第19讲 硫及其化合物
1.掌握硫及其重要化合物的主要化学性质及应用。
2.掌握硫酸的性质及应用,掌握SO的检验。
考点一 硫及其氧化物的性质和应用
1.硫单质
(1)硫元素的存在形态
(2)物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
硫黄 黄色晶体 难溶于水 微溶于酒精 易溶于CS2
(3)化学性质
2.二氧化硫
(1)物理性质
(2)化学性质(反应用化学方程式表示)
(3)实验室制法(反应用化学方程式表示)
①固体Na2SO3与70%的浓硫酸反应:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O;
②铜与浓硫酸混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
3.三氧化硫
(1)物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温常压下为液态,标准状况下为固态。
(2)化学性质(反应用化学方程式表示)
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)硫在自然界中仅以化合态存在。( × )
(2)硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物。( × )
(3)硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3。( × )
(4)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理 。( √ )
(5)SO2中少量的HCl可通过饱和NaHSO3溶液除去。( √ )
题组一 硫的性质及应用
1.(2024·湖南长沙模拟)火山喷发的气体中含有二氧化硫和硫化氢气体,二者相遇后可以发生反应,生成硫黄,在火山口附近积累下来。下列关于硫的说法错误的是( D )
A.硫是一种黄色的难溶于水的晶体
B.在一定条件下,硫单质可与许多金属单质化合
C.硫蒸气与铜反应可得到硫化亚铜
D.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
解析:硫单质俗称硫黄,黄色晶体,难溶于水,A正确;硫单质具有氧化性,在一定条件下,可与铁、铜等许多金属单质发生化合反应,B正确;由于硫的氧化性较弱,加热时硫蒸气与铜反应得到硫化亚铜,C正确;硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,D错误。
2.等质量的硫粉与足量下列物质反应时,转移电子数最多的是( D )
A.氢气 B.铜
C.铁 D.氧气
解析:1 mol(32 g)硫粉与足量氢气、铁、铜反应时,S的化合价都是由0降低到-2,1 mol S参加反应得到2 mol电子,1 mol(32 g)硫粉与足量氧气反应时,S的化合价由0升高到+4,1 mol S参加反应失去4 mol电子,故等质量的硫粉与足量氧气反应时转移电子数最多,D符合题意。
题组二 二氧化硫的性质实验探究
3.下列说法正确的是( B )
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都能使红墨水褪色,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
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其和有色物质反应生成无色物质,所以漂白原理不相同,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。
4.(2024·广东广州一模)将SO2分别通入下列溶液,实验现象及结论均正确的是( A )
选项 溶液 现象 结论
A Na2SiO3溶液 产生白色胶状沉淀 H2SO3酸性比H2SiO3强
B 酸性KMnO4溶液 紫红色溶液褪色 SO2有漂白性
C FeCl3溶液 溶液由棕黄色变浅绿色 SO2有氧化性
D Na2S溶液 出现黄色浑浊 SO2有还原性
解析:Na2SiO3溶液中通入SO2,产生白色胶状沉淀是生成了H2SiO3,说明H2SO3酸性比H2SiO3强,A正确;酸性KMnO4溶液能够氧化SO2,导致溶液紫红色褪去,SO2表现还原性,B错误;SO2使FeCl3溶液由棕黄色变为浅绿色是生成了FeCl2,FeCl3表现氧化性,SO2表现还原性,C错误;Na2S溶液中通入SO2,出现黄色浑浊是生成了S,该反应中SO2中硫元素由+4价降低为0价,被还原,SO2表现氧化性,D错误。
三类漂白剂的区别
类型 原理 举例 特点 备注
氧化型 将有机色质内“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等 不可逆、持久 无选择性
加合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 可逆、不持久 有选择性
吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理变化 吸附色素
考点二 硫酸的性质 SO的检验
1.硫酸的物理性质
(1)硫酸是一种油状液体,难挥发。
(2)溶解性:浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2.浓硫酸的特性(反应用化学方程式表示)
3.硫酸的工业制法
(1)主要反应
①S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②2SO2+O22SO3
③SO3+H2O===H2SO4
(2)常考问题
①SO2进入催化反应室前净化、干燥的目的是混合气体中除含有二氧化硫外,还含有多种杂质。这些杂质有的使催化剂中毒、失效,有的对反应设备有腐蚀作用,所以必须净化处理。
②工业生产SO2采用常压的原因:常压下SO2的转化率已经很大,高压下SO2转化率提高不多,但成本大大增加。
③用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水的原因:用水吸收SO3会产生大量酸雾。
4.SO的检验
(1)检验SO的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
(2)先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag+等可能造成的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明含SO。
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。( × )
(2)少量胆矾加入浓硫酸中,蓝色晶体变白,体现浓硫酸的吸水性。( √ )
(3)将铜片放入浓硫酸中,无明显现象是因为铜片发生了钝化。( × )
(4)H2SO4是难挥发性强酸,H2S是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体。( × )
(5)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解,则部分Na2SO3被氧化。( √ )
题组一 浓硫酸的特性及应用
1.下列有关硫酸的实验或用途中利用了硫酸的哪些性质?
