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文档介绍
2019届一轮复习鲁科版硫的转化学案(1)
第三节 硫的转化 [教材基础——自热身] 1.臭氧的性质与用途 (1)组成:臭氧的分子式为O3,与 O2互为同素异形体。 (2)化学性质 不稳定性 O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为2O3===3O2,在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为 3O22O3 强氧化性 O3容易使淀粉KI溶液变蓝色,反应的化学方程式为 2KI+O3+H2O===I2+2KOH+O2 漂白性 O3因其强氧化性能使有色物质退色,可用作杀菌消毒剂 (3)用途:①可用作脱色剂和消毒剂;②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。 2.双氧水的结构与性质 (1)结构 电子式:,结构式:H—O—O—H。 (2)化学性质 不稳定性 加热、光照或加催化剂都能使分解加快,因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处,其分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑ 弱酸性 相当于二元弱酸 H2O2H++HO,HOH++O 强氧化性 ①在工业上用10%的H2O2漂白羽毛及丝织品,在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂; ②氧化Fe2+、SO等还原性物质: H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O, H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O; ③使湿润的淀粉KI试纸变蓝: H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O 弱还原性 H2O2中-1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化。 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O [题点全练——过高考] 题点一 臭氧(O3)的性质 1.家用消毒柜常用臭氧(O3)消毒,在消毒过程中通过放电发生反应:3O2(g)===2O3(g) ΔH=+144.8 kJ·mol-1;下列关于臭氧说法不正确的是( ) A.O2和O3互为同素异形体 B.O3具有较强的氧化性 C.O2比O3稳定 D.植物油等食物为防止细菌污染,可放入消毒柜中消毒 解析:选D O2和O3是由氧元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,A项正确;O3能量高,很容易分解,具有较强的氧化性,B项正确;O2比O3具有的能量低,稳定,C项正确;植物油等食物含有不饱和键,放入消毒柜中消毒,易被氧化而变质,D项错误。 2.O3是重要的氧化剂和水处理剂,在平流层存在:2O33O2,O3O+O2,粒子X能加速O3的分解:X+O3===XO+O2;XO+O===X+O2(X=Cl、Br、NO等)。已知:2O3(g)3O2(g) ΔH=-144.8 kJ·mol-1,t ℃时K=3×1076。 下列说法不正确的是( ) A.O3转变为O2的能量曲线可用上图表示 B.O3转变为O2为氧化还原反应 C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂 D.t ℃时,3O2(g)2O3(g),K≈3.33×10-77 解析:选B 图像中反应物的总能量大于生成物的总能量,反应是放热反应,据此分析A正确;O2可以转化成O3,但元素化合价未变,不是氧化还原反应,故B错误;X参与反应,加快了速率,本身的质量和化学性质在反应前后不变,属于催化剂,所以氟利昂在紫外线的照射下分解的氯原子在此转化过程中作为催化剂,故C正确;相同条件下,逆反应的K值是正反应K值的倒数,故D正确。 题点二 双氧水(H2O2)的性质 3.双氧水(H2O2)是一种极弱电解质,也是一种“绿色氧化剂”。为了贮存、运输的方便,工业上将其转化为固态过碳酸钠(2Na2CO4·3H2O),该物质具有Na2CO3与H2O2的双重性质。请回答下列问题: (1)写出H2O2的电子式:____________,并写出它与SO2反应的化学方程式:_________。 (2)若把H2O2看成二元弱酸,写出它在水中第一步电离的方程式:________________。 (3)下列物质不会使过碳酸钠失效的是________。 A.MnO2 B.NaHCO3 C.H2S D.CH3COOH (4)稀H2SO4不与Cu反应,但在稀H2SO4中加入H2O2后则可使Cu溶解,写出该反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目:______________________________。 解析:(1)H2O2具有氧化性,能将SO2氧化成H2SO4,反应的化学方程式为H2O2+SO2===H2SO4。(2)H2O2是二元弱酸,其一级电离方程式为H2O2H++HO。(3)因过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2双重性质,加入MnO2能使H2O2分解,A错误;H2S具有还原性,能被H2O2氧化,C错误;CH3COOH的酸性强于H2CO3,加入CH3COOH能与过碳酸钠反应放出CO2,D错误。(4)Cu与稀H2SO4、H2O2反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O,反应中Cu作还原剂,H2O2作氧化剂,1 mol H2O2反应转移2 mol电子。 答案:(1)HH H2O2+SO2===H2SO4 (2)H2O2H++HO (3)B (4)Cu+H2O2e-2+H2SO4===CuSO4+2H2O [教材基础——自热身] 1.硫单质 (1)自然界中的硫 ①游离态:硫单质俗称硫黄,主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。 ②化合态:主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,有关化学式如下表: 硫铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O (2)物理性质 颜色状态 溶解性 黄色晶体 不溶于水 微溶于酒精 易溶于CS2 (3)化学性质(反应用化学方程式表示) O2 [注意] 洗涤附着在试管内壁上的硫,可用CS2或热强碱液洗涤。因为硫单质易溶于CS2也可以与热的强碱溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。 2.二氧化硫 (1)物理性质 色、味、态 密度 溶解性 是否易液化 无色、刺激性气味气体 比空气大 易溶于水 易液化 (2)化学性质(反应用化学方程式表示) (3)SO2对大气的污染与防治 ①形成酸雨的反应过程 ②SO2对大气的污染与防治 来源 化石燃料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、开发新能源 3.