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文档介绍
2018届一轮复习人教版硫及其化合物学案(1)
硫及其化合物 1.了解硫及其重要化合物的主要化学性质及应用。 2.了解硫的氧化物对大气的污染与防治。 一、硫及其氧化物的性质 1.硫单质的性质及应用 (1)硫元素的存在形态 形态— (2)硫单质的物理性质 硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。 (3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质 O2 2.二氧化硫(SO2) (1)物理性质 二氧化硫是无色,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体积水溶解约40体积SO2。 (2)化学性质 按要求完成下列方程式: SO2 3.三氧化硫(SO3) SO3在标准状况下为无色、针状晶体,能与水反应:SO3+H2O===H2SO4,放出大量的热,SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。 4.硫的氧化物的污染与治理 (1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。 (2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。 (3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。 (4)硫酸型酸雨的形成途径有两个: 途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。 途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。 二、硫酸 硫酸根离子的检验 1.硫酸的物理性质 H2SO4是无色液体,能与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。 2.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式: ①铁:Fe+2H+===Fe2++H2↑; ②MgO:MgO+2H+===Mg2++H2O; ③Ba(OH)2:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O; ④Na2SO3:SO+2H+===H2O+SO2↑; ⑤BaCl2:Ba2++SO===BaSO4↓。 3.浓H2SO4的特性 (1)填写下表 实验 实验现象 硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H2SO4的滤纸变黑 脱水性 将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热 铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体 强氧化性 (2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式: Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。 (3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4可用铝槽车运输浓H2SO4。 4.SO的检验 检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO) 先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,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↓。 三、硫及其化合物的综合应用 1.硫及其化合物的转化关系 SO2、SO3是酸性氧化物,H2SO3、H2SO4是酸,物质的类别可以帮助我们理解它们的性质。相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如: SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3 2.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 如:H2O2O3 3.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。 4.含硫物质的连续氧化 硫元素 高频考点一 硫及其氧化物的性质 例1.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 因2Cu+SCu2S,故Cu和S不能直接化合生成CuS;S+O2SO2,两者不能直接化合生成SO3;2Fe+3Cl22FeCl3,两者不能直接化合生成FeCl2。 答案 A 【变式探究】下列说法中正确的是( ) A.金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面上,必须尽可能收集并深埋处理 B.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 C.SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同 D.SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均不发生化学反应 答案 C 高频考点二 SO2对环境的污染及治理 例2.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是( ) A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成 B.装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应 C.整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2===2CaSO4+2CO2 D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标 答案 B 解析 装置内发生的反应有SO2与CaO的化合,CaCO3的分解以及CaSO3被氧气氧化为CaSO4 ,没有置换反应的发生。 【变式探究】(1)下列物质中,可形成酸雨的是______。 A.二氧化硫 B.氟氯代烃 C.二氧化碳 D.甲烷 (2)现有以下几种措施:①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤作燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是________。 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ 答案 (1)A (2)C 高频考点三 浓硫酸的性质及应用 例3.浓硫酸在化学反应中往往可以表现出多种性质,下列变化中浓硫酸只表现出一种性质的是( ) A.浓硫酸加入到蔗糖中 B.浓硫酸与铜作用 C.浓硫酸使铁钝化 D.制备乙酸乙酯过程中 解析 浓硫酸加入到蔗糖中可表现出脱水性、氧化性,A错误;浓硫酸与铜作用时表现出氧化性、酸性,B错误;浓硫酸使铁钝化只表现出氧化性,C正确;酯化反应中浓硫酸表现出催化性、吸水性,D错误。 答案 C 【变式探究】对下列事实的解释正确的是( ) A.蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟,说明硫酸与氨气不反应 B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于酸 C.向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 mol D.常温下,浓H2SO4可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应 解析 氨与挥发性酸反应可形成白烟,硫酸难挥发,A错误;随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应,C错误;常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行,D错误。 答案 B 高频考点四 SO的检验 例4.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( ) A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀 B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀 C.无色溶液白色沉淀 D.无色溶液无色溶液白色沉淀 答案 C 【变式探究】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,有白色沉淀,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 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。 答案 C 高频考点五 物质推断与性质应用 例5.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是( ) A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 答案 B 解析 硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S,故B项正确。 【变式探究】右图表示某固态单质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: ________________________________________________________________________。 (4)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__________ ______________________________________________________________; ③加热反应后的溶液,其pH________(填“增大”、“不变”或“减小”),理由是____ ____________________________________________________________________。 答案 (1)S+H2H2S (2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(其他合理答案也可) (4)①H2SO3+2OH-===SO+2H2O ②大于 Na2SO3是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性 ③增大 水解是吸热反应,加热使SO水解程度增大,因而pH增大 高频考点六 硫及其化合物的转化关系与实验的融合 例6.