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体:浓硫酸的吸水性。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3:浓硫酸具有高沸点、难挥发性。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸:浓硫酸的强氧化性。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸:硫酸的强酸性。
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2:浓硫酸的酸性、强氧化性。
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO:HCOOHCO+H2O:浓硫酸的脱水性。
(7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验:浓硫酸的脱水性、强氧化性。
题组二 浓硫酸的性质实验探究
2.化学小组用如图装置探究铜与浓硫酸的反应,过程中观察到试管内壁有淡黄色固体,液面上方铜丝变黑,溶液中有白色(灰白色)固体生成。将铜丝抽至脱离溶液,继续加热,保持沸腾状态,淡黄色固体消失。将变黑的铜丝置于稀硫酸中,黑色物质不溶解。下列说法错误的是( C )
A.实验过程中观察到石蕊溶液变红后不褪色
B.试管中白色(灰白色)固体为无水硫酸铜
C.铜丝上的黑色物质为氧化铜
D.淡黄色固体消失的原因是硫酸蒸气将固体硫氧化
解析:反应生成的SO2能使石蕊溶液变红但不能使石蕊溶液褪色,A正确;浓硫酸具有吸水性,所以白色(灰白色)固体是无水CuSO4,B正确;CuO能溶于稀硫酸,而黑色固体不溶于稀硫酸,所以黑色物质不是CuO,C错误;淡黄色固体是S,浓硫酸具有强氧化性,能将S氧化为SO2,D正确。
3.(2024·新疆伊犁“华伊高中联盟校”期末)某化学兴趣小组为检验木炭和浓硫酸反应生成的产物,设计如图装置,请回答:
(1)盛装浓硫酸的仪器的名称是分液漏斗;盛装木炭粉的仪器的名称是圆底烧瓶。
(2)上述装置接口的连接顺序为a→d→e→b→c→f(或e→d→b→c→f)。
(3)写出木炭和浓硫酸发生反应的化学方程式:
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(4)U形管中的现象是固体由白色变为蓝色,证明产物中有H2O(填化学式)。
(5)酸性KMnO4溶液的作用是除去反应产物中的SO2。
(6)澄清石灰水的作用是检验反应产物中是否有CO2。
解析:(1)盛装浓硫酸的仪器是分液漏斗,盛装木炭粉的仪器为圆底烧瓶。(2)装置接口的连接顺序为a→d→e→b→c→f或a→e→d→b→c→f。(3)浓硫酸与木炭反应生成SO2、CO2、H2O,化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(4)U形管中装有无水硫酸铜,若白色固体变蓝,则证明有水蒸气。(5)酸性KMnO4溶液的作用是除去反应产物中的SO2。(6)澄清石灰水的作用是检验反应产物中是否有CO2。
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
题组三 SO的检验
4.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( C )
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
解析:A项,二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B项,亚硫酸根离子被硝酸氧化为硫酸根离子,沉淀也是硫酸钡;C项,所得沉淀可能是氯化银;D项,先加过量盐酸无明显现象,再加氯化钡,产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
5.甲、乙、丙三名同学各设计了一个实验,结果各自都认为自己的试样中含有SO。
甲的实验:
(1)乙认为甲的实验不严谨,因为试样A中若含有Ag+(填离子符号)也会有此现象。
乙的实验:
(2)丙认为乙的实验也不严谨,因为试样B中若含有SO(或Ag+)(填离子符号)也会有此现象。
丙的实验:
(3)若丙实验合理,则其中试剂Ⅰ是盐酸,现象Ⅰ是无沉淀或气体生成;试剂Ⅱ是BaCl2溶液,现象Ⅱ是生成白色沉淀(若你认为丙方案不合理,以上四空可以不填)。
解析:检验SO常会受到Ag+、CO、SO的干扰,因为当向待测溶液中滴加氯化钡溶液,如果待测溶液中存在Ag+,同样会产生一种不溶于盐酸的白色沉淀氯化银。因此,在检验SO的过程中,为了排除Ag+的干扰,常先往溶液中滴加适量稀盐酸后再滴加氯化钡溶液。同时亚硫酸根离子容易被硝酸氧化为硫酸根离子而干扰检验,所以常选用稀盐酸而不选用硝酸。
SO检验的易错点
(1)误将Ag+、Pb2+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+或Pb2+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),Pb2++2Cl-===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SO判断成SO。如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,发生反应:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4(白色)+2NO↑+H2O。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2024·江苏卷)硫酸工业:FeS2SO2H2SO4。( × )
(2)(2023·浙江1月选考) SO2能使某些色素褪色,可用作漂白剂。( √ )
(3)(2022·福建卷改编)用烧碱溶液吸收蔗糖与浓硫酸反应产生的刺激性气味的气体,离子方程式为SO3+2OH-===SO+H2O。( × )
(4)(2021·河北卷)浓硫酸具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化。( × )
(5)(2021·浙江6月选考)探究Na2SO3固体样品是否变质的方法是取少量待测样品溶于蒸馏水,加入足量稀盐酸,再加入足量BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则样品已经变质。( √ )
2.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是( A )
