第2节 硫的转化
第1课时 自然界中不同价态的硫元素及其之间的转化
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.从S元素的化合价判断下列含硫元素的物质只能做还原剂的是( )
A.CuS B.S C.SO2 D.H2SO4
答案A
解析CuS中S元素的化合价为-2价,为S的最低价,只具有还原性,A项正确;单质硫中S元素的化合价为0,为中间价态,既有氧化性也有还原性,B项错误;SO2中S元素的化合价为+4价,为中间价态,既有氧化性也有还原性,C项错误;H2SO4中的S元素化合价为+6价,为S的最高价,只具有氧化性,D项错误。
2.下列化合物能由两种单质直接化合而成的是( )
A.SO3 B.CuS C.FeCl2 D.Cu2S
答案D
解析S和变价金属反应,一般生成低价态的物质,如Fe、Cu分别与S反应生成FeS、Cu2S,故D项正确。
3.能证明SO2具有漂白性的是( )
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B.滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.氯水中通入SO2气体后浅黄绿色消失
答案C
解析A项中SO2表现还原性。B项中SO2表现酸性。D项中SO2表现还原性。
4.下列四种有色溶液与SO2气体作用均能褪色,其实质相同的是( )
①酸性高锰酸钾溶液 ②品红溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的氢氧化钠溶液
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
答案A
解析①③褪色实质均为SO2的还原性,②褪色为SO2的漂白性,④褪色是因为SO2为酸性氧化物能与碱反应。
5.将等物质的量的Cl2和SO2通入BaCl2溶液,充分反应后滴入品红溶液,能观察到的现象是( )
①出现沉淀 ②不出现沉淀 ③品红溶液褪色 ④品红溶液不褪色
A.①④ B.①③ C.①② D.②④
答案A
解析SO2和Cl2在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,当SO2、Cl2等物质的量通入溶液后,生成H2SO4和HCl,不具有漂白性,同时发生BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl,有白色沉淀发生,A项正确。
6.分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中,可以使溶液变浑浊的是( )
A.CO B.SO2 C.HCl D.CO2
答案B
解析CO与稀Na2S溶液不反应,无浑浊,A项错误;二氧化硫具有氧化性,与Na2S反应生成S沉淀,则可以使溶液变浑浊,B项正确;因为HCl的酸性比硫化氢强,所以足量HCl气体通入稀Na2S溶液中发生反应生成氯化钠和硫化氢,但无浑浊,C项错误;因为碳酸的酸性比硫化氢强,所以足量CO2气体通入稀Na2S溶液中发生反应生成碳酸氢钠和硫化氢,但无浑浊,D项错误。
7.亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有 ,看到的现象是 ,反应的离子方程式为 。?
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有 ,看到的现象是 ,反应的离子方程式为 。?
答案(1)溴水、Na2SO3溶液 溴水褪色 H2O+Br2+SO32-2Br-+SO42-+2H+
(2)稀硫酸、Na2SO3溶液、Na2S溶液 溶液变浑浊 6H++SO32-+2S2-3S↓+3H2O
解析(1)亚硫酸钠中+4价硫元素具有还原性,可被氧化剂氧化,在题给的试剂中溴水具有强氧化性。
(2)亚硫酸钠中+4价硫元素具有氧化性,与其还原性相比,氧化性较弱,只有在特定条件下才表现出氧化性,如在酸性条件下,+4价的硫才被还原成单质硫,因此要证明亚硫酸钠的氧化性,应选用的试剂是稀硫酸、Na2SO3溶液、Na2S溶液。
提升能力·跨越等级
1.下列溶液中通入SO2后,最终一定有沉淀的是( )
①BaCl2溶液 ②Ca(OH)2溶液 ③Na2CO3溶液
④H2S溶液
A.① B.② C.③ D.④
答案D
解析①盐酸的酸性强于亚硫酸,向BaCl2溶液中通入SO2,不发生反应,①错误;②足量SO2气体与Ca(OH)2溶液反应会生成亚硫酸氢钙,最终不会产生白色沉淀,②错误;③Na2CO3溶液中通入足量二氧化硫生成可溶性的亚硫酸钠,③错误;④H2S溶液与二氧化硫反应生成单质S沉淀,④正确。
2.下列说法不正确的是( )
A.硫粉在过量的纯氧中燃烧生成SO2
B.可以用品红溶液鉴别SO2和CO2
C.SO2能使品红溶液褪色、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.过量的SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3
答案D
解析硫粉无论在少量还是过量的氧气中燃烧都生成SO2,A项正确;SO2能使品红溶液褪色,而CO2不能,B项正确;SO2使品红溶液褪色是由于SO2的漂白性,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,是由于SO2的还原性,褪色原理不同,C项正确;过量的SO2与NaOH溶液反应生成NaHSO3,D项错误。
3.下列溶液中:①澄清石灰水 ②氯化钡溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ca(ClO)2溶液
⑥品红溶液 ⑦湿润的蓝色石蕊试纸 ⑧三氯化铁溶液,不能用来区分SO2和CO2的是( )
A.①②⑦ B.①③⑧ C.①④⑤ D.③④⑤⑥
答案A
解析SO2和CO2气体都会使澄清石灰水出现白色浑浊,所以①无法鉴别。SO2和CO2气体都不与氯化钡溶液反应,所以②无法鉴别。SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,CO2不可以,所以③可以鉴别。SO2气体可以使溴水褪色,CO2不可以,所以④可以鉴别。SO2气体可与酸化的Ca(ClO)2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,CO2不可以,所以⑤可以鉴别。SO2气体可以使品红溶液褪色,CO2不可以,所以⑥可以鉴别。SO2和CO2气体都会使湿润的蓝色石蕊试纸变红,所以⑦无法鉴别。SO2气体可以将氯化铁中的Fe3+还原为Fe2+,溶液颜色由黄色变为浅绿色,CO2不可以,所以⑧可以鉴别。
4.下图所示的是验证二氧化硫性质的微型实验,a、b、c、d是浸有相关溶液的棉球。将浓硫酸滴入装有亚硫酸钠固体的培养皿中。
关于此实验的“现象”“解释或结论”以及对应关系均正确的是( )
选项
现象
解释或结论
A
a处黄色褪去
氧化性:H2SO4>Br2
B
b处变为红色
二氧化硫与水反应生成酸性物质
C
c处变为蓝色
二氧化硫具有一定的氧化性
D
d处红色先褪去后恢复
二氧化硫具有漂白性且漂白性不稳定
答案B
解析浓硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2。SO2具有还原性,能把溴水还原,SO2在溶液中被Br2氧化生成H2SO4,所以a处黄色褪去,说明氧化性:Br2>H2SO4,A项错误;SO2是酸性氧化物,溶于水生成亚硫酸,溶液显酸性,所以b处变为红色,B项正确;SO2不能把碘化钾氧化生成单质碘,因此c处不可能变为蓝色,C项错误;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,加热后才能恢复到原来的颜色,D项错误。
5.已知酸性高锰酸钾溶液是紫色溶液,具有强氧化性。以下四个装置中,你认为可用于检验火柴头燃烧产生SO2的是( )
答案B
解析应外拉活塞使气体被吸入,进入试管的导气管伸入到液面以下,使SO2与酸性KMnO4溶液充分接触发生反应。
6.如图装置可用于收集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
滴有酚酞的NaOH溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
D
硫化氢水溶液
溶液变浑浊
SO2有还原性
答案B
解析酸性高锰酸钾溶液能将二氧化硫在水溶液中氧化成硫酸,是酸性高锰酸钾溶液的氧化性的体现,同时二氧化硫显还原性,故A项错误;二氧化硫使品红溶液褪色,体现其漂白性,故B项正确;二氧化硫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现二氧化硫是酸性氧化物的性质,不是漂白性,故C项错误;黄色沉淀为S单质,SO2与H2S反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,说明SO2有氧化性,故D项错误。
7.硫在单质气体A中燃烧发出蓝紫色火焰,生成刺激性气味的气体B;通常情况下C为无色液体,B、C、D是氧化物;E、F和X都是酸,G是白色沉淀。
(1)E的化学式为 。?
