第四章第三节 硫和氮的氧化物 同步辅导与测试
文档属性
| 名称 | 第四章第三节 硫和氮的氧化物 同步辅导与测试 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 240.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-14 20:56:00 | ||
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文档简介
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第四章 非金属及其化合物
第三节 硫和氮的氧化物
【本节学习要点】
1．了解SO2的物理性质，掌握SO2、SO3的化学性质。2.了解NO、NO2的物理性质，掌握NO、NO2的化学性质。
3．了解SO2、NO2对大气的污染及其防治。
重难点、硫与硫的氧化物
1．硫的化学性质
硫原子最外层有6个电子，容易得2个电子而显－2价，具有弱氧化性。因硫单质硫的化合价为0价，处于中间价态，故单质硫既有氧化性，又有还原性。
(1)硫与金属的反应
2Cu＋S△Cu2S(黑)
Fe＋S△FeS(黑)
2Na＋S△Na2S
2Al＋3S△Al2S3
(2)硫与非金属的反应
△
S＋H2=H2S S＋O2点燃SO2
特别提醒
硫的氧化性比氯气弱，硫与变价金属反应时，生成的化合物中金属显最低价。
2．二氧化硫的化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①与水
SO2＋H2OH2SO3(可逆)
能使紫色的石蕊试液变红，湿润的蓝色石蕊试纸变为红色。
②与碱性氧化物反应：SO2＋CaOCaSO3
SO2＋Na2ONa2SO3
③与碱反应
a．SO2与NaOH溶液反应
NaOH过量时：SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O(实验室利用该反应吸收多余的SO2气体)
SO2＋2OH－SO＋H2O
SO2过量时：SO2＋NaOHNaHSO3 SO2＋OH－HSO
b．SO2与Ca(OH)2溶液反应
Ca(OH)2过量时：
SO2＋Ca(OH)2CaSO3↓＋H2O
SO2＋Ca2＋＋2OH－CaSO3↓＋H2O
SO2过量时：
2SO2＋Ca(OH)2Ca(HSO3)2
SO2＋OH－HSO
注意 SO2与碱反应的用量不同，产物不同；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2。
(2)氧化性和还原性
从SO2中S的化合价分析：
得电子O2失电子O3(或SO)
SO2既能失电子被氧化作还原剂，又能得电子被还原作氧化剂。
①还原性
a．SO2气体能使Cl2(Br2、I2)水褪色
SO2＋X2＋2H2OH2SO4＋2HX(X2＝Cl2、Br2、I2)
b．SO2气体能使紫色的KMnO4酸性溶液褪色
c．5SO2＋2KMnO4＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4
d．催化氧化 2SO2＋O2催化剂,△2SO3(可逆)，工业制SO3
②氧化性：SO2具有弱氧化性，能被H2S，S2－等强还原剂还原为S
2H2S＋SO23S＋2H2O
③漂白性
SO2的漂白机理是SO2与有色物质结合生成了不稳定的无色物质，故加热时，又显红色，是无色物质又分解的缘故．SO2的漂白是化学反应。但不是氧化还原反应。
3．常见的具有漂白性物质的比较
漂白剂 SO2 氯水 Na2O2 漂白粉 活性炭
漂白原理 化合漂白 氧化漂白 氧化漂白 氧化漂白 吸附漂白
反应类型
非氧化还原反应 氧化还原反应 氧化还原反应 氧化还原反应 物理吸附
品红 褪色，加热又恢复 褪色，加热不恢复原色 褪色
红色石蕊 变红，不褪色 先变红、后褪色 先变蓝、后褪色 褪色 褪色
漂白后所得物质的稳定性 不稳定 稳定 稳定 稳定
特别提醒
①品红溶液
紫色石蕊试液
②二氧化硫不能漂白酸碱提示剂。能氧化酸碱指示剂而使指示剂褪色的常见物质主要有Cl2(HClO)、浓HNO3及Na2O2，它们会使酸碱指示剂溶液先显色后褪色。
③不能一概认为褪色的原因都是由于SO2的漂白性。
SO2使品红溶液褪色，是因为其具有漂白性，SO2使紫色KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性，SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物，与NaOH反应而碱性减弱的原因。
④SO2和Cl2以等物质的量混合通入品红溶液中，溶液颜色无变化，因SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，所以不再有漂白性。
4．二氧化硫和二氧化碳的性质比较
物理性质 SO2 CO2
气味 有刺激性气味 无味
毒性 毒性 毒性
溶解性 易溶 微溶