选项 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
解析:过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,生成的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O===3S↓+4NaHSO3,A错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4、HCl,总反应的化学方程式符合元素守恒和得失电子守恒,B正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式符合元素守恒和得失电子守恒,C正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此,溶液由红色变无色,总反应的化学方程式符合元素守恒,D正确。
3.(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( C )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
解析:蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,氢原子和氧原子按2∶1的比例脱除,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合B项可知,浓硫酸脱水过程中生成能使品红溶液褪色的SO2,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
4.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( B )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
解析:铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
5.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( B )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
解析:黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,A正确;反应Ⅱ的条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率,B错误;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,C正确;硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,D正确。
课时作业19
(总分:60分)
一、选择题(每小题3分,共33分。每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于硫的叙述正确的是( B )
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做氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
解析:硫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;硫与金属反应时做氧化剂,与非金属反应时既可做氧化剂,也可做还原剂,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。
2.下列关于硫及其化合物的说法正确的是( B )
A.硫和氯气分别与铁反应,产物中铁元素的价态相同
B.将SO2和SO3(g)分别通入Ba(NO3)2溶液中,均生成BaSO4沉淀
C.浓硫酸具有吸水性,故可用浓硫酸干燥硫化氢气体
D.SO2和新制氯水都具有漂白性,将SO2与Cl2以体积比1∶1通入水中,溶液的漂白性增强
解析:硫的氧化性较弱,与铁反应生成FeS,氯气的氧化性较强,与铁反应生成FeCl3,产物中铁元素的价态不相同,A错误;将SO2和SO3(g)分别通入Ba(NO3)2溶液,SO2和SO3(g)会分别与水反应生成亚硫酸和硫酸,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,会将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子,故均生成BaSO4沉淀,B正确;浓硫酸具有氧化性,H2S具有还原性,不可用浓硫酸干燥H2S气体,二者会发生氧化还原反应,C错误;SO2和新制氯水都具有漂白性,将SO2与Cl2以体积比1∶1通入水中,会发生化学反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,生成的H2SO4、HCl都没有漂白性,因此溶液的漂白性减弱,D错误。
3.下列叙述或操作正确的是( D )
A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性
B.浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用NaOH溶液冲洗
C.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌
D.浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸不仅表现强氧化性,还表现酸性
解析:浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸也有氧化性,如活泼金属和稀硫酸反应产生氢气,故A错误;浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用水冲洗,最后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,NaOH溶液有腐蚀性,不能用NaOH溶液冲洗,故B错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,并不断搅拌,故C错误;浓硫酸与铜反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D正确。
4.(2025·江苏无锡高三期中)实验室制取SO2时,下列装置不能达到相应实验目的的是( C )
