(寒假班)人教版高中化学必修第二册同步讲义第五章化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物(含详解)
展开【学习目标】
1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫和二氧化硫的性质,强化“证据推理与模型认知”能力的发展。2.了解二氧化硫与水反应的可逆性,二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
3.认识硫酸的性质,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
4.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性。
5.了解含硫物质在自然界中的存在与转化,熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。
6.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质,并能设计实验实现不同价态硫元素的相互转化。
【基础知识】
一、硫和二氧化硫
(一)硫
1、硫元素的位置、结构与性质
(1)硫元素位于元素周期表的第 三 周期、第 ⅥA 族,硫原子的最外电子层有 6个 电子,在化学反应中容易得到2个电子,形成 -2 价硫的化合物。
(2)与氧元素相比,得电子能力相对 较弱 ,非金属性比氧的 弱 。故在富含O2的地表附近的含硫化合物中,硫常显 +4 价或 +6 价,而氧显 -2 价。
2、硫单质的物理性质
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 。
3、硫单质的化学性质
(1)氧化性表现为与金属、H2反应:
与Fe、Cu、H2反应的化学方程式分别为 S+Feeq \(=====,\s\up9(△))FeS 、 S+2Cueq \(=====,\s\up9(△))Cu2S 、 S+H2eq \(=====,\s\up9(△))H2S ,在这些反应,S均作 氧化 剂。
(2)还原性表现为与O2反应,其化学方程式为 S+O2eq \(=====,\s\up9(点燃))SO2 ,反应中S作 还原 剂。
(二)二氧化硫
1、物理性质
二氧化硫是一种无色、有 刺激性 气味的有毒气体,密度比空气的 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SO2。
2、化学性质
(1)具有酸性氧化物的性质
①与H2O反应的化学方程式为: SO2+H2OH2SO3 。
②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为: SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O 。
(2)还原性
SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为:,生成的SO3也是 酸性 氧化物,与H2O反应的化学方程式为: SO3+H2O===H2SO4 。
(3)氧化性
SO2与H2S反应的化学方程式为: SO2+2H2S===3S+2H2O 。
(4)漂白性
①SO2通入品红溶液中,品红溶液 褪 色,加热时,溶液又变 红 色。
②SO2的漂白原理:SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。
③应用:SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等;此外SO2可用于 杀菌消毒 ,还是一种食品 添加剂 。
3、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。
二、硫酸
1、工业制硫酸的原理示意图
(1) S+O2eq \(=====,\s\up9(点燃))SO2 或4FeS2+11O2eq \(=====,\s\up9(燃烧))2Fe2O3+8SO2;
(2)2SO2+O2eq \(,\s\up9(V2O5),\s\d9(400~500 ℃))2SO3,
(3) SO3+H2O===H2SO4 。
2、硫酸的酸性
(1)电离方程式:H2SO4===2H++SOeq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4))。
(2)写出稀硫酸与Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应的离子方程式分别为 Zn+2H+===Zn2++H2↑ 、CuO+2H+===Cu2++H2O 、 H++OH-===H2O 、HCOeq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3))+H+===CO2↑+H2O。
3、浓硫酸的特性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,可用于作干燥剂。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(3)强氧化性
①与金属Cu反应的化学方程式为 2H2SO4(浓)+Cueq \(=====,\s\up9(△))CuSO4+SO2↑+2H2O 。反应中氧化剂是 浓硫酸 ,还原剂是 Cu ,还原产物为 SO2 。
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭反应的化学方程式为 C+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O 。反应中氧化剂为 浓硫酸,还原剂为 C ,还原产物为 SO2 。
4、常见的硫酸盐
(1)石膏(化学式为 CaSO4·2H2O ),加热失水变为熟石膏(化学式为 2CaSO4·H2O ),应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带,工业上还用于调节 水泥的硬化速率 。
(2)硫酸钡又称“重晶石”或“钡餐”,用于生产其他钡盐的原料或消化系统 X射线 检查的内服药剂。