三氧化硫 (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: [知能深化——扫盲点] 用于漂白的物质 漂白原理 变化类型 漂白特点 能漂白的物质 活性炭 吸附漂白 物理变化 物理漂白,不可逆 一般用于溶液漂白 Cl2 利用HClO的强氧化性进行漂白 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质 次氯酸盐 HClO Na2O2 H2O2的强氧化性 化学变化 氧化还原漂白,不可逆 可以漂白所有有机色质 H2O2 SO2 SO2与H2O生成H2SO3,再与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 非氧化还原漂白,可逆 具有选择性,如品红、棉、麻、草等 [对点练] 1.下列能使品红溶液退色,且退色原理基本相同的是( ) ①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水 A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥ 解析:选C 物质的漂白性主要有三种原理:一是该物质具有强氧化性,如氯水、臭氧、过氧化钠、过氧化氢等;二是该物质与有机色素化合生成不稳定的无色化合物,如SO2;三是该物质具有很大的比表面积,具有很强的吸附色素的能力,如活性炭。 试剂 现象及结论 原理(化学方程式) 品红溶液 使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2 — 高锰酸钾溶液 使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 溴水 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 Br2+2H2O+SO2===2HBr+H2SO4 硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2 2H2O+2HNO3+3SO2===3H2SO4+2NO↑Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3 FeCl3溶液 使棕黄色颜色变浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2 2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl 澄清石灰水 不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊 [对点练] 2.如图是检验某混合气体A(SO2和CO2)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____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:一定要理解题意是检验气体成分,检验SO2用品红溶液,吸收SO2用酸性KMnO4溶液,检验CO2用澄清石灰水;在检验CO2之前,必须除尽SO2,因为SO2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SO2已除尽。 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(或不退色) [题点全练——过高考] 题点一 二氧化硫的性质 1.下列各种溶液中通入足量的SO2后,期间既无沉淀又无气体产生的有( ) ①Ba(OH)2 ②Ba(NO3)2 ③Na2S ④BaCl2 ⑤Ca(ClO)2 ⑥Fe(NO3)3 ⑦H2O2 ⑧NaClO A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 解析:选A ①SO2能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀,但不产生气体。②SO2具有还原性,与Ba(NO3)2发生氧化还原反应生成BaSO4沉淀和NO气体。③SO2具有氧化性,与Na2S反应生成S沉淀。④盐酸的酸性强于H2SO3,故SO2与BaCl2不反应,符合题目要求。⑤SO2具有还原性,与Ca(ClO)2发生氧化还原反应生成CaSO4沉淀和HClO。⑥SO2具有还原性,与Fe(NO3)3发生氧化还原反应生成NO气体。⑦SO2具有还原性,与H2O2发生氧化还原反应生成H2SO4,无沉淀和气体生成,符合题目要求。⑧SO2具有还原性,与NaClO发生氧化还原反应,生成Na2SO4,无沉淀和气体生成,符合题目要求。 2.(2018·北京海淀区期末)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皿,一段时间后观察到的实验现象如表所示。 序号 试剂 实验现象 a 品红溶液 红色退去 b 酸性KMnO4溶液 紫色退去 c NaOH溶液 (含2滴酚酞) 红色退去 下列说法正确的是( ) A.浓硫酸与Na2SO3固体发生了氧化还原反应 B.a、b均表明SO2具有漂白性 C.c中只可能发生反应:SO2+2OH-===SO+H2O D.c中所得溶液的离子浓度一定存在关系:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-) 解析:选D 浓硫酸与亚硫酸钠发生复分解反应,A项错误;b表明SO2具有还原性,不能说明SO2具有漂白性,B项错误;c中还可能发生反应:SO2+OH-===HSO,C项错误;c中所得溶液中含有的离子有Na+、H+、OH-、HSO、SO,根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),D项正确。 题点二 二氧化硫与二氧化碳的鉴别 3.下列溶液中能够区别SO2和CO2的是( ) ①石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液 A.①②③ B.②③④ C.除①以外 D.全部 解析:选C SO2和CO2都属于酸性氧化物,都能与石灰水反应出现白色沉淀,气体过量时沉淀都会溶解,所以不能用石灰水来区别;SO2能与H2S反应生成S单质,能看到黄色沉淀生成,而CO2不能;SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化,从而使溶液退色,且SO2具有漂白性,能使品红溶液退色,而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。 4.已知:2H2SO4(浓)+C△,CO2↑+2SO2↑+2H2O,下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写下列空白: (1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③,则可以检出的物质是________________;不能检出的物质是____________。 (2)如果将仪器的连接顺序变为①③②,则可以检出的物质是________________;不能检出的物质是____________。 (3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是________________;不能检出的物质是____________。 