解析:铜和浓硫酸加热可以获得SO2,A可以达到实验目的;SO2能使品红溶液褪色,故能用品红溶液来检验SO2,B可以达到实验目的;SO2可以用浓硫酸来干燥,但干燥气体需“长进短出”进行通气,C不能达到实验目的;SO2的密度比空气大,采用向上排空气法收集,并用NaOH溶液进行尾气处理,D能够达到实验目的。
5.有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。下列对此实验的叙述正确的是 ( D )
A.实验证实Na2SO3已部分氧化
B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4
C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物
D.此次实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析:Na2SO3溶液可能部分被氧化变质,则滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡,可能有硫酸钡,加入足量的稀硝酸,BaSO3被氧化成BaSO4,即此时的白色沉淀是BaSO4,由分析可得,故选D。
6.(2024·辽宁名校高三11月联考)利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,敞口瓶中的蔗糖滴有少量水,将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是( B )
A.湿润的紫色石蕊试纸变红,说明SO2属于酸性氧化物
B.浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,说明SO2具有还原性
C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有CO2产生
D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
解析:浓硫酸与蔗糖反应生成SO2和CO2,SO2和CO2均能使湿润的紫色石蕊试纸变红,不能说明SO2属于酸性氧化物,A错误;浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,说明SO2具有还原性,B正确;SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C错误;该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性,D错误。
7.(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(省略夹持装置)。
下列说法错误的是( B )
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
解析:缓慢通入N2的目的是尽可能地将双颈烧瓶中SO2吹出,使其进入H2O2溶液被氧化为H2SO4,A正确;冷凝管的作用是避免温度过高,导致葡萄酒中的部分乙醇被吹入H2O2溶液而影响测定结果,B错误;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酒中SO2的物质的量,进而计算出SO2的含量,C正确;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的含量就会比实际低,从而可知该测定SO2含量的实验失败,D正确。
8.(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( C )
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
解析: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,A正确;气体通入液体时“长进短出”,装置乙可以制取SO2水溶液,B正确;SO2不能与饱和NaHSO3溶液发生反应,因此装置丙不能吸收尾气中的SO2,C错误;SO2水溶液显酸性,可用干燥的pH试纸检验其酸性,D正确。
9.(2024·广东广州高三统考)我国科学家被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”。某小组同学利用反应S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O进行如图所示的含硫物质的转化实验(夹持装置略)。下列说法正确的是( C )
A.试管①中,浓硫酸体现了强氧化性和脱水性
B.试管②中,溶液褪色,体现+4价硫元素的氧化性
C.试管③中,有淡黄色沉淀出现,体现-2价硫元素的还原性
D.烧杯中的反应为SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
解析:在试管①中发生反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,浓硫酸仅体现了强氧化性,A错误;试管②中酸性KMnO4溶液褪色,是由于SO2具有还原性,被酸性KMnO4溶液氧化,故体现+4价硫元素的还原性,B错误;试管③中,SO2与Na2S在溶液中发生氧化还原反应生成S,硫元素化合价由Na2S中的-2升高至硫单质中的0,这体现-2价硫元素的还原性,C正确;在烧杯中SO2与NaOH溶液反应的化学方程式应为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,D错误。
10.某实验小组同学探究不同金属和浓硫酸的反应,向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片,加热,用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。
实验操作 实验现象
铜 锌 铝
点燃 不燃烧 燃烧 燃烧
通入酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 褪色
通入CuSO4溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀
通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色
已知:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4(CuS为黑色固体);H2S可燃。
下列说法不正确的是( B )
A.加入铜片的实验中,使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2
