2027届高三化学一轮复习讲义：5.3 硫及其氧化物

这是一份2027届高三化学一轮复习讲义：5.3 硫及其氧化物
1.硫元素的存在形态
2.硫单质的物理性质
小题对点过
(1)硫有S2、S4、S6、S8等多种单质,它们的关系是什么?加热时,S8转化为S6、S4、S2属于什么变化?


(2)S8的结构为,硫原子的杂化方式为 ,分子中化学键数目与孤电子对数目之比为 。
(3)硫为何易溶于CS2?在实验室中,如何用物理方法除去残留在试管内壁上的硫?


答案 (1)S2、S4、S6、S8属于同一元素的不同种单质,它们互为同素异形体,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化。
(2)sp3 1∶2
(3)硫单质、CS2均属于非极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中。残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去。
解析 (2)S8是环形分子,每个S与其他2个S成键,每个S还剩余2个孤电子对,所以S的杂化类型为sp3,1个S8分子中含有8个化学键,16个孤电子对,二者数目之比为1∶2。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
(1)硫的原子结构
硫的价电子排布式为3s23p4,据此可预测其主要化合价为-2、0、+4、+6。
(2)硫的化学性质
小题对点过
(1)单质硫在足量的氧气中燃烧时,产物为 。
(2)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,应如何处理
。
(3)下列化合物能用相应元素的单质直接化合而成的是 。
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2 ⑦H2S
答案 (1)SO2
(2)可撒上硫粉进行处理。
(3)②③⑤⑦
1.下列说法中正确的是 。
①硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3
②硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
③等质量的S6和S8分子分别与足量的KOH溶液反应,消耗KOH的物质的量相同
答案 ③
2.0.1 ml某固体单质与足量的硫在一定条件下充分反应后,质量增加了1.6 g,则该固体单质是( )
A.钙B.钠
C.铁D.铝
答案 B
解析 质量增加了1.6 g,即增加了1.6 g的S,所以反应的S的物质的量为0.05 ml,因为0.1 ml某固体单质与0.05 ml S反应,所以生成的化合物的化学式为R2S,则符合条件的固体单质为Na。
3.某同学为探究铜与硫的反应产物和产物的性质做了如下实验:
Ⅰ.将硫与黑色固体分离;
Ⅱ.取少量上述黑色固体于试管中,加入稀硫酸无明显现象,再加入适量NaNO3浓溶液,黑色固体全部溶解,出现淡黄色沉淀,溶液变为蓝色,并产生在空气中变红棕色的无色气体;
Ⅲ.取少量黑色CuS于试管中,加入稀硫酸无明显现象,再加入适量NaNO3浓溶液,也无明显现象。
回答下列问题:
(1)实验Ⅲ的目的是 。
(2)实验Ⅰ将硫与黑色固体分离的试剂是 (填化学式),分离操作是 。
(3)实验Ⅱ中发生的反应是 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”),该反应的离子方程式为
。
答案 (1)证明实验Ⅱ的黑色固体不是CuS (2)CS2 过滤 (3)氧化还原反应 (4)3Cu2S+16H++4NO3−===6Cu2++3S+4NO↑+8H2O
考点二 硫的氧化物
1.二氧化硫的物理性质
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;易溶于水,通常状况下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
小题对点过
(1)SO2易溶于水的原因是什么?