解析:装置①为检验产物H2O,只能放在装置②③之前,因为若放在装置②③之后或装置②③之间,则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气,则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更,因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。 答案:(1)SO2、CO2 H2O (2)H2O、SO2 CO2 (3)SO2、CO2 H2O 题点三 SO2对环境的污染与治理 5.(2018·辽宁瓦房店模拟)某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示,下列说法不正确的是( ) A.X可能含有2种盐 B.气体a通入双氧水,可实现“绿色”转化 C.Y可能含有(NH4)2SO4 D.(NH4)2S2O8中S的化合价为+7价 解析:选D X中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中的一种或两种盐,故A正确;气体a为二氧化硫,被H2O2氧化成硫酸,符合绿色化学的理念,故B正确;X中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵,故C正确;S的最高化合价是+6价,不可能为+7价,故D错误。 6.食品、大气、工业尾气中的SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是( ) A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度 B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度 C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用 D.石灰—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化,所得物质可用于生产石膏 解析:选C 酸性KMnO4溶液既能与SO2发生反应,也能与乙醇发生反应,A错误;BaSO3能被空气中的氧气氧化成BaSO4,B错误;氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,(NH4)2SO3或NH4HSO3与H2SO4反应生成SO2,富集后的SO2可循环使用,C正确;常温下石灰石与SO2不反应,D错误。 [教材基础——自热身] 1.稀硫酸具有酸的通性 2.浓硫酸 (1)物理性质 H2SO4不挥发,易溶于水,浓H2SO4溶于水放热,所以稀释浓H2SO4时,应将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。 (2)浓硫酸的特性 吸水性 常用作干燥剂,但不能干燥NH3、H2S、HI等 分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别: ①吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。可以是物理变化,也可以是化学变化,如浓硫酸脱去CuSO4·5H2O晶体中的结晶水; ②脱水性:浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去 脱水性 将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去,如使蔗糖变黑 氧化性 ①常温下,铁、铝遇浓硫酸钝化 ②与Cu反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ③与C反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 3.SO的检验 (1)操作方法:被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)。 (2)原理解释:先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,观察有白色沉淀产生,在此过程中可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。 [知能深化——扫盲点] (1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。 (2)与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。 (3)与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2小于(填“大于”“小于”或“等于”)1 mol。 (4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。 [对点练] 1.一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反应的是( ) ①过量的氢气与氮气 ②过量的浓盐酸与二氧化锰 ③过量的铜与浓硫酸 ④过量的锌与18 mol·L-1硫酸 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 解析:选D ①H2和N2制备NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物;②可以加入过量的浓盐酸,使二氧化锰反应完全;③浓硫酸随着反应进行变为稀硫酸,稀硫酸不再与铜反应;④18 mol·L-1的浓硫酸与锌开始反应产生SO2,随着反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与锌反应产生H2。 误区1 只加可溶性钡盐,而不酸化 将导致CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 误区2 误将Ag+判断成SO 如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。 误区3 误将SO判断成SO 如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性,将SO氧化成SO而产生干扰。 [对点练] 2.下列四种溶液中一定存在SO的是( ) A.向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀 B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解 C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生 D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀产生 解析:选C 甲溶液中可能存在SO、CO或Ag+;乙溶液中可能存在Ag+;丁溶液用硝酸酸化,若溶液中存在SO或HSO会被氧化成SO,从而造成误判。 [题点全练——过高考] 题点一 硫酸的性质及应用 1.