课时素养评价
二十 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.接触法制硫酸中没有涉及的设备是
( )
A.沸腾炉
B.合成塔
C.吸收塔
D.接触室
【解析】选B。接触法制硫酸中没有涉及合成塔。
【补偿训练】
某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸,变废为宝,化害为利。其原理是( )
A.利用了SO2的水溶性,将SO2直接通入水中
B.利用了SO2的氧化性,将SO2直接通入水中
C.利用了SO2的氧化性,使其与O2反应而转化为SO3,再与水反应
D.利用了SO2的还原性,使其与O2反应而转化为SO3,再与水反应
【解析】选D。利用SO2生产硫酸发生的反应为SO2与O2反应生成SO3,体现SO2的还原性。
2.(教材二次开发·原创题)国家为了规范管理危险品,颁布了《危险化学品目录》,其中硫酸是危险品,且是第三类易制毒化学品。经营硫酸,除了要有危险化学品经营许可证,还要办理非药品类易制毒化学品经营备案证明。
下列关于硫酸性质的描述中,不正确的是
( )
A.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸也有氧化性
B.由于浓硫酸具有脱水性,故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验
C.稀硫酸与铁、铝反应,浓硫酸在常温下不与铁、铝反应
D.浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成,可能是CuO
【解析】选C。浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸中H+具有氧化性,A正确;浓硫酸可将有机物中氢、氧两种元素按水的组成比脱去,使蔗糖变黑而成“黑面包”,表现了浓硫酸的脱水性,B正确;浓硫酸在常温下可将铁、铝氧化,在其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化,C错误。
【补偿训练】
在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是
( )
A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同
B.c、d两处的混合气体成分含量相同,温度不同
C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体
D.c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
【解析】选B。根据装置图可知,从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气,经过热交换器后从b处出来的是热的气体,成分与a处相同,A项正确;c处的气体为SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的SO3及未反应的SO2、O2等,该反应是放热反应,当经过热交换器后被冷的气体降温,
SO3变为液态,故c、d处含有的气体的成分不相同,B项错误;热交换器的作用是预热待反应的冷的气体,同时冷却反应产生的气体,为SO3的吸收创造条件,C项正确;c处气体经过热交换器后再次被催化氧化,目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3,从而可以提高SO2的转化率,D项正确。
3.(2019·南京高一检测)某同学通过查阅得到以下资料:
材料一:BaSO4、BaSO3都难溶于水,BaSO4难溶于强酸,但BaSO3可溶于强酸,故BaSO4作为造影剂用于X射线检查,而BaSO3不能。
材料二:三氯化铁与二氧化硫能发生下列反应:2FeCl3+SO2+2H2OFeCl2+
FeSO4+4HCl。
在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入一定量的SO2,有白色沉淀生成,由此得出的结论中正确的是
( )
A.白色沉淀是BaSO3
B.无法确定白色沉淀的成分
C.白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物
D.FeCl3被SO2还原为FeCl2
【解析】选D。由题意知BaSO3不能在酸性溶液中存在,而Fe3+可以将SO2氧化为S,自身被还原为Fe2+,故沉淀为BaSO4,故只有D正确。
【互动探究】(1)如何用实验证明三氯化铁与二氧化硫发生了反应?
提示:取少量反应后的溶液于试管中,加足量盐酸酸化,再加少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则说明反应发生了。
(2)如何通过实验进一步验证白色沉淀是否含有BaSO3?
提示:取少量白色沉淀于试管中,加足量盐酸,若白色沉淀不溶解,则说明白色沉淀无BaSO3,若白色沉淀部分或全部溶解且有刺激性气味气体产生,则说明白色沉淀有BaSO3。
【补偿训练】
已知①Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是
( )
A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,所以硫酸是氧化性酸
B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等,则生成气体的物质的量相等
【解析】选A。从反应方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,但稀硫酸不是氧化性酸,A项错误;过量的Zn在浓硫酸中反应先生成SO2,硫酸变稀后生成H2,B项正确;Zn与稀硫酸反应,被氧化,氧化产物是ZnSO4,C项正确;Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1
mol
H2SO4被还原时分别生成1
mol
SO2和1
mol
H2,D项正确。
4.某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是
( )
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
加入金属铝片
产生刺激性气味者为稀硫酸
C
分别加到盛水的试管中
放热者为浓硫酸
D
加到CuSO4·5H2O晶体中
变白者为浓硫酸
【解析】选B。浓硫酸具有脱水性,使火柴梗变黑,A正确;向稀H2SO4中加入金属铝片后,产生无色无味气体,B错误;浓硫酸溶于水放出大量的热,C正确;浓硫酸具有吸水性,加到CuSO4·5H2O晶体中变白,D正确。
5.如图小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3
mL浓硫酸,静置片刻后,U形细玻璃管中可观察到的液面现象是
( )
A.左高右低
B.左低右高
C.左右一样高
D.来回振动
【解析】选B。浓硫酸稀释时放出大量的热,使管内的气体膨胀,压强增大,所以U形细玻璃管内水的液面左低右高。
6.有一白色粉末X,关于它的实验现象为:
则X的化学式可能为
( )
A.Na2SO4
B.Na2CO3
C.(NH4)2SO4
D.Na2SO3
【解析】选D。用排除法,只有B、D项所示物质与H2SO4反应有气体产生;只有D项中产生的气体与NaOH反应生成盐可使溴水褪色,D正确。
7.足量的浓硫酸与m
g铜完全反应,得到标准状况下n
L
SO2,则被还原的H2SO4是
( )
A.
mol
B.
mol
C.
g
D.
g
【解析】选D。根据Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,得被还原的H2SO4的物质的量n(H2SO4)=n(Cu)==
mol;
n(H2SO4)=n(SO2)==
mol。被还原的H2SO4的质量m(H2SO4)=
mol×98
g·mol-1=
g;m(H2SO4)=
mol×98
g·mol-1=
g。
二、非选择题(本题包括2小题,共28分)
8.(14分)如图为某实验小组同学设计的铜与浓硫酸反应的实验装置,实验步骤如下:
Ⅰ.先连接好装置,检验气密性,加入试剂;
Ⅱ.加热三颈烧瓶A直到D中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;
Ⅲ.将Cu丝上提离开液面。
(1)熄灭酒精灯后,发现D中的液体不会倒吸,其原因是?___________________。?
(2)支管B的作用是_____________________________________。?
(3)为探究D中使品红溶液褪色的微粒是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组同学做了如下实验:将干燥的二氧化硫气体通入品红与无水乙醇的混合液中,品红溶液不褪色;据此实验推断,使品红溶液褪色的微粒可能有______________种。?
