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专题突破(一) SO2的实验室制备
SO2和CO2的鉴别与除杂
第五章 化工生产中的重要非金属元素
题型一 SO2的实验室制备
1．反应原理
Na2SO3＋H2SO4===SO2↑＋Na2SO4＋H2O。
2．实验装置
3．注意事项
(1)硫酸的浓度不宜过大也不宜过小。
(2)用NaOH溶液吸收尾气时应防倒吸。
针对练1．(2023·黑龙江大庆高一统考)实验室需要制备少量SO2并验证其性质，下列实验装置不能达到相应实验目的的是
√
A．实验室制备二氧化硫，常用Na2SO3固体与70%硫酸反应制备，不需要加热，题中所给装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．二氧化硫为酸性气体，碱石灰是CaO、NaOH混合物，二氧化硫与碱石灰反应，因此干燥二氧化硫，可用浓硫酸或P2O5等，题中所给装置，不能达到实验目的，故B符合题意；C．二氧化硫的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，题中所给装置，能达到实验目的，故C不符合题意；D．二氧化硫有毒，为防止污染空气，需要除去，常用碱液吸收，题中所给装置，能达到实验目的，故D不符合题意。
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题型二 SO2和CO2的鉴别与除杂
1．SO2与CO2的鉴别
(1)单一气体的鉴别
①SO2的漂白性：使品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
②SO2的氧化性：通入H2S溶液变浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。
③SO2的还原性：通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中，使溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
(2)混合气体的鉴别
流程设计
实验装置
特别提醒
可将“除去SO2”和“检验SO2是否除尽”合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，颜色变浅。
2．除去CO2中SO2的两种方法
(1)利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
(2)利用亚硫酸的酸性比碳酸强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。
针对练2．(2023·江西乐平高一检测)检验SO2中是否含有CO2，应采取的措施是
A．通过澄清石灰水
B．先通过足量Ba(OH)2溶液，再通过澄清石灰水
C．先通过足量酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水
D．先通过足量小苏打溶液，再通过澄清石灰水
√
A．SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能检验，故A不符合题意；B．CO2和SO2都是酸性氧化物，都能与Ba(OH)2溶液反应，通过足量Ba(OH)2溶液时，CO2、SO2能被全部吸收产生白色沉淀，不能检验，故B不符合题意；C．SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，通过足量酸性KMnO4溶液时，SO2转化成SO ，再通过澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，则说明含有CO2，反之不含有，故C符合题意；D．H2SO3的酸性强于H2CO3，气体通过NaHCO3溶液，会产生CO2，对原气体中CO2的检验产生干扰，故D不符合题意。
针对练3．CO2气体中含有少量SO2，欲得到纯净、干燥的CO2，通过如图所示的洗气瓶，①②两瓶中所装的试剂应该是
A．①NaOH溶液；②浓硫酸
B．①浓硫酸；②NaOH溶液
C．①饱和NaHCO3溶液；②浓硫酸
D．①浓硫酸；②Na2CO3
√
CO2和SO2都是酸性氧化物，通过NaOH溶液，全部被吸收，无法得到CO2，A、B错误；亚硫酸的酸性强于碳酸，SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，然后用浓硫酸干燥CO2，C正确；Na2CO3溶液与CO2发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，会吸收CO2，D错误。
针对练4．(2023·江苏镇江高一期末)实验室进行SO2制备和性质探究，下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
√
A．铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，题给装置缺少酒精灯，不能用于制备二氧化硫，故A错误；B．二氧化硫易溶于水，将充满二氧化硫的烧瓶倒扣在水中，二氧化硫溶解导致烧瓶中压强减小，水会进入烧瓶中，则题给装置能用于探究二氧化硫的溶解性，故B正确；C．二氧化硫具有弱氧化性，能与硫化钠溶液反应生成硫沉淀，则题给装置能用于探究二氧化硫的氧化性，故C正确；D．二氧化硫是酸性氧化物，能与氢氧化钾溶液反应生成亚硫酸钾和水，则题给装置能用于吸收二氧化硫，防止污染空气，故D正确。
针对练5．如图所示装置可用于收集SO2并验证
其某些化学性质，下列说法正确的是
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH溶液不反应
D 紫色石蕊溶液 溶液变红色后不褪色 SO2有酸性，没有漂白性
√
酸性KMnO4溶液具有强氧化性，溶液褪色体现
了SO2的还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色体
现了SO2的漂白性，B正确；SO2是酸性氧化物，
可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，C错误；SO2的水溶液可以使紫色石蕊溶液变红，说明SO2的水溶液具有酸性，但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，故石蕊溶液变红后不褪色，但不能说明SO2没有漂白性，D错误。
