(共86张PPT)
第1课时 硫和二氧化硫
课
程 标
准 1.通过分析硫的原子结构,推断硫元素可能的化学性质并进行证
实,理解物质的微观结构与宏观性质之间的关系。
2.结合实验探究,了解SO2的物理性质和化学性质,能说出SO2
的主要用途。
3.通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习,初步建立可逆反应的
概念
目 录
1、基础知识·准落实
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 硫
1. 硫元素
(1)“位——构——性”
硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价
第 周期 第 族 比氧 、
、
(2)存在形式:以游离态和化合态形式存在。
三
ⅥA
弱
-2
+
4
+6
2. 硫单质
(1)物理性质
俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2
晶体 难溶
(2)化学性质
从化合价的角度认识硫单质的化学性质
硫黄
黄色
微溶
易溶
①硫与金属的反应
表现 性
②硫与H2的反应:S+H2 H2S,表现 性
③硫与O2的反应: ,表现 性
氧化
氧化
S+O2 SO2
还原
1. Cl、S具有一定的相似性,类比Cl2与NaOH溶液的反应,试写出S与
NaOH溶液加热时反应的化学方程式。
提示:3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O
2. 试管内壁上附着硫黄,依据硫的性质,探究除去硫的方法。
提示:(1)物理方法:因硫不溶于水,易溶于CS2,故可用CS2洗
涤除去。
(2)化学方法:因S能与热的NaOH溶液反应,生成可溶性的Na2S
和Na2SO3,故先用热的NaOH溶液洗涤后再水洗,可除去试管内壁
附着的硫黄。
1. (2024·丹东高一期末)下列关于硫的说法正确的是( )
A. 硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体
B. 1 mol硫原子参加反应时一定转移2NA个电子
C. 硫与非金属反应均作还原剂
D. 1.6 g硫与5.6 g铁反应能得到7.2 g纯净硫化物
解析: S与O2反应生成SO2,1 mol硫原子参加反应时,转移4NA
个电子,B错误;S与H2反应生成H2S,S作氧化剂,C错误;Fe与S
反应时:
Fe + S FeS
质量关系 56 g 32 g 88 g
加入质量 5.6 g 1.6 g 0
反应质量 2.8 g 1.6 g 4.4 g
剩余质量 2.8 g 0 4.4 g
反应物中Fe过量,反应后得到含有4.4 g FeS和2.8 g Fe的混合物,
D错误。
2. 下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S
⑥FeCl2 ⑦H2S
A. ②⑤⑧ B. ①④⑥
C. ③④⑦ D. ④⑥⑦
解析: 硫的氧化性不是很强,与变价金属反应时生成低价态的
金属硫化物,所以金属Fe、Cu在加热条件下分别与硫单质反应
时,只能生成FeS、Cu2S,而不是Fe2S3、CuS。氯气具有强氧化
性,可将Fe直接氧化为FeCl3。
题后点拨
硫性质的五个注意点
(1)硫在空气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,同时有刺激性气味
的气体产生。
(2)硫在空气或氧气中燃烧只生成SO2,不生成SO3。
(3)硫单质的氧化性较弱,与变价金属反应时,一般只能生成低价
态金属硫化物。
(4)汞洒落在地面可撒些硫黄覆盖,这样可以防止汞蒸气中毒。
(5)附着在试管壁上的硫可以用CS2或热碱液洗涤。
分点突破(二) 二氧化硫、三氧化硫
1. SO2的物理性质
①SO2是一种酸性氧化物,溶于水时可与水反应生成亚硫酸
(H2SO3),化学方程式为 ;亚硫酸
不稳定,容易分解生成SO2和H2O。
②实验探究SO2的水溶性
SO2+H2O H2SO3
2. SO2的化学性质
(1)SO2具有酸性氧化物的通性
实验 操作
实验 现象 试管内液面 ,pH试纸变成红色
结论 SO2能溶于水,所得溶液呈 性
上升
酸
③可逆反应
④SO2酸性氧化物性质归纳
(2)SO2具有还原性和氧化性
(3)SO2具有漂白性
①实验探究
实验操作 实验现象 实验分析
用试管取2 mL SO2的水
溶液,滴入1~2滴品红
溶液,振荡,观察溶液
的颜色变化 品红溶液
SO2与品红反应生成了无
色物质
加热试管,注意通风,
再观察溶液的变化 加热后溶液恢复 加热时无色物质分解,
恢复为原来的颜色
褪
色
红色
②三种类型漂白原理的比较
①工业上常用SO2来漂白纸浆、毛、丝等。
②SO2可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
(4)主要用途
3. SO3的化学性质
SO3具有酸性氧化物的通性。
(1)与水反应: ,剧烈反应,产物能使
紫色石蕊试液变 。
(2)与碱反应[与Ca(OH)2]:
。
(3)与碱性氧化物反应(与MgO): 。
注意:标准状况下,SO3是一种无色固体。
SO3+H2O H2SO4
红
SO3+Ca(OH)2 CaSO4↓
+H2O
SO3+MgO MgSO4
1. 二氧化硫化学性质的实验探究
(1)将SO2分别通入下列三支试管中,依据实验现象确定SO2的化
学性质。
SO2均能使上述三种溶液褪色,
其褪色原理相同吗?为什么?
提示:不相同;SO2使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,是由于
SO2的还原性,使品红溶液褪色是由于SO2的漂白性。
(2)将SO2通入下列三支试管中,观察现象。
甲中 (填“有”或“没有”,下同)白色沉淀,若在
BaCl2溶液中先通入Cl2,再通入SO2, 白色沉淀,原因是
。
提示:没有 有 SO2溶于水生成的H2SO3酸性弱于HCl,故
SO2与BaCl2溶液不能反应;若在BaCl2溶液中先通入Cl2,则
Cl2氧化SO2生成S ,S 与Ba2+反应生成BaSO4沉淀
2. 氯水、二氧化硫漂白性比较
(1)分别将SO2和Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若
分别通入紫色石蕊试液中呢?
提示:①
②
(2)氯水和SO2都具有漂白性,若将SO2和Cl2等物质的量混合后通
入品红溶液中,品红溶液会立即褪色吗?
提示:不褪色;SO2与Cl2等物质的量混合后通入水中会发生
反应:SO2+Cl2+2H2O 2HCl+H2SO4,生成物HCl和
H2SO4无漂白性,因此品红溶液不褪色。
1. 少量的SO2通入下列物质中,能发生反应,但无沉淀产生的是
( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③澄清石灰水
④Na2CO3溶液 ⑤稀硫酸 ⑥H2S溶液
⑦Na2SO3溶液
A. 仅① B. 仅①④⑤
C. 仅④⑥⑦ D. 仅①④⑦
解析: ①发生反应:SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,②发
生反应:SO2+Ba(OH)2 BaSO3↓+H2O,③发生反应:SO2
+Ca(OH)2 CaSO3↓+H2O,④发生反应:SO2+Na2CO3
Na2SO3+CO2,⑤SO2与稀硫酸不反应,⑥发生反应:SO2+
2H2S 3S↓+2H2O,⑦发生反应:SO2+Na2SO3+H2O
2NaHSO3。综上所述,符合题意的有①④⑦。
2. 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
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SO2不能漂白酸碱指示剂,故紫色石蕊溶液变红色后
不褪色,不能说明SO2没有漂白性,D错误。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
SO2的制备及检验(探究与创新)
【典例】 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,将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续
通入发现溶液又变澄清,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: 。
为了验证猜测,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。
(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
提示: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。(1)B装置的作用为除尽
SO2,应选用酸性KMnO4溶液;
(2)A中品红溶液的作用是
。
提示:SO2能使品红溶液褪色,则A中品红溶液的作用是检验混
合气体中是否含有SO2;
(3)D中澄清石灰水的作用是
。
提示:CO2能使澄清石灰水变浑浊,则D中澄清石灰水的作用是
检验原混合气体中是否含有CO2;
②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
【得出结论】 由上述现象,该小组同学确认该气体的成分
为 。
提示:①A中品红溶液褪色,说明原气体中含有SO2,②中品红溶液不褪色,说明SO2完全被除去,③D中澄清石灰水变浑浊,说明原气体中含有CO2,因此该气体的成分是SO2和CO2的混合气体。
(4)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
【规律方法】
1. 实验室制备二氧化硫
(1)反应原理
实验室采用固体Na2SO3和较浓硫酸(70%)反应制备SO2,
化学方程式Na2SO3+H2SO4(较浓) Na2SO4+SO2↑+
H2O
(2)气体发生装置
固体与液体反应,不加热。
2. SO2、CO2二者同时存在时的检验
(1)一般流程
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(或紫 色变浅) 不褪色 变浑浊
(2)实验装置
有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一
个装置,选用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶
液颜色变浅。
【迁移应用】
1. 下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液
③酸性KMnO4溶液 ④氯水
⑤品红溶液
A. ①②③ B. ②③④
C. 除①以外 D. 全部
解析: ①SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,故不能利用澄清
石灰水来区别SO2和CO2;②SO2能将H2S氧化生成单质S(有黄色沉
淀生成),而CO2不能;③SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液
氧化(溶液褪色),而CO2不能;④SO2具有还原性,能被氯水氧
化(溶液褪色),而CO2不能;⑤SO2具有漂白性,能使品红溶液
褪色,而CO2不能。
2. 如图是检验某无色气体A(SO2和CO2的混合气体)的装置图,按要
求回答下列问题:
(1)装置B中加入的试剂是 ,作用是 。
(2)装置C中加入的试剂是 ,作用是
。
(3)装置D中加入的试剂是 ,作用是 。
品红溶液
检验SO2
酸性KMnO4溶液(或溴水)
除去SO2并检验SO2是否除尽
澄清石灰水
检验CO2
(4)实验时,装置C中应观察到的现象是
。
解析:检验SO2用品红溶液,吸收SO2用酸性KMnO4溶液
(或溴水),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。装置C
的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性KMnO4
溶液(或溴水)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。
酸性KMnO4溶液(或溴
水)的颜色变浅(写褪色不正确)
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄……能化金、银、铜、
铁,奇物。”硫与某些金属单质化合所得的产物可能是( )
A. AlS B. AgS
C. CuS D. Na2S
解析: Al与S形成Al2S3;Ag与S形成的化合物为Ag2S;Cu与S形
