硫及其氧化物
【学习目标】
1.了解大气污染的主要气体、原因及影响程度和解决措施。 2.掌握二氧化硫的性质,包括氧化性、还原性和漂白性。 3.了解硫元素的存在形式,以及硫单质的性质。 4.了解三氧化硫和硫化氢的性质。
【巩固练习】
一.选择题(每小题有只有1个选项符合题意)
1.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )。
A.通过品红溶液 B.先通过NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水 D.先通过KMnO4酸性溶液,再通过澄清石灰水
2.(2019 广西省柳州铁路一中期末考)将过量的CO2分别通入:①CaCl2溶液 ②NaAlO2溶液 ③Ca(OH)2溶液 ④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是( )。
A.①②③④ B.②④ C.①②③ D.②③
3.下列关于Cl2和SO2性质的叙述正确的是( )。
A.相同条件下,Cl2比SO2更易溶于水
B.在一定条件下,SO2比Cl2更易液化
C.常温下,等体积的Cl2和SO2混合气体通入BaCl2溶液时,无明显现象
D.等体积的Cl2和SO2分别通入含石蕊的水中,溶液的紫色立即褪去
4.下列说法正确的是 A.二氧化硫通入石蕊试液中,溶液先变红,后褪色 B.少量二氧化硫通入漂白粉溶液中的化学方程式:SO2+H2O+Ca(ClO)2==CaSO3↓+2HClO C.亚硫酸钠溶液使溴水褪色的离子方程式:SO32—+H2O+Br2==SO42—+2H++2Br— D.亚硫酸钠溶液中加入硝酸的离子方程式:SO32—+2H+== SO2↑+H2O5.(2019 黑龙江省牡丹江一中期末考)下列五种有色溶液与SO2作用,均能褪色,其反应实质相同的是( )。
①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③溴水 ④滴入酚酞的烧碱溶液 ⑤淀粉—碘溶液
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.②③⑤
6.能实现下列物质间直接转化的元素是( )。
单质氧化物酸或碱盐
A.硅 B.硫 C.铜 D.铁
7.为了除去CO2气体中的SO2气体,下列对于仪器和药品的组合中合理的是( )。
仪器:①洗气瓶 ②干燥管
药品:③生石灰 ④苏打溶液 ⑤小苏打溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①③ D.①④
8.高温下硫酸亚铁发生如下反应:2FeSO4Fe2O3+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
9.下列各反应不属于可逆反应的是( )。
A.SO2与H2O反应生成H2SO3 B.H2O分解生成H2和O2
C.SO2和O2反应生成SO3 D.H2与I2反应生成HI
10.向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是( )
A.BaSO4 B.FeS C.BaSO3 D.S
11.向BaCl2溶液中通入SO2至饱和,此过程看不到明显变化。再向溶液中加入一种物质,溶液变混浊。加入的这种物质不可能是( )
A.FeCl3溶液 B.AlCl3溶液 C.Na2S溶液 D.AgNO3溶液
12.(2019 湖北宜昌一中期末考)某碱性无色溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,则该溶液中存在的离子可能为( )。
A.
Ag+
B.
SO42﹣
C.
CO32﹣
D.
Cu2+
13.检验未知溶液中是否含有SO42-,下列操作中最合理的是( )
A.加入硝酸酸化的硝酸钡溶液 B.先加硝酸酸化,再加入硝酸钡溶液
C.加盐酸酸化了的BaCl2溶液 D.先加盐酸酸化,再加入BaCl2溶液
14.下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项
实 验 操 作 及 现 象
实 验 结 论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
C
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
将少量某物质的溶液滴加到盐酸中,有气体放出,可使澄清石灰水浑浊
该物质一定是碳酸盐
二、实验题
1.某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应,没计如下图所示的实验装置进行实验。
(1)装置A中发生的反应为2KMnO4+16HCl (浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应中的氧化剂是______,生成71 g Cl2转移的电于是________mol。装置C中生成SO2,反应的化学方程式是________。
(2)装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是________。
(3)打开A、C中分液漏斗的活塞,一段时间后关闭活塞。待反应完全后,小组同学又继续如下实验。
①甲同学取适量B中溶液于试管巾,向其中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成。甲同学因此认为SO2和Cl2发生了反应.理由是该反应中生成了________(填离子符号)。
②乙同学认为甲同学的结论不合理,认为A中生成的Cl2中混有杂质,应该在装置A、B间增加一个洗气瓶,然后再按甲同学的方法即可得到正确结论。乙同学认为Cl2中混有的杂质是________,洗气瓶中所盛试剂的名称是________。
③丙同学则认为甲、乙两位同学的结沦均不合理。丙同学取适量B中溶液于试管中,向其中滴加少量溶液X,有白色沉淀生成,则可得出结论,即SO2与Cl2同时通入水中。可以发生反应。溶液X是______(填选项序号)。
a.BaCl2溶液 b.Ba(OH)2溶液 c.Ba(NO3)2溶液 d.品红溶液
2.实验室制取SO2的反应原理为: Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率: (1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是_____________→_____________→_____________→_____________→ _____________→_____________→_____________→_____________(填各接口的编号)。 (2)实验时甲仪器的作用与原理是_____________。 (3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是_____________。 (4)Ⅳ处观察到的现象是_____________。 (5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会_____________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为___________。三、解答题