(2)在田鼠洞穴的通道中点燃硫黄就能灭杀田鼠,这是利用了 的 和 的性质。
答案 (1)SO2是极性分子,SO2可以与水反应生成亚硫酸
(2)SO2 毒性 密度大于空气
2.二氧化硫的化学性质
按要求完成下列化学方程式:
SO2
小题对点过
(1)下列溶液中:①澄清的石灰水、②H2S溶液、③KMnO4溶液、④溴水、⑤酸化的Ba(NO3)2溶液、⑥品红溶液,能用于区别SO2和CO2气体的是 。
(2)下列说法中错误的是 。
①将SO2通入紫色石蕊溶液中,紫色石蕊溶液先变红后褪色
②SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现了SO2的漂白性
③SO2和Cl2等物质的量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
④SO2通入BaCl2溶液中会产生沉淀BaSO3。
(3)SO2、漂白粉、活性炭、H2O2都能使红墨水褪色,其褪色原理是否相同?简述其褪色原理。


答案 (1)②③④⑤⑥ (2)①②③④
(3)不同 SO2遇水生成H2SO3,H2SO3与有机色质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,使红墨水褪色;漂白粉、H2O2通过强氧化性使红墨水褪色;活性炭通过吸附作用使红墨水褪色。
3.二氧化硫的实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应:
Na2SO3+H2SO4(较浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)铜与浓H2SO4混合加热
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
小题对点过
(1)以下是实验室制备、洗涤、干燥气体及进行尾气处理的常见仪器装置。
实验室用金属铜与浓硫酸混合加热制取二氧化硫,所选制备装置是 ,尾气处理装置是 。(填字母)
(2)用下图所示装置制备纯净的SO2(同时和成一种正盐),请写出发生装置中反应的化学方程式为 ,
装置的连接顺序为:a→ →e(按气流方向,用小写字母表示),碱石灰的主要作用为 。
答案 (1)B D
(2)2NaHSO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+2SO2↑+2H2O b→c→g→f→d 吸收多余SO2防止污染空气
4.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
5.硫的氧化物的污染与治理
(1)硫的氧化物来源、危害及治理
(2)硫酸型酸雨的形成过程
小题对点过
(1)某次采集酸雨样品,每隔一段时间测定一次pH,得到数据如下:
①放置时,雨水样品pH变化的主要原因
。
②pH变化的离子方程式
。
(2)下列不能减少酸雨产生的措施的是 。
①把工厂烟囱造高 ②燃料脱硫 ③在已酸化的土壤中加石灰水 ④多用煤作燃料
答案 (1)①雨水样品里弱酸H2SO3和SO2不断被空气中氧气氧化生成强酸H2SO4,所以随时间延长H+浓度增大,pH下降,至全部氧化后,溶液中形成的H2SO4不会氧化和挥发,pH不再发生变化
②2SO2+2H2O+O2===4H++2SO42−或2H2SO3+O2===4H++2SO42−
(2)①③④
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、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红鲜花褪色,其原理相同
D.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
答案 B
解析 SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫能使石蕊变红,故A错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,所以能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2,故B正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是因为和有色物质反应生成无色物质,所以其漂白原理不一定相同,故C错误;SO2与NaOH发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。
2.将SO2气体分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液 ,证明SO2具有 性。
(2)试管②中的实验现象:品红溶液 ,证明SO2具有 性。
(3)试管③中能否观察到沉淀 (填“能”或“否”)。
(4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是
(填化学式,下同)。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是 ,
用离子方程式表示产生沉淀的过程: 。
答案 (1)褪色 还原 (2)褪色 漂白 (3)否
(4)BaSO4 (5)BaSO3 SO2+2OH-===SO32−+H2O、Ba2++SO32−===BaSO3↓
3.如图所示是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置,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
(1)SO2具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色。