(2)反应①的化学方程式为 。?
(3)反应④的化学方程式为 。?
(4)反应⑥的化学方程式为 。?
答案(1)H2SO3 (2)S+O2SO2
(3)SO3+H2OH2SO4
(4)BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl
解析硫在单质气体A中燃烧发出蓝紫色火焰,应为硫在氧气中的燃烧,生成二氧化硫气体,则A为O2,B为SO2,D为SO3,通常情况下C为无色液体,应为H2O,则E为H2SO3,F为H2SO4,G为BaSO4,X为HCl,
(1)由以上分析可知E为H2SO3。
(2)反应①为硫在氧气中的反应,化学方程式为S+O2SO2。
(3)反应④为SO3和水的反应,生成硫酸,化学方程式为SO3+H2OH2SO4。
(4)反应⑥为硫酸和氯化钡的反应,化学方程式为BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl。
8.某研究小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(已知HNO3具有强氧化性,夹持装置已略去)。
(1)通入足量SO2时C中观察到的现象为 。?
(2)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SO42-。该做法 (填“合理”或“不合理”),理由是 。?
(3)为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3的试剂有 (填序号)。?
A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液
C.NaCl溶液
答案(1)溶液由棕黄色变成浅绿色
(2)①2Fe3++SO2+2H2OSO42-+4H++2Fe2+ ②取少量C中反应后的溶液置于试管中,向其中滴入酸性KMnO4溶液,若褪色说明有Fe2+,不褪色说明没有Fe2+ ③不合理 HNO3可以将SO2氧化成H2SO4,干扰实验 (3)B
解析(1)利用Fe3+具有强氧化性,C中发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+,Fe3+显棕黄色,Fe2+显浅绿色,现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。
(2)②Fe2+以还原性为主,检验Fe2+实验方案是:取少量C中反应后的溶液置于试管中,向其中滴入酸性KMnO4溶液,若褪色说明有Fe2+,不褪色说明没有Fe2+;③HNO3具有强氧化性,能把SO2氧化成H2SO4,会干扰实验,因此该做法不合理。
(3)浓硫酸与SO2不发生反应,浓硫酸不能代替FeCl3,故A不符合题意;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,如果紫红色褪去,说明SO2具有还原性,故B符合题意;NaCl溶液不与SO2发生反应,故C不符合题意。
贴近生活·拓展创新
★SO2是常见的硫氧化物,在化工、生活等领域中应用广泛。
Ⅰ.如图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。
(1)⑥中发生反应的化学方程式为 。?
(2)③中实验现象为 ,证明SO2有 性。?
(3)⑤中反应的离子方程式为 (已知NaOH溶液足量)。?
Ⅱ.某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
现象
取4 g漂粉精固体,加入100 mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
ⅰ.液面上方出现白雾
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。?
(2)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是 。?
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是 。?
(3)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀盐酸,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则沉淀X中含有的物质是 。?
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因: 。?