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,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀 D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去 答案 D 【变式探究】某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如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与品红反应的可逆性,请写出实验操作及现象___________________________________________________________________________。 (4)尾气可采用________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+2MnO+2H2O===2Mn2++5SO+4H+ (3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色 (4)NaOH(答案合理即可) 【举一反三】某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。 试回答下列问题: (1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式:____________________________ ___________________________________________________________________________________。 (2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接____、____接b,c接____、____接d;D、E两支试管中CCl4的作用是__________________________________________ ______________________________。 (3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_________________________________________ _______________________________________________;反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是___________________________________________________________________。 (4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_______________________________________________ ______________________________________________________________________________________。 答案 (1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑ (2)3(或4) 4(或3) 2 1 防倒吸学科&网 (3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2 (4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO 解析 (1)开始阶段由浓H2SO4具有强氧化性与锌反应产生SO2气体,Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,随反应的进行,硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应生成H2,Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑。 (2)从图示看,C装置应是检验SO2气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。 (3)浓H2SO4的强氧化性表现在SO被还原,生成SO2的反应。反应开始后,装置中的空气被排出,产生大量气泡,当SO2被品红溶液吸收时,气泡量减少,且随着H2SO4浓度的减小,反应速度逐渐减慢,反应较长时间后浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应生成H2,气泡量又会增加。 (4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。 1.【2016年高考江苏卷】在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.SiO2SiCl4Si B.FeS2SO2H2SO4 C.N2NH3NH4Cl(aq) D.MgCO3MgCl2(aq)Mg 【答案】C 2.【2016年高考上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是( ) A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液 【答案】A 【解析】在氯水中存在反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若反应使溶液中c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。由于酸性HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加入碳酸钙粉末,会发生反应:2HCl+CaCO3= CaCl2+H2O+CO2↑,使化学平衡正向移动,导致c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强,A正确;若加入稀 硫酸,使溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,B错误;加入氯化钙溶液,不能发生反应, 溶液的水对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,C错误;加入二氧化硫的水溶液,电离产生氢离子,使 化学平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,D错误。 3.【2016年高考上海卷】在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是( ) A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同 B.c、d两处的混合气体成分含量相同,温度不同 C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体 D.c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率 【答案】B 4.【2016年高考上海卷】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( ) A.过量的氢气与氮气 B.过量的浓盐酸与二氧化锰 C.过量的铜与浓硫酸 D.过量的锌与18 mol/L硫酸 【答案】AC 【解析】A.H2和N2制备NH3是可逆反应,反应物始终不能消耗完;B.可以加入过量的浓盐酸,使二氧化锰彻底反应完全;C.浓硫酸随着反应变稀,稀硫酸不再与铜反应;D.18mol/L的浓硫酸与锌开始反应产生SO2,随着反应进行,浓硫酸变稀,再与锌反应产生H2。故选AC。 1.【2015重庆理综化学】下列说法正确的是( ) A.I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强 B.P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强 C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 【答案】B 【解析】A.非金属性Br>I,则HBr比HI的热稳定性强,A错误;B.非金属性P>Si,则H3PO4比H2SiO3的酸性强,B正确;C.Al2O3属于两性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,MgO属于碱性氧化物,与NaOH溶液不反应,C错误;D.SO2在酸性环境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸钡,则SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀,D错误;答案选B。 2.【2015海南化学】0.1mol下列气体分别与1L0.lmol·L-1的NaOH溶液反应,形成的溶液pH最小的是( ) A.NO2 B.SO2 C.SO3 D.CO2 【答案】C 3.【2015上海化学】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】二氧化硫能使溴水褪色,是由于发生反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。在该反应在二氧化硫中的S元素的化合价升高,失去电子,表现还原性。故答案的A。 4.【2015上海化学】与氢硫酸反应有沉淀生成的电解质是( ) A.硫酸铜 B.氢氧化钠 C.硫酸亚铁 D.二氧化硫 【答案】A 【解析】 试题分析:A. CuSO4是盐,属于电解质,加入氢硫酸,会发生反应:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,产生黑色沉淀,正确。B.氢氧化钠 是碱,属于电解质,与氢硫酸发生反应:2NaOH++H2S=Na2S+2H2O,产生的Na2S是可溶性的物质,没有沉淀产生,错误。C.硫酸亚铁是盐,属于电解质,由于酸性:硫酸>氢硫酸,属于二者不能发生反应,无沉淀产生,错误。D.二氧化硫与硫化氢会发生反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O,产生沉淀,但是SO2是非电解质,不符合题意,错误。 1. (2014·全国卷)下列叙述错误的是( ) A.SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同 B.制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸 C.用饱和食盐水替代水跟电石反应,可以减缓乙炔的产生速率 D.用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI 【答案】B 2.(2014·北京卷)(12分) 碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下将x g钢样中的碳、硫转化为CO2、SO2。 ①气体a的成分是______。 ②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应: 3FeS+5O21________+3________。 (2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式:__________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数:________。 (3)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。 ①气体a通过B和C的目的是________________________________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是____________________________________。 【答案】(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2 (2)①H2O2+SO2===H2SO4 ② (3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量 3.(2014·山东卷)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。 烧瓶C中发生反应如下: Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ) 2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ) S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ) (1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若________________,则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________。装置E中为________溶液。 (2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。 (3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。 a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液 实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是__________________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。 a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶 (4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:________________________________________。 已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O 供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。 【答案】(1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理答案均可) (2)2∶1 (3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即可得分) 溶液变澄清(或浑浊消失) a、d (4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤、取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理答案均可) 4.(2014·天津卷)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。 Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq) 实验步骤: ①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。 ②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60 min。 ③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。 回答问题: (1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。 (2)仪器a的名称是________,其作用是____________________。 (3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂质的方法是____________________________。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.测定产品纯度 准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1碘的标准溶液滴定。 反应原理为2S2O+I2===S4O+2I- (5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:____________________________________________。 (6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。 Ⅲ.Na2S2O3的应用 (7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为____________________________________________。 【答案】(1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流 (3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4 (4)S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O (5)由无色变蓝色 (6)18.10 ×100% (7)S2O+4Cl2+5H2O===2SO+8Cl-+10H+ 5.(2014·海南卷)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革还原剂。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,实验中通入的SO2不能过量,原因是______________________________。 【答案】SO+2H+===SO2↑+H2O或HSO+H+===SO2↑+H2O 硫化钠和碳酸钠混合溶液 (2)硫 (3)NaOH溶液 (4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等) (5)若SO2过量,溶液显酸性,产物分解 6.(2014·福建理综,25(1)(2)(3)(4)(5))焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验: 实验一 焦亚硫酸钠的制取 采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2===Na2S2O5。 (1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为__________(填序号)。 实验二 焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。 a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入盐酸 d.加入品红溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测 (5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________。 【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4(浓)===2NaHSO4+SO2↑+H2O) (2)过滤 (3)d (4)ae (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成 7.(2014·四川理综,9)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。 Ⅰ.[查阅资料] (1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。 Ⅱ.[制备产品] 实验装置如图所示(省略夹持装置): 实验步骤: (1)检查装置气密性,按图示加入试剂。 仪器a的名称是________;E中的试剂是________(选填下列字母编号)。 A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液 (2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。 (3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经__________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。 Ⅲ.[探究与反思] (1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。 (所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择) 取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,________________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。 (2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是 ________________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过________________方法提纯。 【答案】Ⅱ.(1)分液漏斗 B (3)蒸发 Ⅲ.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl (2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液 (3)重结晶 1.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 答案 A 解析 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。 2.