(2)检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2022·江苏卷)向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,通过观察溶液颜色变化,来探究SO2具有漂白性
(2)(2024·浙江6月选考)SO2具有氧化性,所以SO2可用作漂白剂
(3)(2020·天津卷)可用澄清石灰水检验SO2气体
(4)(2024·山东卷)石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√
2.(2025·八省联考四川卷)一种测定葡萄酒中SO2含量的实验装置如图所示(忽略夹持装置)。
下列说法错误的是( )
A.缓慢通入N2的目的是尽可能使SO2进入H2O2溶液
B.冷凝管的作用是避免水蒸气进入H2O2溶液影响测定结果
C.用NaOH标准溶液滴定反应后的H2O2溶液可获得SO2的含量
D.若实验过程中品红溶液褪色,则说明实验失败
答案 B
解析 A.缓慢通入N2的目的是尽可能的将双颈烧瓶中SO2吹出,使其进入H2O2溶液被氧化为H2SO4,A正确;B.冷凝管的作用是避免温度过高,导致葡萄酒中的部分硫酸溶液被吹入H2O2溶液而影响测定结果,B错误;C.根据反应SO2+H2O2===H2SO4,H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O可得关系式:SO2~H2SO4~2NaOH,根据滴定时消耗NaOH标准溶液的体积及浓度计算出n(NaOH),就可以得到一定体积的葡萄糖中SO2的物质的量及其含量,C正确;D.SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色,若实验过程中看到品红溶液褪色,说明在H2O2溶液中SO2没有被完全氧化吸收,则根据滴定时消耗NaOH标准溶液计算的SO2的含量就会比实际偏低,从而可知该测定SO2含量的实验失败,D正确。
3.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 ml·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是( )
答案 A
解析 硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
4.(2022·江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取SO2气体
B.用装置乙制取SO2水溶液
C.用装置丙吸收尾气中的SO2
D.用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
答案 C
解析 A.60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3===Na2SO4+2SO2↑+2H2O,因此装置甲可以制取SO2气体,正确;B.气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,正确;C.SO2 不会与饱和NaHSO3 溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,错误;D.SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,正确。
基础落实
选择题只有1个选项符合题意
1.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石流黄(即硫黄)能化金银铜铁奇物”,所得产物不可能是( )
A.Au2SB.Ag2S
C.CuSD.FeS
答案 C
解析 硫黄能化金银铜铁,说明硫单质和金属发生反应生成了金属硫化物,但硫的氧化性较弱,与变价金属反应一般生成低价的硫化物,所以硫与铜反应生成Cu2S而不是CuS
2.下列关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,在自然界中只以化合态存在
B.可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物
C.硫与金属或非金属反应时都作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
答案 B
解析 硫的非金属性虽然较强,但在自然界中的存在形态既有化合态又有游离态,故A错误;硝酸钾易溶于水,而硫难溶于水,所以可用水溶解过滤分离硝酸钾和硫黄的混合物,故B正确;硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时既可作氧化剂,也可作还原剂,故C错误;硫的非金属性比氯弱,所以硫的氧化性比氯气弱,故D错误。
3.自然界与人类活动均对硫的循环产生影响。下列说法不正确的是( )
A.火山口附近的硫单质会被O2直接氧化为SO3
B.大气中的SO3遇雨水形成H2SO4进入地面或海洋
C.工业排放尾气中的SO2可与CaO和O2反应生成CaSO4
D.水垢中的CaSO4可与饱和Na2CO3溶液反应生成CaCO3
答案 A
解析 硫单质与氧气反应只能生成SO2,不能生成SO3,A项错误;大气中的SO3遇雨水形成H2SO4,随雨水进入地面或海洋,B项正确;氧化钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧气氧化成硫酸钙,C项正确;由反应CaSO4(s)+CO32−(aq)CaCO3(s)+SO42−(aq)可知,D项正确。
4.(2024·江苏苏州三模)取少量SO2水溶液,进行水溶液性质探究。下列实验方案不能达到实验目的的是( )