答案Ⅰ.(1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O (2)有淡黄色沉淀产生 氧化
(3)SO2+2OH-SO32-+H2O
Ⅱ.(1)碱性、漂白性
(2)①检验白雾中是否含有氯气,排除干扰 ②白雾中混有SO2,SO2可与硝酸银溶液反应
(3)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2OSO42-+2Cl-+4H+
解析Ⅰ.(1)⑥中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)③中二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成单质S,SO2+2H2S3S↓+2H2O,实验现象为有淡黄色沉淀产生,二氧化硫中S元素的化合价降低,则二氧化硫具有氧化性。
(3)⑤的作用是吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气,化学方程式为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,离子反应方程式为SO2+2OH-SO32-+H2O。
Ⅱ.(1)漂粉精溶液的pH约为12,大于7,说明溶液显碱性,后褪色说明具有漂白性。
(2)①实验a的目的是检验白雾中是否含有氯气,如果有氯气,湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝;②白雾中混有SO2,可以被硝酸氧化为硫酸,硫酸与AgNO3溶液反应生成硫酸银白色沉淀。
(3)①取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2被氧化为SO42-,故沉淀X为CaSO4;②溶液呈黄绿色,说明有Cl2生成,Cl2与SO2在水溶液中反应生成盐酸和硫酸,反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2OSO42-+2Cl-+4H+。
课件39张PPT。第1课时 自然界中不同价态的硫元素及其之间的转化知识铺垫新知预习自主测试1.硫单质是黑火药的主要成分。黑火药爆炸的化学方程式为
2.硫元素有不同价态,含同种价态硫元素的物质之间可以通过
复分解反应相互转化,含不同种价态硫元素的物质之间可通过氧化还原反应相互转化。
3.探究物质是否具有还原性可通过使其与合适的氧化剂反应来验证,如 ,证明SO2具有还原性。探究物质是否具有氧化性可通过使其与合适的还原剂反应来验证,如Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,证明Fe3+具有氧化性。知识铺垫新知预习自主测试一、自然界中的硫
1.硫的存在
2.自然界中不同价态硫元素之间的转化知识铺垫新知预习自主测试二、认识硫单质
1.硫的同素异形体
硫单质俗称硫黄,常见的同素异形体有单斜硫和正交硫。
2.硫单质的物理性质知识铺垫新知预习自主测试3.硫单质的化学性质
硫元素常见的价态有-2价、0价、+4价、+6价,硫单质由于处于中间价态而既有氧化性,又有还原性。
(1)氧化性
(2)还原性
4.硫单质的用途
硫单质可用于制硫酸、化肥、火柴、杀虫剂等。知识铺垫新知预习自主测试三、二氧化硫
1.物理性质2.化学性质
(1)
(2)可逆反应:在相同条件下能同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“____”代替“===”。知识铺垫新知预习自主测试3.实验室制法
写出反应的化学方程式:Na2SO3+H2SO4(浓) === Na2SO4+SO2↑+H2O。
4.用途:制硫酸、漂白剂、消毒剂和防腐剂。
【微思考1】若试管内壁附着有单质硫时,可加入NaOH溶液加热,然后洗涤,即可除去,试分析反应的原理并写出相关反应的化学方程式。
提示:单质硫的化合价为0价,既可升高也可降低,当与NaOH溶液反应时,硫发生歧化反应生成易溶于水的Na2S和Na2SO3,化学方程式为3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。知识铺垫新知预习自主测试【微思考2】CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
提示:不能。少量的CO2和SO2通入到澄清石灰水中,均产生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入到澄清石灰水中现象都是先变浑浊后变澄清。其中SO2与Ca(OH)2反应的离子方程式为SO2+Ca2++2OH- === CaSO3↓+H2O,CaSO3+SO2+H2O === Ca2++2 。
【微思考3】有两瓶经过Cl2和SO2漂白的品红溶液,如何通过简单实验鉴别?将等量Cl2与SO2同时通入品红溶液,漂白性是否会增强?
提示:给漂白后的溶液加热,恢复红色的是经过SO2漂白的品红溶液,否则是Cl2漂白过的品红溶液。
将等量的Cl2与SO2同时通入品红溶液,漂白性会消失,因为Cl2和SO2发生反应生成了H2SO4和HCl。知识铺垫新知预习自主测试1.下列关于硫的叙述正确的是( )
A.硫是植物生长所需要的一种元素
B.硫单质质脆易粉碎,易溶于水,加热易熔化
C.只能以化合态存在于自然界中
D.在黑火药的爆炸中硫做还原剂
答案:A
解析:硫难溶于水,B项错误;硫在自然界中既有游离态又有化合态,C项错误;在黑火药的爆炸中生成K2S,硫化合价降低,是氧化剂,D项错误。知识铺垫新知预习自主测试2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“?”)。
(1)S在足量的纯氧气中充分燃烧生成SO3。( )
(2)将SO2通入品红溶液中,溶液褪色,加热后无变化。( )
(3)二氧化硫具有较强的还原性,故不能用浓硫酸干燥。( )
(4)将SO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生,再通入CO2,产生沉淀。( )
(5)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性。( )
(6)潮湿的Cl2和SO2都具有漂白性,那么将二者混合时其漂白能力会增强。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×探究1探究2探究3素养脉络随堂检测硫单质的性质
问题探究
1.硫的状态及受热后的现象分别是什么?
提示:硫为黄色或淡黄色固体,受热时硫逐渐熔化为液体,最后变为气体。
2.研细的铁粉和硫粉放在石棉网上,用灼热的玻璃棒引燃,描述实验现象并写出相关反应的化学方程式。
提示:混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,混合物继续保持红热,最终生成黑色固体,硫与铁反应放热,反应生成黑色的FeS:Fe+S FeS。
3.熔化后的硫粉与氧气的反应,描述实验现象并写出该反应的化学方程式。
提示:熔化后的硫粉在纯氧中剧烈燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成一种带有刺激性气味的气体,并放出大量的热:S+O2 SO2。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳
硫单质的化学性质总结探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析
例1关于硫的叙述正确的是( )
①黑火药爆炸的反应中,硫元素化合价降低,显还原性 ②分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作 ③硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
④1.6 g硫与6.4 g铜反应得到8.0 g纯净硫化物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
答案:B探究1探究2探究3素养脉络随堂检测解析:黑火药爆炸的反应中,硫单质得电子,生成K2S,化合价降低,显氧化性,①不正确;分离黑火药中三种成分可利用它们溶解性的差异,先用CS2处理,使硫溶解,过滤后蒸发滤液,得晶体硫,滤渣再用水处理,溶解硝酸钾,过滤,滤渣为炭粉,滤液经蒸发、浓缩、结晶,得到硝酸钾,②正确;当硫单质与金属反应时,硫做氧化剂,S+O2 SO2中S做还原剂,③不正确;当S与Cu在加热的条件下反应时,由于S的氧化性较弱,只能将Cu氧化成Cu2S,该反应的化学方程式为
2Cu + S Cu2S
2×64 32 160
6.4 g 1.6 g 8.0 g
即6.4 g Cu和1.6 g S恰好反应生成8.0 g Cu2S,④正确。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练1-1下列关于单质硫的性质的说法正确的是( )
A.单质硫跟金属单质的反应中硫都是氧化剂
B.单质硫跟金属单质的反应都需要加热或点燃
C.单质硫跟非金属单质的反应中硫都是还原剂
D.单质硫跟非金属单质的反应中硫都是氧化剂
答案:A
解析:金属元素的化合价只有正价,在金属硫化物中硫元素的化合价一定是负价,单质硫在跟金属单质的反应中都是氧化剂;在硫单质跟金属单质反应的条件中,并不都是加热或点燃,如硫与汞反应不需要加热;如果单质硫跟氧化性弱的非金属单质(如H2)反应,硫显氧化性;如果单质硫跟氧化性强的非金属单质,如与O2反应,硫显还原性。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练1-2下列化合物能由两种单质直接化合而生成的是( )
A.Fe2S3 B.CuS C.FeCl2 D.FeCl3
答案:D
解析:硫和变价金属反应,一般生成低价态的物质,如Fe、Cu分别与硫反应生成FeS、Cu2S,而Cl2的氧化性强,和变价金属反应,一般生成高价态的物质,如Fe、Cu分别与Cl2反应生成CuCl2、FeCl3,故D项正确。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测各类漂白剂的漂白原理
问题探究
将SO2通入品红溶液中,品红溶液为什么会褪色?加热时又恢复红色说明了什么?