成的化合物为Cu2S。
2. (2024·衢州高一期末)下列反应中,不能说明SO2是酸性氧化物的
是( )
A. SO2+H2O H2SO3
B. SO2+2NaOH Na2SO3+H2O
C. 2SO2+O2 2SO3
D. SO2+CaO CaSO3
解析: 酸性氧化物的一般性质:①与水反应生成酸(元素化合
价不发生变化);②与碱性氧化物反应生成盐;③与碱反应生成盐
和水。
3. 将SO2和H2S混合,有淡黄色固体出现,该反应中SO2表现出
( )
A. 还原性 B. 碱性
C. 酸性 D. 氧化性
解析: SO2和H2S混合所得淡黄色固体为S,反应的化学方程式
为SO2+2H2S 3S+2H2O,H2S中硫元素化合价升高(-
2→0),故H2S做还原剂,表现出还原性,SO2做氧化剂,表现出
氧化性,D正确。
4. 向盛有下列溶液的试管中分别通入SO2气体:①紫色石蕊溶液;②
NaOH溶液(滴有酚酞溶液);③品红溶液;④溴水。请回答下列
问题:
(1)试管①中的现象是 ,发生反应的化学方
程式为 。
解析:SO2与H2O反应生成H2SO3,能使紫色石蕊溶液变红,
化学方程式为SO2+H2O H2SO3。
紫色石蕊溶液变红
SO2+H2O H2SO3
(2)试管②中的现象是 ,
发生反应的化学方程式为 ,
若继续通入过量的SO2,则发生反应的化学方程式为
。
解析:向NaOH溶液中通入少量SO2可生成Na2SO3,若SO2过
量则生成NaHSO3,可观察到红色变浅,甚至褪去,发生的化
学方程式分别为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O、Na2SO3+
SO2+H2O 2NaHSO3。
溶液红色变浅,甚至褪色
SO2+2NaOH Na2SO3+H2O
Na2SO3
+SO2+H2O 2NaHSO3
(3)试管③中的现象是 ,
若将吸收SO2的品红溶液加热,现象是 。
解析:SO2使品红溶液褪色表现的是其漂白性,因此试管③中
的现象是品红溶液褪色,但若将吸收SO2的品红溶液加热,溶
液恢复红色。
(4)试管④中的现象是 。
解析:SO2具有还原性,能使溴水褪色。
品红溶液褪色
溶液恢复红色
溴水褪色
(5)上述实验中,SO2表现出酸性氧化物性质的是 (填序
号,下同),SO2表现出漂白性的是 ,SO2表现出还原性
的是 。
解析:根据上述分析可知,①②体现SO2酸性氧化物的性质,
③体现SO2的漂白性,④体现SO2的还原性。
①②
③
④
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 硫有多种同素异形体,常见的有斜方硫和单斜硫,它们都是由S8环
状分子构成的。斜方硫和单斜硫与铜粉混合加热所得产物为
( )
A. Cu2S B. CuS
C. Cu2S和CuS的混合物 D. 以上均有可能
解析: S8具有弱氧化性,与Cu粉反应生成Cu2S,A项正确。
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2. 如图所示的实验中,通入足量的SO2后;试管①和②中溶液的颜色
分别是( )
A. ①为红色,②为红色 B. ①为蓝色,②为无色
C. ①为无色,②为蓝色 D. ①为红色,②为无色
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解析: SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸能够使紫色石蕊溶液变
红,这体现了SO2是酸性氧化物的性质;SO2具有漂白性,能使品
红溶液褪色。
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3. 用某溶液浸湿滤纸后,将滤纸置于集气瓶口,以检验瓶中是否收集
满SO2气体,则该溶液是( )
A. BaCl2溶液 B. 酸性KMnO4溶液
C. 淀粉-KI溶液 D. 澄清石灰水
解析: SO2与BaCl2溶液、淀粉-KI溶液都不发生反应;SO2与滤
纸上的澄清石灰水反应能生成少量的CaSO3白色沉淀,但此现象并
不明显;酸性KMnO4溶液能氧化SO2,自身被还原,使溶液的紫色
褪去,现象明显,可以检验SO2气体是否集满。
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4. (2024·济宁高一期末)二氧化硫对食品有漂白和防腐作用,使用
二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果,是食品加工中常
用的漂白剂和防腐剂,但必须严格按照国家有关范围和标准使用,
否则,会影响人体健康。化学中很多物质都具有漂白性,下列加入
的物质使有色溶液褪色体现的性质相同的是( )
①SO2使品红溶液褪色 ②Cl2使品红溶液褪色 ③Na2O2加入含酚
酞的水溶液中,先变红后褪色 ④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色
A. ①② B. ②④
C. ②③ D. ①④
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解析: ①SO2使品红溶液褪色,是SO2与有色物质结合生成不稳
定的无色物质,不是氧化还原反应;②Cl2使品红溶液褪色,是因
为Cl2和H2O反应生成HClO,HClO具有强氧化性;③Na2O2加入含
酚酞的水溶液中,先变红后褪色,是因为Na2O2与H2O反应生成
NaOH,NaOH使酚酞变红,但Na2O2的强氧化性又导致溶液褪色;
④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,是利用SO2的还原性。有色溶液
褪色原理相同的是②③。
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5. 少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,溶液颜色由棕黄色
变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。针对上述变化,下列分析正确
的是( )
A. 该实验表明SO2有漂白性
B. 白色沉淀为BaSO3
C. 该实验表明FeCl3有还原性
D. 反应后溶液酸性增强
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解析: 往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄
色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生,这是因为SO2+H2O
H2SO3(亚硫酸),H2SO3具有很强的还原性,而Fe3+具有较强的
氧化性,所以S 和Fe3+发生反应,生成Fe2+和S ,所以溶液
颜色由棕黄色变成浅绿色(Fe2+),同时有白色沉淀(BaSO4)和
H2SO4生成,所以酸性增强。
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6. 下列反应当反应物用量不同时,产物可能不同的是( )
A. 氢氧化钠与碳酸氢钙反应
B. 过氧化钠与二氧化碳反应
C. 单质硫与氧气反应
D. 铁粉与氯气反应
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解析: 氢氧化钠与碳酸氢钙反应,若氢氧化钠少量,生成碳酸
钙沉淀、碳酸氢钠、水,若氢氧化钠过量,生成碳酸钙沉淀、碳酸
钠、水,A符合题意;过氧化钠与二氧化碳反应只能生成碳酸钠和
氧气,B不符合题意;单质硫与氧气反应只能生成二氧化硫,C不
符合题意;铁粉与氯气反应只能生成氯化铁,D不符合题意。
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7. (2024·浏阳高一期末)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
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解析: 70%硫酸和NaHSO3固体可发生反应: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,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。
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8. (2024·东莞模拟)为研究二氧化硫的性质,某兴趣小组设计如图
装置进行实验。将少量H2SO4溶液缓慢推入Na2SO3粉末处,发生反
应。下列说法不正确的是( )
A. 气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性
B. 石蕊试纸变红,说明SO2溶于水显酸性
C. 品红溶液褪色,体现了SO2的还原性
D. 加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质
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解析: 将少量H2SO4溶液缓慢推入Na2SO3粉末处,发生反应生
成SO2气体,压强增大,气球变大,SO2易溶于水,随后气球变
小,A正确;石蕊试纸变红,说明SO2溶于水生成了弱酸亚硫酸,
亚硫酸溶液显酸性,B正确;品红溶液褪色,是SO2与品红生成不
稳定的无色物质,体现了SO2的漂白性,C错误;SO2的漂白性是
SO2与品红生成不稳定的无色物质,加热褪色后的溶液又变红,D
正确。
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9. 二氧化硫是污染大气的主要物质之一。含二氧化硫的工业尾气可用
如下方法来处理,并制得有广泛用途的石膏。
(1)SO2造成的一种常见环境污染为 ;列举二氧化硫的一种
用途: 。
酸雨
漂白草帽、纸张等
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解析:雨、雪、雾、霜、露、雹等在降落过程中吸收了
空气中的二氧化硫、氮氧化物等物质,就变成酸性的雨水
(pH<5.6)——酸雨,会污染环境;二氧化硫能和有色物
质结合生成无色物质,具有漂白性,可漂白草帽、纸张等。
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(2)SO2使酸性KMnO4溶液褪色的离子方程式为
(提示:Mn 被还原为
Mn2+)。
2Mn +5SO2+
2H2O 5S +2Mn2++4H+
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(3)已知反应后的浆液中分散质是CaSO3,则通空气时反应的化
学方程式为 。
2CaSO3+O2+4H2O 2CaSO4·2H2O
解析:亚硫酸钙中S的化合价为+4,具有还原性,易被氧气氧
化,所以通空气时反应的化学方程式为2CaSO3+O2+
4H2O 2CaSO4·2H2O。
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(4)有人提出在燃煤中加入适量的生石灰,可减少烟气中二氧化
硫的排放,你认为是否合理? (填“合理”或“不合
理”);理由是
。
合理
二氧化硫与生石灰反应生成亚硫酸钙,亚硫
酸钙与氧气反应生成硫酸钙,可减少二氧化硫的排放
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10. 将SO2气体分别通入下列四种溶液中,有关现象及结论的说法正确
的是( )
A. 试管①中有淡黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
B. 试管②中溶液褪色,说明SO2有漂白性
C. 试管③中能产生白色沉淀,说明SO2有酸性
D. 试管④中溶液颜色变浅,说明SO2有还原性
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解析: SO2与氯水发生氧化还原反应不产生淡黄色沉淀,A错
误;试管②中溶液褪色,因为SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还
原反应,表现了SO2的还原性,B错误;SO2与BaCl2溶液不反应,
试管③中不能产生白色沉淀,C错误;SO2与氯化铁溶液反应,二
氧化硫被氧化生成硫酸,铁离子被还原生成亚铁离子,溶液颜色
变浅,说明SO2有还原性,D正确。