(3)硫酸铜为白色粉末,CuSO4结合水后变为 蓝色晶体胆矾 (化学式为 CuSO4·5H2O ),又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和 石灰乳 混合制成一种常用的农药—— 波尔多液 。
5、探究1:蔗糖的脱水实验
(1)蔗糖逐渐变黑。原因是浓硫酸具有 脱水性 :C12H22O11eq \(――→,\s\up9(浓硫酸)) 12C+11H2O 。
(2)蔗糖体积膨胀,形成黑色疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体。原因是 浓硫酸具有强氧化性,把C氧化成CO2,并有SO2气体放出 。
6、探究2:浓硫酸与Cu的反应
(1)a中铜丝变 黑 ,有气体逸出;b中品红溶液逐渐变为 无 色;c中溶液变为 红 色。
(2)NaOH溶液棉团的作用是吸收尾气 SO2 ,防止污染空气:SO2+2OH-===SOeq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3))+H2O。
三、硫酸根离子的检验
1、SOeq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4))的检验
(1)实验探究:
①稀硫酸或Na2SO4溶液eq \(――――→,\s\up9(BaCl2溶液))eq \(――→,\s\up9(稀盐酸))现象为有 白色 沉淀生成,加盐酸后 白色 沉淀不溶解。
②Na2CO3溶液eq \(――――→,\s\up9(BaCl2溶液))eq \(――→,\s\up9(稀盐酸))现象为有 白色 沉淀生成,加盐酸后 白色 沉淀溶解且放出气体。
(2)SOeq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4))的检验一般思路:待测液eq \(―――――→,\s\up9(先加稀盐酸),\s\d9(酸化))无沉淀无气体生成eq \(――――→,\s\up9(BaCl2溶液)) 白色 沉淀生成。
2、粗盐中可溶性杂质的除去
四、不同价态含硫物质的转化
(一)自然界中硫的存在和转化
1、硫的存在
(1)在自然界中硫元素主要以 化合态 形式存在,通常以 硫化物 的形式存在,如黄铁矿( FeS2 )、黄铜矿( CuFeS2 )。在地表附近,硫化物转化为 硫酸盐 ,如石膏( CaSO4·2H2O )、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
(2) 游离态 的硫存在于 火山口 附近或 地壳 的岩层中。
2、硫的转化
火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成 二氧化硫 , 二氧化硫 可被进一步氧化成 三氧化硫。
(二)常见硫的价态及转化
1、硫元素常见的化合价有 -2、0、+4 和 +6 ,可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用 氧化剂 ,可将硫元素从 低价 态转化到 高价 态;利用 还原剂 ,可将硫元素从 高价 态转化到 低价 态。
2、硫的不同价态所对应的常见化合物
(1)含有-2价硫的物质有酸: H2S ,盐:Na2S、 NaHS 等。
(2)含有+4价硫的物质有氧化物: SO2 ,酸: H2SO3 ,盐:Na2SO3、NaHSO3等。
(3)含有+6价硫的物质有氧化物: SO3 ,酸: H2SO4 ,盐:Na2SO4、NaHSO4等。
3、不同价态硫元素之间的相互转化
不同价态硫元素之间的相互转化主要通过 氧化还原反应 实现。上述转化中,从左到右,硫元素化合价 升高 ,需加入 氧化剂 。从右到左,硫元素化合价降低,需加入 还原剂 。
4、相同价态硫元素之间的转化
以上两种转化关系均属于 相同 价态硫元素之间的转化,从左到右的转化,加入 碱 可以实现;从右到左的转化,加入 酸 可以实现。
【考点剖析】
考点一 硫的性质
1.下列说法不正确的是( )
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.单质硫既有氧化性,又有还原性
C.与氢气反应,硫比氯气容易
D.硫在空气中燃烧只能生成二氧化硫
答案 C
解析 单质硫既有氧化性(与金属、氢气反应),又有还原性(与氧气反应);硫的非金属性比氯弱,与氢气反应,硫比氯气难。
2.若0.1 ml某单质与足量的硫充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g,则组成这种单质的元素不可能是( )
A.Ag B.Fe C.Cu D.K
答案 B
解析 质量增加了1.6 g为硫的质量,其物质的量为0.05 ml,0.1 ml某单质与0.05 ml的硫反应,该单质与硫的物质的量之比是2∶1,所以该单质与硫充分反应后,组成该单质的元素在生成物中的化合价为+1价,不可能是Fe。
3.硫的氧化性不如氧气强,在下列叙述中不能说明这一事实的是( )
A.S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2,O2是氧化剂、S是还原剂
B.S是淡黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O2===2S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜),而O2与Cu反应生成CuO
答案 B
解析 A项,S与O2化合时,O2作氧化剂,硫作还原剂,说明氧气的氧化性比硫强;B项,不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系;C项,氢硫酸放置在空气中易变浑浊,是氧气将硫置换出来,说明氧气的氧化性比硫强;D项,S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合价为+1),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为+2),说明氧气的氧化性比硫强。
考点二 二氧化硫的性质及应用
4.下列有关SO2的说法中,不正确的是( )
A.溶于水能导电,属于电解质
B.使品红溶液褪色,有漂白性
C.使酸性高锰酸钾溶液褪色,有还原性
D.能杀菌、消毒,可按照国家标准用作食物的防腐剂
答案 A