提示:SO2具有漂白作用,与有色物质化合生成无色物质,但无色物质不稳定,遇热或长久放置又容易分解而恢复原来的颜色。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳
漂白剂漂白原理及比较
1.漂白原理分类探究1探究2探究3素养脉络随堂检测探究1探究2探究3素养脉络随堂检测2.SO2和Cl2漂白原理的比较 探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析
例2下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )答案:B探究1探究2探究3素养脉络随堂检测解析:铜与稀硫酸不反应,故A项错误;SO2使品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B项正确;SO2的密度大于空气,应用向上排空气法收集,故C项错误;SO2与NaHSO3不反应,吸收SO2气体应用氢氧化钠溶液,故D项错误。
易错提醒虽然SO2具有漂白性,但SO2与许多物质反应并不是SO2的漂白性。如SO2能使滴有酚酞溶液的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物,可与碱性物质发生反应;SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,是其还原性的体现。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练2-1下列说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H+)、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、活性炭都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2和Cl2等物质的量混合后同时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项中SO2使溴水、KMnO4(H+)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,不一定是SO2;C项所述漂白剂的漂白原理都不相同;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,从而使混合物失去漂白能力。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练2-2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
答案:C
解析:①SO2使品红溶液褪色,是二氧化硫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,是因为氯气和水反应生成了次氯酸,次氯酸具有强氧化性;③Na2O2加入含酚酞的水溶液中,先变红后褪色,是因为过氧化钠与水反应生成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;故有色溶液褪色原理相同的是②③。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测SO2和CO2性质的比较
问题探究
某化学兴趣小组为了探究常温下某未知气体的成分,将该气体通入澄清石灰水中,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入,发现浑浊又变澄清。由此该小组同学对气体的成分进行进一步的探究,该小组同学按如图所示连接装置,将气体从a端通入。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测通过以上实验,该小组同学观察到以下实验现象:
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。
(1)A中品红溶液的作用是什么?
(2)D中澄清石灰水的作用是什么?
(3)根据上述现象,该小组同学认为该气体的成分是什么?
提示:(1)检验二氧化硫。
(2)检验CO2是否存在。
(3)气体中含有CO2和SO2。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳
SO2和CO2性质的比较探究1探究2探究3素养脉络随堂检测探究1探究2探究3素养脉络随堂检测探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析
例3下列溶液中能用来区分SO2和CO2气体的是 ( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4 ④氯水 ⑤品红溶液 ⑥紫色石蕊溶液
A.①②③⑤ B.①⑥ C.① D.②③④⑤
答案:D
解析:①因SO2和CO2均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,则不能鉴别;②只有二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫沉淀,二氧化碳不能,现象不同,可鉴别;③因二氧化硫与KMnO4溶液发生氧化还原反应,观察到KMnO4溶液颜色变浅或消失,而二氧化碳与酸性KMnO4溶液不反应,则能鉴别;④SO2能与氯水中的氯气发生氧化还原反应生成两种强酸,可使氯水褪色,但CO2不能使氯水褪色,可用来鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能,则能鉴别;⑥两种气体溶于水得到的溶液都具有酸性,则不能用石蕊溶液鉴别。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测方法规律(1)CO2、SO2的鉴别。
①利用SO2的刺激性气味,用闻气味鉴别。
②利用SO2的漂白性,用品红溶液鉴别。
③利用SO2的还原性,用酸性高锰酸钾溶液、溴水或FeCl3溶液等鉴别。
注意不能用澄清石灰水鉴别CO2、SO2。
(2)除去CO2中SO2的方法。
①利用SO2的还原性,用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。
②利用H2SO3的酸性比H2CO3强,用饱和碳酸氢钠溶液除去。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练3将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体A,则产生白色沉淀。则气体A可能是( )
A.Cl2 B.H2
C.HCl D.CO2
答案:A
解析:Cl2具有强氧化性,能将SO2在溶液中氧化为 ,所以 和Ba2+结合可生成白色沉淀。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测探究1探究2探究3素养脉络随堂检测1.下列试剂中能鉴别SO2和CO2的是( )
A.湿润的石蕊试纸 B.品红溶液
C.澄清石灰水 D.HCl溶液
答案:B
解析:碳酸和亚硫酸都能使石蕊变红色,A项错误;二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,C项错误;二氧化碳和二氧化硫跟盐酸都不反应,D项错误。
2.下列物质能使品红溶液褪色的是( )
①活性炭 ②过氧化钠 ③氯水 ④二氧化硫 ⑤臭氧
A.①③④ B.②④⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
答案:D
解析:活性炭通过吸附褪色,过氧化钠、氯水、臭氧通过氧化反应褪色,二氧化硫通过生成不稳定的无色物质褪色。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测3.下列说法中,不正确的是( )
A.硫是一种黄色、质脆的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫易燃烧,其燃烧产物是大气污染物之一
D.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
答案:D
解析:铜和硫反应生成+1价金属硫化物。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测4.关于SO2的叙述中,不正确的是( )
A.SO2在有的反应中显示氧化性,有的反应中显示还原性
B.SO2是酸性氧化物,溶于水可以生成亚硫酸
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D.SO2气体通入品红溶液中,溶液褪色
答案:C
解析:二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,可以升高到+6价,也可以降低到0,所以二氧化硫既具有氧化性又具有还原性,A项正确;SO2是酸性氧化物,溶于水时能够与水反应生成亚硫酸,B项正确;SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现二氧化硫的还原性,C项错误;SO2具有漂白性,通入品红溶液中,品红溶液褪色,D项正确。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测5.在如图所示的转化关系中,已知B、D都是淡黄色固体,D与G的浓溶液在一定条件下反应生成E,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A ;F ;H 。?