针对练6．下列溶液或用品：①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤Ba(NO3)2溶液；⑥品红溶液；⑦湿润的蓝色石蕊试纸。不能区别SO2和CO2气体的是
A．①⑦ B．①⑤⑦
C．②③④⑤⑥ D．①⑤
√
SO2和CO2都属于酸性氧化物，与澄清石灰水反应分别生成白色CaSO3和CaCO3沉淀，均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，所以①⑦不能用来区别SO2和CO2；SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成)；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色)，能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。
针对练7．吸烟有害健康，因为香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热氧化铜、④碱石灰、⑤品红溶液、⑥足量酸性高锰酸钾溶液等可将其一一检验出，检验出的正确顺序是
A．混合气→①→⑤→②→①→④→③
B．混合气→③→④→②→⑥→⑤→①
C．混合气→①→⑤→⑥→②→④→③
D．混合气→②→⑤→①→④→③→⑥
√
利用红热氧化铜检验CO，利用品红溶液检验SO2，利用澄清石灰水检验CO2，利用无水硫酸铜检验H2O(g)，利用高锰酸钾除去多余的SO2，考虑排除干扰因素，正确的操作顺序为检验H2O(g)→检验SO2→除去多余SO2→检验CO2→干燥气体→检验CO。
针对练8．(2023·江苏如东高一调研) 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：该气体为CO2；
猜想2：该气体为SO2；
猜想3：______________________________。
为了验证猜想，该小组设计实验加以探究：
气体为CO2和SO2的混合气体
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：
(1)B中应该装 试剂(填字母)。
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸 D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是______________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
B
验证混合气体中是否含有SO2
验证混合气体中是否含有CO2
[得出结论]
(4)根据上述现象，该小组同学确认该气体的成分为
_______________________。
CO2和SO2的混合气体
回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
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1．反应原理
Na2SO3＋H2SO4===SO2↑＋Na2SO4＋H2O。
2．实验装置
3．注意事项
(1)硫酸的浓度不宜过大也不宜过小。
(2)用NaOH溶液吸收尾气时应防倒吸。
针对练1.（2023·黑龙江大庆高一统考）实验室需要制备少量SO2并验证其性质，下列实验装置不能达到相应实验目的的是( )
A．制取SO2 B．干燥SO2 C．收集SO2 D．吸收SO2
答案：B
解析：A．实验室制备二氧化硫，常用Na2SO3固体与70%硫酸反应制备，不需要加热，题中所给装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．二氧化硫为酸性气体，碱石灰是CaO、NaOH混合物，二氧化硫与碱石灰反应，因此干燥二氧化硫，可用浓硫酸或P2O5等，题中所给装置，不能达到实验目的，故B符合题意；C．二氧化硫的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，题中所给装置，能达到实验目的，故C不符合题意；D．二氧化硫有毒，为防止污染空气，需要除去，常用碱液吸收，题中所给装置，能达到实验目的，故D不符合题意。
题型二 SO2和CO2的鉴别与除杂
1．SO2与CO2的鉴别
(1)单一气体的鉴别
①SO2的漂白性：使品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
②SO2的氧化性：通入H2S溶液变浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。
③SO2的还原性：通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中，使溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
(2)混合气体的鉴别
流程设计
实验装置
可将“除去SO2”和“检验SO2是否除尽”合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，颜色变浅。
2．除去CO2中SO2的两种方法
(1)利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
(2)利用亚硫酸的酸性比碳酸强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。
针对练2.（2023·江西乐平高一检测）检验SO2中是否含有CO2，应采取的措施是( )
A．通过澄清石灰水
B．先通过足量Ba(OH)2溶液，再通过澄清石灰水
C．先通过足量酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水
D．先通过足量小苏打溶液，再通过澄清石灰水
答案：C
解析：A．SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能检验，故A不符合题意；B．CO2和SO2都是酸性氧化物，都能与Ba(OH)2溶液反应，通过足量Ba(OH)2溶液时，CO2、SO2能被全部吸收产生白色沉淀，不能检验，故B不符合题意；C．SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，通过足量酸性KMnO4溶液时，SO2转化成SO，再通过澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，则说明含有CO2，反之不含有，故C符合题意；D．H2SO3的酸性强于H2CO3，气体通过NaHCO3溶液，会产生CO2，对原气体中CO2的检验产生干扰，故D不符合题意。