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11. 常温下,硫单质主要以S8形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、
S2等。当温度达到750 ℃时,硫蒸气主要以S2形式存在(约占92
%)。下列说法中正确的是( )
A. S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B. 不论哪种硫分子,完全燃烧(与O2)时都生成二氧化硫
C. S2、S4、S6、S8都是由硫元素组成的单质,为同种物质
D. 把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2
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解析: 硫单质之间的转化属于化学变化,A错误;不论哪种硫
分子,完全燃烧的产物均为二氧化硫,B正确;S2、S4、S6、S8都
是由硫元素组成的单质,但是构成分子的原子数不同,不是同种
物质,C不正确;硫单质在空气中加热会生成二氧化硫,不可能
转化成S2,D不正确。
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12. 可用于除去CO2中混有的少量SO2的试剂是( )
A. 饱和NaHCO3溶液 B. 饱和食盐水
C. NaOH溶液 D. 足量澄清石灰水
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解析: SO2与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2气体,能够达到
除杂、净化的目的,A正确;SO2、CO2气体都能在饱和食盐水中
溶解,不能达到除杂的目的,B错误;SO2、CO2气体都是酸性氧
化物,二者都能与NaOH溶液反应形成盐,不能达到除杂、净化的
目的,C错误;SO2、CO2气体都是酸性氧化物,二者都能与足量
澄清石灰水反应形成难溶性物质,不能达到除杂、净化的目的,
D错误。
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13. (2024·龙岩高一期中)某化学兴趣小组利用如图装置制取并探究
二氧化硫的性质(已知:Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+
H2O,部分夹持仪器已略去)。
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【实验探究】
(1)装置(Ⅰ)中仪器a的名称是 。
解析:装置(Ⅰ)中仪器a的名称是分液漏斗。
(2)实验进行一段时间后:
①装置(Ⅱ)中观察到紫色石蕊试液颜色变为 ,原因是
SO2和水反应生成 (填“H2SO3”或“H2SO4”)。
②装置(Ⅲ)中品红溶液褪色,原因是 。
③装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有
(填“氧化性”或“还原性”)。
分液漏斗
红色
H2SO3
SO2具有漂白性
还原性
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解析:①SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3能够使紫色石蕊试液
变红;②SO2具有漂白性,能够使(Ⅲ)中品红溶液褪色;③
SO2具有还原性,能够使酸性KMnO4溶液褪色。
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(3)为防止SO2污染空气,尾气可用 (填“NaOH溶液”
或“稀硫酸”)吸收。
解析:SO2是一种酸性气体,能够被碱溶液吸收。
NaOH溶液
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(4)用12.6 g Na2SO3固体与足量硫酸反应,理论上可生成标准状况
下SO2的体积为 L(已知Na2SO3的摩尔质量为126 g·mol-
1)。
解析:根据硫元素守恒可得:n(Na2SO3)=n(SO2)=
=0.1 mol,SO2在标准状况下的体积为V(SO2)=
0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。
2.24
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【实验拓展】
(5)将装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液换成Na2S溶液,可观察到溶液
中出现 (填“白色”或“淡黄色”)浑浊,补充完整下
面的离子方程式:
SO2+2S2-+4 3S↓+2H2O
解析:SO2具有弱氧化性,能够将Na2S氧化成硫单质,生成淡黄
色固体;根据元素守恒和电荷守恒,可知空白位置应该补充的
微粒是H+。
淡黄色
H+
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【知识应用】
(6)二氧化硫可作为食品添加剂。查阅资料:
国家食品添加剂使用标准中二氧化硫最大使用量
食品名称 食糖 葡萄酒 水果干类
SO2最大使用量 0.1 g·kg-1 0.25 g·L-1 1 g·kg-1
说明在严格控制用量的情况下,二氧化硫可被添加到食品中作
为漂白剂、防腐剂和 (填“氧化剂”或“抗氧化
剂”)。
解析:二氧化硫具有还原性,可以作食品抗氧化剂,以避免食
品被空气中的氧气氧化而变质。
抗氧化剂
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13(共84张PPT)
第3课时
不同价态含硫物质的转化
课
程 标
准 1.认识硫元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应
实现不同价态含硫物质的相互转化。
2.能从物质类别和元素价态变化的视角,说明硫及其化合物的转
化路径,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破 不同价态含硫物质的转化
一、自然界中硫的存在和转化
1. 自然界中硫的存在
(1)游离态的硫主要存在于 附近或
中。
火山口
地壳的岩层
(2)化合态的硫广泛存在于动植物体内、海洋、大气和地壳中。
①动植物体内:组成生命体的 中含有硫。
②岩层深处和海底的无氧环境中:金属硫化物,如黄铁矿
( )、黄铜矿( )等。
③地表附近的富氧环境中:硫酸盐,如石膏( )、芒硝( )等。
④大气中:少量的 等。
蛋白质
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
H2S、SO2、SO3
2. 自然界中不同价态含硫物质的转化
① 。
② 。
③ 。
④ 。
2H2S+3O2 2SO2+2H2O
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O H2SO4
S+O2 SO2
二、实验探究不同价态含硫物质的转化
1. 硫元素的常见价态及性质
价态 -2 0 +4 +6
性质 只有 性 既有 性又有 性 只有 性
实例 H2S、S2- S SO2、H2SO3、S SO3、H2SO4、S
还原
氧化
还原
氧化
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,可用图示表示
2. 不同价态硫的转化通过氧化还原反应实现
③ 。
④ 。
⑤ 。
2SO2+O2 2SO3
S+H2 H2S
SO2+2H2S 3S+2H2O
(1)H2S S SO2 SO3
写出③④⑤的化学方程式:
(2)Na2S S Na2SO3 Na2SO4
3. 相同价态硫的转化通过与酸(碱)反应实现
相同价态含硫元素物质之间的转化
①
②
③SO3 H2SO4 Na2SO4
BaSO4。
1. 下图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系
从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种,设计实验实现其转
化,并填写下表。
转化目标(价态变化) 转化前的含硫物质 可选择试剂 转化后的含硫物质
-2→0
……
提示:
转化目标(价态变化) 转化前的 含硫物质 可选择试剂 转化后的含硫物质
-2→0 H2S O2(不足)或Cl2 S
SO2 0→-2 S H2 H2S
Fe或Cu FeS或Cu2S
-2→+4 H2S O2(足量) SO2
转化目标(价态变化) 转化前的 含硫物质 可选择试剂 转化后的含硫物质
0→+4 S O2 SO2
+4→0 SO2 H2S S
+4→+6 SO2 O2 SO3
Cl2 H2SO4
+6→+4 浓H2SO4 Cu SO2
2. 相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如:
写出②、③、④反应的化学方程式。
提示:②H2SO3+2NaOH Na2SO3+2H2O。
③Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑。
④SO2+Na2SO3+H2O 2NaHSO3。
1. 下列转化不能一步实现的是( )
A. S H2S B. S SO3
C. H2SO4 SO2 D. Na2SO3 SO2
解析: S H2S;H2SO4(浓) SO2;Na2SO3 SO2;
S燃烧生成SO2而不是SO3,故不能一步实现。
2. 物质类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请
根据下图所示,回答下列问题:
(1)X的化学式为 ,Y的化学式为 。
H2S
SO2
(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应
的化学方程式为
。
(3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,合理的是 (填字
母)。
A. Na2S+S B. Na2SO3+S
C. Na2SO3+Na2SO4 D. SO2+Na2SO4
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+
2H2O
B
解析:Na2S2O3中S元素的化合价是+2价,从氧化还原的角度
分析,反应物中S元素的化合价必须分别大于2和小于2。A项
中S的化合价都小于2,C、D两项中S的化合价都大于2,B项
符合题意。
(4)将X与SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还
原产物的质量之比为 。
解析:X为H2S,与SO2混合可生成淡黄色固体,2H2S+
SO2 3S+2H2O,H2S作还原剂,二氧化硫作氧化剂,S既
是氧化产物又是还原产物,该反应的氧化产物与还原产物的
质量之比为2∶1。
2∶1
题后点拨
不同价态硫元素互相转化“三原则一特殊”
三原则:邻位价态原则、邻价不氧化还原原则、归中原则。
一特殊:当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生
“跳位”变化。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
从氧化还原反应的角度理解陌生含硫物质的性质(分析与推测)
【典例】 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂。实
验室利用如图所示装置制取少量焦亚硫酸钠并探究SO2的性质(夹持
装置已略去)。
请回答下列问题:(实验前已除去装置中的空气)
(1)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 。
提示: 2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S +4H+ 有淡黄色
沉淀生成
(2)装置D和F的作用
是 。
提示:吸收SO2,防止污染空气
(3)实验前,装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却,关闭K1、
K3,打开K2,一段时间后装置E中有Na2S2O5晶体析出,装置E中
发生反应的化学方程式
为 。
提示:SO2+Na2SO3 Na2S2O5
(4)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化,所需试剂
为 。
提示:稀盐酸、BaCl2溶液
(5)从化合价的角度分析Na2S2O5是否具有氧化性,可以利用什么试
剂检验?