【解析】(1)空气从C导管进入A中,熄灭酒精灯后,D中液体不倒吸。
(2)支管B可以平衡压强,使液体顺利流下。
(3)SO2和水反应生成H2SO3,SO2和酒精不反应,将干燥的二氧化硫气体通入品红与无水乙醇的混合液中,品红溶液不褪色,得出SO2的漂白作用是SO2和水反应的产物导致的,其产物中有H2SO3、HS和S三种微粒。
答案:(1)A中压强减小时,空气从C导管进入A中,可防止D中液体倒吸
(2)平衡压强,使液体顺利流下
(3)3
9.(14分)皮蛋,又称松花蛋,因其独特的口味,是不少市民心爱的食物。传统皮蛋主要原料有生石灰、纯碱、食盐、红茶、植物灰等。央视曝光了江西南昌皮蛋生产企业使用工业硫酸铜“炮制”皮蛋,工业硫酸铜中含有大量重金属。
实验证明铜在低温下不能和O2发生反应,也不能和稀硫酸共热发生反应。
(1)但工业上是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列什么反应?写出反应的化学方程式。
(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备CuSO4溶液,在该反应中硫酸表现什么性质?氧化剂与还原剂的物质的量之比是多少?写出反应的化学方程式。
(3)试分析以上两种方法哪种好?说明原因。
【解析】(1)在稀硫酸存在的条件下,Cu与O2反应后的产物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4。
(2)在加热条件下铜与浓硫酸反应,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸表现酸性(生成CuSO4)和氧化性(生成SO2),氧化剂(H2SO4)与还原剂(Cu)的物质的量之比为1∶1。
(3)第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应,浓硫酸会被还原为SO2,其利用率降低且生成的气体有毒,故第一种方法好。
答案:(1)Cu与O2反应生成CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4;
2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O
(2)酸性和氧化性;1∶1;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)第一种方法好。原因:①制得相同质量的产品,第一种方法消耗的硫酸少;②第二种方法生成SO2,会造成大气污染;③第一种方法节约能源
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括1小题,共10分)
10.(双选)用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是
( )
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2SO3H2SO4
途径③:FeS2SO2SO3H2SO4
A.途径①的反应中体现了浓HNO3的酸性
B.途径②、③的第二步反应在实际生产中可以用空气代替O2来降低成本
C.由途径①、②、③分别制取1
mol
H2SO4,理论各转移6
mol
e-
D.工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收
【解析】选A、C。途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应,表现了浓硝酸的强氧化性,A错误;可以用空气代替O2来降低成本,B正确;由途径①、②分别制取1
mol
H2SO4,理论上各消耗1
mol
S,各转移6
mol
e-,而途径③硫元素的化合价从-1价→+6价,制取1
mol
H2SO4,转移大于6
mol
e-,C错误;工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收,D正确。
【补偿训练】
已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。M与X的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列说法正确的是
( )
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若M为铁,则足量M与X在室温下即可完全反应
C.若M为碳单质,P溶于水得到的酸的酸性比Q溶于水得到的酸的酸性强
D.工业上,N转化为Q的反应条件为高温、常压、使用催化剂
【解析】选D。X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑,则X是硫酸,Q和水反应生成硫酸,则Q是三氧化硫,N和氧气反应生成三氧化硫,则N是二氧化硫。X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性,A错误;若M是铁,常温下,铁与浓硫酸发生钝化现象,铁不能完全溶解,B错误;若M是碳,浓硫酸和碳反应生成二氧化碳,对应的酸为碳酸,碳酸是弱酸,而三氧化硫与水反应生成硫酸,硫酸是强酸,C错误;工业上,二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温、常压、使用催化剂,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共20分)
11.某学习小组进行浓硫酸对蔗糖的脱水实验,在200
mL烧杯中放入20
g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15
mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。进行如下探究:
(1)观察现象:蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味。按压此黑色物质时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态。
同学们由上述现象推测出下列结论:
①浓硫酸具有强氧化性;
②浓硫酸具有吸水性;
③浓硫酸具有脱水性;
④浓硫酸具有酸性;
⑤黑色物质具有强吸附性。
这些结论中依据不充分的是________(填标号)。?
(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如图装置:
试回答下列问题:
①图1的A中最好选用图2中的装置________
(填标号)。?
②图1的B装置所装试剂是____________;D装置中试剂的作用是___________;?
E装置中发生的现象是_______________________________________________。?
③图1的A装置中使蔗糖先变黑的化学方程式为?________________________;?
体积膨胀的化学方程式为____________________________________________。?
【解析】(1)蔗糖先变黄,再逐渐变黑,说明有碳单质生成,证明浓硫酸具有脱水性;体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味,说明碳单质与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,证明浓硫酸具有强氧化性;按压该黑色物质时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态,证明该黑色物质表面积较大,具有吸附性。由观察到的现象不能推测出浓硫酸具有吸水性和酸性,选②④。
(2)①蔗糖与浓硫酸反应不需要加热,故最好选用图2中的装置Ⅱ。
②装置B中试剂为品红溶液,用来检验生成物SO2;装置C的作用是除去SO2,装置D的作用是检验SO2是否被除尽;装置E中的Ba(OH)2溶液用来检验生成物CO2,故现象是溶液出现白色浑浊。
③蔗糖变黑是蔗糖脱水生成碳,化学方程式为C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O;体积膨胀是浓硫酸氧化碳生成大量气体,化学方程式为2H2SO4(浓)+CCO2↑+
2SO2↑+2H2O。
答案:(1)②④ (2)①Ⅱ
②品红溶液 检验SO2是否被除尽 溶液出现白色浑浊
③C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O
2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O
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专题4 硫与环境保护
第一单元 含硫化合物的性质
第1课时 二氧化硫的性质和应用
一、硫
1.硫元素的存在状态
(1)游离态:游离态硫存在于_________的岩层;
(2)化合态:化合态主要存在于_______________,火山喷出物中还含有硫的
_______和_______。
2.硫的物理性质
___色或_____色固体,俗称_____,质地脆,易研成粉末,密度比水___,难溶于水,
微溶于_____,易溶于___。
必备知识·自主学习
火山喷口
硫化物和硫酸盐
氢化物
氧化物
黄
淡黄
硫黄
大
酒精
CS2
【自主探索】
1.(想一想)如何除去试管内壁附着的硫?
提示:用二硫化碳溶解除去。
2.(情境思考)火山喷发时放出的各种气体。其主要成分有水蒸气、含硫化合物和二氧化碳。含硫的气体主要是哪种气体?
提示:硫化氢和二氧化硫气体。
二、二氧化硫的性质和应用
1.物理性质
二氧化硫是一种无色、有_______气味的气体。密度_____空气,易溶于水。吸入二
氧化硫对人体_____。
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①实验1:用充有80
mL二氧化硫的针筒吸入10
mL蒸馏水,用橡皮塞堵住针筒的前
端,振荡,观察针筒内气体体积的变化,然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。
②现象:气体体积减小,pH试纸显___色,即SO2的水溶液显___性。
刺激性
大于
有害
红
酸
③写出下列反应的方程式
与水反应:__________________(H2SO3弱酸、可逆反应)
与碱(如NaOH)反应:________________________(SO2的尾气吸收)
与碱性氧化物反应:SO2+CaO
====
CaSO3↓。
SO2+H2O
H2SO3
SO2+2NaOH
====
Na2SO3+H2O
(2)还原性
①实验2:向试管中加入5
mL二氧化硫水溶液,滴加几滴氯化钡溶液,观察现象;
再向试管中滴加5
mL
3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加几滴稀盐酸,
观察实验现象。
现象:开始无现象,滴加H2O2溶液后,产生_________。
化学方程式:__________________、____________________________。
②SO2具有强还原性(+4→+6),可以被强氧化剂O2、氯水、溴水、碘水、KMnO4等
氧化。反应方程式为
与氧气反应:_________________;
与卤素单质(如Cl2)反应:___________________________
白色沉淀
SO2+H2O2
====
H2SO4
H2SO4+BaCl2
====
BaSO4↓+2HCl
2SO2+O2
2SO3
SO2+Cl2+2H2O
====
H2SO4+2HCl
(3)弱氧化性:(S:+4→0价):
SO2与H2S反应的化学方程式为_______________________。
(4)漂白性:与某些有色物质(如品红)生成_________________,加热或久置可恢
复原来的颜色。
3.二氧化硫的用途
制造硫酸、食品和干果防腐剂、漂白剂等。
SO2+2H2S
====
3S↓+2H2O
不稳定的无色物质
【自主探索】
(情境思考)每到了进补的季节,白色的银耳就会成为人们餐桌上一道佳品。但中央电视台《生活》节目组的记者在福建、桂林和北京的一些市场发现,一些看起来非常白而又鲜亮诱人的银耳竟是经过特殊工序处理的。是什么物质将银耳变白了呢?这种银耳能否食用?