解析 二氧化硫能溶于水,与水反应生成的亚硫酸能够电离,溶液能导电,但二氧化硫属于非电解质,A错误;二氧化硫能使品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,B正确;二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,C正确;二氧化硫有毒,能杀菌、消毒,可按照国家标准用作食物的防腐剂,D正确。
5.二氧化硫能使溴水褪色,说明二氧化硫具有( )
A.还原性 B.氧化性
C.漂白性 D.酸性
答案 A
解析 由于发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,因此二氧化硫能使溴水褪色。在该反应中二氧化硫中S元素的化合价升高,失去电子,表现出还原性。
6.下列有关二氧化硫和三氧化硫的说法中正确的是( )
A.SO3极易溶于水,且与水反应生成H2SO4
B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使石蕊溶液变红色
C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
D.SO2在空气中易被氧化为SO3
答案 A
解析 SO3不具有漂白性,SO2不能漂白指示剂,两者均可使石蕊溶液变红色,故B错误;SO2不易被空气中的氧气氧化,只有在催化剂存在下加热才能被氧化为SO3,故D错误;SO3既可与碱反应,也可与碱性氧化物反应,故C错误。
考点三 硫酸的性质及其应用
7.下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是( )
A.SO2、O2、N2 B.HCl、Cl2、CO2
C.CH4、H2、CO D.SO2、O2、Cl2
答案 C
解析 浓硫酸具有吸水性,常用作气体的干燥剂,但不能干燥碱性气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、碘化氢、溴化氢等);碱石灰(氧化钙和氢氧化钠的混合物)是一种常用的碱性干燥剂,不能干燥酸性气体(如二氧化碳、二氧化硫、氯气等)。
8.《华西都市报》曾报道,一辆载有25吨浓硫酸的槽罐车与3辆大货车发生连环相撞,造成浓硫酸大量泄漏。消防官兵冒着被腐蚀的危险成功将险情排除。此处的“腐蚀”不包括浓硫酸下列性质中的( )
A.强酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性
答案 B
解析 浓硫酸因具有强酸性、脱水性、强氧化性而导致腐蚀性很强。
9.(2019·齐齐哈尔八中期末)下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化
B.浓硫酸在常温下能够使铁、镁等金属形成氧化膜而钝化
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥二氧化硫、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
答案 C
解析 浓硫酸具有脱水性,使蔗糖碳化;浓硫酸具有强氧化性,可使铁、铝钝化,但不能使镁钝化;浓硫酸具有吸水性,可干燥酸性气体或中性气体;浓硫酸和铜在加热条件下发生反应。
10.如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。已知:铜片足量,浓硫酸(浓度为18 ml·L-1)为50 mL。下列有关判断正确的是( )
A.装置B中盛装的是浓硫酸,作用是干燥SO2
B.装置C为安全瓶,防止装置D中的液体倒吸入装置B中
C.品红溶液可检验生成的SO2,碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体
D.充分反应后,被还原的硫酸少于0.45 ml
答案 D
解析 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;装置C为集气瓶,收集SO2,B项错误;碱性棉球的作用是吸收SO2,防止其逸出,C项错误;由题意知,H2SO4为0.9 ml,根据反应方程式Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O及条件“铜片足量”可知,当硫酸完全参与反应时,被还原的H2SO4的物质的量为0.45 ml,但在反应过程中,硫酸的浓度越来越小,而金属铜与稀硫酸不反应,故被还原的H2SO4少于0.45 ml,D项正确。
11.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( )
A.都能与Mg、Zn、Fe、Al反应产生氢气
B.都能与铜在加热条件下反应
C.都具有脱水性
D.都能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀
答案 D
解析 浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化,与Mg、Zn反应生成SO2,A项错误;稀硫酸在加热的情况下也不与铜反应,B项错误;稀硫酸没有脱水性,C项错误;不论是浓硫酸还是稀硫酸,在水溶液中均能产生SOeq \\al(2-,4),Ba2++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓,D项正确。
考点四 硫酸根离子的检验
12.某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子,除氯化钡溶液外,还需要的溶液是( )
A.硫酸溶液 B.盐酸
C.氢氧化钠溶液 D.硝酸钠溶液
答案 B
解析 检验某溶液中是否含有硫酸根离子的方法:先用盐酸酸化(若有沉淀,过滤),再加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有硫酸根离子。
13.某溶液中加入稀硫酸,能产生使石灰水变浑浊的无色无味的气体;再加入氯化钡溶液,能产生白色沉淀。关于该溶液的下列结论中正确的是( )
A.一定含有碳酸根离子
B.一定含有碳酸氢根离子
C.一定含有硫酸根离子
D.可能含有硫酸根离子
答案 D
解析 加入稀硫酸,能产生二氧化碳气体,原溶液中可能含有碳酸根离子或碳酸氢根离子;因为稀硫酸引入硫酸根离子,该溶液中不一定含有硫酸根离子。