(2)D与热的C溶液反应时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,试写出该反应的离子方程式: 。?
(3)写出D与G的浓溶液反应生成E的化学方程式: 。?探究1探究2探究3素养脉络随堂检测第2课时 硫酸 酸雨及其防治
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列气体不能用浓硫酸干燥的是( )
A.H2 B.SO2 C.NH3 D.Cl2
答案C
解析浓硫酸具有酸性,氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥,应该用碱石灰干燥。
2.某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( )
A.该雨水样品不属于酸雨
B.该雨水样品酸性没有变化
C.该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D.该雨水样品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
答案D
解析题中雨水的pH小于5.6,属于酸雨,A项错误;溶液的pH越小,酸性越强;故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH为4.0,雨水样品酸性逐渐增强,B项错误;可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4,导致雨水的酸性增强,而不应该是继续吸收空气中的CO2导致,C项错误,D项正确。
3.比较下述实验方案,能判断溶液中一定含有SO42-的事实是( )
A.取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.取试样溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解
C.取少量试样溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
D.取少量试样溶液,加入足量盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
答案D
解析加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成时,原溶液可能含有Ag+或SO42-,A项错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解,原溶液中可能含有SO42-或SO32-(BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4),也可能含有Ag+,B项错误;加入Ba(NO3)2溶液,能产生白色沉淀,原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-等,C项错误;当加入足量的盐酸时,无沉淀生成,加入BaCl2生成了白色沉淀,原溶液一定含有SO42-,D项正确。
4.关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是( )
A.在反应中,浓硫酸只表现出氧化性
B.该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2
C.在反应中,浓硫酸既表现出氧化性,又表现出酸性
D.每1 mol铜参加反应就有2 mol浓硫酸被还原,同时生成2 mol SO2
答案C
解析Cu和浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,分析反应前后元素化合价的变化可知,浓硫酸既表现出氧化性,又表现出酸性,该反应为氧化还原反应,在该反应中,每2 mol H2SO4参加反应只有1 mol H2SO4被还原,因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1,每1 mol铜参加反应生成1 mol SO2。
5.某同学设想用如图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( )
A
B
C
D
实验
目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验
装置
答案D
解析A项中由于分子是在不断运动的,故玻璃罩内空气中的水蒸气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烧杯内的液体量,能达到实验目的;B项中滤纸接触浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,能达到实验目的;C项中浓硫酸滴到小试管内的水中,放出的热量会使锥形瓶内气压增大,U形管内液面出现左低右高的现象,能达到实验目的;D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应,无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,不能达到实验目的。
6.下列有关说法中正确的是( )
A.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化,因此浓硫酸在常温下不能与铁、铝发生反应
B.白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性
C.浓硫酸主要以H2SO4分子存在
D.稀硫酸和浓硫酸性质完全相同
答案C
解析浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化发生了化学反应;浓硫酸主要以H2SO4分子存在,而稀硫酸中以H+和SO42-存在,二者性质不同。
7.已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式已配平):
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O。
试通过计算和推理完成下面的空白:
(1)A物质可以导致酸雨的形成。A应该属于 (用字母代号填写)。?
a.酸 b.碱
c.盐 d.酸性氧化物
e.碱性氧化物
(2)A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中 (填写化学式,下同)失去电子,氧化剂是 。?
(3)足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为 mol,生成的A气体在标准状况下体积为 L(假设气体全部逸出)。?
(4)计算:将反应后得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液混合,充分反应。反应后所得沉淀的质量为 g。?
答案(1)d (2)SO2 KMnO4 (3)0.05 1.12
(4)35.19
解析已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O,根据质量守恒定律可以求出A为SO2。
(1)SO2属于酸性氧化物,故选d。
(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中SO2是还原剂,其中S元素失去电子,氧化剂是KMnO4。
(3)由反应方程式可知,当有2 mol e-转移时,可以生成1 mol CuSO4和1 mol SO2。所以,足量的铜片与10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸充分反应,如果该反应过程中转移了0.1 mol电子,生成的CuSO4的物质的量为0.05 mol,生成SO2的物质的量为0.05 mol,0.05 mol SO2在标准状况下的体积为1.12 L。
(4)10 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中n(H2SO4)=0.18 mol,其中有0.05 mol被还原为SO2,由S元素守恒可知,反应后得到的溶液中还有0.13 mol SO42-,该溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应后可得到0.13 mol BaSO4和0.05 mol Cu(OH)2,所得沉淀的质量为35.19 g。
提升能力·跨越等级
1.甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示,则下列说法错误的是( )
A.若甲是C,则乙可能是O2
B.若甲是Fe,则乙可能是Cl2
C.若甲是NaOH,则乙可能是SO2
D.若甲是H2S,则乙可能是O2
答案B
解析若甲是C,则乙可能是O2,丙是CO,丁是CO2,A项正确;若甲是Fe,则乙是Cl2,则丙是氯化铁,氯化铁和氯气不反应,B项错误;若甲是NaOH,则乙可能是SO2,丙是亚硫酸钠,丁是亚硫酸氢钠,C项正确;若甲是H2S,则乙可能是O2,丙是S,丁是二氧化硫,D项正确。
2.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生成的量
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.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
答案D
解析上、下移动铜丝可控制铜丝与浓硫酸的反应,进而控制SO2的生成量,A项正确;根据装置的特点可知,B项正确,C项正确;因浓硫酸过量,应该将①中的溶液倒入水中观察,D项错误。
3.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C.把足量铜粉投入到只含2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