特别提醒 (1)SO2和CO2都是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性特别是与澄清的石灰水反应极为相似，一般不用此反应区别CO2与SO2，而利用SO2的漂白性、还原性和氧化性，选择试剂如品红、H2S、Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4(H＋)等试剂。
(2)除去CO2中的SO2不能选用品红溶液，可利用SO2的还原性选择KMnO4(H＋)溶液、溴水、H2O2等氧化剂，或用饱和NaHCO3溶液NaHCO3＋SO2NaHSO3＋CO2↑。检验SO2可以用品红溶液。
(3)检验混合气体中既有CO2，又有SO2的方法是：依次通入品红溶液溴水(或酸性KMnO4溶液等氧化剂溶液)品红溶液澄清石灰水。
重难点二、有关NO、NO2、O2与H2O作用的计算
1．有关化学反应方程式
3NO2＋H2O2HNO3＋NO①
4NO2＋O2＋2H2O4HNO3②
4NO＋3O2＋2H2O4HNO3③
2NO＋O22NO2④
2．不同情况及剩余气体的体积
3.NO2、NO、O2三者组成的混合气体溶于水：
a．先按①反应后，再据表Ⅳ进行计算。
b．先按④反应后，再据表Ⅲ进行计算。
特别提醒 4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即上述两种情况中的总反应式都与N2O5＋H2O2HNO3等效。这不仅是记忆上述二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断。
N∶O
题型1 SO2的性质
【例1】 SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是( )
①KMnO4(H＋，aq) ②溴水 ③碘水 ④氯水
⑤Fe3＋(aq)
A．①⑤B.②③④C.全部D.都不是
解析 SO2能使KMnO4(H＋，aq)褪色，是由于KMnO4(H＋，aq)将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色Mn2＋的缘故：2KMnO4＋5SO2＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。SO2能使卤水褪色，是由于X2(不包括F2)将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色X－的缘故：SO2＋X2＋2H2OH2SO4＋2HX。SO2能使棕黄色Fe3＋(aq)颜色变浅，是由于Fe3＋把SO2氧化为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2＋的缘故：SO2＋2H2O＋2Fe3＋2Fe2＋＋4H＋＋SO。SO2的漂白作用是SO2与有色物质的化合反应，不是氧化反应，且被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色，而以上反应后溶液受热不能恢复为原来的颜色，故都不是SO2的漂白作用。
答案 D
SO2发生氧化还原反应造成的褪色不能说成是漂白作用。SO2使品红试液褪色发生的是非氧化还原反应，表现了SO2的漂白性。
题型2 SO2的检验
【例2】 检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是( )
A．通过澄清石灰水
B．先通过饱和NaHCO3溶液，再通过澄清石灰水
C．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水
D．先通过酸性KMnO4溶液，再通过品红溶液，最后通过澄清石灰水
解析 二氧化硫对二氧化碳的检验有干扰作用，因此，在检验二氧化碳之前必须先除去二氧化硫气体。
答案 D
CO2的存在不影响SO2的鉴定，但SO2的存在会影响CO2的鉴定(使澄清石灰水变浑浊)，须先除去(用溴水或酸性KMnO4溶液，品红溶液可用于鉴别SO2，但一般不用于除SO2)。
二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳。通常可用以下方法：
(1)用品红溶液，使品红溶液褪色的是二氧化硫，不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。
(2)用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。2KMnO4＋5SO2＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4
(3)用溴水，使橙色褪去的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。Br2＋2H2O＋SO22HBr＋H2SO4
(4)用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。
2H2O＋2HNO3＋3SO23H2SO4＋2NO
Ba(NO3)2＋H2SO4BaSO4↓＋2HNO3
(5)用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。