提示:二氧化硫。二氧化硫有毒,用二氧化硫漂白的银耳不能食用。
关键能力·合作学习
知识点一 硫?
1.分析硫元素的化合价,硫单质既具有氧化性,又有还原性。
2.硫的化学性质
(1)还原性:(S:0→+4价)
硫在氧气中剧烈燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,有刺激性气味的气体SO2产生。
化学方程式:S+O2
SO2
(2)氧化性:(S:0→-2价):
①与氢气反应:S+H2
H2S
②与金属单质反应:S+2Na
Na2S、S+Hg
====
HgS
【合作探究】
1.(思维升华)已知反应:Fe+S
FeS,结合Fe与Cl2的反应,思考S和Cl2的氧
化性有何差异?(宏观辨识与微观探析)
提示:Fe与Cl2的反应生成高价态化合物FeCl3,Fe与S的反应生成低价态化合物
FeS,说明氯气的氧化性强于硫。
2.(情境应用)附在试管内壁的硫也可以用热碱液洗去,硫与热碱液反应生成金
属硫化物和亚硫酸盐,如3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫体现什
么性质?(科学探究与创新意识)
提示:氧化性和还原性。单质硫的化合价为0价,既可升高也可降低。
【典例示范】
【典例】关于硫的叙述正确的是
( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中
B.分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
【解题指南】解答本题要明确以下两点:
(1)依据硫元素价态的变化确定硫单质的化学性质。
(2)混合物分离提纯的方法。
【解析】选B。元素在自然界中存在形式虽然与化学活泼性有关,但不能把非金属性强弱作为判断依据,A错误;黑火药成分中的硫黄溶于CS2后过滤,将滤液蒸发得到晶体硫,滤渣再加水溶解过滤,滤渣为炭粉,蒸发滤液,浓缩结晶得到硝酸钾,B正确;S单质显0价,属于中间价态,遇到金属、H2时作氧化剂,遇到O2等强氧化性非金属时作还原剂,C错误;硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,而氯气却生成高价态的金属氯化物,氯气氧化性比硫强,D错误。
【规律方法】(1)硫单质的氧化性较弱,与具有可变化合价的金属发生反应时,
只生成低价态化合物,如Fe+S
FeS,2Cu+S
Cu2S。
(2)硫与氧气反应的现象:硫在空气中燃烧火焰为淡蓝色,在纯氧中燃烧火焰为
蓝紫色。
(3)硫的特殊反应:S+Hg
====
HgS,此反应常温下进行,故可用硫粉除去少量洒
落的汞。
【母题追问】分析下列反应中,硫表现氧化性还是还原性。
(1)硫与氧气
________?
(2)硫与氢气________?
(3)硫与铁 ________?
(4)硫与铜 ________?
提示:(1)还原性
(2)氧化性 (3)氧化性 (4)氧化性
【素养训练】
1.下列有关硫的说法中不正确的是
( )
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体,有多种同素异形体
B.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧产物是三氧化硫
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物
【解析】选B。硫在空气中和纯氧中的燃烧产物均为SO2。
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
A.②⑤⑥
B.①④⑥
C.③④⑤
D.③④⑥
【解析】选B。金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时,只能生成FeS和Cu2S,而不是Fe2S3和CuS。Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3,而不是FeCl2。
知识点二 二氧化硫的性质和应用?
1.二氧化硫的性质
(1)SO2可以被氧化,也可以被还原,在化学反应中,表现出酸性氧化物的通性、弱氧化性、强还原性。
(2)SO2的漂白性:
2.二氧化硫实验室制法
实验室用Na2SO3粉末与较浓的硫酸反应制得二氧化硫,化学方程式为Na2SO3+H2SO4
====
Na2SO4+SO2↑+H2O。
【方法导引】
SO2和CO2的鉴别方法
(1)品红溶液:使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
(2)高锰酸钾溶液:使紫红色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
(3)溴水:使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
(4)硝酸酸化的硝酸钡溶液:产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2,发生反应的化学方程式为:
2H2O+2HNO3+3SO2
====
3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4
====
BaSO4↓+2HNO3
(5)FeCl3溶液:使棕黄色颜色变浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2,发生反应的化学方程式为:2FeCl3+SO2+2H2O
====
FeCl2+FeSO4+4HCl
注意:不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
【合作探究】
(教材二次开发)设计检验CO2、SO2同时存在的实验流程,完成下列表格。(科学探究与创新意识)
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
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
澄清的石灰水
预期
现象
_____
_____
_______
_______
【典例示范】
【典例】某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________,其中发生反应的化学方程式为_______________________。?
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是__________________、______________
,这些现象分别说明SO2具有的性质是______________和____________
;装置B中发生反应的离子方程式为________________。?
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象
_______________________。?
(4)尾气可采用____________________
溶液吸收。?