下列叙述正确的是( ) A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体 B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性 C.把足量的铜粉投入到只含H2SO4 2 mol的浓硫酸中,得到的气体体积在标准状况下为22.4 L D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4,是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化 解析:选D A项,浓H2SO4会吸收NH3,不能干燥NH3;B项,浓H2SO4只表现强氧化性;C项,随着反应的进行当浓硫酸变为稀硫酸时不再与铜粉反应,故得到的气体体积标准状况下小于22.4 L。 2.(2018·安徽百校论坛联考)探究浓硫酸和铜的反应时,下列有关装置的说法正确的是( ) A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应 B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气 C.用装置丙稀释反应后的混合液 D.用装置丁测定余酸的浓度 解析:选C A项,铜与浓硫酸反应需加热,无酒精灯,错误;B项,SO2密度比空气的密度大,应该长管进,短管出,错误;C项,将混合液沿烧杯内壁慢慢倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌,正确;D项,NaOH溶液腐蚀玻璃,应放在碱式滴定管中,该滴定管是酸式滴定管,错误。 题点二 SO的检验 3.在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是( ) A.一定含有SO B.含有SO和Ag+ C.可能含有SO、Ag+、SO中的一种或两种 D.可能含有SO或CO 解析:选C A项错误,不能排除Ag+、SO的干扰;B项错误,因为溶液中SO与Ag+反应不能大量共存;D项错误,由“加入稀硝酸,沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。 4.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO、H2SO3、NH)分别进行如下实验: ①加热时放出的气体可以使品红溶液退色;②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝;③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。 根据实验不能确认其在原溶液中是否存在的是( ) A.Br- B.SO C.H2SO3 D.NH 解析:选B ①说明溶液中一定含有H2SO3,因H2SO3不稳定,分解产生的SO2可使品红溶液退色。②说明有NH3产生,说明溶液中一定含有NH。③加入氯水时溶液显黄色,说明原溶液中含有Br-,再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成,说明此时溶液中含SO,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧化H2SO3产生的,故不能确定的为SO。 5.(2018·四川新津中学月考)要证明CuSO4溶液显蓝色不是由于SO造成的。下列实验无意义的是( ) A.观察K2SO4溶液的颜色 B.加水稀释CuSO4溶液,溶液颜色变浅 C.向CuSO4溶液中滴加过量NaOH溶液,振荡后静置,溶液变成无色 D.向CuSO4溶液中滴加过量Ba(NO3)2溶液,振荡后静置,溶液未变成无色 解析:选B 若CuSO4溶液显蓝色与SO有关,则K2SO4溶液应有颜色,A项不符合题意;加水稀释CuSO4溶液,Cu2+与SO同等程度地被稀释,对于探究CuSO4溶液显蓝色是由哪种离子造成的没有意义,B项符合题意;向CuSO4溶液中滴加过量NaOH溶液,Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀,得到NaOH、Na2SO4混合溶液,溶液无色,说明CuSO4 溶液显蓝色与SO无关,C项不符合题意;向CuSO4溶液中滴加过量Ba(NO3)2溶液,SO转化为BaSO4沉淀,得到Ba(NO3)2、Cu(NO3)2混合溶液,溶液不是无色,说明CuSO4溶液显蓝色与Cu2+有关,D项不符合题意。 [知能深化——扫盲点] 1.硫及其化合物的转化关系 (1)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用如图表示: 如:H2 O2O3。 (2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。 写出②、③、④反应的化学方程式: ②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O。 ③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑。 ④Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。 2.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 3.含硫物质的连续氧化 硫元素 [题点全练——过高考] 题点一 含硫物质之间的转化关系 1.能实现下列物质间直接转化的元素是( ) 单质氧化物酸或碱 盐 A.硅 B.硫 C.铜 D.铁 解析:选B S与O2生成SO2,SO2再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3和H2O,B项正确;A项中的氧化物为SiO2、C项中的氧化物为CuO、D项中的氧化物为Fe3O4,不与H2O反应,故错。 2.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系: 当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答: (1)A是________,Y是________,Z是________。 (2)当X是强酸时,E是________,写出B生成C的化学方程式:____________________。 (3)当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式:_________________。 解析:因D的相对分子质量比C大16,则Y为O2,进而推知C、D为氧化物,BCD为连续氧化的过程。因E为酸,故C、D均为非金属氧化物,Z为H2O。当X为强碱时,该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3,进而推知A为铵盐;当X为强酸时,该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4,进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。 答案:(1)(NH4)2S O2 H2O (2)H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O (3)HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O 3.