2FeCl3＋SO2＋2H2OFeCl2＋FeSO4＋4HCl
题型3 NO2与O2混合气体溶于水的计算
【例3】 将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中，若试管的容积为10 mL，充分反应后剩余气体为1 mL，求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升？
解析 (1)若O2过量，剩余的1 mL气体为O2。
根据4NO2＋O2＋2H2O4HNO3得：
V(NO2)＝×9 mL＝7.2 mL，V′(O2)＝×9 mL＝1.8 mL。
故V(O2)＝1.8 mL＋1 mL＝2.8 mL。
(2)若NO2过量，剩余的1 mL气体为NO。
先根据3NO2＋H2O2HNO3＋NO得出过量的NO2体积为3 mL。
再根据4NO2＋O2＋2H2O4HNO3计算参加此反应的NO2、O2的体积：
V′(NO2)＝×7 mL＝5.6 mL，V(O2)＝×7 mL＝1.4 mL。
故V(NO2)＝5.6 mL＋3 mL＝8.6 mL，V(O2)＝1.4 mL。
答案 7.2 mL、2.8 mL或8.6 mL、1.4 mL
错因分析 本题易发生的错误是：对最后的1 mL气体的成分的可能性考虑不全。
题型4利用喷泉实验求溶质的物质的量浓度
【例4】 标准状况下，两个体积相等的干燥圆底烧瓶中分别充满①HCl；②NO2进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度是( )
A．①＞② B.①＜② C.①＝② D.不能确定
答案 C
解析 设圆底烧瓶的体积为V L，n(气)＝mol，HCl极易溶于水，所以，溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝mol·L－1。
3NO2＋H2O2HNO3＋NO
3 mol2 mol
n(HNO3)
n(HNO3)＝mol，V(溶液)＝V L，
c(HNO3)＝mol÷V L＝mol·L－1
进入烧瓶液体的体积等于气体减少的体积，若气体为单一气体，物质的量浓度为mol·L－1，Vm为该条件下的气体摩尔体积。
题型5有关SO2的实验设计与评价
【例5】 研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
(1)根据反应Na2SO3(固)＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。
②实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是
。
(2)将SO2气体分别通入下列溶液中：
①品红溶液，现象是________；表现了SO2的________性；
②溴水溶液，现象是__________；表现了SO2的______性；
③硫化钠溶液，现象是________，表现了SO2的______性。
(3)有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)。
①原因________________，验证方法______________。
②原因________________，验证方法______________。
③原因________________，验证方法______________。
答案 (1)①(如图配置)
②打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加
(2)①溶液褪色 漂白 ②溶液褪色 还原 ③有浅黄色沉淀(或溶液变浑浊) 氧化
(3)①Na2SO3变质 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质 ②不是浓硫酸
用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
解析 本题以二氧化硫为载体，将其实验室制取原理、实验装置的选择、典型仪器的使用操作、性质检验及实验过程中异常现象的解释有机地结合在一起，考查对气体制备方法的迁移应用能力和实验操作的分析处理能力。
(1)分析制备二氧化硫的反应原理，由制备二氧化硫所用试剂的状态、反应条件确定气体的净化装置；由二氧化硫的性质(密度、水溶性、毒性等)确定其收集装置和吸收装置，在此基础上画出收集二氧化硫的实验装置图。
(2)二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色；二氧化硫具有还原性，可被溴水氧化，而使溴水褪色；二氧化硫具有氧化性，能与还原剂硫化钠溶液反应生成单质硫，而使溶液变浑浊。
(3)由题意可知制取二氧化硫过程中，气体产生缓慢，实验现象很不明显，但不是气密性问题，所以只能与所用试剂有关，如Na2SO3变质，被氧化为Na2SO4，或所用液体不是浓硫酸等。
依据高考评分细则：画示意图时，若固液未配置，导管没插对，没有尾气处理要扣分；使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作顺序错误不给分；回答Na2SO3变质的验证方法时，只答使用什么试剂，不答操作方法要扣分。可见，答题时要认真、细致、全面、深入地分析，不可草率。