提示:Na2S2O5中S元素的化合价为+4价,可以降低为0价或-2
价。可将Na2S2O5与Na2S和稀硫酸混合,出现淡黄色沉淀,说明
Na2S2O5具有氧化性。
(6)实验前,装置E中所用蒸馏水需经煮沸后迅速冷却,目的是
什么?
提示:目的是去除水中溶解的氧气。装置E用于制备焦亚硫酸钠
(Na2S2O5),但水中存在溶解的氧气,具有氧化性,影响焦亚
硫酸钠(Na2S2O5)的制备。
【规律方法】
题目中经常出现陌生含硫物质如:硫代硫酸钠(Na2S2O3)、焦亚硫
酸钠(Na2S2O5)等,解答该类题目时,首先领会题目中的信息,然
后分析化合物中硫元素化合价,从氧化还原反应角度加以分析。
【迁移应用】
1. 硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省
略)。
浓H2SO4 SO2 Na2SO3 Na2S2O3 S
下列判断不正确的是( )
A. 反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B. 反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C. 反应③的原子利用率是100%
D. 反应④中稀H2SO4作氧化剂
解析: 反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被
还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价
升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,A正确;二
氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,B
正确;反应③为Na2SO3+S Na2S2O3,生成物只有一种,原子
利用率是100%,C正确;反应④的化学方程式:Na2S2O3+
H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是
还原剂,D错误。
2. 常用于印染工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可溶于
水,但不溶于甲醇,其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的
热,甚至引起燃烧,工业制备流程如图:
(1)保险粉应如何保存?
(填一个注意事项)。
解析:保险粉遇水会发生反应放出大量的热,甚至引起燃
烧,故需密封、阴凉处保存。
(2)向锌液中鼓入M气体,使液态锌雾化,冷却得到粒度约为180
μm(1 m=106 μm)的锌粉。鼓入气体M为常见的双原子单质
分子,则M的化学式为 ;分散系A为 (填“溶
液”“胶体”或“悬浊液”)。
密封、阴凉处保存(或其他合理答
案)
N2
悬浊液
请回答下列问题:
解析:向锌液中鼓入M气体,使液态锌雾化,锌是活泼金
属,雾化的液态锌更容易被空气中的氧气氧化,所以应该先
鼓入保护气,鼓入气体M为常见的双原子单质,则M为N2。
因为180 μm=180×10-6 m=180×10-6×109 nm=180×103
nm>100 nm,则粒度约为180 μm的锌粉溶于水得到的分散系
A为悬浊液。
(3)流程②的化学方程式为 。
解析:流程②步骤中Zn与SO2反应生成ZnS2O4,化学方程式
为Zn+2SO2 ZnS2O4。
Zn+2SO2 ZnS2O4
(4)流程③的分离方法步骤为 、洗涤、干燥,其中洗涤所
用试剂是 。
解析:流程③是分离固体与溶液,分离方法为过滤、洗涤、
干燥,为减少溶解导致的损失,用甲醇洗涤。
过滤
甲醇
(5)保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr2 被转化
为Cr3+,S2 被转化为S ),这是目前除去酸性废水中
Cr2 的有效方法之一,写出该反应的离子方程式
。
解析:根据题意Cr2 被转化为Cr3+,S2 被转化为
S ,配平反应的离子方程式为S2 +Cr2 +6H+
2S +2Cr3++3H2O。
S2 +
Cr2 +6H+ 2S +2Cr3++3H2O
(6)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化,其方程式为①
2Na2S2O4+O2+2H2O 4NaHSO3或②Na2S2O4+O2+
H2O NaHSO3+NaHSO4。若在此条件下NaHSO3不会被氧
化,请设计实验证明氧化时发生的反应是②
。
取少许固体溶于
水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明是②(或取
少许固体溶于水中,若闻到剌激性气味,则证明是②)
解析:反应①与反应②中都生成NaHSO3,而反应②中还产生
NaHSO4,NaHSO4在水溶液中完全电离产生H+、Na+和
S ,可以根据检验产物中是否存在S ,具体操作为:
取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则
证明是②。也可以根据:HS +H+ SO2↑+H2O,将样
品溶于水,看是否能够产生剌激性气味的气体。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法不正确的是
( )
A. 硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B. 过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C. 循环过程中硫元素既被还原又被氧化
D. 若生物体有机硫中硫元素为-2价,则过程③中S 发生的是氧
化反应
解析: 硫元素在自然界中有游离态和化合态两种存在形态,A
正确;在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化,B正确;①、②中硫
元素均被氧化,⑤、⑥中硫元素被还原,C正确;若生物体有机硫
中硫元素为-2价,S 中S为+6价,过程③中S的化合价降低,
发生还原反应,D错误。
2. 部分含硫物质的类别与相应的化合价关系如图,下列推断不合理的
是( )
A. b可与f反应生成a
B. b能将滴有酚酞的NaOH溶液变为无色,表现其漂白性
C. 酸雨包括e→d的转化
D. d的浓溶液与Cu反应可生成b
解析: 根据常见含硫物质的类别与相应化合价关系图可以推
知,a为S,b为SO2,c为SO3,d为H2SO4,e为H2SO3,f为H2S;b为
SO2,f为H2S,两者可发生归中反应生成S,A正确;b为SO2,能将
滴有酚酞的氢氧化钠溶液变为无色,表现其酸性氧化物的性质,B
错误;硫酸型酸雨的形成过程之一:SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3
再被氧气氧化为H2SO4,包括e→d的转化,C正确;浓H2SO4与Cu在
加热条件下反应生成SO2,D正确。
3. 下列有关硫及其化合物的说法正确的是( )
A. SO2、H2SO3均具有还原性,故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B. H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
C. 单质 氧化物 酸或碱 盐,能按照上述转化关
系直接转化的可以是硫元素
D. 硫黄制备硫酸经历两步:S SO3 H2SO4
解析: A项,SO2、H2SO3虽然有还原性,但与浓H2SO4之间不
能发生氧化还原反应,因为+4价硫与+6价硫之间无中间价;B
项,氧化产物可能是S或SO2;D项,S与O2的燃烧反应只生成SO2,
不能生成SO3。
4. 含硫化合物的种类很多,分类依据也很多。H2SO4、H2S、SO2、
Na2SO3、BaSO4、FeS、CuSO4是七种常见的含硫化合物。某同学
按以下思路进行探究:
(1)分类:若按酸、碱、盐、氧化物进行分类,则七种物质中属
于盐的共有 种;若将硫元素化合价相同的物质分为一类,
则这七种物质可分为 类。
4
3
解析: 若按酸、碱、盐、氧化物进行分类,依据物质组
成分析,属于酸的是H2SO4、H2S;属于盐的是Na2SO3、
BaSO4、FeS、CuSO4;属于氧化物的是SO2。硫元素显+6价
的是H2SO4、BaSO4、CuSO4,显+4价的是SO2、Na2SO3,显
-2价的是H2S、FeS。
(2)完成下列含硫化合物间的转化,写出相应的化学方程式(试
剂可任选)。
FeS→H2S: 。
SO2→Na2SO3: 。
H2SO4→SO2:
。
FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+H2O+
SO2↑
解析: 硫化亚铁和稀硫酸反应生成硫化氢,反应的化学
方程式为FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4;二氧化硫和足量氢
氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的化学方程式为
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O;浓硫酸和亚硫酸钠反应能
生成二氧化硫气体,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4
(浓) Na2SO4+H2O+SO2↑。
(3)用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种方法,其原理为
(用化学方程式示)。
解析: 亚硫酸钠与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钠,
反应的化学方程式为Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3。
Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3
(4)为减少SO2的污染并变废为宝,我国正在探索在一定条件下用
CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。该反应的化学方程
式为 。
解析: 用CO还原SO2得到单质硫,则CO被氧化成CO2,
发生反应的化学方程式为SO2+2CO S+2CO2。
SO2+2CO S+2CO2
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 为实现下列转化,需要加入氧化剂的是( )
A. S2- S B. SO2 S
C. S SO2 D. H2SO4 SO2
解析: 需加入氧化剂的应为含硫物质中硫元素化合价升高的反
应,故选A项。
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2. 下图为含硫物质之间的转化关系,其中属于氧化还原反应的有
( )
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
解析: H2S转化为S单质,S元素化合价由-2价变为0价,属于
氧化还原反应;S单质转化为SO2,S元素化合价由0价变为+4价,
属于氧化还原反应;SO2转化为H2SO3及Na2SO3,S元素化合价始终
为+4价,属于非氧化还原反应。
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3. (2024·莆田高一期末)如下图,将甲、乙两个装有不同物质的针
筒用橡胶管连接起来,将甲针筒内的物质压到乙针筒内,进行实
验,下列说法正确的是( )
实验序号 甲针筒内物质 乙针筒内物质 乙针筒里的现象
A H2S CuSO4溶液 产生黑色沉淀
B H2S FeSO4溶液 产生黑色沉淀
C SO2 H2S溶液 出现白色固体
D SO2 紫色石蕊溶液 先变红后褪色
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解析: H2S与CuSO4溶液能反应生成CuS黑色沉淀,A正确;
H2S与FeSO4溶液不能反应,B错误;H2S和SO2反应2H2S+SO2
3S+2H2O,析出浅黄色固体,C错误;SO2 通入紫色石蕊溶液中,
溶液变红后不褪色,SO2不能漂白指示剂,D错误。