答案D
解析A项,浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(如NH3)。B项,金属与浓硫酸反应时,生成相应的盐和SO2,此时浓硫酸显酸性和强氧化性,而与S、C等非金属单质作用时,由于没有盐生成,故只显强氧化性。C项,Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度逐渐降低,当降到一定程度变为稀硫酸时,反应自行停止,故产生的SO2在标准状况下不足22.4 L。
4.利用如图所示装置进行下列实验,能得到相应实验结论的是( )
选
项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4
溶液褪色
SO2
有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有
漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液
无明显变化
CO2不与
CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具
有脱水性、
吸水性
答案C
解析SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,A项错误;在常温下,Cu和浓硫酸不发生反应,B项错误;盐酸的酸性比碳酸强,根据强酸制弱酸的原理可知,CO2不与CaCl2反应,C项正确;溴水褪色说明产生了SO2,证明了浓硫酸的强氧化性,D项错误。
5.将一定量的锌与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A 16.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中H+的物质的量浓度为1 mol·L-1。则下列叙述错误的是( )
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗锌95.5 g
D.反应中共转移电子1.5 mol
答案C
解析浓硫酸与Zn反应,最初产生SO2,当H2SO4浓度降低到一定程度后产生H2,A项正确;反应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O和Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。根据题意,反应后剩余的H+的物质的量为1 mol,则剩余H2SO4 0.5 mol,消耗的H2SO4是1.85 mol-0.5 mol=1.35 mol,生成的气体的物质的量是0.75 mol。根据题意可列下列方程组:
n(H2)+n(SO2)=0.75 moln(H2)+2n(SO2)=1.35 mol
解得n(SO2)=0.6 mol,n(H2)=0.15 mol,B项正确;m(Zn)=0.75 mol×65 g·mol-1=48.75 g,C项错误;转移电子0.75 mol×2=1.5 mol,D项正确。
6.用25 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与铜共热一段时间后,冷却,过滤除去多余的铜,将滤液稀释到100 mL,所得溶液中SO42-浓度为3 mol·L-1,则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.1.6 mol·L-1
C.1.8 mol·L-1 D.3 mol·L-1
答案B
解析反应前n(H2SO4)=0.025 L×18.4 mol·L-1=0.46 mol,n(SO42-)=0.46 mol,反应后n(SO42-)=3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol,则减少的n(SO42-)=0.46 mol-0.3 mol=0.16 mol,所以生成二氧化硫为0.16 mol,由Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,可知n(CuSO4)=0.16 mol,则c(CuSO4)=0.16mol0.1 L=1.6 mol·L-1。
7.科学兴趣小组为了研究某含硫酸雨的成分及成因,对取得的酸雨样品进行了pH的测定,随时间的推移,得到了如下的实验数据。(已知pH越小、酸性越强)
时间(h)
开始
8
16
24
32
40
48
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
(1)雨水样品放置时,pH变化的主要原因为?
?
(用化学方程式表示),由此可以得出酸雨形成的过程可能是 。?
(2)下列各选项是酸雨给人类造成的危害,其中不正确的是 。?
A.腐蚀建筑物、雕塑等 B.污染水源
C.改良碱性土壤 D.损害庄稼
(3)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
(4)实验室中进行SO2的制备及性质实验时,在装置最后必须有 装置,所选试剂为 ,发生反应的离子方程式为 。?
(5)为了减少煤燃烧时向大气中排放的二氧化硫,不同的地方往往采取不同的“固硫”方法。
①火力发电厂常用氢氧化钙的悬浊液吸收煤燃烧时产生的二氧化硫气体,并用来制取石膏(CaSO4·2H2O),有关反应的化学方程式为 。?
②硫酸工业中常用浓氨水来吸收二氧化硫,有关的化学方程式为 。?
答案(1)2H2SO3+O22H2SO4 雨水溶解SO2生成H2SO3,H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4,降落下来而形成酸雨
(2)C (3)C (4)尾气吸收 NaOH溶液(合理即可) SO2+2OH-SO32-+H2O
(5)①Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O、2CaSO3+O22CaSO4
②2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O
2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4
解析(1)由表中数据可知该地酸雨随着时间的增长,酸性增强,其原因是H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4。
(2)不能通过酸雨改良碱性土壤。
(3)为减少酸雨,应减少化石燃料的使用和硫氧化物等的排放。
(4)SO2是有毒气体,不能直接排放到空气中,实验室制备时必须有尾气吸收装置,可以用碱液吸收。
(5)①火力发电厂固硫原理为Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O、2CaSO3+O22CaSO4。②用浓氨水来吸收二氧化硫,有关反应的化学方程式为2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O、2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4。
8.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等均含有钠元素;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如下图所示:
(1)写出X和G的化学式:X ,G 。?
(2)写出有关变化的化学方程式:
D+丙: 。?
C+G: 。?
(3)写出B与H2O反应的离子方程式: ;若消耗0.5 mol B转移电子 mol。?
答案(1)Na2S SO3
(2)2Na2SO3+O22Na2SO4 SO3+2NaOHNa2SO4+H2O
(3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ 0.5
解析单质甲、乙均能与单质丙连续两次反应,可能是单质甲、乙分别被氧气连续氧化,生成不同的氧化物,则丙为氧气,氧化物与水反应放出氧气,则B是过氧化钠;C是氢氧化钠,A是氧化钠,甲为钠;又因为B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为硫,F为二氧化硫,G是三氧化硫;从而进一步推断出D为亚硫酸钠、E是硫酸钠,而硫酸钠的相对分子质量比亚硫酸钠的相对分子质量大16,符合题意。
(1)X为硫化钠,化学式为Na2S;G为三氧化硫,化学式为SO3。
(2)D为亚硫酸钠,丙为氧气,亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,化学方程式为2Na2SO3+O22Na2SO4;C为氢氧化钠,G为三氧化硫,氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水,化学方程式为SO3+2NaOHNa2SO4+H2O。
(3)B是过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑;该反应转移2 mol电子时,消耗2 mol Na2O2,则消耗0.5 mol Na2O2时转移0.5 mol电子。
贴近生活·拓展创新
★某兴趣小组用如图所示装置进行实验,探究铁和浓硫酸反应的产物及性质。(夹持及加热装置已略,气密性已检验)
实验开始前,先打开活塞K通一段时间N2。关闭活塞K后,向A中滴加一定量的浓硫酸,加热观察到A中有气泡产生。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。实验开始前,先通一段时间N2的目的是 。?
(2)给A中圆底烧瓶加热一段时间后发现B装置中溶液褪色,说明有 (填化学式)生成。再取出A中反应后的溶液少许,加入KSCN溶液未出现红色,则浓硫酸与铁反应的化学方程式是 。?
(3)C装置中 (填“有”或“无”)沉淀生成。D中溶液紫色褪去,体现气体产物的 性(填“氧化”“还原”或“漂白”)。?
(4)E装置的作用是 。(用离子方程式表示)?