溶液 实现现象 SO2性质 化学方程式
石蕊试液 溶液由紫色变为红色 酸性氧化物 SO2＋H2OH2SO3H2SO3H＋＋HSO
澄清石灰水 溶液变浑浊，SO2过量后，又变澄清 同上 Ca(OH)2＋SO2CaSO3↓＋H2OCaSO3＋SO2＋H2OCa(HSO3)2
溴水 橙色褪去 还原性 Br2＋SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr
氢硫酸 淡黄色沉淀 氧化性 2H2S＋SO23S↓2H2O
品红溶液 红色褪去 漂白性
1．下列实验能说明SO2具有漂白作用的是( )
A．SO2气体能使溴水褪色
B．SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．SO2气体能使品红溶液褪色
D．SO2气体能使黄色的草帽辫变白色
答案 CD
解析 SO2的漂白作用是由于它跟某些有色的有机物直接化合生成不稳定无色化合物的缘故。当SO2跟有色且有氧化性的物质相遇时，SO2表现还原性，使有色物质被还原成无色物质，这种情况不是SO2的漂白作用。SO2与溴水、高锰酸钾溶液反应的方程式分别为：
Br2＋SO2＋2H2O2HBr＋H2SO4；
5SO2＋2KMnO4＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。
2．除去CO2中混有的少量SO2气体，可选用试剂( )
A．澄清石灰水 B.品红溶液
C．溴水 D.饱和NaHCO3溶液
答案 D
解析 由于CO2和SO2都是酸性气体，在除去SO2时，不可损失CO2，能生成CO2的效果最佳。澄清石灰水既能与SO2反应，也能与CO2反应；品红虽能与SO2反应，但吸收不完全；溴水也可与SO2反应，但易挥发出溴蒸气，只有NaHCO3饱和溶液，既能吸收SO2，又产生CO2，且饱和NaHCO3溶液中的HCO对CO2的溶解起到抑制作用，相关反应为：SO2＋2NaHCO3Na2SO3＋2CO2＋H2O。
3．发射宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后，产生大量高温气体从尾部喷出，该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红色气体，其原因是( )
A．高温下N2遇到空气生成NO2
B．NO遇到空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2
D．NO与H2O反应生成H2和NO2
答案 B
解析 NO被空气中O2氧化成NO2，NO2为红棕色气体：2NO＋O22NO2。
4．一定条件下，将等体积NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽里的
水中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 按4NO＋3O2＋2H2O4HNO3计算，设NO和O2都是4体积，剩余1体积O2。所以选C。
5．高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4高温Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若将生成的气
体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是( )
A．BaSO3和BaSO4 B.BaS
C．BaSO3 D.BaSO4
答案 D
解析 SO3与水反应生成硫酸，产生硫酸钡沉淀，而SO2在酸性或中性条件下不与氯化钡反应。
6．如右图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试
管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
① ；
② ；
③ 。
(2)最终试管中剩余的气体是 ，体积为 。
答案 (1)①气体由无色变为红棕色 ②试管内液面逐渐上升，水槽内液面下降 ③试管上方残余部分无色气体
(2)NO 1.0 mL
7．下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。试回答：
(1)在⑥中发生的化学反应方程式为
。
(2)①中的实验现象为石蕊试液__________，此实验证明SO2是________气体。
(3)②中的品红溶液________，证明SO2有________。
(4)③中的实验现象是________，证明SO2有________性。
(5)④中的实验现象是________，证明SO2有________性。
(6)⑤的作用是________，反应的化学方程式为
。
答案 (1)Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)紫色溶液变为红色 酸性 (3)褪色 漂白性 (4)溶液变浑浊 氧化 (5)溶液的紫色褪去 还原 (6)吸收多余的SO2 SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O
