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1、栏目索引选考专用选考专用 化学化学第一单元含硫化合物的性质和应用第一单元含硫化合物的性质和应用专题四专题四 硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展栏目索引题组一硫及其重要化合物题组一硫及其重要化合物SO2黄黄淡黄淡黄固固不不微微易易FeS栏目索引2.2.二氧化硫二氧化硫二氧化硫无无刺激性刺激性有有大大易易易易H2SO32SO3品红品红栏目索引3.硫酸硫酸酸酸 无无油油大大难难高高二二强强酸酸Al、Fe干燥剂干燥剂栏目索引 特别提醒中学常见的四大还原性离子还原性:S2-SI-Fe2+(1)易被空气中的O2氧化而变质。(2)易被KMnO4(H+)、HNO3、溴水、氯水、Fe3+(不氧化Fe2+)、漂
2、白粉溶液等氧化。(3)SO2、H2SO3、Na2SO3均有还原性。(4)H2S、S2-、HS-均有还原性。23O栏目索引题组二题组二S S和和S S的检验的检验1.S的检验的检验检验S的正确操作为:被检液 取清液 有无白色沉淀(判断有无S )。 特别提醒检验S时要防止其他离子的干扰(1)Ag+干扰:先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰,因为Ag+Cl- AgCl。(2)C、S干扰:因为BaCO3、BaSO3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。因此检验S 时,必须用盐酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化),例如:BaCO3+2H+ H2O+CO2+Ba2+。所用钡盐不能用
3、Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,S 、HS、SO2等会被溶液中的N氧化为S ,从而得出错误的结论。24O23O24O24O24O24O23O23O24O23O3O3O24O栏目索引2.S的检验的检验向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中红色褪去;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。23O栏目索引题组三硫酸的工业制法题组三硫酸的工业制法1.接触法制硫酸的主要步骤接触法制硫酸的主要步骤(1)硫黄(或含硫矿石,如FeS2)在沸腾炉中与氧气反应生成SO2。(2)二氧化硫在催化剂作用下与O2反应在接触室中生成三氧化硫。(3)三氧化硫与水反应在吸收塔中
4、生成硫酸。2.相应的化学方程式相应的化学方程式(1)S+O2 SO2或4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(2)2SO2+O2 2SO3(3)SO3+H2O H2SO4 栏目索引题组一硫及其重要化合物题组一硫及其重要化合物1.下列溶液中下列溶液中,不能区别不能区别SO2和和CO2气体的是气体的是()石灰水石灰水;酸性酸性KMnO4溶液溶液;溴水溴水;酸化的酸化的Ba(NO3)2溶液溶液;品红品红溶液溶液;湿润的蓝色石蕊试纸湿润的蓝色石蕊试纸;浓浓BaCl2溶液。溶液。A.B.C. D.答案答案 C中的现象都是先变浑浊后澄清,不能区别。中的现象 都是湿润的蓝色石蕊试纸变红,不能区别。中都
5、没明显现象,不能区别。栏目索引2.下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.氯水中通入SO2后溶液的酸性减弱B.向明矾溶液中加入过量NaOH溶液会产生大量的白色沉淀C.Na、Mg、Fe等金属在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱D.浓硫酸、浓硝酸在加热条件下都能将木炭氧化为二氧化碳答案答案 DCl2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4,HCl、H2SO4都是强酸,溶液酸性增强,A错误;明矾溶液中Al3+与过量OH-反应:Al3+4OH- Al +2H2O,B错误;2Na+2H2O 2NaOH+H2,Mg+2H2O Mg(OH)2+H2,3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,C错误。2
6、O栏目索引题组二题组二S S和和S S的检验的检验3.在试管中注入某红色溶液在试管中注入某红色溶液,给试管加热给试管加热,溶液颜色逐渐变浅溶液颜色逐渐变浅,则原溶液可则原溶液可能是能是()滴有紫色石蕊试液的NH4Cl溶液;滴有紫色石蕊试液的H2SO4溶液;滴有酚酞试液的氨水;滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液;滴有酚酞试液的饱和氢氧化钙溶液;滴有酚酞试液的Na2CO3溶液;Fe(SCN)3溶液;溶有SO2的品红溶液。24O23O栏目索引A.B.C.D.答案答案 C加热促进盐的水解,使溶液酸性增强,红色加深。、颜色基本不变。加热使NH3逸出,碱性减弱,红色变浅。加热使Ca(OH)2的溶解度减小,部分Ca