答案(1)分液漏斗 排除装置中的空气
(2)SO2 Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O
(3)无 还原 (4)SO2+2OH-SO32-+H2O
解析(1)仪器a的名称是分液漏斗,先通一段时间N2的目的是除去装置内的空气(或氧气),防止二氧化硫被氧化。
(2)实验开始前,先打开活塞K通一段时间N2,排出装置中的空气,A中滴加一定量的浓硫酸,然后加热,取出A中的溶液少许,加入KSCN溶液未出现红色,可知A中生成了亚铁盐,B中品红溶液褪色可检验二氧化硫的生成,由此确定反应的化学方程式为Fe+2H2SO4(浓)FeSO4+SO2↑+2H2O。
(3)C中氯化钡溶液不与二氧化硫反应,故没有现象,D中酸性高锰酸钾溶液褪色体现了二氧化硫的还原性。
(4)E装置的作用是用于吸收尾气中的二氧化硫,防止污染环境,离子方程式为SO2+2OH-SO32-+H2O。
课件38张PPT。第2课时 硫酸 酸雨及其防治知识铺垫新知预习自主测试知识铺垫新知预习自主测试一、实验室里研究不同价态硫元素间的转化 知识铺垫新知预习自主测试二、硫酸
1.物理性质
纯硫酸是无色、黏稠、油状液体,沸点高、难挥发。常用的浓硫酸质量分数是98.3%,密度比水的大。浓硫酸溶于水时放出大量的热。
2.浓硫酸的特性
浓硫酸有三大特性:吸水性、脱水性和强氧化性。
(1)浓硫酸的吸水性:浓硫酸的吸水性是指把物质本身中游离的H2O分子或结晶水吸收。例如用浓硫酸作干燥剂,就体现了其吸水性。
(2)浓硫酸的脱水性:浓硫酸能从一些有机物中将氢、氧两元素按H2O的组成(氢原子∶氧原子=2∶1)脱去。
例如浓硫酸能使火柴棒、纸张变黑,就体现了其脱水性。知识铺垫新知预习自主测试(3)浓硫酸的强氧化性:与不活泼金属或非金属反应。
常温下,冷的浓硫酸能使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止了内部金属与H2SO4反应,这种现象叫钝化。
3.硫酸的工业生产,接触法制硫酸
(1)原料:硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸。知识铺垫新知预习自主测试三、酸雨及防治
1.酸雨的形成
硫的氧化物是形成酸雨的主要物质。含硫燃料燃烧排放的SO2在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨。这样所形成的酸雨也叫硫酸型酸雨。主要反应如下:
2.酸雨的危害很大,能直接破坏森林、草原和农作物,使土壤酸性增强,使湖泊酸化,还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。
3.酸雨的防治
(1)严格规定污染物的排放标准。
(2)开发清洁能源。知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色,该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸水性?
提示:体现了吸水性,浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子,吸收固体中的结晶水等);而脱水性是指浓硫酸可将有机物中的氢原子和氧原子按2∶1的比例脱出来,H和O原来不是以水分子的形式存在。
【微思考2】pH小于7的降水是酸雨吗?
提示:不一定。正常雨水由于溶解了CO2,pH为5.6,把pH小于5.6的降水称酸雨,收集到的酸雨样品,放置一段时间后,酸性会增强,是因为有一部分H2SO3转变为H2SO4。知识铺垫新知预习自主测试1.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
答案:D
解析:浓硫酸使蔗糖炭化,体现的是脱水性而不是吸水性,脱水性和吸水性的本质区别是看氢和氧两元素在原物质中是否是以H2O的形式存在。浓硫酸与铜的反应需在加热的条件下进行。浓硫酸作为干燥剂,不能干燥碱性和强还原性气体,氨气不能用浓硫酸干燥而氢气可以。浓硫酸使铁铝钝化必须强调在常温下。知识铺垫新知预习自主测试2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)用稀硫酸清洗锅炉中的水垢。( )
(2)用BaCl2溶液鉴别SO42-和SO32-。( )
(3)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸可用于干燥H2和CO。( )
(4)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的强氧化性。( )
(5)50 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分子的数目为0.46NA。( )
(6)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定有SO42-。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×探究1探究2素养脉络随堂检测浓硫酸的强氧化性和 的检验
问题探究
浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时,被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系?
提示:浓硫酸与铜反应时,由化学方程式2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O可得,被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一,但铜足量时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,稀硫酸不能再与铜反应,所以,被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.浓硫酸的强氧化性
(1)Fe、Al的钝化
常温下,Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。
(2)与氢之前的活泼金属反应
Zn+2H2SO4(浓) === ZnSO4+SO2↑+2H2O。
规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;②浓硫酸变稀之后发生反应Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑。探究1探究2素养脉络随堂检测(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应
规律:①反应需加热,否则不反应;②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2;③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。
(4)与非金属反应
规律:①反应需要加热,否则不反应;②氧化产物是含氧酸或非金属氧化物;还原产物为SO2;③浓硫酸只表现氧化性;④随反应进行,硫酸浓度变小,为稀硫酸后反应就停止;⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。探究1探究2素养脉络随堂检测2. 的检验
(1)正确操作
(2)杂质离子的干扰
①Ag+干扰:
盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-AgCl↓。
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3+2H+ === H2O+CO2↑+Ba2+)。因此检验 时,必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。
(3)钡盐的选择探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例1某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性,用下图所示装置进行有关实验。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 ,反应中体现了浓硫酸 性质。?
(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体是 ,其作用是 。?探究1探究2素养脉络随堂检测(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是 。B中应放置的液体是 (填字母)。?
a.水 b.酸性KMnO4溶液
c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是 。?