解析 SO2中的S处于中间价态，既有还原性，又有氧化性。SO2具有漂白性。
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第四章 非金属及其化合物
第三节 硫和氮的氧化物
【本节学习要点】
1．了解SO2的物理性质，掌握SO2、SO3的化学性质。2.了解NO、NO2的物理性质，掌握NO、NO2的化学性质。
3．了解SO2、NO2对大气的污染及其防治。
重难点、硫与硫的氧化物
1．硫的化学性质
硫原子最外层有6个电子，容易得2个电子而显－2价，具有弱氧化性。因硫单质硫的化合价为0价，处于中间价态，故单质硫既有氧化性，又有还原性。
(1)硫与金属的反应
2Cu＋S△Cu2S(黑)
Fe＋S△FeS(黑)
2Na＋S△Na2S
2Al＋3S△Al2S3
(2)硫与非金属的反应
△
S＋H2=H2S S＋O2点燃SO2
特别提醒
硫的氧化性比氯气弱，硫与变价金属反应时，生成的化合物中金属显最低价。
2．二氧化硫的化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①与水
SO2＋H2OH2SO3(可逆)
能使紫色的石蕊试液变红，湿润的蓝色石蕊试纸变为红色。
②与碱性氧化物反应：SO2＋CaOCaSO3
SO2＋Na2ONa2SO3
③与碱反应
a．SO2与NaOH溶液反应
NaOH过量时：SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O(实验室利用该反应吸收多余的SO2气体)
SO2＋2OH－SO＋H2O
SO2过量时：SO2＋NaOHNaHSO3 SO2＋OH－HSO
b．SO2与Ca(OH)2溶液反应
Ca(OH)2过量时：
SO2＋Ca(OH)2CaSO3↓＋H2O
SO2＋Ca2＋＋2OH－CaSO3↓＋H2O
SO2过量时：
2SO2＋Ca(OH)2Ca(HSO3)2
SO2＋OH－HSO
注意 SO2与碱反应的用量不同，产物不同；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2。
(2)氧化性和还原性
从SO2中S的化合价分析：
得电子O2失电子O3(或SO)
SO2既能失电子被氧化作还原剂，又能得电子被还原作氧化剂。
①还原性
a．SO2气体能使Cl2(Br2、I2)水褪色
SO2＋X2＋2H2OH2SO4＋2HX(X2＝Cl2、Br2、I2)
b．SO2气体能使紫色的KMnO4酸性溶液褪色
c．5SO2＋2KMnO4＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4
d．催化氧化 2SO2＋O2催化剂,△2SO3(可逆)，工业制SO3
②氧化性：SO2具有弱氧化性，能被H2S，S2－等强还原剂还原为S
2H2S＋SO23S＋2H2O
③漂白性
SO2的漂白机理是SO2与有色物质结合生成了不稳定的无色物质，故加热时，又显红色，是无色物质又分解的缘故．SO2的漂白是化学反应。但不是氧化还原反应。
3．常见的具有漂白性物质的比较
漂白剂 SO2 氯水 Na2O2 漂白粉 活性炭
漂白原理 化合漂白 氧化漂白 氧化漂白 氧化漂白 吸附漂白
反应类型
非氧化还原反应 氧化还原反应 氧化还原反应 氧化还原反应 物理吸附
品红 褪色，加热又恢复 褪色，加热不恢复原色 褪色
红色石蕊 变红，不褪色 先变红、后褪色 先变蓝、后褪色 褪色 褪色
漂白后所得物质的稳定性 不稳定 稳定 稳定 稳定
特别提醒
①品红溶液
紫色石蕊试液
②二氧化硫不能漂白酸碱提示剂。能氧化酸碱指示剂而使指示剂褪色的常见物质主要有Cl2(HClO)、浓HNO3及Na2O2，它们会使酸碱指示剂溶液先显色后褪色。
③不能一概认为褪色的原因都是由于SO2的漂白性。
SO2使品红溶液褪色，是因为其具有漂白性，SO2使紫色KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性，SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物，与NaOH反应而碱性减弱的原因。
④SO2和Cl2以等物质的量混合通入品红溶液中，溶液颜色无变化，因SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，所以不再有漂白性。
4．二氧化硫和二氧化碳的性质比较
物理性质 SO2 CO2
气味 有刺激性气味 无味
毒性 毒性 毒性
溶解性 易溶 微溶
特别提醒 (1)SO2和CO2都是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性特别是与澄清的石灰水反应极为相似，一般不用此反应区别CO2与SO2，而利用SO2的漂白性、还原性和氧化性，选择试剂如品红、H2S、Cl2、Br2、I2、H2O2、KMnO4(H＋)等试剂。