针对练3.CO2气体中含有少量SO2，欲得到纯净、干燥的CO2，通过如图所示的洗气瓶，①②两瓶中所装的试剂应该是( )
A．①NaOH溶液；②浓硫酸
B．①浓硫酸；②NaOH溶液
C．①饱和NaHCO3溶液；②浓硫酸
D．①浓硫酸；②Na2CO3
答案：C
解析：CO2和SO2都是酸性氧化物，通过NaOH溶液，全部被吸收，无法得到CO2，A、B错误；亚硫酸的酸性强于碳酸，SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，然后用浓硫酸干燥CO2，C正确；Na2CO3溶液与CO2发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，会吸收CO2，D错误。
针对练4.（2023·江苏镇江高一期末）实验室进行SO2制备和性质探究，下列实验原理和装置不能达到实验目的的是( )
A B C D
制备SO2 探究SO2溶解性 探究SO2氧化性 吸收尾气SO2
答案：A
解析：A．铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，题给装置缺少酒精灯，不能用于制备二氧化硫，故A错误；B．二氧化硫易溶于水，将充满二氧化硫的烧瓶倒扣在水中，二氧化硫溶解导致烧瓶中压强减小，水会进入烧瓶中，则题给装置能用于探究二氧化硫的溶解性，故B正确；C．二氧化硫具有弱氧化性，能与硫化钠溶液反应生成硫沉淀，则题给装置能用于探究二氧化硫的氧化性，故C正确；D．二氧化硫是酸性氧化物，能与氢氧化钾溶液反应生成亚硫酸钾和水，则题给装置能用于吸收二氧化硫，防止污染空气，故D正确。
针对练5.如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是( )
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH溶液不反应
D 紫色石蕊溶液 溶液变红色后不褪色 SO2有酸性，没有漂白性
答案：B
解析：酸性KMnO4溶液具有强氧化性，溶液褪色体现了SO2的还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色体现了SO2的漂白性，B正确；SO2是酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，C错误；SO2的水溶液可以使紫色石蕊溶液变红，说明SO2的水溶液具有酸性，但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，故石蕊溶液变红后不褪色，但不能说明SO2没有漂白性，D错误。
针对练6.下列溶液或用品：①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤Ba(NO3)2溶液；⑥品红溶液；⑦湿润的蓝色石蕊试纸。不能区别SO2和CO2气体的是( )
A．①⑦ B．①⑤⑦
C．②③④⑤⑥ D．①⑤
答案：A
解析：SO2和CO2都属于酸性氧化物，与澄清石灰水反应分别生成白色CaSO3和CaCO3沉淀，均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，所以①⑦不能用来区别SO2和CO2；SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成单质硫（有淡黄色沉淀生成）；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化（溶液褪色），能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。
针对练7.吸烟有害健康，因为香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热氧化铜、④碱石灰、⑤品红溶液、⑥足量酸性高锰酸钾溶液等可将其一一检验出，检验出的正确顺序是( )
A．混合气→①→⑤→②→①→④→③
B．混合气→③→④→②→⑥→⑤→①
C．混合气→①→⑤→⑥→②→④→③
D．混合气→②→⑤→①→④→③→⑥
答案：C
解析：利用红热氧化铜检验CO，利用品红溶液检验SO2，利用澄清石灰水检验CO2，利用无水硫酸铜检验H2O(g)，利用高锰酸钾除去多余的SO2，考虑排除干扰因素，正确的操作顺序为检验H2O(g)→检验SO2→除去多余SO2→检验CO2→干燥气体→检验CO。
针对练8.（2023·江苏如东高一调研） 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：该气体为CO2；
猜想2：该气体为SO2；
猜想3：_________________________________________________________________。
为了验证猜想，该小组设计实验加以探究：
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：
(1)B中应该装 试剂（填字母）。
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸 D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_____________________________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)根据上述现象，该小组同学确认该气体的成分为
________________________________________________________________________。
答案： 气体为CO2和SO2的混合气体 (1)B
(2)验证混合气体中是否含有SO2 (3)验证混合气体中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合气体
解析：回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