B.加入铝片的实验中,燃烧现象能证明生成气体中一定含H2S
C.加入锌片的实验中,生成的气体一定是混合气体
D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关
解析:加入铜片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液和品红溶液褪色,不可燃,则气体具有还原性、漂白性,该气体是SO2,A正确;加入铝片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液褪色,能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀,则气体是H2S,硫化氢具有可燃性,但具有可燃性的气体不一定是硫化氢,B错误;加入锌片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液、品红溶液褪色,则气体中含SO2,但SO2不可燃,而锌片与浓硫酸反应产生的气体具有可燃性,则还含有另一种气体,C正确。
11.将20.8 g Cu与CuO的混合物加入50 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸中,加热充分反应至固体物质完全溶解(产生气体全部逸出),冷却后将溶液稀释至1 000 mL,测得c(H+)=0.84 mol·L-1;若要使稀释后溶液中的Cu2+沉淀完全,应加入6.0 mol·L-1 NaOH溶液的体积为( C )
A.100 mL B.160 mL
C.240 mL D.307 mL
解析:反应剩余硫酸的物质的量为×0.84 mol·L-1×1 L=0.42 mol,设混合物中含铜、氧化铜的物质的量分别为x、y,则:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
1 2 1
x 2x x
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
1 1
y y
所以2x+y=18.4 mol·L-1×0.05 L-0.42 mol=0.5 mol,64 g·mol-1×x+80 g·mol-1×y=20.8 g,解得x=0.2 mol,y=0.1 mol,n(SO2)=0.2 mol,1 000 mL溶液中SO的物质的量为18.4 mol·L-1×0.05 L-0.2 mol=0.72 mol,Cu2+刚好沉淀完全,此时溶液中溶质为Na2SO4,根据钠原子守恒,n(NaOH)=2n(Na2SO4)=0.72 mol×2=1.44 mol,所以沉淀Cu2+所需氢氧化钠的体积为=0.24 L=240 mL,故选C。
二、非选择题(共27分)
12.(13分)(2025·江西赣州二十三校高三期中)某小组设计实验探究SO2的性质,装置如图所示。
观察到的实验现象如下:
装置标号 A B C D E
现象 溶液 不褪色 溶液 变无色 ? 产生白 色沉淀 产生黄 色浑浊
已知:NO能被酸性KMnO4溶液氧化成NO,与碱石灰不反应。
回答下列问题:
(1)实验室制SO2宜选择下列试剂中的B(填字母,下同)。
A.Na2SO3粉末和浓硝酸
B.Na2SO3粉末和70%浓硫酸
C.Na2SO3粉末和30%稀硝酸
D.Na2SO3粉末和10%盐酸
(2)依据实验现象判断SO2在H2O(填化学式)存在下表现漂白性,预测C中现象是紫色石蕊溶液变红。
(3)D中产生的白色沉淀是BaSO4(填化学式),D中发生反应的离子方程式为3Ba2++3SO2+2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4H+。
(4)E中现象表明SO2具有的性质是c。
a.漂白性 b.酸性
c.氧化性 d.还原性
(5)为了证明SO2的漂白性是暂时性的,请设计一个补充实验:微热装置B,溶液变红。
(6)为处理上述实验尾气,下列装置中可供选择的是D。
解析:(1)SO2在水中溶解度较大,实验室选择亚硫酸钠和70%左右的硫酸反应。(2)比较A、B装置及现象可知,在水存在的条件下SO2具有漂白性。SO2与水反应生成H2SO3,可使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色。(3)SO2通入硝酸钡溶液中,与水反应生成亚硫酸,酸性环境下,硝酸根离子具有强氧化性,将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,与钡离子形成硫酸钡沉淀,离子方程式为3Ba2++3SO2+2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4H+。(4)E中现象说明SO2与H2S反应生成硫,二氧化硫表现氧化性。(5)加热无色的品红溶液,变红,说明SO2的漂白性是暂时的。(6)二氧化硫和D中产生的NO可被酸性高锰酸钾溶液氧化吸收,答案选D。
13.(14分)现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
Ⅰ.测定铁的质量分数
(1)检查上述装置气密性的一种方法:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管中产生一段水柱,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为×100%(写表达式)。
(3)装置C的作用是除去CO2中的SO2并检验SO2是否除尽。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E使b增大。你认为改进的方法是在E的后边再连接一个与E相同的装置。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是反应产生的CO2气体未能完全排到E中,导致b减小。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质
(6)往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是常温下,Fe被浓硫酸钝化,碳与浓硫酸不反应。
(7)A中铁与足量浓硫酸发生反应的化学方程式是2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。
解析:(2)铁、碳在加热条件下与浓硫酸反应产生SO2和CO2,用品红溶液检验SO2,用足量酸性高锰酸钾溶液除去SO2,酸性KMnO4溶液颜色变浅但未完全褪色说明SO2已除尽;浓硫酸作干燥剂,碱石灰吸收产生的CO2,根据碳元素守恒,n(C)=n(CO2)= mol,则铁的质量为 g= g,铁的质量分数为×100%。