【解题指南】解答该题要注意以下两点
(1)SO2的实验室制法。
(2)SO2中硫元素的化合价是+4价,处于中间价态,既可以升高被氧化又可以降低被还原,既有氧化性又有还原性。
【解析】由图中试剂可知A是制取SO2的装置,SO2通入酸性KMnO4溶液被氧化,再
通入Na2S溶液中,被S2-还原成硫单质,最后剩余的SO2不能直接排放,否则会污染
空气,可用碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
答案:(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)
====
Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色
无色溶液中出现黄色浑浊 还原性
氧化性
5SO2+2Mn
+2H2O
====
2Mn2++5
+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH(其他合理答案也可)
【母题追问】分别将SO2及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:品红溶液中通入SO2后褪色,加热又恢复为红色;品红溶液中通入Cl2后褪色,加热不显红色。
紫色石蕊试液中通入SO2后,溶液变为红色;紫色石蕊试液中通入Cl2后先变红后褪色。
【素养训练】
二氧化硫是国内外允许使用的一种食品添加剂,在食品工业中扮演保鲜、防腐、抗氧化的角色。SO2有毒,但葡萄酒里都含有SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作用。
(1)下列说法不正确的是
( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,是因为它的含量很少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用,是因为它具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色判断,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
(2)SO2是唯一在葡萄酒生产中普遍应用的添加剂。其在葡萄酒生产工艺中起到杀菌、抗氧化、增酸、改善葡萄酒的味感质量等作用。请分析SO2作为葡萄酒中的添加剂,对人体是否有害。
(1)提示:选C。SO2有毒,但是含量在国家规定范围内对人体无害,A正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,B正确;二氧化硫具有漂白性,但不能漂白红葡萄酒,C错误;葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体溶解度减小,D正确。
(2)提示:食品添加剂只要在允许的范围内合理使用,就能保证安全无害。
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)特殊的颜色:硫单质——淡黄色固体。
(2)必记的四种颜色变化的实质:
①SO2通入紫色石蕊试液中,溶液变为红色,体现SO2酸性氧化物的性质。
②SO2通入溴水中,溶液褪色,体现SO2还原性。
③SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,紫红色褪色,体现SO2还原性。
④SO2通入品红溶液中,红色褪色,体现SO2漂白性。
课堂检测·素养达标
1.将SO2通入显红色的酚酞溶液中,发现红色消失,主要是因为SO2
( )
A.有漂白性
B.有还原性
C.溶于水后显酸性
D.有氧化性
【解析】选C。酚酞溶液显红色,说明溶液呈碱性,加入SO2,红色消失,说明SO2与碱发生反应,使溶液呈中性或酸性,而SO2不能漂白指示剂,C正确。
2.(双选)下列说法中正确的是
( )
A.SO2的漂白原理和氯气的漂白原理相同
B.将SO2气体通入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成
C.在SO2+2H2S
====
3S↓+2H2O反应中,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D.SO2和SO3均是酸性氧化物
【解析】选B、D。SO2与有机色素化合生成不稳定的无色物质,而Cl2与H2O反应生成的HClO具有强氧化性,将有机色素氧化为无色物质,故两者漂白原理不同,A错误;将SO2气体通入Ba(OH)2溶液中有白色BaSO3沉淀生成,B正确;该反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,C错误;SO2和SO3都可以和碱反应生成相应的盐和H2O,都是酸性氧化物,D正确。
3.下列有关SO2性质的探究实验报告记录的实验现象正确的是
( )
【解析】选C。因SO2为酸性氧化物,其溶液遇酚酞不变色;SO2能使品红褪色;SO2
具有强还原性,被HNO3氧化为
,
与Ba2+生成白色沉淀;SO2与BaCl2溶液不
反应。
4.将二氧化硫气体通入KIO3淀粉溶液中,溶液先变蓝后褪色。此过程中二氧化硫表现出
( )
A.酸性
B.还原性
C.氧化性
D.漂白性
【解析】选B。将二氧化硫气体通入KIO3淀粉溶液,溶液先变蓝后褪色,说明先生成碘,碘继续与二氧化硫反应生成HI和硫酸,发生I2+SO2+2H2O
====
H2SO4+2HI,二氧化硫表现还原性。
【补偿训练】
(教材二次开发·教材习题改编)下列实验能证明某无色气体为SO2的是
( )
①能使澄清石灰水变浑浊;
②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;
③能使品红溶液褪色,加热后又显红色;
④能使溴水褪色,再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生
A.①②③④
B.①③④
C.③④
D.②③④
【解析】选C。
【素养新思维】
5.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、氨水。
(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________,反应的方程式为_________________________。?
【解析】(1)+4价硫元素具有还原性,可被氧化剂氧化,在指定的试剂中只有溴水具有强氧化性,由此可知应选溴水。
(2)+4价的硫元素具有氧化性,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价的硫才较易还原成单质硫,因此要证明其氧化性,应选用的试剂是H2SO4、Na2SO3溶液和Na2S溶液。
答案:(1)溴水、Na2SO3溶液 溴水褪色
Br2+H2O+Na2SO3
====
Na2SO4+2HBr
(2)稀硫酸、Na2SO3溶液、Na2S溶液
产生淡黄色沉淀
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4
====
3Na2SO4+3S↓+3H2O
【补偿训练】
中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为
0.25
g·L-1。某兴趣小组用图中装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中的SO2,并对其含量进行测定。
(1)仪器A的名称是____________,水通入A的进口为____________。
(2)B中加入300.00
mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为?__________________________。
(3)除去C中过量的H2O2,然后加入25.00
mL
0.090
0
mol·L-1NaOH溶液正好完全反应,该葡萄酒中SO2含量为
____________g·L-1。
(4)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施
________________________?__。
【解析】(1)仪器A为起冷凝作用的冷凝管(或冷凝器)。为使整个冷凝管中充满
冷凝水,水应该从下端(b端)进入。
(2)SO2被H2O2氧化为H2SO4,反应方程式为SO2+H2O2
====
H2SO4。
(3)根据SO2～H2SO4～2NaOH,n(SO2)=
×0.090
0
mol·L-1×25.00×10-3
L
=1.125
0×10-3mol,则m(SO2)=1.125
0×10-3mol×64
g·mol-1=7.2×10-2
g,
故SO2的含量=
=0.24
g·L-1。
(4)测定结果偏高应该从消耗NaOH溶液体积进行分析,如B中加入的盐酸具有挥
发性,加热时进入装置C中,导致溶液中H+的量增多,消耗NaOH溶液体积增大,导致
测定结果偏高,要消除影响,可用难挥发性酸(如稀硫酸)代替盐酸。
答案:(1)冷凝管或冷凝器
b
(2)SO2+H2O2
====
H2SO4 (3)0.24
(4)原因:盐酸的挥发;
改进措施:用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响?(共60张PPT)
第2课时 硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
一、硫酸的工业制备
接触法制硫酸的三个阶段
必备知识·自主学习
【自主探索】
吸收SO3时,为什么不用水吸收而是用98.3
%
的浓H2SO4吸收SO3?
提示:防止SO3溶于水时,反应放出大量的热导致酸雾,降低吸收效率。
(情境思考)由于工业战略发展的需要,某地区打算建厂制备硫酸,项目负责人员正在考虑采用硫黄制酸还是硫铁矿制酸。如果你是负责人,你会收集哪些资料作为依据进行选择?(可从硫的含量、价格等角度分析)
提示:硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%～50%,制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气使生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法,工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少,燃烧生成的气体含杂质少,可免去气体净化的过程,制备过程也不产生矿渣。因此,硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿,具体选用何种硫酸制备工艺,应根据实际条件和要求进行决策。
二、浓硫酸的性质
硫酸盐
1.浓硫酸的物理性质
注意:浓硫酸溶解时可放出大量的热。稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁(或玻璃
棒)慢慢注入水中,并不断搅拌,且不可把水倒入浓硫酸中!