(2)除去CO2中的SO2不能选用品红溶液，可利用SO2的还原性选择KMnO4(H＋)溶液、溴水、H2O2等氧化剂，或用饱和NaHCO3溶液NaHCO3＋SO2NaHSO3＋CO2↑。检验SO2可以用品红溶液。
(3)检验混合气体中既有CO2，又有SO2的方法是：依次通入品红溶液溴水(或酸性KMnO4溶液等氧化剂溶液)品红溶液澄清石灰水。
重难点二、有关NO、NO2、O2与H2O作用的计算
1．有关化学反应方程式
3NO2＋H2O2HNO3＋NO①
4NO2＋O2＋2H2O4HNO3②
4NO＋3O2＋2H2O4HNO3③
2NO＋O22NO2④
2．不同情况及剩余气体的体积
3.NO2、NO、O2三者组成的混合气体溶于水：
a．先按①反应后，再据表Ⅳ进行计算。
b．先按④反应后，再据表Ⅲ进行计算。
特别提醒 4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即上述两种情况中的总反应式都与N2O5＋H2O2HNO3等效。这不仅是记忆上述二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断。
N∶O
题型1 SO2的性质
【例1】 SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是( )
①KMnO4(H＋，aq) ②溴水 ③碘水 ④氯水
⑤Fe3＋(aq)
A．①⑤B.②③④C.全部D.都不是
解析 SO2能使KMnO4(H＋，aq)褪色，是由于KMnO4(H＋，aq)将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色Mn2＋的缘故：2KMnO4＋5SO2＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。SO2能使卤水褪色，是由于X2(不包括F2)将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色X－的缘故：SO2＋X2＋2H2OH2SO4＋2HX。SO2能使棕黄色Fe3＋(aq)颜色变浅，是由于Fe3＋把SO2氧化为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2＋的缘故：SO2＋2H2O＋2Fe3＋2Fe2＋＋4H＋＋SO。SO2的漂白作用是SO2与有色物质的化合反应，不是氧化反应，且被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色，而以上反应后溶液受热不能恢复为原来的颜色，故都不是SO2的漂白作用。
答案 D
SO2发生氧化还原反应造成的褪色不能说成是漂白作用。SO2使品红试液褪色发生的是非氧化还原反应，表现了SO2的漂白性。
题型2 SO2的检验
【例2】 检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是( )
A．通过澄清石灰水
B．先通过饱和NaHCO3溶液，再通过澄清石灰水
C．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水
D．先通过酸性KMnO4溶液，再通过品红溶液，最后通过澄清石灰水
解析 二氧化硫对二氧化碳的检验有干扰作用，因此，在检验二氧化碳之前必须先除去二氧化硫气体。
答案 D
CO2的存在不影响SO2的鉴定，但SO2的存在会影响CO2的鉴定(使澄清石灰水变浑浊)，须先除去(用溴水或酸性KMnO4溶液，品红溶液可用于鉴别SO2，但一般不用于除SO2)。
二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳。通常可用以下方法：
(1)用品红溶液，使品红溶液褪色的是二氧化硫，不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。
(2)用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。2KMnO4＋5SO2＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4
(3)用溴水，使橙色褪去的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。Br2＋2H2O＋SO22HBr＋H2SO4
(4)用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。
2H2O＋2HNO3＋3SO23H2SO4＋2NO
Ba(NO3)2＋H2SO4BaSO4↓＋2HNO3
(5)用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。
2FeCl3＋SO2＋2H2OFeCl2＋FeSO4＋4HCl
题型3 NO2与O2混合气体溶于水的计算
【例3】 将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中，若试管的容积为10 mL，充分反应后剩余气体为1 mL，求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升？