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)将5 mL 0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。 ①写出反应的离子方程式:______________________________________; ②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是________________________________________________________________________。 解析:常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2,而能在空气中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,B、C的相对分子质量之比为4∶5,确定A是单质硫,因为SO2和SO3的相对分子质量之比恰为4∶5,硫酸是重要的工业原料,化合物E应为H2SO3。将5 mL 0.10 mol·L-1的E(H2SO3)溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合,二者恰好完全反应,所得溶液为Na2SO3溶液;由于SO+H2OHSO+OH-,所以溶液显碱性。 答案:(1)S+H2H2S (2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O (3)①H2SO3+2OH-===SO+2H2O ②大于 Na2SO3是强碱弱酸盐,SO水解后溶液呈碱性 题点二 以陌生含硫物质为载体考查知识的迁移应用 4.(2018·威海模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革的还原剂,它受热、遇酸易分解。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2 制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题: (1)b中反应的离子方程式为_________, c中试剂为____________________。 (2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是________。 (3)d中的试剂为________________。 (4)实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有____________________(写出两条)。 (5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入SO2不能过量,原因是________________________________________________________________________。 解析:根据装置图可知,最左侧装置制备SO2,中间装置制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),右侧装置是尾气处理装置(吸收SO2)。(1)b用来制备SO2,实验室常用亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)和硫酸反应生成SO2、硫酸钠和水,离子方程式为SO+2H+===SO2↑+H2O或HSO+H+===SO2↑+H2O;根据制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)的方程式可知c中试剂为硫化钠和碳酸钠混合溶液。(2)因为SO2具有氧化性,溶液中存在S2-,所以二者能发生氧化还原反应生成单质S。(3)d是尾气处理装置(吸收SO2),所以d中盛放的试剂是NaOH溶液。(4)控制SO2生成速率,可以采取控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度)的方法。(5)硫代硫酸钠(Na2S2O3)属于强碱弱酸盐,容易与酸发生反应(S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O),若SO2过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠(Na2S2O3)会发生分解反应导致产品质量减少。 答案:(1)SO+2H+===SO2↑+H2O(或HSO+H+===SO2↑+H2O) 硫化钠和碳酸钠混合溶液 (2)硫(或S) (3)NaOH溶液 (4)控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度等) (5)若SO2过量,溶液显酸性,产物分解 [课堂真题集训——明考向] 1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2016·全国卷Ⅲ)配制稀硫酸时,先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水( ) (2)(2016·四川高考)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下铁与浓硫酸一定没有发生化学反应( ) (3)(2016·上海高考)NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr( ) (4)(2016·天津高考)用如图装置除去SO2中的少量HCl( ) (5)(2016·江苏高考)二氧化硫具有氧化性,所以可用于漂白纸浆( ) (6)(2016·海南高考)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性( ) (7)(2016·浙江高考)Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X射线检查肠胃道疾病( ) (8)(2016·江苏高考)下述变化可以实现: FeS2SO2H2SO4( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× 2.(2017·江苏高考)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( ) 解析:选B 需用浓H2SO4与Cu反应制取SO2,A项不能达到实验目的;SO2可以使品红溶液退色,以验证其具有漂白性,B项能达到实验目的;SO2的密度比空气大,应用向上排空气法收集,导气管应“长进短出”,C项不能达到实验目的;SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,应用碱液(NaOH溶液)吸收,D项不能达到实验目的。 3.(2017·海南高考)分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中,可以使溶液变浑浊的是( ) A.CO B.SO2 C.HCl D.CO2 解析:选B CO不与Na2S发生反应,因此没有沉淀产生,故A错误;SO2具有弱氧化性,与Na2S发生氧化还原反应且有沉淀S单质生成,即SO2+2S2-+4H+===3S↓+2H2O,故B正确;利用强酸制弱酸原理,HCl与Na2S发生反应2H++S2-===H2S,没有沉淀产生,故C错误;CO2通入稀Na2S溶液中,不产生沉淀,故D错误。 