无色
黏稠、油状液体
高
难挥发
易溶
颜色
状态
沸点
挥发性
水溶性
_____
_______________
___
_______
_____
2.浓H2SO4的特性:浓H2SO4中主要是_________,因而浓H2SO4具有一些特殊的性
质。
(1)吸水性:利用浓H2SO4的吸水性,其常用作_____剂,但不能干燥碱性气体和还
原性气体,如NH3、HI、H2S。
(2)脱水性:浓H2SO4能够将有机物里的氢、氧元素按原子个数_____的比例脱去,
如浓硫酸使蔗糖、蛋白质脱水炭化。
(3)强氧化性:
①常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生“钝化”。原因:_________________________
_________。所以常温下可用铁、铝槽车装运浓硫酸。
H2SO4分子
干燥
2∶1
金属表面形成了致密的氧化
物保护层
②能氧化不活泼的金属,如与Cu反应的化学方程式为____________________
________________。
③能氧化非金属单质,如与C反应的化学方程式为_____________________
_________________。
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
3.硫酸的用途
化肥、医药、农药的生产,_________的处理,金属材料的表面清洗。
4.几种重要的硫酸盐及其用途
(1)硫酸钙
①化学式:石膏___________,熟石膏___________。
②熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固,转化为坚硬的_____。
③石膏常用于制作_________和医疗上用的_________。在水泥生产中,可用石
膏调节水泥的_________。
金属矿石
CaSO4·2H2O
2CaSO4·H2O
石膏
各种模型
石膏绷带
凝结时间
(2)硫酸钡
①硫酸钡不容易被______透过,在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂,俗称
“_____”。
②硫酸钡可用作_________,并可作高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料
及填充剂。
(3)硫酸亚铁
①硫酸亚铁的结晶水合物俗称_____,其化学式为___________。
②在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治___________的药剂。
③在工业上它还是生产_____________和_____________的原料。
X射线
钡餐
白色颜料
FeSO4·7H2O
缺铁性贫血
铁系列净水剂
颜料氧化铁红
绿矾
【自主探索】
下列分别体现了硫酸的什么性质?
(1)用浓硫酸和蔗糖做“黑面包”实验,体现了浓硫酸具有_________________。
(2)浓硫酸可以用来干燥H2、CO2等气体,体现了浓硫酸具有_______。
(3)铜与浓硫酸在加热条件下可以反应产生SO2,体现了浓硫酸具有___________
_____。
(4)常温下,浓硫酸能用铁制容器盛放,体现了浓硫酸具有_________。
脱水性和强氧化性
吸水性
强氧化性与
酸性
强氧化性
关键能力·合作学习
知识点 浓硫酸的性质?
浓硫酸的特性
【方法导引】
浓H2SO4的特性
浓硫酸在化学反应中表现性质的判断
浓硫酸具有强酸性,又具有强氧化性,因此在化学反应中可表现氧化性或酸性,也可同时表现氧化性和酸性。
(1)若硫酸在生成物中以盐的形式存在,反应前后硫元素化合价不变,则只表现酸性。
(2)若硫酸在化学反应中全部被还原,生成物中无硫酸盐生成,则只表现氧化性。
(3)若硫酸在化学反应中硫元素化合价一部分降低生成了SO2,同时生成硫酸盐,则硫酸既表现酸性,又表现了氧化性。
【合作探究】
(情境应用)用一定量的废铜屑制取胆矾,有两种方法:第一种是取铜与浓硫酸直接反应;第二种是先将铜在空气中加热,使之生成CuO,再与稀硫酸反应,哪种方法好?说出你的理由。(科学探究与创新意识)
提示:第二种方法好。因为既节省了硫酸,又不会产生污染大气的SO2气体。
(思维升华)在试管中放入一块铜片,注入一定体积的浓硫酸,给试管加热,使之反应。
(1)若铜片还有剩余,硫酸是否消耗完毕?为什么?
(2)设计一个实验证明你的结论,写出你所设计实验的反应原理。
(3)欲观察生成的CuSO4溶液的颜色,应如何操作?
提示:(1)没有。因随反应Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑的进行,硫酸变
稀,而稀H2SO4不与Cu反应,故H2SO4不会耗完;
(2)向反应后的溶液中加入锌片(或CuO),观察锌片(或CuO)是否溶解。Zn+H2SO4
====
ZnSO4+H2↑(或CuO+H2SO4
====
CuSO4+H2O)
(3)要观察CuSO4溶液的颜色,可将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌即可。
【典例示范】
【典例】某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验:
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请把导管补充完整。
(2)实验中他们取6.4
g铜片和12
mL
18
mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中加热,直到反应完毕。
请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式:?_____________________________。?
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液,当B中气体收集满后,有可能观察到的现象是________________。待反应结束后,向C中烧杯内加入沸水,D中观察到的现象是________________。?
(4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。________________(实验用品自选)。?
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)需通过证明H+的大量存在来证明酸的存在。
(2)需注意气体收集的原理:向上排空气法收集SO2。
【解析】Cu只与浓硫酸在加热时反应,而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上
排空气法,因此B装置应为长进短出。对C装置逸出的SO2,用浸有NaOH溶液的棉
花团塞在试管口是最简单的方法。
答案:(1)
(2)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
【母题追问】
(1)浓硫酸与Cu反应,体现了浓硫酸的哪些性质?
提示:浓硫酸与Cu反应生成硫酸铜体现的是浓硫酸的酸性,生成SO2,体现的是浓硫酸的强氧化性。
(2)浓硫酸具有强氧化性,浓硫酸能否用于干燥H2、CO、SO2、H2S等气体?
提示:浓硫酸能干燥H2、CO、SO2等气体,是因为浓硫酸的吸水性;因为浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸不能干燥H2S等还原性气体。
【素养训练】
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S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+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.把足量铜粉投入只含有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
【解析】选D。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(NH3);B项金属与浓硫酸反应时,生成相应的盐和SO2,此时浓硫酸显示酸性和强氧化性,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,当降到一定程度时变为稀硫酸,反应自行停止,故产生的SO2在标准状况下不足22.4
L。
【补偿训练】
某校两个班的化学研究性学习小组,在学习了铜和浓硫酸的反应后,分别探究足量的锌与浓硫酸反应的过程。一班小组设计了如图装置:
试回答:
(1)请从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接________、________接b,c接__________、________接d(用序号表示)。?
(2)D、E两支试管中CCl4的作用是______________________________。?
(3)本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为________________。?
(4)D中出现浑浊的离子方程式为?____________________。?
(5)某学生注意观察到:实验开始后,C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中出现浑浊;反应一段时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。请用化学方程式表示“反应一段时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加”的原因?____________________________________________。?
二班小组设计了下图装置:
(6)分析出二班小组的设计意图是________________________________。?
(7)装置B中的药品是____________________________________________。?
(8)能证明产生SO2和H2先后顺序的实验现象是_______________________
?____________________。
【解析】Zn+2H2SO4(浓)
====
ZnSO4+SO2↑+2H2O。(1)通常状况下,1体积水中可溶解40体积的二氧化硫气体,装置乙可防止二氧化硫与品红作用时被吸入锌与硫酸反应的容器中,二氧化硫与品红作用,需长管进。(2)二氧化硫易溶于水,难溶于四氯化碳,二氧化硫通过四氯化碳,然后再与澄清的石灰水反应,起缓冲作用,可防止倒吸。(3)利用二氧化硫可使品红溶液褪色,可检验二氧化硫的存在,来证明Zn与浓硫酸反应产生了SO2,证明浓硫酸具有强氧化性。(4)二氧化硫和澄清的石灰水反应生成亚硫酸钙和水,亚硫酸钙为难溶于水的沉淀Ca2++2OH-+SO2====
CaSO3↓+H2O。(5)锌为较活泼的金属,在金属活动顺序表中排在氢的前面,所以锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气Zn+H2SO4(稀)
====
ZnSO4+H2↑。
(6)二班小组设计的装置,先用白色的无水硫酸铜检验水的存在,后用品红检验二氧化硫的存在,用高锰酸钾氧化二氧化硫除去二氧化硫,浓硫酸具有吸水性,除去水,锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,氢气通过氧化铜生成铜和水,水蒸气遇无水硫酸铜变蓝色,可检验氢气的存在。(7)水蒸气与无水硫酸铜反应变蓝色,可检验水的存在。(8)二氧化硫可使品红溶液褪色,C中品红褪色,可检验二氧化硫的存在,利用高锰酸钾氧化二氧化硫可除去二氧化硫,D中酸性高锰酸钾不再褪色后,说明二氧化硫已经除尽,锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,氢气通过氧化铜生成铜和水,F中有红色物质生成,说明有铜生成,G中无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,说明有氢气产生。
答案:(1)3(或4) 4(或3) 2 1
(2)防倒吸
(3)C中品红溶液褪色
(4)Ca2++2OH-+SO2
====
CaSO3↓+H2O
(5)Zn+H2SO4(稀)
====
ZnSO4+H2↑
(6)验证产物中先产生水、SO2,后产生H2
(7)无水CuSO4(或无水硫酸铜)
(8)C中品红褪色,D中酸性高锰酸钾不再褪色后,F中有红色物质生成,G中无水硫酸铜变蓝
知识点 硫酸的工业制备?