答案 A
解析 A.SO2与BaCl2反应产生BaSO3白色沉淀,滴加H2O2溶液后,BaSO3转化为BaSO4白色沉淀,观察实验现象不能体现SO2的氧化性,故A错误;B.SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2具有还原性,故B正确;C.SO2与水反应生成H2SO3,紫色石蕊溶液变红,体现了SO2是酸性气体,故C正确;D.SO2可以使品红溶液褪色,加热后溶液褪色,体现了SO2具有漂白性,故D说法正确。
5.(2024·安徽合肥三模)下列含硫化合物的反应中,离子方程式正确的是( )
A.将SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O===HClO+HSO3−
B.向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:Cu2++S2-===CuS↓
C.向硫代硫酸钠溶液中加入硫酸:Na2S2O3+2H+===2Na ++SO2↑+S↓+H2O
D.水垢中的CaSO4用Na2CO3溶液处理:CaSO4(s)+CO32−(aq)CaCO3(s)+SO42−(aq)
答案 D
解析 A项,HClO具有强氧化性,HSO3−具有还原性,二者不能共存,少量SO2通入NaClO溶液中离子方程式为SO2+3ClO-+H2O===SO42−+2HClO+Cl-;过量SO2 通入NaClO溶液中离子方程式为SO2+ClO-+H2O===SO42−+2H++Cl-,A错误;B项,氢硫酸是二元弱酸,HS-不能完全电离,Cu2++HS-===CuS↓+H+,B错误;C项,Na2S2O3易溶于水,应写成离子形式:S2O32−+2H+===SO2↑+S↓+H2O,C错误;D项,CaSO4微溶,CaCO3难溶,可以实现沉淀转化:CaSO4(s)+CO32−(aq)CaCO3(s)+SO42−(aq),D正确。
6.(2024·山东威海二模)向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应Ⅰ:SO2+4H++4I-===2I2+S↓+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应Ⅱ:I2+SO2+2H2O===SO42−+4H++2I-。下列说法错误的是( )
A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关
B.每生成0.1 ml SO42−,整个过程中转移0.4 ml电子,同时消耗0.2 ml KI
C.该过程的总反应为3SO2+2H2O===2SO42−+S↓+4H+
D.该反应过程中KI作催化剂
答案 B
解析 A项,由题干反应Ⅰ可知SO2的氧化性强于I2,由反应Ⅱ可知,I2的氧化性强于SO2,故可说明SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关,A正确;B项,每生成0.1 ml SO42−,由反应方程式I2+SO2+2H2O===SO42−+4H++2I-可知,转移电子为0.2 ml,同时生成0.2 ml I-,反应0.1 ml I2,而生成0.1 ml I2则通过反应SO2+4H++4I-===2I2+S↓+2H2O消耗0.2 ml I-,转移电子数为0.2 ml,故整个过程中转移0.4 ml电子,不消耗KI,B错误;C项,由题干信息可知,反应Ⅰ+2×反应Ⅱ可得该过程的总反应为3SO2+2H2O===2SO42−+S↓+4H+,C正确;D项,由C项分析可知,该反应过程中KI作催化剂,D正确。
7.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是( )
答案 A
解析 硫化氢、二氧化硫等均能被高锰酸钾氧化,由现象可知Q不一定是SO2,故A错误。
8.实验室以铜和浓硫酸为原料,按照制备SO2、检验所有气体产物及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
答案 D
解析 实验室用铜和浓硫酸在加热条件下反应制取二氧化硫气体,A项能达到实验目的;反应产生的水蒸气可用无水硫酸铜检验,现象为白色粉末变为蓝色,B项能达到实验目的;二氧化硫能使品红溶液褪色,可用品红溶液检验二氧化硫,C项能达到实验目的;不能用NaHSO3溶液吸收二氧化硫尾气,可用碱液吸收,D项不能达到实验目的。
9.(2024·天津河东二模)为探究SO2的性质,进行了如下实验。
在实验室制备SO2并探究其相关性质,装置如下图所示。
(1)盛放Na2SO3的仪器名称是 。
(2)此仪器中发生的化学反应方程式为
。
(3)下列SO2尾气处理装置不正确的是 。
(4)下列溶液褪色能证明SO2具有还原性的是 (填标号)。
A.品红溶液
B.含有酚酞的NaOH溶液
C.溴水
D.酸性KMnO4溶液
答案 (1)圆底烧瓶 (2)H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O (3)B (4)CD
能力提升
10.在实验室进行适量的铁粉和硫粉混合加热的实验,产物又进行了系列实验,流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体A和气体D为同一物质,且均为氧化产物
B.硫元素参与了2个氧化还原反应
C.沉淀F可以和NaOH溶液在加热条件下反应
D.若向固体B中加入浓硫酸,发生反应时被氧化的和被还原的均为同种元素
答案 C