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4. X(盐)和Y(酸)反应,可放出有气味的气体Z,Z跟过量NaOH
溶液反应又得到X,Z氧化的最终产物为气体W,气体W溶于水又
得到Y,则X和Y是( )
①Na2S和稀H2SO4 ②Na2SO3和盐酸 ③Na2S和盐酸 ④Na2SO3和
稀H2SO4
A. 只有① B. ①②
C. ②③ D. ①④
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解析: ①Na2S和稀H2SO4反应生成H2S气体,H2S与过量NaOH
溶液反应能生成Na2S;H2S与O2反应先生成SO2,在催化剂作用下
继续被氧化,最终生成SO3,SO3溶于水生成H2SO4,符合题中转化
关系;②Na2SO3和盐酸反应生成SO2气体,SO2与过量NaOH溶液反
应能生成Na2SO3;SO2在催化剂作用下被O2氧化生成SO3,SO3溶于
水生成H2SO4,不符合题中转化关系;③Na2S 和盐酸反应生成H2S
气体,H2S与过量NaOH溶液反应能生成Na2S;H2S与O2反应先生成
SO2,继续被氧化,最终生成SO3,SO3溶于水生成H2SO4,不符合
题中转化关系;④Na2SO3和稀H2SO4反应生成SO2气体,SO2与过量
NaOH溶液反应生成Na2SO3;SO2在催化剂作用下被O2氧化生成SO3,SO3溶于水生成H2SO4,符合题中转化关系。
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5. 双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B. 过程Ⅱ中,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3
C. 双碱法脱硫过程中,NaOH起的是催化作用
D. 总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2 2CaSO4+2H2O
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解析: 过程Ⅰ的化学方程式为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,
SO2表现出酸性氧化物的性质,A正确;过程Ⅱ中,1 mol O2可得到4
mol电子,1 mol Na2SO3失去2 mol电子,根据得失电子守恒可知,1
mol O2可氧化2 mol Na2SO3,B正确;双碱法脱硫过程中,过程Ⅰ消
耗NaOH,过程Ⅱ会生成NaOH,NaOH参与了反应,可循环利用,
NaOH起的不是催化作用,C错误;
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总反应的反应物为Ca(OH)2、SO2和O2,生成物为CaSO4,O2中氧元
素的化合价从0价降低到-2价,SO2中硫元素的化合价从+4价升高到
+6价,根据元素化合价升降总数守恒可知,O2和SO2的系数比为1∶2,
若O2的系数比为1,则SO2的系数为2,依次根据硫原子、钙原子守恒
可知,CaSO4的系数为2,Ca(OH)2的系数为2,最后根据氢原子和
氧原子守恒可知,生成物还有H2O,系数为2,所以总反应为2Ca(OH)
2+2SO2+O2 2CaSO4+2H2O,D正确。
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6. 硫及其部分化合物的转化关系如图所示。
S SO2 A H2SO4 CuSO4 BaSO4
(1)通常状况下硫单质的颜色为 。
解析:依据转化关系图分析可知,反应②是二氧化硫催化氧
化生成三氧化硫,A为SO3。 通常状况下硫单质的颜色
为淡黄色。
淡黄色
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(2)SO2可以使品红溶液褪色,说明SO2具有 性。
解析:SO2可以使品红溶液褪色,生成不稳定的无色物质,说明SO2具有漂白性。
漂白
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(3)反应②的化学方程式为 ;
反应⑤的离子方程式为 。
2SO2+O2 2SO3
Ba2++S BaSO4↓
解析:反应②是二氧化硫与氧气在催化剂、加热条件下生成三氧化硫,化学方程式为2SO2+O2 2SO3;反应⑤是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为Ba2++S BaSO4↓。
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(4)反应④中,当32 g Cu完全反应时,被还原的H2SO4的物质的
量为 mol。
解析:反应④中,铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,n(Cu)= =0.5 mol,当Cu完全反应时,被还原的H2SO4的物质的量为0.5 mol。
0.5
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7. 元素的“价—类”二维图是学习元素及其化合物的重要模型和工
具。如图为硫元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质
间的转化关系。下列说法不正确的是( )
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A. 将足量的Y通入BaCl2溶液中无现象,当加入新制氯水后,产生白
色沉淀
B. Y使溴水褪色体现了其漂白性
C. 加热条件下,Z的浓溶液与碳单质反应能实现转化②
D. Y与H2S气体混合不能实现转化①
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解析: 足量SO2通入BaCl2溶液中,又加入新制氯水,发生氧化
还原反应,生成BaSO4沉淀,A正确;Y为+4价氧化物,所以Y为
SO2,SO2具有还原性,使溴水褪色是发生了氧化还原反应,B错
误;Y为SO2,Z为H2SO4,H2SO4的浓溶液与碳单质反应能实现转
化②,C正确;Y为SO2,与H2S气体反应生成硫单质,不能生成
H2SO4,D正确。
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8. (2024·重庆高一期末)硫化氢(H2S,沸点为-60.4 ℃)是一种
有臭鸡蛋气味的有毒气体,可以用O2和CuCl2、FeCl2、FeCl3、HCl
的混合溶液处理H2S,转化关系如图所示。下列说法正确的是
( )
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A. 过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有电子的转移
B. 过程Ⅰ反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
C. 常温常压下,相同质量的H2S和O2的体积比为17∶16
D. 总反应的化学方程式中的电子转移可表示为
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解析:B 反应Ⅱ为Cu2++H2S CuS↓+2H+,反应过程中各元
素的化合价不变,则没有电子的转移,A错误;过程Ⅰ为亚铁离子被
氧气氧化为铁离子,则反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O,B正确;相同质量的H2S和O2,其物质的量之比为
∶ =32∶34=16∶17,常温常压下,物质的量之比等于体积
比,则体积比为16∶17,C错误;
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总反应为硫化氢与氧气反应生成硫和水,反应过程中硫元素的化合价
由-2价升高到0价,氧元素的化合价由0价降低到-2价,则电子转移
可表示为 ,D错误。
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9. 如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中b、c、
d、e分子中只含有一个S原子,下列说法错误的是( )
A. 物质j和物质e反应生成物质a
B. 物质b既有氧化性又有还原性
C. 物质d的浓溶液具有脱水性
D. 物质f可以与物质q发生氧化还原反应
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解析: A正确,物质j和e分别是H2S、H2SO3,二者发生氧化还
原反应生成S(a);B正确,物质b是SO2,S元素显+4价,处于中
间价态,既有氧化性又有还原性;C正确,物质d是H2SO4,浓硫酸
具有脱水性,能使蔗糖等有机物脱水炭化;D错误,物质f和q分别
是硫酸盐、硫化物,二者不能发生氧化还原反应。
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10. (2024·兰州高一期末)高温条件下,Na2SO4和焦炭可发生化学反
应,某兴趣小组对该反应及其产物进行如下实验探究。回答下列
问题:
已知:Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。
(1)Na2SO4和焦炭高温反应的装置如图1所示:
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①实验时,需先 (填“加热”或“通入N2”),目
的是 。
通入N2
排尽装置中的空气(或O2),防止C与O2反应
②装置b的作用是 。
解析:①装置中有空气,会干扰Na2SO4和焦炭的反
应,所以实验前,先通入N2,排尽装置中的空气(或O2),
防止C与O2反应。②仪器b为安全瓶,其作用是防倒吸。
防倒吸
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(2)该兴趣小组通过查阅资料得知,Na2SO4和焦炭在高温条件下
发生氧化还原反应,反应后的气体生成物有碳的氧化物和
SO2,采用图1及图2装置可探究这些氧化物的存在。
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①仪器连接的合理顺序是图1→D→C→
(仪器可重复使用)。
②检验图1中装置气密性的方法是
。
D→A→B→A→F→E→A→G
关闭止水夹,用酒精灯微
热图1中玻璃管,观察最后一个试管内导管口中有气泡产
生,停止加热后,导管中形成一段水柱,证明气密性良
好
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③图2 C装置中反应的离子方程式为
,酸性KMnO4溶液的作用
是 ,B装置浓NaOH溶液的作用是 。
④实验结束后,装置E中的黑色固体变为红色,则说明
Na2SO4和焦炭在高温条件下反应生成的气体中有 (写
化学式)。
5SO2+2Mn +
2H2O 4H++2Mn2++5S
除去SO2
除去CO2
CO
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解析:①由于CO2、SO2与澄清石灰水均会生成沉淀,
故先用品红溶液检验SO2,然后用酸性KMnO4溶液除去
SO2,并用品红溶液检验SO2是否除尽,再用澄清石灰水检
验CO2,再用浓NaOH溶液除去CO2,并用澄清石灰水检验
CO2是否除尽,用无水CaCl2干燥气体,最后用CuO检验
CO,并用澄清石灰水证明反应有CO2生成,最后收集尾气,
可以防止污染空气等,
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故仪器连接顺序为图1→D→C→D→A→B→A→F→E→A→G。②检查
该装置气密性的方法可以采用微热法,具体操作为:关闭止水夹,用
酒精灯微热图1中玻璃管,观察最后一个试管内导管口中有气泡产生,
停止加热后,导管中形成一段水柱,证明气密性良好。③利用KMnO4
的氧化性除去SO2,离子方程式为5SO2+2Mn +2H2O 4H++
2Mn2++5S ,NaOH溶液与CO2反应,达到除去CO2的目的。④装