4.(2017·北京高考)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( ) 溶液 现象 结论 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液退色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3> H2SiO3 解析:选C 产生的白色沉淀为BaSO4,SO2中硫元素的化合价从+4升高到+6,被Fe3+氧化,体现了SO2的还原性,A项正确;黄色沉淀为硫单质,SO2中硫元素的化合价从+4降低为0,被H2S还原,体现了SO2的氧化性,B项正确;紫色溶液退色,是因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能将SO2氧化,自身被还原为无色的Mn2+,体现了SO2的还原性而不是漂白性,C项错误;胶状沉淀为硅酸,发生的反应为SO2+H2O+SiO===H2SiO3↓+SO,原理为强酸制弱酸,因此H2SO3的酸性强于H2SiO3,D项正确。 5.(2016·全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解; ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为( ) A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4 解析:选C A项中,NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中,NaHCO3溶解,Al(OH)3不溶解,加入稀盐酸,固体全部溶解,且有气泡产生,NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应,最后不会有固体剩余;B项中,NaHCO3溶于水,AgCl不溶于水,加入足量稀盐酸,AgCl仍不溶解;C项中Na2SO3溶于水,BaCO3不溶于水,BaCO3能溶于稀盐酸:BaCO3+2HCl===BaCl2+H2O+CO2↑,Na2SO3、BaCO3均能与稀H2SO4反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O、BaCO3+H2SO4===BaSO4+H2O+CO2↑;D项中,CuSO4和Na2CO3都能溶于水和稀硫酸。 [课下能力测评——查缺漏] 1.(2018·安徽百校论坛联考)东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述:“……得火则飞,不见埃尘,将欲制之,黄芽为根。”这里的“黄芽”是指( ) A.硫 B.铜 C.铁 D.金 解析:选A 液态的金属汞,受热易变成汞蒸气,汞属于重金属,能使蛋白质变性,属于有毒物质,但常温下,能和硫反应生成硫化汞,从而防止其变成汞气体,黄芽则指呈淡黄色的硫。 2.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是( ) ①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2 A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部 解析:选A Cu与S化合只能生成Cu2S,S与O2反应只能生成SO2,Fe在Cl2中燃烧,只能生成FeCl3。 3.将SO2分别通入下列4种溶液中,有关说法正确的是( ) A.试管a中实验可以证明SO2具有漂白性 B.试管b中溶液退色,说明SO2具有强氧化性 C.试管c中能产生白色沉淀,说明SO2具有还原性 D.试管d中能产生白色沉淀,该沉淀完全溶于稀硝酸 解析:选C SO2与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应,表现了SO2的还原性,故A错误;SO2使品红溶液退色,表现了SO2的漂白性,故B错误;SO2被溶液中的NO和H+氧化为SO,表现了SO2的还原性,故C正确;SO2与NaOH和BaCl2混合溶液反应生成BaSO3,BaSO3能被硝酸氧化为BaSO4,BaSO4难溶于稀硝酸,故D错误。 4.下列实验中能证明某气体为SO2的是( ) ①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③使品红溶液退色 ④通入足量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通入溴水中,能使溴水退色,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.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明 解析:选D CO2也能产生①④中的实验现象,酸性气体一般能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,Cl2也能使品红溶液退色。实验⑤说明气体有还原性,结合后续实验现象说明该气体是SO2。 5.用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与结论相符的是( ) 选项 ① ② 预测②中现象 实验结论 A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强 B 浓硫酸 铜片 铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性 C 浓硫酸 CuSO4·5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性,发生物理变化 D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、氧化性 解析: 选D 将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸溶解,放出大量的热,促进了氯化氢的逸出,A项错误;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项错误;浓硫酸使胆矾失去结晶水,是由于浓硫酸的吸水性,该变化为化学变化,C项错误;浓硫酸有脱水性,可使蔗糖炭化,并放出大量的热,进而与生成的炭反应生成SO2,D项正确。 6.用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径,某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是( ) 途径①:SH2SO4 途径②:SSO2SO3H2SO4 途径③:FeS2SO2SO3H2SO4 A.途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性 B.途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本 C.由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e- D.