7、(OH)2析出,溶液碱性减弱,红色变浅。加热促进盐的水解,使溶液碱性增强,红色加深。原溶液是无色的,加热变红。栏目索引答案答案 B在BaCl2溶液中,SO3和水反应生成H2SO4,H2SO4再和BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,由于BaSO4不溶于水和酸, 所以析出BaSO4沉淀,不逸出SO3气体;SO2和BaCl2溶液不能反应,故逸出SO2气体。4.强热条件下强热条件下,硫酸亚铁固体发生分解硫酸亚铁固体发生分解:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3,如将此反应生成的气体通入如将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中溶液中,则则()A.析出BaSO3沉淀B.析出BaSO4沉淀C.逸出SO3
8、气体 D.无气体逸出栏目索引题组三硫酸的工业制法题组三硫酸的工业制法5.在硫酸的工业制法中在硫酸的工业制法中,下列生产操作及生产操作的主要原因都正确的下列生产操作及生产操作的主要原因都正确的是是()A.从沸腾炉中出来的炉气须净化,因为炉气中的杂质会与SO2发生反应B.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的不能燃烧C.SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便SO3吸收完全D.SO2氧化成SO3时需要使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率答案答案 CA项中炉气应净化的原因是防止催化剂中毒。B项中硫铁矿粉碎是为了增大接触面积,使反应更加充分。D项中催化剂是加快了反应速率,缩短了达到平衡的时间
9、,不改变平衡的移动。栏目索引6.化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上,着重考虑综着重考虑综合经济效益。从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析合经济效益。从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析,下列说下列说法不正确的是法不正确的是()A.硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区B.硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利C.硫酸厂生产过程中的污水,含有硫酸等杂质,可用石灰乳中和处理D.可利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”来供热和发电答案答案 B硫酸厂靠近硫酸消费中心比原料产地更有利。栏目索引1.浓浓H2SO4与金属的
10、反应与金属的反应重难一浓重难一浓H H2 2SOSO4 4与金属的反应与金属的反应栏目索引 特别提醒随着反应的进行,酸浓度的减少引起的质变问题:典型的“三酸变稀”问题就是浓盐酸与MnO2反应,浓H2SO4与Cu、Zn等反应,浓HNO3与Cu等反应,随着反应的进行,三种酸都变稀,从而使反应停止或产物发生变化;三种酸放置在空气中由于吸水或挥发,也可能变稀。栏目索引方法现象浓H2SO4稀H2SO4物理方法加水放出大量的热无明显现象外观状态黏稠状液体黏稠度较小密度浓H2SO4密度较大(1.84 gmL-1),相同体积时,浓H2SO4质量比稀H2SO4质量大很多化学方法铁片因铁被钝化无明显现象产生大量气
11、泡铜片(加热)有气泡产生,稀释后溶液变蓝无明显现象白纸立即变黑无明显现象胆矾蓝色变为白色无颜色变化2.浓、稀硫酸的鉴别方法浓、稀硫酸的鉴别方法栏目索引硫酸盐结晶水合物俗名主要用途硫酸钠Na2SO410H2O芒硝制玻璃、造纸工业硫酸钙CaSO42H2O2CaSO4H2O生石膏熟石膏制粉笔、模型、雕像、石膏绷带硫酸锌ZnSO47H2O皓矾收敛剂、防腐剂、制颜料硫酸钡重晶石“钡餐”,作高档油漆,油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂硫酸亚铁FeSO47H2O绿矾生产防治缺铁性贫血的药剂、生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料硫酸铜CuSO45H2O蓝矾、胆矾制农药、电镀液3.几种重要的硫酸盐及其用途几种