解析 (1)若O2过量，剩余的1 mL气体为O2。
根据4NO2＋O2＋2H2O4HNO3得：
V(NO2)＝×9 mL＝7.2 mL，V′(O2)＝×9 mL＝1.8 mL。
故V(O2)＝1.8 mL＋1 mL＝2.8 mL。
(2)若NO2过量，剩余的1 mL气体为NO。
先根据3NO2＋H2O2HNO3＋NO得出过量的NO2体积为3 mL。
再根据4NO2＋O2＋2H2O4HNO3计算参加此反应的NO2、O2的体积：
V′(NO2)＝×7 mL＝5.6 mL，V(O2)＝×7 mL＝1.4 mL。
故V(NO2)＝5.6 mL＋3 mL＝8.6 mL，V(O2)＝1.4 mL。
答案 7.2 mL、2.8 mL或8.6 mL、1.4 mL
错因分析 本题易发生的错误是：对最后的1 mL气体的成分的可能性考虑不全。
题型4利用喷泉实验求溶质的物质的量浓度
【例4】 标准状况下，两个体积相等的干燥圆底烧瓶中分别充满①HCl；②NO2进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度是( )
A．①＞② B.①＜② C.①＝② D.不能确定
答案 C
解析 设圆底烧瓶的体积为V L，n(气)＝mol，HCl极易溶于水，所以，溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝mol·L－1。
3NO2＋H2O2HNO3＋NO
3 mol2 mol
n(HNO3)
n(HNO3)＝mol，V(溶液)＝V L，
c(HNO3)＝mol÷V L＝mol·L－1
进入烧瓶液体的体积等于气体减少的体积，若气体为单一气体，物质的量浓度为mol·L－1，Vm为该条件下的气体摩尔体积。
题型5有关SO2的实验设计与评价
【例5】 研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
(1)根据反应Na2SO3(固)＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。
②实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是
。
(2)将SO2气体分别通入下列溶液中：
①品红溶液，现象是________；表现了SO2的________性；
②溴水溶液，现象是__________；表现了SO2的______性；
③硫化钠溶液，现象是________，表现了SO2的______性。
(3)有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)。
①原因________________，验证方法______________。
②原因________________，验证方法______________。
③原因________________，验证方法______________。
答案 (1)①(如图配置)
②打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加
(2)①溶液褪色 漂白 ②溶液褪色 还原 ③有浅黄色沉淀(或溶液变浑浊) 氧化
(3)①Na2SO3变质 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质 ②不是浓硫酸
用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
解析 本题以二氧化硫为载体，将其实验室制取原理、实验装置的选择、典型仪器的使用操作、性质检验及实验过程中异常现象的解释有机地结合在一起，考查对气体制备方法的迁移应用能力和实验操作的分析处理能力。
(1)分析制备二氧化硫的反应原理，由制备二氧化硫所用试剂的状态、反应条件确定气体的净化装置；由二氧化硫的性质(密度、水溶性、毒性等)确定其收集装置和吸收装置，在此基础上画出收集二氧化硫的实验装置图。
(2)二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色；二氧化硫具有还原性，可被溴水氧化，而使溴水褪色；二氧化硫具有氧化性，能与还原剂硫化钠溶液反应生成单质硫，而使溶液变浑浊。
(3)由题意可知制取二氧化硫过程中，气体产生缓慢，实验现象很不明显，但不是气密性问题，所以只能与所用试剂有关，如Na2SO3变质，被氧化为Na2SO4，或所用液体不是浓硫酸等。
依据高考评分细则：画示意图时，若固液未配置，导管没插对，没有尾气处理要扣分；使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作顺序错误不给分；回答Na2SO3变质的验证方法时，只答使用什么试剂，不答操作方法要扣分。可见，答题时要认真、细致、全面、深入地分析，不可草率。
溶液 实现现象 SO2性质 化学方程式
石蕊试液 溶液由紫色变为红色 酸性氧化物 SO2＋H2OH2SO3H2SO3H＋＋HSO
澄清石灰水 溶液变浑浊，SO2过量后，又变澄清 同上 Ca(OH)2＋SO2CaSO3↓＋H2OCaSO3＋SO2＋H2OCa(HSO3)2