14.下列离子的检验能达到目的的是( )
A.检验某溶液是否含有SOeq \\al(2-,4)时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸
B.检验某溶液是否含有Ag+,依次加入BaCl2溶液和稀硝酸
C.检验某溶液中是否含有SOeq \\al(2-,4),依次加入足量稀盐酸和BaCl2溶液
D.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在COeq \\al(2-,3)
答案 C
解析 A项,若溶液中含有Ag+,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸时生成AgCl沉淀,不能达到实验目的;B项,若溶液中含有SOeq \\al(2-,4),加入BaCl2溶液时生成BaSO4沉淀,不能达到实验目的;C项,可排除Ag+、COeq \\al(2-,3)等离子的干扰,能达到实验目的;D项,不能排除HCOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,3)等离子的干扰,不能达到实验目的。
15.除去氯化钠溶液中混有的Ca2+、Mg2+、SOeq \\al(2-,4)、HCOeq \\al(-,3)等杂质,通常采用以下四种试剂:①Na2CO3 ②BaCl2 ③NaOH ④盐酸,加入试剂顺序合理的是( )
A.④②①③ B.①③②④
C.③②①④ D.①②③④
答案 C
解析 先加入足量的③NaOH除去镁离子,将HCOeq \\al(-,3)转化成碳酸根;然后加入过量②BaCl2除去SOeq \\al(2-,4)、COeq \\al(2-,3);再加入过量①Na2CO3除去Ca2+、Ba2+;过滤后,滤液中加入过量的④盐酸,除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根,最后加热除去剩余的氯化氢,合理顺序是③②①④。
16.实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
(1)判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成所依据的现象是________________________________,
甲装置中发生的主要反应的化学方程式是________________________________________
____________________________________________________________________________,
该反应中若有3.2 g Cu参加反应,则被还原的H2SO4的物质的量为________ ml。
(2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花,棉花中通常浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液,请写出SO2与NaOH溶液反应的离子方程式:__________________________。
(3)欲观察生成的CuSO4溶液的颜色,应采取的操作是
________________________________________________________________________。
(4)若铜片还有剩余,硫酸________(填“有”或“没有”)消耗完毕。其理由是_________
________________________________________________________________________。
答案 (1)乙中品红溶液褪色 Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O 0.05
(2)2OH-+SO2===SOeq \\al(2-,3)+H2O
(3)将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,而后观察颜色
(4)没有 因随反应的进行,硫酸变稀,而稀H2SO4不与Cu反应,故H2SO4不会消耗完
解析 (1)铜与浓硫酸发生反应Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,SO2能使品红溶液褪色,若有3.2 g Cu参加反应,则被还原的H2SO4的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·ml-1)=0.05 ml。(2)SO2为酸性氧化物,与碱反应生成盐和水。(3)观察CuSO4溶液颜色实质上是考查浓H2SO4的稀释方法。(4) Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,随反应的进行,浓H2SO4逐渐变稀,Cu不与稀H2SO4反应,故硫酸不会消耗完。
考点五 自然界中硫的存在与转化
17.下列关于硫的叙述中不正确的是( )
A.硫是一种组成某些蛋白质的生命元素
B.石油、煤等化石燃料中常含有硫元素
C.硫在自然界中只能以化合态的形式存在
D.硫是一种淡黄色的难溶于水的固体
答案 C
解析 硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在。硫俗称硫黄,是一种黄色固体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。
18.下图有关硫元素循环说法不合理的是( )
A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2
B.动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气
C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应
D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里
答案 D