解析 气体A为SO2,是氧化产物,气体D为SO2,是还原产物,A错误。铁粉和硫粉反应生成FeS,S和O2反应生成SO2,H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O,反应中硫元素的化合价都发生改变,B错误。沉淀F是S,S与NaOH溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O,C正确。固体B为FeS,FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O,其中被氧化的元素为Fe和S,被还原的元素为S,故发生反应时被氧化的和被还原的不全是同种元素,D错误。
11.已知2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。下列有关表述错误的是( )
A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
C.装置丙中品红溶液不会褪色,无法检验SO2
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
答案 C
解析 A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2,排除装置内空气,避免空气中氧气的干扰,A正确;B.三氧化硫和氯化钡生成白色硫酸钡沉淀,而二氧化硫和氯化钡不反应,乙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀,B正确;C.二氧化硫能使品红溶液褪色,装置丙中的品红溶液能检验二氧化硫的存在,C错误;D.丁装置中的氢氧化钠吸收二氧化硫防止污染,D正确。
12.火山喷发会引发大范围海啸,大量的火山灰和火山气体对气候造成极大的影响。火山喷发产生的含硫物质在自然界中的循环过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.火山喷发形成硫酸型酸雨,发生反应的总化学方程式为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
B.火山喷发会导致气温下降的可能原因是大量气体进入平流层形成硫酸气溶胶,阻挡太阳辐射
C.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透遇到难溶的PbS,慢慢转化为铜蓝(CuS),离子方程式为Cu2++SO42−+Pb2++S2-===PbSO4↓+CuS↓
D.工业硫酸可用硫铁矿经FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反应制备
答案 C
解析 由题图可知,火山喷发会产生二氧化硫,二氧化硫与空气中的氧气和雨水反应生成硫酸,使雨水呈酸性形成硫酸型酸雨,发生反应的总化学方程式为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,A项正确。火山喷发产生的大量气体进入平流层后,会形成硫酸气溶胶,阻挡太阳辐射,从而导致气温下降,B项正确。由题意可知,难溶的PbS转化为CuS,离子方程式应为PbS+Cu2++SO42−===CuS+PbSO4,C项错误。工业上可用煅烧硫铁矿的方法制备硫酸,经FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反应,D项正确。
13.治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一,以下是吸收工厂烟气中SO2常用的2种处理方式。
(一)石灰石-石膏湿法烟气脱硫
(1)脱硫后含量明显增加的气体是 (填化学式),写出在烟气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式: 。
(二)海水烟气脱硫
(2)写出吸收氧化过程中发生反应的离子方程式:
。
(3)天然海水主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42−、Br−、CO32−、HCO3−等离子,用离子方程式表示其显弱碱性的主要原因: 。
在反应、稀释过程中天然海水的作用是 ,
处理后的海水可直接排放。
答案 (1)CO2 2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2CaSO4·2H2O+2CO2
(2)2SO2+2H2O+O2===4H++2SO42−
(3)CO32−+H2OHCO3−+OH−、HCO3−+H2OH2CO3+OH- 中和吸收二氧化硫产生的酸,使反应后的海水呈中性
解析 (1)石灰石-石膏湿法烟气脱硫的原理是碳酸钙、二氧化硫、水和氧气反应生成石膏和二氧化碳,反应的化学方程式是2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2CaSO4·2H2O+2CO2,所以CO2含量明显增加。(2)吸收氧化过程中,空气中的O2与SO2反应,SO2被氧化,离子方程式为2SO2+2H2O+O2===4H++2SO42−。(3)海水中CO32−、HCO3−能水解,使海水显弱碱性:CO32−+H2OHCO3−+OH−、HCO3−+H2OH2CO3+OH-;由于吸收氧化过程中生成H+,故在反应、稀释过程中,加入天然海水中和,使溶液变为中性,处理后的海水可直接排放。
14.为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)气体发生装置A产生的气体是 。
(2)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量,某小组同学准备了以下试剂:
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④苯酚溶液 ⑤品红溶液 ⑥酸性高锰酸钾溶液
a.若Cl2过量:取适量装置D中溶液滴入盛有