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中有余酸的是 (填字母)。?
a.铁粉 b.BaCl2溶液 c.银粉 d.Na2CO3溶液探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性、酸性
(2)强碱溶液(合理即可) 吸收多余的SO2,防止污染空气
(3)试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 d
(4)①反应过程中H2SO4被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不与稀硫酸反应 ②ad
解析:铜与浓硫酸反应会产生SO2,产生的SO2用向上排空气法收集,并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气,可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是贮存多余的SO2而不是吸收多余的SO2,因此所选试剂不能与SO2发生反应,且应使SO2在其中的溶解度较小,故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后,浓硫酸变为稀硫酸,故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H+反应产生明显现象的一组(因CuSO4中含有 ,故不能用检验 的方法来确定H2SO4的存在)。探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练1-1用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最合理的是( )探究1探究2素养脉络随堂检测答案:B探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练1-2浓硫酸的用途、反应现象与括号内的性质对应不正确的是( )
A.在化学实验中,浓硫酸可做SO2、CO2等气体的干燥剂(吸水性)
B.将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,有刺激性气味气体产生(脱水性和酸性)
C.向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑(脱水性)
D.在冷浓硫酸中放入铁片没明显现象(强氧化性)
答案:B探究1探究2素养脉络随堂检测解析:浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳、二氧化硫都不反应,可以用浓硫酸干燥两种气体,A项正确;将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,有刺激性气味气体产生,是因为浓硫酸具有脱水性使蔗糖炭化,浓硫酸具有强的氧化性,和单质碳反应生成二氧化碳和二氧化硫,B项错误;浓硫酸具有脱水性,能够使滤纸脱水炭化,所以向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑,C项正确;浓硫酸具有强的氧化性,常温下能使铁钝化生成致密的氧化膜,所以在冷浓硫酸中放入铁片没明显现象,D项正确。探究1探究2素养脉络随堂检测不同价态硫元素间的转化
问题探究
向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一培养皿扣在上面。
各有什么现象发生,为什么?提示: 探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.不同价态硫元素间的转化探究1探究2素养脉络随堂检测2.硫及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则
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
(2)含同种元素相邻价态的粒子间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。探究1探究2素养脉络随堂检测(3)归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O、2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 === 3Na2SO4+3S↓+3H2O。
(4)含硫物质的连续氧化规律探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例2利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。
探究1探究2素养脉络随堂检测(1)从硫元素化合价的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有 (填化学式)。?
(2)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为 。?
(3)Na2S2O3是重要的化工原料,从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是 (填代号)。?
a.Na2S+S b.Na2SO3+S
c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)SO2、H2SO3、Na2SO3
(2)SO2+2H2S === 3S↓+2H2O (3)b
解析:(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性,S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,所以含0价和+4价S的物质既有还原性又有氧化性,其中化合物有SO2、H2SO3、Na2SO3。
(2)将H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O。
(3)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2,a中S的化合价都小于2,c、d中S的化合价都大于2,b符合题意。探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练2在通常状况下,A为固态单质。根据如图转化关系,填写下列空白:
(1)写出A~E的化学式:
A ;B ;C ;
D ;E 。?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①E→C: ;?
②C转化为D: ;?
③B和C反应: 。?
(3)将C溶于水得到5 mL 0.10 mol·L-1的溶液,将该溶液与5 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合,反应的离子方程式为 。?探究1探究2素养脉络随堂检测解析:固体单质A能和氧气反应,也能和氢气反应,说明是非金属单质。根据其氧化产物可用于继续和氧气反应可判断,A是S,硫与氢气反应生成硫化氢,硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2,SO2和氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜、SO2和水。硫化氢中硫元素的化合价是-2价,处于最低价,具有还原性,而浓硫酸具有强氧化性,二者发生氧化还原反应,生成硫单质、SO2和水。探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应
B.浓硫酸具有吸水性,故能使蔗糖炭化
C.浓硫酸可作H2、NH3等气体的干燥剂,表现脱水性
D.浓硫酸和铜片加热时发生反应,表现酸性和氧化性
答案:D
解析:常温下浓硫酸与铁、铝发生钝化,是浓硫酸的强氧化性使铁、铝表面形成一薄层致密的氧化膜而阻止反应进行,A项错误;浓硫酸使蔗糖炭化体现其脱水性,B项错误;浓硫酸不能干燥NH3,浓硫酸可作H2的干燥剂体现其吸水性,C项错误;浓硫酸和铜片加热时发生反应生成硫酸铜表现酸性,生成二氧化硫表现氧化性,D项正确。探究1探究2素养脉络随堂检测2.下列有关环境污染的说法中正确的是( )
A.二氧化碳能引起温室效应,是一种大气污染物
B.显酸性的雨水称之为酸雨
C.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
D.酸雨只会使自然界的水质变酸,但不会腐蚀建筑物
答案:C
解析:温室效应主要是指由于人类向大气中大量排放二氧化碳等气体,增强了大气对红外线的吸收,阻止地球表面的热量向外散发,使地球表面的温度上升而形成,但二氧化碳未列入大气污染物,故A项错误;酸雨的pH小于5.6,是由于空气中含有大量二氧化硫或氮氧化物所致,故B项错误;燃煤时加入适量石灰石,高温下石灰石分解生成氧化钙,可与二氧化硫以及氧气反应生成硫酸钙,可大大减少废气中SO2的量,故C项正确;酸雨也会腐蚀建筑,故D项错误。探究1探究2素养脉络随堂检测3.在如图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是( )
A.①中苹果块会干瘪
B.②中胆矾晶体表面有“白斑”
C.③中小试管内有晶体析出
D.④中pH试纸变红
答案:D
解析:浓硫酸具有吸水性,故苹果块的水分和胆矾晶体的结晶水以及饱和硝酸钾溶液中的水会被吸收,A、B、C项均正确;pH试纸在浓硫酸中会被脱水炭化,应变黑,D项错误。探究1探究2素养脉络随堂检测4.在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是( )
答案:C探究1探究2素养脉络随堂检测5.将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯,滴入几滴水,搅拌均匀,然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑,片刻后,黑色物质急剧膨胀,同时产生大量刺激性气味的气体,放出大量的热。(如下图所示)探究1探究2素养脉络随堂检测(1)固体变黑体现了浓硫酸的 性(填“吸水”“脱水”或“强氧化”)。?
(2)确定刺激性气味气体的成分。
①将该气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热后恢复颜色,说明该气体中一定含有 。?
②将该气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊, (填“能”或“不能”)证明气体中含有二氧化碳,其理由是 。?
③刺激性气味气体产生的原因可用如下化学方程式表示,完成化学方程式:探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)脱水
(2)①SO2 ②不能 SO2也可使澄清石灰水变浑浊 ③CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析:(1)装置中使蔗糖变黑,是利用浓硫酸的脱水性把蔗糖中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1脱去。
(2)①有刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液褪色,加热后恢复颜色,说明该气体中一定含有二氧化硫。②二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀使溶液变浑浊,澄清石灰水变浑浊不能证明气体中含有二氧化碳。③脱水过程中反应放热,所生成的碳和浓硫酸共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