途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高,更能体现“绿色化学”的理论 解析:选C 途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应,表现了浓硝酸的强氧化性,A项正确;途径②、③的第二步反应为可逆反应,通过增大O2的浓度来提高SO2的转化率,降低成本,B项正确;由途径①、②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,而途径③转移7 mol e-,C项错误。 7.如表所示有关物质检验的实验结论正确的是( ) 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成 该溶液中一定含有SO B 向某溶液中加入盐酸,将生成的气体通入品红溶液中,品红溶液退色 该溶液一定含有SO C 将某气体通入品红溶液中,品红溶液退色 该气体一定是SO2 D 将SO2通入Na2CO3溶液中生成的气体,先通入足量的酸性KMnO4溶液,再通入澄清石灰水中有浑浊 说明酸性: H2SO3>H2CO3 解析:选D A项,该溶液中也可能含Ag+;B项,该溶液也可能含HSO;C项,该气体也可能是Cl2、O3等。 8.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+,他们使用的药品和装置如下图所示。下列说法不合理的是( ) A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是装置B中蓝色溶液退色 B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气 C.为了验证装置A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀 D.为了验证装置A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫红色退去 解析:选D 装置B中蓝色溶液退色说明发生了反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,表明还原性:SO2>I-,A合理;装置C中NaOH溶液能吸收SO2,防止污染环境,B合理;将SO2通入FeCl3溶液后,再加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生,证明有SO存在,表明装置A中发生了氧化还原反应,C合理;溶解的SO2气体也能使酸性KMnO4溶液的紫红色退去,所以D不合理。 9.(2018·沈阳模拟)工业上用固体硫酸亚铁制取颜料铁红,反应原理是2FeSO4高温,Fe2O3+SO2↑+SO3↑。某学生欲检验该反应所产生的气态物质,他依次将气体通过盛有①BaCl2溶液、②X溶液、③NaOH 溶液的三个装置。则下列对该方案的评价中正确的是( ) A.①中会生成BaSO3、BaSO4两种沉淀 B.可将①中的 BaCl2溶液改为Ba(NO3)2溶液 C.②所盛X应为品红溶液 D.③的作用是检验生成的SO2气体 解析:选C A项,H2SO3酸性弱于盐酸,所以SO2不能与BaCl2溶液反应,得不到BaSO3沉淀,错误; B项,NO在酸性环境下具有强氧化性,能够氧化SO2生成SO,对SO3的检验造成干扰,错误;C项,SO2具有漂白性,能够使品红退色,②所盛X应为品红溶液,用来检验SO2的存在,正确;D项,③的作用是吸收过量的SO2,防止空气污染,错误。 10.现有Na2SO3、Na2SO4混合物样品a g,为了测定其中Na2SO3的质量分数,设计了如下方案,其中明显不合理的是( ) A.将样品配制成溶液V1 L,取其中25.00 mL用标准KMnO4 溶液滴定,消耗标准KMnO4溶液V2 mL B.向样品中加足量H2O2,再加足量BaCl2溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥,称量其质量为b g C.将样品与足量稀盐酸充分反应后,再加入足量BaCl2溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥,称量其质量为c g D.将样品与足量稀盐酸充分反应,生成的气体依次通过盛有饱和NaHSO3的洗气瓶、盛有浓H2SO4的洗气瓶、盛有碱石灰的干燥管Ⅰ、盛有碱石灰的干燥管Ⅱ,测得干燥管Ⅰ增重d g 解析:选D A项,用标准KMnO4溶液滴定,KMnO4氧化SO ,可以根据方程式计算SO的量,正确;B项,H2O2氧化SO全部变成SO,根据原样品量和BaSO4沉淀的量列方程组求算,正确;C项,将样品与足量稀盐酸充分反应除SO后,再加入足量BaCl2溶液,可求得SO的量,结合原样品的量进行计算,正确;D项,盐酸易挥发,通入NaHSO3的洗气瓶时,会使SO2的量增加,测定结果有误差,错误。 11.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动。 [探究一] (1)甲同学将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是___________________________。 [探究二] (2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。 乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4。 然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。 分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略): (3)装置B中试剂的作用是________________________________________________。 (4)认为气体Y中还含有Q的理由是__________________________________________ ________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于________(选填序号)。 a.A之前 B.A~B间 c.B~C间 D.C~D间 (6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是___________________________。 解析:(1)铁钉放入冷浓H2SO4中发生钝化,表面形成氧化膜,与CuSO4不反应。(2)由SO2~H2SO4~BaSO4知n(SO2)=n(BaSO4)=0.01 mol,SO2体积分数为×100%=66.7%。(4)因铁钉是碳素钢,含有碳单质,加热时被浓H 2SO4氧化生成CO2,随着反应的进行,浓H2SO4变为稀H2SO4,与Fe反应生成H2。为了防止SO2干扰CO2,用B中试剂检验SO2是否除尽。(5)为了检验CO2存在,应在完全除尽SO2以后,即B~C间。(6)H2还原CuO生成H2O,H2O遇无水CuSO4变蓝。 答案:(1)铁钉表面被钝化 (2)66.7% (3)检验SO2是否除尽 (4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)c (6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝 12.某兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质,并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。