(选填一个序号,下同)的试管内,再加入 试剂,实验现象是 。
b.若SO2过量:取适量装置D中溶液滴入盛有 (选填一个序号)的试管内,实验现象是
,
再加热,实验现象是 。
(3)另一小组设计如图所示的装置图(夹持和加热装置略去),分别探究SO2和Cl2的性质。
①若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同? (填“相同”或“不同”)。
②若装置B中装有5.0 mL 1.0 ml·L-1碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了5.0×10-2 ml电子,该反应的化学方程式为
。
(4)若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3;当Cl2与含X的溶液完全反应后,有黄色沉淀产生,取上层清液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式:
。
答案 (1)SO2 (2)② ③(或④) 溶液呈红色(或紫色) ⑤ 溶液变成无色 溶液又恢复红色
(3)①相同 ②5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl (4)S2O32−+Cl2+H2O===SO42−+S↓+2Cl-+2H+
解析 (1)气体发生装置B产生的气体经过饱和食盐水后才进入装置D,说明气体发生装置B产生的气体是Cl2,则气体发生装置A产生的气体是SO2。(2)a.若Cl2过量:取适量装置D中溶液滴入盛有氯化亚铁溶液的试管内,再加入硫氰化钾溶液(或苯酚溶液),溶液呈红色(或紫色);b.若SO2过量:取适量装置D中溶液滴入盛有品红溶液的试管内,溶液变成无色,再加热又恢复红色;(3)二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质,所以二氧化硫有漂白性;氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能使有色物质褪色所以若从左端分别通入 SO2和Cl2,装置A中观察到的现象相同都是品红褪色;若装置B中装有5.0 mL 1.0 ml·L-1的碘水,当通入足量Cl2完全反应后,转移的电子为5.0×10-2 ml,令碘元素在氧化产物中的化合价为a,则根据电子转移守恒有5.0×10-3L×1.0 ml·L-1×2×a=5.0×10-2 ml计算得出a=+5,所以碘单质被氧化为 HIO3,则该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl;(4)若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3所以X中S和O的原子个数比为432∶316=2∶3,所以该离子为 S2O32−;氯气有强氧化性能和硫代硫酸根离子发生氧化还原反应,根据题意知,该反应中有硫酸根离子生成,所以氯气中氯元素得电子生成氯离子,所以该反应的离子方程式为S2O32−+Cl2+H2O===SO42−+S↓+2Cl-+2H+。
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
难溶
微溶
易溶
来源
石油和煤的燃烧及含硫矿石的冶炼等
危害
危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)
治理
燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中二氧化硫的回收处理等
时间
开始
8小时
16小时
24小时
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
时间
32小时
40小时
48小时
pH
4.2
4.0
4.0
溶液
现象
化学方程式
A
Na2S
产生淡黄色沉淀
3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B
FeCl3
溶液由棕黄色变浅绿色
2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C
CuCl2
溶液褪色,产生白色沉淀
SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D
Na2CO3
(含酚酞)
溶液由红色变无色
2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
选项
探究性质
实验方案
A
氧化性
滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液,再滴加5 mL 3%的H2O2溶液,振荡,观察实验现象
B
还原性
滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察溶液颜色的变化
C
酸性
滴加紫色石蕊溶液,观察溶液颜色变化
D
漂白性
滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
选项
操作及现象(现象在括号内)
结论
A
闻Q气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(褪色)
Q一定是SO2
B
闻Q气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊)
Q可能是SO2
C
Q品红溶液(褪色)变红色
Q一定是SO2
D
Q紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)
Q一定不是SO2
装置
选项
A
B
装置
选项
C
D