解析 A项,煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2,正确;B项,动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气,正确;C项,循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应,正确;D项,大气中的硫元素部分转化成亚硫酸,进一步转化为H2SO4随雨水降到土壤里,错误。
考点六 不同价态含硫物质的性质与转化
19.下列有关浓硫酸性质的叙述错误的是( )
A.在反应:NaCl+H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))NaHSO4+HCl↑中,浓硫酸表现酸性
B.在反应:HCOOHeq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))CO↑+H2O中,浓硫酸只表现脱水性
C.在反应:Cu+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O中,浓硫酸只表现氧化性
D.浓硫酸具有吸水性,因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4
答案 C
解析 浓硫酸与氯化钠中元素化合价无变化,浓硫酸只提供H+,表现为酸性,A项正确;甲酸中的H和O能被浓硫酸以H2O的形式脱出,B项正确;金属与浓硫酸的反应,浓硫酸既表现氧化性也表现酸性,C项错误;CuSO4·5H2O中的水分子被浓硫酸夺取表现为吸水性,D项正确。
20.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.S2-→HS- B.Na2SO3→SO2
C.SO2→S D.H2S→S
答案 D
解析 本题要求加入氧化剂发生的变化,一定是硫元素化合价升高的变化。
21.Na2SO3中+4价的硫元素,既有氧化性,又有还原性。要证明Na2SO3具有还原性,需选用的试剂是( )
A.硫化钠溶液 B.盐酸
C.氯化钙溶液 D.溴水
答案 D
解析 要证明Na2SO3具有还原性,应选用具有氧化性的溴水。
22.单质X与浓硫酸共热,反应中X与硫酸的物质的量之比为1∶2,则X元素在生成物中的化合价可能为( )
①+1 ②+2 ③+3 ④+4
A.②④ B.③④ C.①② D.①③
答案 A
解析 若X为金属,X+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))XSO4+SO2↑+2H2O,则X为+2价。若X为非金属,X+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))XO2+2SO2↑+2H2O,则X为+4价。
23.在加热条件下:H2Seq \(=====,\s\up7(△))S↓+H2,硫元素在此反应中表现出( )
A.酸性 B.不稳定性
C.氧化性 D.还原性
答案 D
解析 反应中硫元素的化合价由-2价升高为0价,表现还原性。
24.如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式:______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式:_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)写出一个由D生成B的化学方程式:_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)H2+Seq \(=====,\s\up7(△))H2S
(2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O
(3)C+2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O(合理即可)
解析 常见的固态单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2,而能与空气中氧气反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应,可知A是单质硫;从B、C的相对分子质量之比为4∶5,确定B是SO2,C是SO3,D是H2SO4,E为H2SO3。
25.已知铁和硫的反应为S+Feeq \(=====,\s\up7(△))FeS,为检测铁和硫的反应产物中铁的化合价,某同学设计了如下实验(部分实验过程):
已知3S+6KOHeq \(=====,\s\up7(△))2K2S+K2SO3+3H2O,请回答下列问题。
(1)混合粉末A中硫粉需过量的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)操作②的作用是________________________________________________________。
(3)操作③中稀硫酸煮沸的目的是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为检测产物中铁的价态,对溶液D的实验操作是_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)铁粉过量时,滤渣C中所含铁粉与H2SO4反应,生成的Fe2+干扰实验,过量的铁粉还能与可能存在的Fe3+反应,影响实验检测
(2)除去过量的硫粉
(3)防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2+
(4)取少量溶液D加入KSCN溶液,观察溶液是否变为红色
解析 铁和硫反应生成FeS,要检测产物中铁的化合价,必须排除Fe和Fe3+的干扰。(1)硫粉过量的目的是保证Fe全部反应。(2)加入KOH溶液的目的是除去过量的硫粉。(3)氧气能够将Fe2+氧化成Fe3+,所以溶解滤渣C的稀硫酸要先加热煮沸以排除其中所含的氧气。
杂质
加入的试剂
化学方程式
Na2SO4
BaCl2溶液
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH溶液
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
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