溴水 橙色褪去 还原性 Br2＋SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr
氢硫酸 淡黄色沉淀 氧化性 2H2S＋SO23S↓2H2O
品红溶液 红色褪去 漂白性
1．下列实验能说明SO2具有漂白作用的是( )
A．SO2气体能使溴水褪色
B．SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．SO2气体能使品红溶液褪色
D．SO2气体能使黄色的草帽辫变白色
答案 CD
解析 SO2的漂白作用是由于它跟某些有色的有机物直接化合生成不稳定无色化合物的缘故。当SO2跟有色且有氧化性的物质相遇时，SO2表现还原性，使有色物质被还原成无色物质，这种情况不是SO2的漂白作用。SO2与溴水、高锰酸钾溶液反应的方程式分别为：
Br2＋SO2＋2H2O2HBr＋H2SO4；
5SO2＋2KMnO4＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。
2．除去CO2中混有的少量SO2气体，可选用试剂( )
A．澄清石灰水 B.品红溶液
C．溴水 D.饱和NaHCO3溶液
答案 D
解析 由于CO2和SO2都是酸性气体，在除去SO2时，不可损失CO2，能生成CO2的效果最佳。澄清石灰水既能与SO2反应，也能与CO2反应；品红虽能与SO2反应，但吸收不完全；溴水也可与SO2反应，但易挥发出溴蒸气，只有NaHCO3饱和溶液，既能吸收SO2，又产生CO2，且饱和NaHCO3溶液中的HCO对CO2的溶解起到抑制作用，相关反应为：SO2＋2NaHCO3Na2SO3＋2CO2＋H2O。
3．发射宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后，产生大量高温气体从尾部喷出，该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红色气体，其原因是( )
A．高温下N2遇到空气生成NO2
B．NO遇到空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2
D．NO与H2O反应生成H2和NO2
答案 B
解析 NO被空气中O2氧化成NO2，NO2为红棕色气体：2NO＋O22NO2。
4．一定条件下，将等体积NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽里的
水中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 按4NO＋3O2＋2H2O4HNO3计算，设NO和O2都是4体积，剩余1体积O2。所以选C。
5．高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4高温Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若将生成的气
体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是( )
A．BaSO3和BaSO4 B.BaS
C．BaSO3 D.BaSO4
答案 D
解析 SO3与水反应生成硫酸，产生硫酸钡沉淀，而SO2在酸性或中性条件下不与氯化钡反应。
6．如右图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试
管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
① ；
② ；
③ 。
(2)最终试管中剩余的气体是 ，体积为 。
答案 (1)①气体由无色变为红棕色 ②试管内液面逐渐上升，水槽内液面下降 ③试管上方残余部分无色气体
(2)NO 1.0 mL
7．下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。试回答：
(1)在⑥中发生的化学反应方程式为
。
(2)①中的实验现象为石蕊试液__________，此实验证明SO2是________气体。
(3)②中的品红溶液________，证明SO2有________。
(4)③中的实验现象是________，证明SO2有________性。
(5)④中的实验现象是________，证明SO2有________性。
(6)⑤的作用是________，反应的化学方程式为
。
答案 (1)Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)紫色溶液变为红色 酸性 (3)褪色 漂白性 (4)溶液变浑浊 氧化 (5)溶液的紫色褪去 还原 (6)吸收多余的SO2 SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O
解析 SO2中的S处于中间价态，既有还原性，又有氧化性。SO2具有漂白性。
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