硫酸工业主要设备与流程如下:
各进口或出口物质的名称:
A.含硫矿石(如FeS2);
B.炉渣;
C.二氧化硫、氧气;
D.尾气(SO2、O2)。
【合作探究】
(1)(思维升华)接触法制硫酸时,由沸腾炉导出的炉气为什么必须经除尘、洗涤、干燥、净化?(宏观辨识与微观探析)
提示:炉气中含有SO2、O2、N2、H2O以及一些其他杂质。矿尘等会使催化剂中毒;水蒸气对生产和设备有不良影响,因此,炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
(2)(情境应用)硫酸厂的尾气里含有大量的二氧化硫气体,如果不加以利用而排空会严重污染空气。一般用氨水或Na2SO3溶液吸收,反应原理分别是什么(用化学方程式表示)?(科学探究与创新意识)
提示:①用氨水吸收,再用H2SO4处理:SO2+2NH3+H2O
====
(NH4)2SO3
②用Na2SO3溶液吸收:Na2SO3+SO2+H2O
====
2NaHSO3
【典例示范】
【典例】工业上制硫酸的设备分为三大部分:沸腾炉、接触室、吸收塔。下面的装置是仿照工业上制备硫酸工艺的流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
请回答下列问题:
(1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿的反应方程式_________________________。?
(2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的______________
、__________
。?
(3)从乙装置中出来的气体有__________
。?
(4)丙装置的作用为__________________
,丁中的现象为______________
。?
(5)本实验设计还存在的较明显缺陷是______________________________。?
【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)硫酸工业的主要设备。
(2)硫酸工业的原理。
【解析】乙装置相当于接触室,将SO2催化氧化为SO3,由于该反应是一个可逆反
应,故从乙装置中出来的气体中含有SO2、O2、SO3;丙装置相当于吸收塔,用浓硫
酸吸收SO3;丁装置是用水吸收SO3,SO3溶于水会放出大量的热,使水汽化为水蒸
气,从而形成酸雾;本实验中缺少尾气吸收装置。
答案:(1)4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
(2)接触室 吸收塔 (3)SO2、O2、SO3
(4)吸收SO3 有酸雾产生
(5)缺少尾气吸收装置
【母题追问】为了除去有害气体硫酸工厂的尾气二氧化硫并变废为宝,常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏[CaSO4·2H2O]。
(1)写出上述两个反应的化学方程式:
①__________________________________________________________;?
②__________________________________________________________。?
(2)试说明用熟石灰的悬浊液,而不用澄清石灰水洗涤废气的理由
__________________________________________________。?
提示:(1)①2SO2+O2+2CaCO3
====
2CaSO4+2CO2
或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O
====
2[CaSO4·2H2O]+2CO2
②2SO2+O2+2Ca(OH)2
====
2CaSO4+2H2O
或2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O
====
2[CaSO4·2H2O]
(2)氢氧化钙微溶于水,澄清的石灰水中氢氧化钙的浓度小,不利于二氧化硫的吸收
【规律方法】工业制硫酸的注意事项
(1)在沸腾炉中煅烧硫铁矿时,要把矿石粉碎,目的是增大硫铁矿与O2的接触面积,使反应加快,提高原料利用率。
(2)炉气进入接触室前要净化,目的是除去炉气中的杂质,防止催化剂中毒及对设备造成不利影响。
(3)接触室内使用热交换器的目的是利用SO2和O2反应放出的热量预热输入设备的气体,冷却反应后的气体。
(4)在吸收塔内用98.3%的浓H2SO4吸收SO3而不是用水吸收的原因是用水吸收SO3时,易形成酸雾,吸收速率慢,而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3时,吸收SO3的速率快,不形成酸雾,吸收完全。
【素养训练】
某设计院承担某硫酸厂的设计任务,该厂要求:
①为了控制污染和提高生产效率,不再使用硫铁矿,改用固体硫为原料。
②每天生产50
t
98%的硫酸。
(1)反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),在________(设备)中进行,这种生产
硫酸的方法叫做__________
。?
(2)每天消耗含95%的固体硫__________
吨。?
【解析】(1)生成SO3的反应在接触室中进行,这种生产硫酸的方法叫做接触法
(2)设需固体硫的质量为x。由关系式法:
S～～～～～H2SO4
32
98
x×95%
50
t×98%
得x≈16.8
t
答案:(1)接触室
接触法 (2)16.8
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)特殊的性质:浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性。
(2)必记的两个反应
①Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
②C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
课堂检测·素养达标
1.某同学为探究浓硫酸的吸水性,设计了如下实验,理论上能达到实验目的的有
( )
A.①③
B.②④
C.①③④
D.①②③④
【解析】选D。图①袋内的Na2CO3·10H2O晶体的质量逐渐减小;图②袋内的鲜
梨块逐渐干瘪;图③试管底部析出晶体;图④盛水的烧杯内水面逐渐降低。
【补偿训练】
(双选)下列关于硫酸盐的说法不正确的是
( )
A.重晶石的主要成分为BaSO4,它可作为检查肠胃的内服剂,在医疗上称为
“钡餐”
B.绿矾在空气中易被还原,它可作为生成铁系列净水剂的原料
C.石膏(CaSO4·2H2O)可作为水泥凝结时的调节剂
D.Na2SO4·10H2O俗称纯碱
【解析】选B、D。绿矾易被氧化,B不正确;Na2SO4·10H2O俗称芒硝,D不正确。
2.浓硫酸在下列物质的转化过程中,只表现强氧化性的是
( )
A.Cu
CuSO4
B.C
CO2
C.FeO
Fe2(SO4)3
D.Fe2O3
Fe2(SO4)3
【解析】选B。Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,2FeO+4H2SO4
====
Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O中都是有一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价
不变。所以浓硫酸在A、C反应中既表现了酸性,又表现了氧化性;C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素的化合价降低,浓硫酸只表现强氧化性,B正
确;Fe2O3+3H2SO4
====
Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素的化合价不变,浓硫酸只表现酸
性,D错误。
【补偿训练】
1.(2020·菏泽高一检测)探究铜和浓硫酸的反应,下列装置或操作错误的是( )
A.上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B.装置乙可用于收集SO2气体
C.为确认甲中有CuSO4生成,将试管中的
液体倒入装置丙中稀释,观察颜色
D.利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、
冷却结晶,可析出CuSO4·5H2O
【解析】选B。可控制铜丝与溶液的接触面积来控制反应速率,从而控制生成SO2的量,A正确;二氧化硫的密度比空气的大,因此用装置乙收集二氧化硫时,应长进短出,B错误;将试管中的液体倒入装置丙中,若变蓝,则有硫酸铜生成,C正确;利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶,可析出硫酸铜晶体,D正确。
2.(2019·大连高一检测)根据如图所示装置,回答下列问题。
(1)开始加热后,产生的现象是
a处______________;b处______________。?
