HCl参加反应,则转移的电子总数为________;
(3)①反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是B:________,D:________;
②停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为
B:____________________________________________________________。
D:_____________________________________________________________。
解析 (1)A中分液漏斗的玻璃塞没有取下,漏斗内气体与空气不连通,故打开活塞后液体不能流下。(2)根据制取Cl2的反应原理可知,每生成1 ml Cl2,消耗4 ml HCl,转移2 ml电子,故有6 ml HCl参加反应,则转移3 ml电子。(3)SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,但其漂白性是可逆的。加热后会恢复原来的颜色;Cl2通入品红溶液时与H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性,会把品红氧化而褪色,且该过程不可逆,故加热不会恢复原来的颜色。
答案 (1)分液漏斗的玻璃塞没有取下来
(2)3NA (3)①品红褪色 品红褪色 ②褪色的品红溶液又恢复成红色 无明显现象
[能 力 练]
12.有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是______________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)请设计一种实验方案,证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3:________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了能生成Na2SO3与O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
eq \x(将B中反应后的固体溶解于水)eq \(――→,\s\up7(BaCl2溶液))eq \x(白色沉淀)eq \(――→,\s\up7(稀硝酸))eq \x(\a\al(仍有部分白色沉淀不溶解,证明有,Na2SO4生成))
上述方案是否合理?____________。请简要说明两点理由:
①______________________________________________________________;
②________________________________________________________________。
解析 (1)已知“Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2”,再联想Na2O2与CO2反应生成了Na2CO3和O2,即得答案。
(2)证明含Na2SO3即证明含SOeq \\al(2-,3)。SOeq \\al(2-,3)的特征反应是与H+反应生成能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水等有色液体褪色的有刺激性气味的无色气体SO2。
(3)该项实验目的是检验是否有Na2SO4生成,即检验是否存在SOeq \\al(2-,4)。但是,“第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成”,即被检样品中混有Na2SO3,Na2SO3易被Na2O2、HNO3氧化为Na2SO4,所以该实验方案不合理。
答案 (1)2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2
(2)取少量试样于试管中,加入足量稀硫酸(或稀盐酸),将产生的气体导入品红溶液。若品红溶液褪色,说明白色固体中含有Na2SO3
(3)不合理
①稀硝酸能将BaSO3氧化为BaSO4
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后能将BaSO3氧化成BaSO4
13.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下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与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________;
(4)尾气可采用________溶液吸收。
解析 (1)常见烧瓶有:圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶,图示中带支管的为蒸馏烧瓶。(2)SO2因有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,离子反应为:5SO2+2MnOeq \\al(-,4)+2H2O===5SOeq \\al(2-,4)+2Mn2++4H+;SO2能与-2价的S反应生成硫沉淀,体现氧化性:SO2+4H++2S2-===3S↓+2H2O。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指:SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性氧化物,一般用碱性溶液吸收,也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收。
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+2MnOeq \\al(-,4)+2H2O===2Mn2++5SOeq \\al(2-,4)+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色 (4)NaOH
学业要求
核心素养对接
1.能列举、描述、辨识硫、二氧化硫、三氧化硫的重要物理性质、化学性质及实验现象。
2.能说明二氧化硫转化为三氧化硫的可逆反应。
1.让学生仔细探讨二氧化硫转化为三氧化硫可逆反应,以培养学生变化观念与平衡思想。2.通过二氧化硫性质的实验,培养学生科学研究与创新意识。
颜色
气味
状态
密度
毒性
水溶性
无色
刺激性
气态
比空气大
有毒
易溶于水,1∶40
SO2
CO2
物理性质
无色、有刺激性气味、易液化、易溶于水(1∶40)
无色、无味、能溶于水(1∶1)
与水反应
SO2+H2OH2SO3(中强酸)
CO2+H2OH2CO3(弱酸)
与碱反应
Ca(OH)2eq \(――→,\s\up7(SO2))CaSO3eq \(――→,\s\up7(SO2))Ca(HSO3)2
Ca(OH)2eq \(――→,\s\up7(CO2))CaCO3eq \(――→,\s\up7(CO2))Ca(HCO3)2
鉴定存在
能使品红溶液褪色,又能使澄清石灰水变浑浊
不能使品红溶液褪色,但能使澄清石灰水变浑浊
实验现象⇒培养学生的证据推理意识
实验设计⇒提升学生的实验探究素养
管中棉花的位置
①
②
③
④
棉花浸取试剂
石蕊试液
品红溶液
淀粉和碘水混合液
氢硫酸
现象
褪色
浅黄色
体现SO2的性质
酸性氧化物
漂白性
氧化性
明晰性质
与现象
①酸性氧化物⇒变红
②漂白性⇒褪色
分析现象
与原理
淀粉和碘水混合液褪色⇒I2被还原⇒SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
智能储备
涉及SO2的几种常见变色反应
(1)SO2通入石蕊试液中变红⇒酸性氧化物
(2)SO2通入(酸性)KMnO4溶液中褪色⇒还原性
(3)SO2通入品红溶液中褪色⇒漂白性
(4)SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中褪色⇒酸性氧化物
①
②
③
④
X
SO2
H2S
CO2
Cl2
Y
饱和的NaHCO3溶液
浓硫酸
Na2SO3溶液
Na2CO3溶液
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