2024届高考化学一轮复习课件 第四章 化工生产中的重要非金属元素 热点强化练3 硫及其化合物的综合实验

热点强化练3　硫及其化合物的综合实验

1.由SO2和O2制备SO3(熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃)的模拟装置如图所示(加热和夹持装置省略):

下列说法正确的是(　C　)

A.装置①中的试剂为饱和NaHSO3溶液

B.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下制取SO2

C.装置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂

D.从装置⑤逸出的气体有过量的SO2和O2

解析:进入高温反应管的气体必须干燥,装置①中的试剂应是浓硫酸,故A项错误;铜与稀硫酸不反应,故B项错误;通常情况下,SO2和O2反应很慢,需用催化剂催化,故C项正确;该反应是可逆反应,④中逸出的气体主要是SO2和O2及少量的SO3气体,则⑤中应盛放碱石灰,可除去SO2、SO3,故D项错误。

2.(不定项)某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+的反应,他们使用的药品和装置如图所示,下列说法不合理的是(　CD　)

A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色

B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气

C.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去

D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀

解析:若A中发生氧化还原反应,则有Fe2+生成,Fe2+具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,但溶液中的SO2和Cl-也有还原性,也可使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,二氧化硫能被硝酸氧化成硫酸根离子,与钡离子产生白色沉淀,无法确定硫酸根离子的来源,故D错误。

3.(不定项)蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示,该实验设计更加体现了“绿色”“微型”的特点,下列说法正确的是(　B　)

A.该实验体现了浓硫酸的脱水性、酸性和强氧化性

B.反应中,品红溶液褪色,加热后又恢复红色

C.紫色石蕊溶液先变红后褪色

D.该装置无法证明二氧化硫具有氧化性

解析:蔗糖先变黑后体积膨胀,表明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,但没有表现出酸性,A不正确;SO2只能使紫色石蕊溶液变红色,不能使其褪色,C不正确;SO2与Na2S溶液反应生成淡黄色的沉淀,证明二氧化硫具有氧化性,D不正确。

4.(不定项)探究亚硫酸(溶液中存在大量H2SO3分子)的性质,进行如下实验。

由上述实验所得亚硫酸性质及对应的方程式错误的是(　C　)

A.H2SO3溶液使氯水褪色:Cl2+H2SO3+H2OH2SO4+2HCl

B.H2SO3有酸性:Ca(OH)2+H2SO3CaSO3↓+2H2O

C.H2SO3有还原性:H2O2+S+Ba2+BaSO4↓+H2O

D.H2SO3有氧化性:H2SO3+2H2S3S↓+3H2O

解析:根据H2SO3溶液中含有大量的H2SO3分子可知,在书写离子方程式时H2SO3不可拆,反应的离子方程式为H2O2+H2SO3+Ba2+BaSO4↓+H2O+2H+,C错误。

5.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂,受热、遇酸易分解。某学习小组用如图装置模拟古法制硫酸,同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠。

已知:

①绿矾化学式为FeSO4·7H2O,2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。

②SO3的沸点为44.8 ℃。

③Na2S2O3中S元素的化合价分别为-2价和+6价。

回答下列问题。

Ⅰ.硫代硫酸钠的制备

(1)检查装置气密性,加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,B装置的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(2)从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现晶膜为止,使用水浴加热的原因是　。 

Ⅱ.产品纯度的测定

①溶液配制:准确称取该硫代硫酸钠样品2.00 g,配制成250 mL溶液。

②滴定:向锥形瓶中加入20.0 mL 0.01 mol/L KIO3溶液,加入过量KI溶液和H2SO4溶液,发生反应:I+5I-+6H+3I2+3H2O,然后加入淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应:I2+2S2S4+2I-。

(3)滴定终点的现象为 　; 

样品溶液的用量为25.0 mL,则样品纯度为　　　　%(保留一位小数)。 

Ⅲ.硫代硫酸钠性质的探究

①取Na2S2O3晶体,溶解,配成0.2 mol/L的溶液。

②取4 mL所配溶液,向其中加入1 mL饱和氯水(pH=2.4),溶液立即出现浑浊,经检验浑浊物为S。

实验小组研究S产生的原因,提出了以下假设:

假设1:Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了-2价硫元素。

假设2:酸性条件下,Na2S2O3分解产生S(不考虑空气中氧气氧化)。

依据假设设计实验方案:

(4)第②组实验中的某试剂是　。 

(5)依据现象,S产生的主要原因是 　(用离子方程式表示)。 

解析:通入N2赶尽装置内的空气,酒精喷灯给绿矾加强热,分解得到H2O、SO2和SO3气体,H2O和SO3经过冰水浴中的试管时液化转化为H2SO4,与SO2气体分离,SO2进入Na2S和Na2CO3的混合溶液发生反应制得Na2S2O3,尾气用NaOH溶液吸收,防止污染环境;根据I2与硫代硫酸钠反应原理,通过滴定法测量硫代硫酸钠的含量;硫代硫酸钠性质的探究实验,需要控制单一变量。

(1)据分析,H2O和SO3经过冰水浴中的试管时液化转化为H2SO4,B装置的作用是收集SO3,转化为H2SO4。

(2)据分析,锥形瓶中得到Na2S2O3溶液,由题给信息Na2S2O3受热、遇酸易分解可知,从Na2S2O3溶液中得到Na2S2O3晶体需水浴加热浓缩至液体表面出现晶膜为止,使用水浴加热的原因是控制温度,防止温度过高Na2S2O3分解。

(3)根据I2与硫代硫酸钠反应原理,通过滴定法测量硫代硫酸钠的含量,滴定终点时I2被硫代硫酸根离子还原为I-,原溶液的蓝色消失,现象为当滴入最后半滴样品溶液,溶液由蓝色变为无色,且 30秒内不变色;根据题意,溶液中含有I2的物质的量为 20.0×10-3L×0.01 mol/L×3=0.000 6 mol,消耗硫代硫酸钠n(S2)=0.000 6 mol×2=0.001 2 mol,样品溶液的用量为25.0 mL,则样品溶液的物质的量浓度为=0.048 mol/L,则样品纯度为×100%=94.8%。

(4)根据两种假设,对比实验要求单一变量,则第②组应是pH=2.4的酸性环境,且与第①组对比不含其他离子,故某试剂是pH=2.4的盐酸。

(5)第①组立即出现浑浊,且浑浊度更大,则S产生的主要原因是Cl2等含氯的氧化性微粒氧化了-2价硫元素,离子方程式为Cl2+S2+H2OS+S↓+2Cl-+2H+。

答案:(1)收集SO3,转化为H2SO4

(2)控制温度,防止温度过高Na2S2O3分解

(3)当滴入最后半滴样品溶液,溶液由蓝色变为无色,且30秒内不变色　94.8　(4)pH=2.4的盐酸   (5)Cl2+S2+H2OS+S↓+2Cl-+2H+