(2)停止反应后,用酒精灯在b处微微加热,产生的现象是?________________。?
(3)写出a处发生反应的化学方程式:?______________________________。?
(4)蘸有NaOH溶液的棉花的作用是?________________________________。?
(5)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18
mol·L-1的浓硫酸放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,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试管中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液 c.银粉 d.NaHCO3溶液
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)明确浓硫酸的强氧化性。
(2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。
【解析】(1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体,SO2能使品红褪色,生成的CuSO4使溶液变蓝色。
(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。
(4)SO2有毒,不能直接排放在空气中,用NaOH溶液可以吸收多余的SO2。
(5)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应,可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生则可证明确有余酸。
答案:
(1)有气泡产生,溶液变蓝
纸条褪色
(2)纸条由无色恢复为红色 (3)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)吸收多余的SO2,以防止污染环境
(5)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②a、d
【母题追问】(1)金属锌能否用来验证反应结束后的试管中剩余的硫酸?对于用量有没有要求?
提示:能;必须加入过量的锌。金属锌能够与稀硫酸反应放出氢气,同时也能与硫酸铜反应,故应该加入过量的锌。
(2)第(5)问①中加入硫酸铁能否使铜片完全溶解?
提示:能。三价铁离子具有氧化性,铜片能与硫酸铁反应而使铜片溶解。?
【方法规律】浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律
(1)反应要加热,否则不反应。
(2)还原产物一般是SO2,一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。
(3)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(4)浓硫酸与不活泼金属反应时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
【素养新思维】
3.某报刊曾报道下面一段新闻“某日凌晨,一辆载有浓硫酸的罐车在某境内侧翻。从车中流出的硫酸使路边杂草等被腐蚀成黑色,上面泛起黑色的泡沫,空气中到处弥漫着刺鼻的气味。”请用化学知识解释下列问题:
(1)“从车中流出的硫酸使路边杂草等被腐蚀成黑色”其原因是____________
______________________________________________。?
(2)浓硫酸为不挥发性强酸,“空气中到处弥漫着刺鼻的气味”的原因是
____________________________________________。?
(3)该运载硫酸的罐车可能是用________________制造的。?
(4)写出两种鉴别浓硫酸和稀硫酸的简单方法:?_______________________。?
【解析】草中含有C、H、O等元素,可被浓硫酸脱水炭化,浓硫酸氧化C生成CO2,自身转化成为具有刺激性气味的SO2,常温下,浓硫酸使铁、铝钝化,可用铁制或铝制容器盛放浓硫酸,也可以用铁片或铝片鉴别浓硫酸和稀硫酸。
答案:(1)浓硫酸使草炭化 (2)碳与浓硫酸反应生成SO2 (3)铁或铝 (4)方法一:分别取少量样品于两支试管中,分别加入铁片或铝片,有气体生成的是稀硫酸,没有明显现象的是浓硫酸;方法二:分别取少量样品于两支试管中,分别加入CuSO4·5H2O
晶体,晶体溶解溶液呈蓝色的是稀硫酸,固体由蓝色变成白色的是浓硫酸(其他答案合理也可以)课时素养评价
十九 二氧化硫的性质和应用
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)
1.电视剧《老中医》在卫视上映,并且引起广泛关注。剧中陈宝国所饰演的翁泉海为我们展示了中医中药的博大精深。中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列有关硫单质说法中错误的是
( )
A.硫是一种淡黄色的固体
B.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
C.过量的硫跟铁反应生成Fe2S3,表现了硫单质的还原性
D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,发出淡蓝色火焰
【解析】选C。硫是一种黄色或淡黄色固体,A正确;硫溶于二硫化碳,B正确;硫与铁反应时,硫得电子作氧化剂,反应产物为FeS,表现了硫的氧化性,C错误;硫在空气中燃烧生成二氧化硫,发出淡蓝色火焰,D正确。
【易错提醒】
(1)不论氧气是否过量,硫在氧气或空气中燃烧都只能生成SO2,不能生成SO3。
(2)硫单质与变价金属反应时生成低价态金属硫化物,氯气与变价金属反应时生成高价态金属氯化物,反应产物均与反应物的用量无关,故氧化性:Cl2>S。
2.下列反应中,能说明SO2是酸性氧化物的是( )
A.SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl
B.SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O
C.2SO2+O22SO3
D.SO2+2H2S3S↓+2H2O
【解析】选B。SO2与碱反应是酸性氧化物的性质。
【补偿训练】
CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,将气体通过图中的洗气瓶,则甲、乙两瓶中所装的试剂应该是
( )
A.甲为NaOH溶液,乙为浓H2SO4
B.甲为浓H2SO4,乙为NaOH溶液
C.甲为饱和NaHCO3溶液,乙为浓H2SO4
D.甲为浓H2SO4,乙为饱和Na2CO3溶液
【解析】选C。要得到干燥纯净的CO2,应先除去SO2再进行干燥。SO2、CO2都与NaOH反应,所以应用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2,再用浓H2SO4干燥,C正确。
3.下列说法正确的是
( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,且原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
【解析】选B。SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,SO2不能使石蕊试液褪色,A错误;能使品红溶液褪色的不仅仅是SO2,B正确;C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同,错误;SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,从而失去漂白能力,D错误。
【方法规律】漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质氧化为无色物质
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“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
4.(2020·洛阳高一检测)如图在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是
( )
A.若湿润淀粉碘化钾试纸变蓝,说明SO2能将I-还原为I2
B.品红试纸、蘸有KMnO4溶液的滤纸均褪色证明了SO2具有漂白性
C.实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液,以减少环境污染
D.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
【解析】选C。SO2不能将I-还原为I2,A错误;品红试纸褪色证明SO2具有漂白性,蘸有KMnO4溶液的滤纸褪色是证明SO2具有还原性,B错误;SO2气体有毒,所以实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液进行吸收,以减少环境污染,C正确;SO2仅能使蓝色石蕊试纸变红,D错误。
【方法规律】(1)因SO2造成的褪色现象分类归纳
SO2
(2)SO2的检验
将气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,将褪色后的品红溶液加热又恢复红色,则一定为SO2气体。
5.下列离子方程式正确的是
( )
A.将少量SO2通入Na2S溶液中:3SO2+2S2-3S↓+2S
B.向氯水中通入少量的SO2:Cl2+2SO2+2H2O4H++2Cl-+2S
C.将SO2通入饱和的NaHCO3溶液中:2H++CH2O+CO2↑
D.将SO2通入BaCl2溶液中:SO2+H2O+Ba2+BaSO3+2H+
【解析】选A。A项中SO2与S2-发生氧化还原反应生成S单质,正确;B项应为Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S;C项中应为2HC+SO2S+2CO2+H2O;D项中不反应。
6.(教材二次开发·原创题)CO2气体中含少量SO2,欲用如图所示装置得到干燥纯净的CO2,则下列叙述正确的是
( )
A.先让混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶(1),再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2)
B.先让混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(1),再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2)