置E中的CuO由黑色变为红色,说明Na2SO4和焦炭在高温下反应生成
的还有还原性气体,该气体为CO。
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(3)取上述实验后的固体于试管中,加少量稀硫酸,生成的气体
通入CuSO4溶液中,溶液变黑,静置后,试管底部有少量淡
黄色固体,则Na2SO4和焦炭在高温条件下反应后的固体可能
是 (填字母)。
a.Na2S和Na2SO4 b.Na2S和Na2SO3
c.Na2S和Na2S2O3 d.Na2S2O3和Na2SO4
bc
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解析:CuSO4溶液变黑,说明生成CuS沉淀;有淡
黄色固体生成,说明生成S;结合CuSO4溶液呈酸性,由
反应2H2S+SO2 3S↓+2H2O,可以推知取上述实验
后的固体于试管中,加少量稀硫酸,生成的气体为H2S和
SO2;a.Na2SO4不能和稀硫酸反应生成SO2,不符合条
件,a错误;b.Na2S和硫酸反应生成H2S,Na2SO3和硫酸
反应生成SO2,符合条件,b正确;c.Na2S和硫酸反应生
成H2S,Na2S2O3和硫酸反应生成SO2,符合条件,c正
确;d.Na2S2O3和硫酸反应生成SO2,Na2SO4不能和稀硫
酸反应,不符合条件,d错误。
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10(共99张PPT)
第2课时
硫酸 硫酸根离子的检验
课
程 标
准 1.了解硫酸的性质,特别是浓硫酸的物理性质和化学性质,能结
合具体化学实验认识浓硫酸的性质。
2.了解硫酸根离子的检验方法
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 硫酸
1. 硫酸的工业应用及制备
(1)硫酸的用途
①是重要的化工原料,可用于生产 、农药、炸药、
染料和盐类等。
②用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、
做 等。
化肥
干燥剂
(2)硫酸的工业制备
①三种原料:
。
②三个阶段(写出下列阶段的化学方程式)
硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓
硫酸
a.二氧化硫的制取和净化:
。
b.SO2氧化成SO3: 。
c.三氧化硫的吸收和硫酸的生成: 。
4FeS2+11O2 2Fe2O3+
8SO2或S+O2 SO2
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O H2SO4
2. 稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
3. 浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,常用做
。
(2)脱水性
浓硫酸能将有机物中的 按水的组成比脱去。
干燥
剂
氢和氧
【实验探究】 “黑面包”实验
实验现象:向蔗糖中加入浓硫酸,搅拌,可观察到蔗糖变 ,体
积 ,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有 气味
的气体。
黑
膨胀
刺激性
(3)吸水性与脱水性的比较
4. 浓硫酸的强氧化性
(1)浓硫酸与Cu反应
实
验 操
作
实验 现象 a试管中铜丝表面 ;
b试管中的溶液 ;
冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中,
变黑
有气泡冒出,逐渐变为无色
溶液呈蓝色
实验结论 在反应中,浓硫酸体现
化学方程式 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
强氧化性和酸性
(2)浓硫酸与非金属(如C、S等)反应,如木炭与浓硫酸反应的
化学方程式为
。
结论:浓硫酸具有很强的氧化性,能氧化大多数金属单质和
部分非金属单质。
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+
2H2O
(3)浓硫酸强氧化性的体现
反应物 变化或反应 表现性质
活泼
金属 铁、铝 常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧化性
加热时,反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性
和酸性
锌等其他活泼金属 与浓硫酸反应时,开始产生
SO2,金属过量时产生H2 较不活泼金属(如:铜、银等) 金属+浓硫酸 高价态硫酸盐
+SO2↑+H2O 反应物 变化或反应 表现性质
碳、硫、磷等非金属 非金属单质+浓硫酸 高价态
氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O 强氧
化性
还原性物质 能将还原性物质(如Fe2+、H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O 提醒
(1)浓硫酸强氧化性的本质是H2SO4分子中,+6价硫显示强氧化
性,得电子被还原为低价含硫物质,即使与较活泼的金属反应
也不能产生H2,即氧化性:酸根部分>氢部分。
(2)稀硫酸氧化性是溶液中的H+显示氧化性,H+氧化性较弱,只与
较活泼的金属反应,被还原生成H2,即氧化性:H+>S 。
(3)铁、铝遇浓硫酸“钝化”不代表金属与酸不反应,而是在金属
表面形成一层氧化物,阻止了反应的进一步发生。
5. 几种常见的硫酸盐
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
存在 形式 自然界中的硫酸钙常以石
膏( )
的形式存在 自然界中的硫酸
钡以重晶石
(BaSO4)的形
式存在 -
CaSO4·2H2O
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
性质 及 变化 石膏被加热到150 ℃时,
会失去所含大部分结晶水
而变成熟石膏
(2CaSO4·H2O) 既不溶于水也不溶于酸,且不容易被X射线透过 白色粉末,结
合水会变成蓝
色晶体,俗称
(CuSO4·5H2O)
胆矾
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
主要 用途 石膏被用来制作各种模型
和医疗用的石膏绷带;在
工业上,石膏还被用来调
节水泥的硬化速率 医疗上作为“
”,可作
为白色颜料,可
用于油漆、油
墨、造纸、塑
料、橡胶的原料
及填充剂 可检验酒精中
是否含有少量
水;和石灰乳
混合制成农
药——
波尔多液
钡餐
1. 浓硫酸具有吸水性,常用作干燥剂,结合以下反应,说明浓硫酸不
能干燥哪些物质?
(1)2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4
(2)H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O
提示:不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性
气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、
SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
2. 足量的金属与浓H2SO4反应
(1)写出足量的Zn与浓H2SO4反应的化学方程
式: 、
。
足量的Zn与浓H2SO4反应生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的
量为多少?转移电子数为多少?
提示:Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O Zn+
H2SO4 ZnSO4+H2↑ 根据反应方程式可知不管生成的是
单一气体还是混合气体,生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的
量均为1 mol;转移电子数为2NA。
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反
应?
提示:不能。过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,随着反应
的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度后,浓
硫酸变为稀硫酸,反应自动停止,H2SO4不能全部反应。
1. 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( )
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: Cu与浓硫酸反应,生成硫酸铜,体现浓硫酸的酸性,同
时浓硫酸得电子价态降低生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,A
错误;二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,使品红溶液褪色,二氧
化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪
色,C错误;浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部能
产生白色的无水硫酸铜,D错误。
2. 某同学设想用如图所示的装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能
达到实验目的的是( )
实验目的 实验装置
A 吸水性
B 脱水性
实验目的 实验装置
C 溶解放热
D 强氧化性
解析: 由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸
气会不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左
侧烧杯内的液体量明显少于右侧的,A项正确;滤纸片放入浓硫酸
后,很快会因脱水而变黑,B项正确;浓硫酸滴到小试管内的水
中,放出大量的热量,会使锥形瓶内压强增大,故U形管内液面会
出现左低右高的现象,C项正确;因常温下铜片与浓硫酸不反应,
所以无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,D项错误。
实验操作 实验现象 实验结论
先 ,加入稀
盐酸后 S 与Ba2+反应生成
不溶于稀盐酸的
,离子方程
式:S +Ba2+
BaSO4↓
先 ,加入稀
盐酸后 生成白色沉淀
沉淀不溶解
白
色沉淀
生成白色沉淀
沉淀不溶解
分点突破(二) S 的检验
1. S 检验的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
先
,加入稀盐酸
后
C 与Ba2+反应生成的白色沉淀
BaCO3,可溶于稀盐酸,离子方程
式:
生成白色沉
淀
沉淀溶解,且
有气泡产生
C +Ba2+ BaCO3↓,
BaCO3+2H+ Ba2++CO2↑+
H2O
2. 检验S 的实验流程
【交流讨论】
某亚硫酸钠试剂已部分被氧化。为确定它的纯度,要进行如下实
验:①称取样品W1 g;②将样品溶解;③给溶液加入稍过量的盐酸酸
化的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为W2 g。
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是
。
提示:防止BaSO3沉淀的产生而引起误差
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是
。
提示:使试样中的S 完全转化为BaSO4沉淀
(3)判断操作③是否完成的方法是
。
提示:将混合液静置,取上层清液少许,继续滴加盐酸酸化的
BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则操作③完成
(4)判断沉淀是否洗净的方法是
。
提示:取最后一次洗涤液少许,滴加AgNO3溶液,若无沉淀出
现,则已洗净,反之则未洗净
(5)列式计算Na2SO3的纯度?