下列说法正确的是( ) A.SO2和SO3都是酸性氧化物,二者的水溶液都是强酸 B.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化 C.自然界中不存在游离态的硫 D.富含硫黄的矿物在工业上可用于制造硫酸 答案 D 解析 SO2溶于水形成亚硫酸,亚硫酸是弱酸,A项错误;常温下铜片和浓硫酸不反应,加热条件下才反应,B项错误;自然界中存在游离态的硫,C项错误。 3.硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫的三种酸。下列说法不正确的是( ) A.若向Na2S溶液中通入SO2,则产生淡黄色沉淀 B.这三种酸都是二元酸,都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐 C.这三种酸的水溶液久置空气中都会变质且原溶质的浓度减小 D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应 答案 C 解析 硫酸在空气中不会变质,只是浓度变小。 4.下列现象或事实可用同一原理解释的是( ) A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低 B.SO2和FeSO4溶液使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去 C.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质 D.亚硫酸钠溶液和氯化铝溶液在空气中蒸干不能得到对应的溶质 答案 B 5.下列实验报告记录的实验现象正确的是( ) 答案 B 解析 SO2的水溶液呈酸性,使石蕊溶液显红色,但不能漂白石蕊溶液;SO2能漂白品红溶液,使品红溶液褪为无色;SO2的饱和溶液加入Ba(NO3)2溶液中,SO2被NO氧化为SO2-4,SO2-4与Ba2+形成BaSO4沉淀;d试管中:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。 6.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( ) A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量 B.②中选用品红溶液验证SO2的生成 C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D.为确认CuSO4生成,向①加水,观察颜色 答案 D 解析 移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,即控制SO2的生成量,故A合理;SO2能使品红溶液褪色,故B合理;SO2有毒,且属于酸性氧化物, 能被NaOH溶液吸收,故C合理;浓硫酸过量,试管中有剩余浓硫酸,就将反应后的混合液慢慢加入到大量水中,易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险,故D不合理。 7.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、石蕊溶液褪色 B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,且原理相同 D.等物质的量的SO2和Cl2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 答案 B 解析 A项,SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性,SO2不能使石蕊溶液褪色;B项,能使品红溶液褪色的物质很多,不仅仅是SO2;C项,这些漂白剂的漂白原理不都相同;D项,SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2+Cl2+ 2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。 8.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,有白色沉淀,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 答案 C 9.为探究Na2SO3溶液的性质,在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂: 对实验现象的“解释或结论”错误的是( ) 选项 实验现象 解释或结论 A a中溶液褪色 还原性:SO>I- B b中加硫酸后产生淡黄色沉淀 SO和S2-在酸性条件下发生反应 C c中滴入酚酞溶液变红,再加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去 SO+H2OHSO+OH-,所以滴入酚酞变红; Ba2++SO===BaSO3↓(白),使水解平衡左移,红色褪去 D d中产生白色沉淀 Na2SO3溶液已变质 答案 D 解析 A项,a中反应为I2+SO+H2O===SO+2H++2I-,还原性SO>I-,正确;B项,b中反应为2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O,正确;D项,即使不变质,在酸性条件下,NO也把SO氧化成SO,生成BaSO4沉淀。 10.锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的pH=1。下列叙述不正确的是( ) A.反应中共消耗1.8 mol H2SO4 B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1 C.反应中共消耗97.5 g Zn D.反应中共转移3 mol电子 答案 B 11.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 答案 C 解析 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的浓度来提高二氧化硫的转化率,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。 12.某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示。下列说法错误的是( ) A.X可能含有2种盐 B.Y可能含有(NH4)2SO4 C.a是SO3 D.(NH4)2S2O8中S的化合价不可能为+7 答案 C 13.近年来,酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。 (1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法,流程如下: (Ⅰ)将含SO2的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中,得NaHSO3溶液。 (Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。 (Ⅲ)将盐酸加入NaHSO3溶液中,反应所得到的SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。 ①写出步骤(Ⅰ)反应的化学方程式:______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出步骤(Ⅱ)中电解饱和食盐水的化学方程式:__________________________________ ________________________________________________________________________。 ③写出步骤(Ⅲ)反应的离子方程式:_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)还有学者提出利用Fe2+、Fe3+等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO的转化率。 ①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是________ (填字母)。 A.碘的淀粉溶液 B.酸性高锰酸钾溶液 C.氢氧化钠溶液 D.氯化钡溶液 ②若上述实验是在标准状况下进行的,欲测定转化器中SO2氧化成SO的转化率,已知气体流速,还需测定的数据有____________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 答案 (1)①SO2+NaOH===NaHSO3 ②2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③HSO+H+===SO2↑+H2O (2)①AB ②实验时间 加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量 14.某研究小组用下图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。 (1)在配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在__________中,再加水稀释,这样操作的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________,操作中不需要的仪器有________(填字母)。 a.药匙 b.烧杯 c.石棉网 d.玻璃棒 e.坩埚 (2)通入足量SO2时C中观察到的现象为______________________________________。 (3)根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②请设计实验方案检验有Fe2+生成______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO。该做法________(填“合理”或“不合理”),理由是____________ ________________________________________________________________________。 (4)D装置中倒置漏斗的作用是________________________________________________。 (5)为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3的试剂有________(填入正确选项前的字母)。 a.浓H2SO4 b.酸性KMnO4溶液 c.碘水 d.NaCl溶液 答案 (1)浓盐酸 抑制氯化铁水解 ce (2)溶液由棕黄色变为浅绿色 (3)①2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+ ②取C中反应后的溶液,向其中滴入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红 ③不合理 硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4,干扰实验 (4)使气体充分吸收;防止溶液倒吸 (5)bc 查看更多