C.先让混合气体通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2),再通过盛有NaOH溶液的洗气瓶(1)
D.先让混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(2),再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(1)
【解析】选D。从此装置的导管长短来看,气体流向应为从右向左,A、B错误;再遵循先除杂后干燥的原则,亚硫酸的酸性大于碳酸,应用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化硫,同时二氧化硫与碳酸氢钠反应又生成了二氧化碳,干燥CO2气体选用浓硫酸,D正确。
【补偿训练】
下列说法中正确的是
( )
A.SO2通入品红溶液中褪色的原理与Cl2通入溴水中褪色的原理相同
B.SO3通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
C.SO2使溴水褪色与氯化亚铁溶液使KMnO4溶液褪色的原理相同
D.SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均不发生化学反应
【解析】选C。SO2通入品红溶液中褪色的原理与Cl2通入溴水中褪色的原理不同,A错误;SO3溶于水生成硫酸,只得到BaSO4沉淀,B错误;SO2使溴水褪色是因为SO2和Br2发生了氧化还原反应(SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4),氯化亚铁使KMnO4溶液褪色也是发生了氧化还原反应,C正确;SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均能发生化学反应,D错误。
7.(2020·黄冈高一检测)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有沉淀生成,此沉淀是
( )
A.BaSO4
B.FeS
C.BaSO3
D.S
【解析】选A。因为Fe3+具有较强的氧化性,在酸性条件下可将SO2氧化,所得沉淀为BaSO4。
8.(2020·益阳高一检测)某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实验装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液出现淡黄色沉淀
C.此设计可证明SO2水溶液的酸性,SO2的氧化性、还原性、漂白性
D.点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使KMnO4溶液褪色不具有可逆性
【解析】选B。70%硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,多余的二氧化硫气体最后用NaOH溶液吸收,所以a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液,A正确;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,使湿润的pH试纸显红色,所以湿润的pH试纸不褪色,B错误;SO2水溶液使pH试纸变红说明其水溶液具有酸性,二氧化硫能使鲜花、品红溶液褪色说明有漂白性,使高锰酸钾溶液褪色说明有还原性,与Na2S反应生成S说明有氧化性,C正确;点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使KMnO4溶液褪色不具有可逆性,D正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
9.(14分)某无色气体A中可能含有H2S、SO2、CO2、HCl气体中的一种或几种。
Ⅰ.将此气体通入氯水后溶液变得无色透明(已知H2S+Cl2S↓+2HCl,
2H2S+SO23S↓+2H2O)。
Ⅱ.将得到的溶液分为两份:
①其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀。
②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,也得到白色沉淀。
请回答:
(1)气体A中肯定含有的气体是__________
。?
(2)气体A中肯定不存在的气体是__________
,理由是__?________________。?
(3)气体A中不一定存在的气体是__________
。?
【解析】氯水为黄绿色,将气体A通入氯水中得无色透明溶液,根据SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4,说明气体中一定有SO2,因为2H2S+SO23S↓+2H2O,一定无H2S;向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,进一步证明有SO2气体;另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,不能说明一定有HCl,因为氯水中存在Cl-,且SO2与Cl2、H2O反应也生成了HCl。
答案:(1)SO2
(2)H2S H2S与SO2不共存、H2S能被Cl2氧化成S,使溶液变浑浊
(3)CO2、HCl
10.(16分)向BaCl2溶液中通入SO2后,将溶液分置于两支试管中。向一份中加入NaOH溶液,出现白色沉淀A;另一份通入少量Cl2,产生白色沉淀B。试回答下列问题:
(1)若不考虑SO2与水的反应,向BaCl2溶液中通入SO2无明显现象,“无明显现象”可能是“不反应”,也可能是“反应但无现象”。此处应为________,原因是__。?
(2)沉淀A的化学式为__________________,该沉淀能否溶于稀盐酸?__。?
(3)写出生成沉淀B的离子方程式:__。?
(4)生成2.33
g沉淀B,需消耗标准状况下的Cl2________mL。?
【解析】加入NaOH溶液发生的反应为
Ba2++SO2+2OH-BaSO3↓+H2O;
①
通入Cl2发生的反应为
Ba2++SO2+Cl2+2H2OBaSO4↓+2Cl-+4H+。
②
由方程式②:BaSO4
～
Cl2
233
g
22.4
L
2.33
g
V(Cl2)
故V(Cl2)=224
mL。
答案:(1)不反应 弱酸不能制强酸
(2)BaSO3 能
(3)Ba2++SO2+Cl2+2H2OBaSO4↓+2Cl-+4H+
(4)224
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
11.(双选)对于反应:3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,下列说法中正确的是
( )
A.硫是氧化剂,KOH是还原剂
B.反应中共转移8
mol电子
C.还原剂和氧化剂的质量比是1∶2
D.根据该反应可用热的强碱溶液洗去试管内壁上的硫单质
【解析】选C、D。反应中硫元素的化合价发生如下变化:
硫元素由0→-2、+4价,故S既是氧化剂又是还原剂,还原剂和氧化剂的质量比是1∶2,A、B错误,C正确;该反应生成可溶于水的盐,故可用热的强碱溶液洗去试管内壁上的硫单质,D正确。
12.(2020·仓山高一检测)某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置如图(夹持装置省略),下列叙述正确的是
( )
A.取反应后D中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性
B.装置A中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为1%的硫酸
C.装置B溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物;装置C产生白色沉淀的原因为:BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl
D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到C中长导管口有明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B部分气密性良好
【解析】选D。氯水中存在次氯酸具有漂白作用,也可以使品红溶液褪色,不能确定一定为二氧化硫的漂白性,A错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸,B错误;C装置中产生的白色沉淀为BaSO4,C错误;检验装置中A、B两部分的气密性,进行的操作是关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,观察到C中长导管口有明显气泡现象,冷却后长导管中出现一段水柱,说明该装置气密性良好,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共18分)
13.(2020·泰安高一检测)有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是?__________________________________。?
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3:
___________。?
(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
将B中反应后的
固体溶解于水白色
沉淀
仍有部分白色沉淀不溶
解,证明有Na2SO4生成
上述方案是否合理?________。请简要说明两点理由:?
①___________________________________________;?
②___________________________________________。?
【解析】(1)Na2O2与SO2反应的化学方程式为2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2。
(2)检验Na2SO3可利用强酸制弱酸的反应原理,再将生成的SO2通入品红溶液,若褪色则有SO2生成,原固体中含有Na2SO3。
(3)检验Na2SO4时,需排除Na2SO3的干扰,因为Na2SO3易被氧化成Na2SO4。中学阶段常见的能将S氧化为S的有HNO3、O2、Cl2、Br2、I2、KMnO4等。Na2O2氧化性很强,也能将S氧化为S。
答案:(1)2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2
(2)取白色固体,加稀硫酸,产生能使品红溶液褪色的气体
(3)不合理
①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后能将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子
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