提示:n(Na2SO4)=n(BaSO4)= mol,m(Na2SO3)=
W1 g-m(Na2SO4)=W1 g- ×142 g,则Na2SO3纯度为
×100%。
1. 向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀
不溶解,则该溶液中( )
A. 一定有S B. 可能有S 或Ag+
C. 一定无Ag+ D. 可能有C
解析: 该沉淀可能是BaSO4或AgCl,所以含有的离子可能是
S 或Ag+。
2. 甲、乙两位同学各设计一个实验来检验S ,且都认为自己的试
样中含有S ,其方案如下:
(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨,甲
(填“严谨”或“不严谨”,下同)、乙 ,并说
明理由: 。
不严
谨
不严谨
甲没有排除Ag+的干扰,乙没有排除S 的干扰
回答以下问题:
(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨,请你设计一个合理的实验
方案:
。
解析:检验S 的正确实验操作是先向待检液中加入
足量稀盐酸酸化,若无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,看是否
有不溶于盐酸的白色沉淀产生,从而作出相应判断。
向试样中先加过量的盐酸酸化,无沉淀产生,然后再
加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明含有S ,若
无沉淀生成,则说明不含S
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
浓硫酸强氧化性的实验探究(探究与创新)
【典例1】 用6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在试管中加热。
(1)写出反应的化学方程
式: 。
提示:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)浓硫酸表现的性质
是 。
提示:氧化性和酸性
(3)反应充分进行,生成的n(SO2) (填“>”“=”或
“<”)0.09 mol,原因是 。
提示:< 随着反应的进行,硫酸的浓度减小,稀硫酸不与Cu
反应
【典例2】 用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉
在加热条件下反应产生的各种产物。
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接
口字母):A接G,H接C,D
接 ,
接C,D接B。
提示:F E
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ,
第二次使用的丙
中 。
提示:澄清石灰水变浑浊 品红不褪色
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是
。
提示:除去气体中的SO2
(4)写出甲中反应的化学方程式
。
提示:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
1. 浓硫酸在与锌、铜等金属反应时,浓硫酸表现强氧化性和酸性,但
要注意浓硫酸随反应进行浓度变化带来的影响。
2. 浓硫酸与碳、硫等非金属单质反应时只表现强氧化性。
【规律方法】
【迁移应用】
1. 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中加水,观察颜色
解析: 本题考查铜和浓硫酸反应的实验,意在考查对化学实验
原理的分析能力。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的
大小,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶
液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;待
①中溶液冷却至室温,将此溶液慢慢倒入盛有少量水的试管中观察
溶液呈蓝色,确认生成CuSO4,D项错误。
2. 某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。
Ⅰ.验证H2SO3的酸性比H2CO3强,甲同学设计如图装置。
(1)试剂X的作用是 。
解析: 验证H2SO3的酸性比H2CO3强,可将SO2通入NaHCO3溶
液中,反应生成CO2,利用澄清石灰水检验CO2,检验CO2之前
要排除SO2的干扰,可用酸性KMnO4溶液除去SO2,试剂X用于
检验SO2是否除尽,则试剂X是品红溶液。
(2)当观察到 ,
即证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
检验SO2是否除尽
品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
Ⅱ.研究铁与硫酸的反应。
已知:浓硫酸的沸点为338.2 ℃。
a.乙同学设计如下表所示的实验1、2:
实验 试剂 现象
1 螺旋状铁丝、稀
硫酸 铁丝表面有大量气体产生
2 螺旋状铁丝、浓
硫酸 铁丝表面迅速发黑(Fe3O4),有少量气体
产生,反应很快停止
解析:观察到试剂X(品红溶液)不褪色、澄清石灰水变浑浊,说明
反应生成了CO2,即可证明H2SO3的酸性比H2CO3的强。
(3)实验1中,铁与稀硫酸反应的离子方程式为
。
解析:铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,反应的离子方程式为Fe
+2H+ Fe2++H2↑。
Fe+2H+ Fe2+
+H2↑
(4)实验2中的现象常被称为 。
b.丙同学设计如图所示装置的实验3:
加热试管A,温度保持在250~300 ℃,产生大量气体,B中品红
溶液褪色,D处始终未检测到可燃性气体,实验结束后,检验到
A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。
钝化
解析:实验2中铁丝表面迅速发黑,有少量气体产生,反应很快
停止,说明铁在浓硫酸中发生了钝化。
(5)A中产生的气体是 ;请设计实验方案检测装置A的溶液中含
有Fe3+:
(简要说明操作、试剂、现象和结论)。
解析:铁丝与浓硫酸在加热时反应生成SO2,则A中产生的气体
是SO2。检验装置A溶液中含有Fe3+,可滴加KSCN溶液,溶液
变成红色,则证明有Fe3+存在。
SO2
取少量溶液,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色则证明
有Fe3+存在
(6)分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的因素有
。
解析:分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的
因素有反应的温度、反应物的浓度、反应物的用量等。
反应的温度、反应物的浓度、反应物用量等
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. (2024·南通高一月考)硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫
酸的说法不正确的是( )
A. 硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B. 硫黄或黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C. 工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在
的条件下进行
D. 反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
解析: 硫酸可用于生产化肥,如硫酸铵,生产农药,如制备硫
酸铜来配制波尔多液,生产炸药,如制备TNT作催化剂,A项正
确;硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生SO2,SO2和O2反应产生SO3,
SO3溶于H2O得硫酸,因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫
酸,B项正确;工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应在400~500
℃、V2O5做催化剂的条件下进行,C项正确;SO3极易溶于水,溶
于水易形成酸雾,因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,
D项错误。
2. 下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A. 浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸可用作干燥剂
B. 浓硫酸能使胆矾变成白色无水硫酸铜,说明浓硫酸具有脱水性
C. 浓硫酸只有强氧化性而无酸性
D. 常温下,浓硫酸不与铁、铝反应,所以可以用铁、铝制容器盛装
浓硫酸
解析: 浓硫酸具有吸水性,可以作干燥剂,A正确;浓H2SO4使
蓝色胆矾变成白色,说明蓝色胆矾失去了结晶水,体现了浓H2SO4
的吸水性而不是脱水性,B错误;浓硫酸既有酸性又有氧化性,C
错误;由于浓硫酸的氧化性很强,故常温下,浓硫酸能与铁和铝反
应,在其表面形成一层致密的氧化膜,导致铝和铁在浓硫酸中会钝
化,所以不可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸,D错误。
3. 向5 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下
列说法正确的是( )
A. 有0.09 mol的硫酸被还原
B. 有0.045 mol的硫酸被还原
C. 充分反应后体系无硫酸剩余
D. 消耗的铜的质量一定小于2.88 g
解析: 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生
反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应的进行,硫酸逐渐被消耗,其
浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止,因此,
硫酸不会完全参与反应。由题意知,n总(H2SO4)=0.005 L×18
mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)<
0.09 mol;根据化学方程式Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+
2H2O,则被还原的硫酸的物质的量小于0.045 mol,参加反应的铜
的质量小于2.88 g。
4. 硫酸是三大工业用酸之一,在冶金、石油工业、制药、国防等方面
都要用到硫酸。将适量的蔗糖放入烧杯中,加少量水拌匀,再加适
量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,
体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。试回答:
(1)加入少量水的原因是
。
解析:加入少量水主要是利用水与浓硫酸混合放出大量的
热,加快反应速率。
浓硫酸和少量水混合时会放出大量的
热,加快反应速率
(2)生成的黑色物质是 (写出化学式)。
解析:浓硫酸与蔗糖混合,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱
水,因此生成的黑色物质是C。
(3)“体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体(SO2)”,写出对
应的化学方程式:
。
解析:生成的碳和浓硫酸混合,在受热的条件下反应放出二
氧化碳和二氧化硫气体,对应的化学方程式:C+2H2SO4
(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
C
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+
2H2O
(4)上述现象体现了浓硫酸的 (填序号)。
①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性
解析:因浓硫酸具有吸水性,浓硫酸吸水稀释会放出大量的
热,浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖脱水而变黑,生成的黑色
物质是C,碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成水、二氧化碳
和二氧化硫气体,其中二氧化硫具有刺激性气味,浓硫酸表
现强氧化性,因此体现吸水性、脱水性、强氧化性,②③④
正确。
②③④
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 全部可用浓硫酸干燥的一组气体是( )
A. CH4、H2、CO、NH3 B. CO2、H2、SO2、Cl2
C. CO、CH4、HCl、HBr D. SO2、CO2、H2、H2S
解析: 浓硫酸既具有酸性,又具有强氧化性。故不能用来干
燥碱性气体(NH3)和强还原性气体(HBr、HI、H2S等),B
项正确。
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2. 实验室有两瓶硫酸,分别是浓硫酸和稀硫酸,但由于同学的粗心将
标签弄混了。请你帮助该同学选择既简单又可靠的区分方法
( )
A. 与铜片反应
B. 与石蕊溶液反应
C. 用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D. 加入锌片看是否有气体生成
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解析: Cu与稀硫酸不反应,与浓硫酸反应需要加热,A不符合
题意;与石蕊溶液反应,溶液都变红色,现象不明显,B不符合题
意;用玻璃棒各蘸少许涂在纸上,变黑的为浓硫酸,可鉴别,既简
单又安全,C符合题意;加入锌片都生成气体,分别为SO2、H2,D
不符合题意。
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3. 下列有关浓H2SO4性质的叙述中,错误的是( )
A. 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖炭化
B. 在反应HCOOH CO↑+H2O中,浓H2SO4表现脱水性
C. 在反应Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O中,浓H2SO4
只表现氧化性
D. 浓硫酸具有吸水性,因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4
解析: C项中浓硫酸既表现氧化性又表现酸性。
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4. (2024·兰州高一期中)已知:稀硝酸可氧化SO2或S 。实验室
检验溶液中是否存在S ,可选用的化学试剂依次为( )
A. KCl(溶液),HCl(溶液)
B. HCl(溶液),BaCl2(溶液)
C. HNO3(溶液),KNO3(溶液)