请回答下列问题。(实验前已除去装置中的空气) (1)打开分液漏斗活塞,发现其中的液体不能流下,应采取的操作是_________________。 (2)关闭K2、K3,打开K1,装置B中发生反应的离子方程式为___________________,观察到装置C中发生的现象是________________________________________。 (3)装置D和F的作用是_____________________________________________________。 (4)关闭K1、K3,打开K2。一段时间后E中有Na2S2O5晶体析出,装置E中发生反应的化学方程式为______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下: 溶液出现蓝色且30 s内不退色 (已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI) 按上述方案实验,消耗标准I2溶液20.00 mL,实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为______g·L-1。若实验中盛装标准液的滴定管未润洗,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (6)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化:____________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞,使分液漏斗内的压强等于大气压强,保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2,装置B中FeCl3溶液与SO2发生反应,Fe3+被还原为Fe2+,SO2被氧化为SO,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式。装置C中发生反应:H2O+SO2+Na2S===H2S+Na2SO3、SO2+2H2S===3S↓+2H2O,现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置D和F是尾气吸收装置。(4)装置E中Na2SO3与SO2反应生成Na2S2O5。(5)根据反应SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI进行计算,则样品中抗氧化剂的残留量为=0.128 g·L-1。若盛标准液的滴定管未润洗,则消耗标准液的体积偏高,测定结果偏高。(6)若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化,则生成Na2SO4,可以利用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO。 答案:(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔) (2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+ 有淡黄色沉淀生成 (3)吸收SO2,防止污染空气 (4)SO2+Na2SO3===Na2S2O5 (5)0.128 偏高 (6)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,再滴加足量盐酸,振荡,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成 13.(2018·广西钦州高新区月考)某学习小组进行浓硫酸对蔗糖的脱水实验,在200 mL烧杯中放入20 g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15 mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。进行如下探究。 (1)观察现象:蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味。按压此黑色物质时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态。 同学们由上述现象推测出下列结论:①浓硫酸具有强氧化性;②浓硫酸具有吸水性;③浓硫酸具有脱水性;④浓硫酸具有酸性;⑤黑色物质具有强吸附性。这些结论中依据不充分的是________(填序号)。 (2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如图装置: 试回答下列问题: ①图1的A中最好选用图2中的装置________(填编号)。 ②图1的B装置所装试剂是________________;D装置中试剂的作用是___________;E装置中发生的现象是________________________。 ③图1的A装置中使蔗糖先变黑的化学方程式为________________________________;体积膨胀的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 ④某学生进行实验时,发现D装置中品红溶液不退色,E装置中有气体逸出,F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,推测F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)蔗糖先变黄,再逐渐变黑,说明有碳单质生成,证明浓硫酸具有脱水性;体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味,说明碳单质与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,证明浓硫酸具有强氧化性;按压该黑色物质时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态,证明该黑色物质表面积较大,具有吸附性。由观察到的现象不能推测出浓硫酸具有吸水性和酸性,故本题选②④。(2)①蔗糖与浓硫酸反应不需要加热,故最好选用图2中的装置Ⅱ。②装置B中试剂为品红溶液,用来检验生成物SO2;装置C的作用是除去SO2,装置D的作用是检验SO2是否被除尽;装置E中的Ba(OH)2溶液用来检验生成物CO2,故现象是溶液出现白色浑浊。③蔗糖变黑是蔗糖脱水生成碳,化学方程式为C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O;体积膨胀是浓硫酸氧化碳生成大量气体,化学方程式为2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O。④浓硫酸氧化碳时,部分碳被氧化为CO气体,CO气体能使热的酸性高锰酸钾溶液颜色变浅。 答案:(1)②④ (2)①Ⅱ ②品红溶液 检验SO2是否被除尽 溶液出现白色浑浊 ③C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O 2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O ④CO气体能还原热的酸性高锰酸钾溶液查看更多