1.对某次采集的酸雨样品,每隔一段时间测定一次pH,得到数据如下:
时间
开始
8小时
16小时
24小时
32小时
40小时
48小时
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
回答:(1)放置时,雨水样品pH变化的主要原因。(2)pH变化的化学方程式。
2.空气质量越来越受到人们的关注,下表是我国部分城市空气质量周报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
太原
98
SO2
Ⅱ
青岛
47
Ⅰ
兰州
103
TSP
Ⅲ
广州
90
NOx
Ⅱ
(注:TSP——总悬浮颗粒物;NOx——氮氧化物)
(1)由上表可知,从理论上分析最容易出现酸雨的城市是________。
(2)悬浮颗粒物不易沉降,它与空气中的SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,悬浮颗粒物所起的作用是________(填序号)。
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.吸附剂
(3)氮的氧化物也是大气污染物之一。目前,治理NO的方法是在一定条件下用氨把一氧化氮还原为氮气和水。科学家又设想,在相同条件下可采用价格比NH3更便宜的天然气来处理NO,达到同样效果,写出该反应的化学方程式________________。
【答案与解析】
一.选择题
1.D
【解析】 A选项检验的是SO2;B选项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;只有D选项,KMnO4酸性溶液将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若有白色沉淀一定有CO2,若无沉淀则无CO2,故正确答案为D。
2.B
【解析】①CaCl2溶液与二氧化碳不反应,故①不会产生沉淀;②NaAlO2溶液通入过量的二氧化碳,由于碳酸酸性比氢氧化铝强,所以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠,2H2O+NaAlO2+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,故②产生白色沉淀;③Ca(OH)2通入过量的二氧化碳,2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2,不会产生沉淀,故③不会产生沉淀;④饱和Na2CO3溶液通入足量二氧化碳,由Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3可知,此反应消耗水,且Na2CO3转化为NaHCO3后溶质质量增加,又因NaHCO3溶解度较小,所以会有晶体析出,故④会产生沉淀。
3.B
【解析】C、D中因反应Cl2+SO2+2H2O==H2SO4+2HCl,使C中有沉淀,D中紫色不褪去。
4.C
5.D
【解析】①二氧化硫使品红溶液褪色体现其漂白性;②二氧化硫使酸性KMnO4溶液褪色,体现其还原性;③二氧化硫使溴水褪色,体现其还原性;④二氧化硫使滴入酚酞的烧碱溶液褪色,是因为二氧化硫为酸性氧化性,与氢氧化钠反应;⑤二氧化硫使淀粉—碘溶液褪色,体现其还原性;所以反应实质相同的是②③⑤。
6.B
【解析】硫可依次发生以下反应:S+O2SO2、SO2+H2OH2SO3、H2SO3+2NaOH==Na2SO3+2H2O。
7.A
【解析】洗气瓶必须与液态试剂对应,干燥管必须与固态试剂对应。SO2既能与小苏打(NaHCO3)溶液反应,又能与苏打(Na2CO3)溶液反应;CO2只能与苏打(Na2CO3)溶液反应,不能与小苏打(NaHCO3)溶液反应。
8.D
【解析】SO3溶于水生成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,SO2在硫酸溶液中不易溶解,另外BaSO3能溶解在酸中。
9.B
【解析】可逆反应强调反应条件相同。
10.A
【解析】Fe3+可氧化SO2。
11.B
12.B
【解析】A、Ag+能与OH﹣反应,故不能存在于碱性溶液中,故A不选;
B、SO42﹣无色,而且能存在于碱性溶液中,能与氯化钡生成BaSO4白色沉淀,而BaSO4是强酸盐,与硝酸不反应,故B符合;
C、CO32﹣无色,能存在于碱性溶液中,能与氯化钡生成BaCO3白色沉淀,但BaCO3是弱酸盐,能与硝酸反应从而溶解,故C不符合;
D、Cu2+为蓝色,也不能存在于碱性溶液中,故D不符合。
13.D
14.B
【解析】A中还可能是银离子;C中气体也许是氯气;D中离子可能是碳酸根、碳酸氢根、亚硫酸根、亚硫酸氢根。
二、实验题
1.(1)KMnO4 2 Na2SO3+H2SO4 (浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)处理尾气,防止污染空气 (3)①Cl- ②HCl 饱和食盐水 ③ab
【解析】(1)KMnO4与浓盐酸的反应中,KMnO4作氧化剂,HCl作还原剂,n,反应中生成1 mol Cl2转移2 mol电子。装置C中发生反应的化学办程式为Na2SO3+H2SO4 (浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)SO2、Cl2均是有毒气体,NaOH溶液可以吸收SO2和Cl2,防止它们污染空气。(3)①滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明B中溶液中含有Cl-。②浓盐酸具有挥发性,故KMnO4和浓盐酸反应制得的Cl2中含有少量HCl气体。要除去Cl2中混有的HCl气体,可以使气体通过饱和食盐水。
2.(1)a h i b c f g d (2)作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等 (3)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸 (4)有无色(或白色)晶体(或固体)生成 (5)减小 (6)×100%或×100%
三、解答题
1.(1)在40小时之前,酸雨中一直在进行着SO2→H2SO3→H2SO4的变化,H2SO3是弱酸,H2SO4是强酸。40小时之后已不再生成H2SO4。
(2)2H2SO3+O2==2H2SO4。
2.(1)太原 (2)C (3)4NO+CH4==2N2+CO2+2H2O