D. NaNO3(溶液),HNO3(溶液)
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解析: 检验 S 时要避免 S 的影响,就不要加入稀硝酸,
因为稀硝酸能把S 氧化为S ,从而干扰S 的检验;应先
加入过量稀盐酸,以除去 S 、C 的影响,同时,当加入稀
盐酸时没有沉淀,可排除Cl-的影响。检验S 可用BaCl2溶液。
综上分析可知,检验某溶液中是否含有S 的操作是:首先在试
液中加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证
明有S ,B项正确。
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5. 浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是
( )
A. 对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B. ①和③对比可说明氧化性:Br2>SO2
C. ②中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
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解析: A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②生成
的白雾是氯化氢遇水蒸气形成的,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴
单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应③生成的是二氧化
硫气体,是非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型
的物质;C项,白雾说明氯化氢易挥发;D项,反应③生成的是二
氧化硫气体,是非氧化还原反应。
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6. (2024·通化高一月考)如图为黄铁矿(主要成分是FeS2)生产硫
酸的简要流程。
回答下列问题:
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(1)FeS2(二硫化亚铁)中硫元素的化合价是 。
解析:黄铁矿被空气氧化生成Fe2O3和SO2,SO2和空气中O2
在催化剂和加热条件下反应生成SO3,SO3和H2O反应生成
H2SO4。 FeS2(二硫化亚铁)中铁为+2价,则硫元素的化合
价是-1价。
(2)设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元
素被 (填“氧化”或“还原”)。
解析:设备Ⅰ发生的反应中铁元素化合价从+2价升高到+3
价,铁元素被氧化。
-1
氧化
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(3)设备Ⅱ中,在催化剂和加热条件下,即使通入过量空气也不
能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是
。
解析:SO2和O2反应生成SO3,化学方程式为2SO2+
O2 2SO3。
2SO2+
O2 2SO3
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(4)设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
解析:设备Ⅲ是SO3被浓硫酸吸收生成H2SO4,即SO3和H2O反
应生成H2SO4,反应的化学方程式为SO3+H2O H2SO4。
SO3+H2O H2SO4
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7. 某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列
问题:
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(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为
。
C装置的作用 。
解析:浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成
CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用吸收尾气,防止污染环
境;防倒吸。
Cu
+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
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(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其
原因是 。
在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气
体冒出,该气体可能为 。验证该气体的实验方案如下:
常温下,浓硫酸使Fe钝化
H2
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①装置连接顺序:X→ → → → →a→b→ 。
②能证明上述假设成立的实验现象是
。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为
是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之
处 。
c
d
e
f
g
E中固体由黑色变红
色,H中固体由白色变蓝色
应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
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解析:若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明
显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件
下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,
实验的后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实
验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越
快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可
供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然
后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接
顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;
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②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时
H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可
证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱
石灰的球形干燥管。
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8. 实验室中有没贴标签的浓硫酸和稀硫酸,某同学提出的下列鉴别方
法不正确的是( )
A. 分别取10 mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B. 观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状粘稠的是浓硫酸
C. 把CuSO4·5H2O晶体投入溶液,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶
体溶解的是稀硫酸
D. 常温下将Al片分别投入溶液,反应快速放出气体的是浓硫酸,放
出气体慢的是稀硫酸
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解析: 浓硫酸的密度大,稀硫酸密度小,A项正确;浓硫酸为
无色粘稠的油状液体而稀硫酸流动性好,B项正确;浓硫酸具有吸
水性,C项正确;铝和浓硫酸在常温下钝化,不易放出气体,D项
错误。
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9. 把一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶
解,同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀
释到 1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1。下列叙述不正确的
是( )
A. 气体Y是SO2和H2的混合物
B. 气体Y中SO2和H2的体积之比为4∶1
C. 反应中共消耗锌97.5 g
D. 反应中共转移电子3 mol
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解析: 根据S元素守恒可得 ,根
据得失电子守恒得:Zn Zn2+,S SO2,2H
+ H2,此时生成1.5 mol气体,则转移3 mol电子,参与反
应的n(Zn)=1.5 mol,m(Zn)=65 g·mol-1×1.5 mol=97.5
g,C、D项正确;n(SO2)=1.85 mol-0.05 mol-1.5 mol=0.3
mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,n(SO2)∶n
(H2)=0.3∶1.2=1∶4,A项正确,B项错误。
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10. (2024·鹤壁高一期中)化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做
浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是
( )
A. 打开A中分液漏斗的活塞,加入
浓硫酸,充分反应后烧瓶内出现
黑色膨化固体
B. 品红溶液红色褪去,证明有SO2气体生成
C. 检验A中产生的气体中含有水蒸气,应将E接在A和B之间
D. D中溶液变浑浊,即可证明反应产生了CO2
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解析: 浓硫酸有脱水性,向盛有蔗糖的烧瓶中加入浓硫酸,
蔗糖脱水炭化并放出大量的热,浓硫酸具有强氧化性,与C反应
生成H2O、CO2和SO2,使黑色固体膨化,A正确;反应体系中只
有SO2可以使品红溶液褪色,B正确;因为B、C、D中盛放的都是
水溶液,所以检验水蒸气时,应将E接在A和B之间,C正确;C中
的酸性KMnO4溶液可以除去SO2,只有酸性KMnO4溶液不褪色,
D中溶液变浑浊,才能证明反应产生了CO2,D错误。
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11. 如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
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(1)①中反应的化学方程式是
。
解析:在①中Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应产
生硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式是Cu+
2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+
SO2↑+2H2O
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(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中SO2气流带出的硫
酸。加热一段时间后,③中溶液依然澄清,④中溶液褪色。
若要立即终止铜与硫酸的反应,恰当的方法是 。
a.上移铜丝,使其脱离硫酸
b.撤去酒精灯
c.拔去橡胶塞倒出硫酸
a
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解析:SO2气流带出的硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉
淀,对二氧化硫的性质检验造成干扰,可以用饱和亚硫酸氢
钠溶液除去挥发出的硫酸,要立即终止铜与硫酸的反应,可
以上移铜丝,使其脱离硫酸;撤去酒精灯,容易发生倒吸;
拔去橡胶塞倒出硫酸,操作复杂,故合理选项是a。
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(3)反应停止后,待装置冷却,把③取下后将其中溶液分成两份
做如下实验:
项目 加入试剂 现象 分析与解释
第一份 加入NaOH溶
液 有白色沉淀生
成 沉淀为 (写化学
式)
第二份 加入氯水 有白色沉淀生
成 沉淀为 (写化学
式)
BaSO3
BaSO4
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解析:二氧化硫为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成亚硫酸
钠溶液,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,其化学
式是BaSO3;二氧化硫具有还原性,在溶液中能够被氯气氧
化生成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀,故该
白色沉淀化学式为BaSO4。
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(4)④中棉花团的作用是 (用离
子方程式表示)。
解析:棉花团浸有NaOH溶液,可吸收酸性氧化物二氧化
硫,防止其污染空气,该反应的离子方程式为SO2+2OH-
S +H2O。
SO2+2OH- S +H2O
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(5)上述实验结束后,发现①中试管内有少量白色固体出现,冷
却后将试管中的物质缓缓倒入水中,溶液呈蓝色。取少量蓝
色溶液于试管中,滴加NaOH溶液至过量,出现的现象是
。
解析:蓝色溶液中含有硫酸和硫酸铜,向其中加入氢氧化钠
溶液后,氢氧化钠先与硫酸发生中和反应,然后再与硫酸铜
反应,因此看到现象为开始没有明显现象,后来有蓝色沉淀
生成。
开
始无明显现象,后来有蓝色沉淀生成
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