12、重要的硫酸盐及其用途硫酸铝钾 KAl(SO4)212H2O明矾净水剂栏目索引注意Ba(NO3)2、BaCl2等钡盐有毒。BaCO3不可用作“钡餐”,BaCO3虽然不溶于水,但它溶于酸,BaCO3与胃液中的酸反应生成Ba2+而使人中毒。 栏目索引典例典例1一定量的浓硫酸与足量一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时充分反应时,有有SO2和和H2生成。生成。某校化学研究性学习小组对此进行研究。某校化学研究性学习小组对此进行研究。按下图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。栏目索
13、引试回答:(1)装置A中需用浓H2SO4,用一种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4: 。(2)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;D、E两支试管中CCl4的作用是 。(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为 ;反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是 。(4)D中浑浊消失的离子方程式为 。栏目索引解析解析 (1)根据浓H2SO4的特性选择简单易行的实验方法进行确定,如利用其脱水性、稀释时放热等。(2)从图示看,C应是检验SO2气体的装置,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。(3)浓H2SO4的强氧化性表现在S被还原生成SO2的反应
14、。反应开始后,装置中的空气被排出,产生大量气泡,随着H2SO4浓度的减小,反应速率逐渐减慢,反应较长时间后浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应生成H2,气泡量又会增加。 (4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。24O栏目索引答案答案 (1)用火柴梗蘸取少量试液,火柴梗若立即变黑,证明是浓H2SO4(或用滴管吸取少量试液,滴加在盛少量水的试管中,若试管发热,则证明是浓H2SO4;或其他合理答案)(2)3(或4)4(或3)21防倒吸(3)C中品红溶液褪色浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2(4)SO2+H2O+CaSO3 Ca2+2HS 3O栏
15、目索引1.某研究小组用如下图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验探某研究小组用如下图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验探究。究。【实验原理】Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O变式训练变式训练栏目索引【探究方案】实验小组想探究Cu与浓H2SO4反应的热效应问题。他们进行的实验操作为:将盛有Cu片和浓H2SO4的试管加热至一定温度后,观察到品红溶液颜色开始变浅,之后迅速撤去酒精灯,结果发现:Cu片表面仍有大量气泡冒出,品红溶液颜色继续变浅,至无色。【实验方案分析】(1)该实验小组所设计的实验装置中存在的一个明显的安全问题是 ,改进的措施是 。栏目索引(2)实验小组在完成探究任务后,发
16、现不能使反应立即停止,改进的方法是 。(3)等试管A中的反应液冷却后,将铜片再加入其中,则铜片不能继续反应,但若继续向试管A中加入H2O2,则发现铜片溶解,反应的离子方程式为 。若仍不补充浓硫酸,只要求使铜片溶解,则也可以加入 、 。(填两种不同类别的物质的化学式)。【探究总结】撤去酒精灯后,发现Cu与浓H2SO4的反应并未停止,而且越来越剧烈,所以Cu与浓H2SO4的反应为放热反应。栏目索引【实验拓展】(4)小组成员向反应后的溶液中加入足量的氧化铜,使剩余的硫酸全部转化为硫酸铜,过滤后,将滤液加热浓缩,冷却结晶,制得硫酸铜晶体(CuSO4xH2O)。小组成员采用加热法测定该晶体里结晶水系数x
17、的值。下面是其中一次实验的数据:坩埚的质量坩埚与晶体的总质量加热后坩埚与固体的总质量11.7 g22.7 g18.9 g栏目索引根据上表中的数据计算判断x的实测值比理论值(x=5) (填“偏大”或“偏小”),这次实验中产生误差的原因可能 (填字母)。A.硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质B.实验前晶体表面有湿存水C.加热时有晶体飞溅出去D.加热失水后露置在空气中冷却栏目索引答案答案 (1)撤去酒精灯时可能会发生倒吸现象在A、B之间加装一个安全瓶(2)将铜片换成一根下端绕成螺旋状的细铜丝(3)Cu+H2O2+2H+ Cu2+2H2OO2HNO3(其他合理答案也可)(4)偏小AD栏目索引解析解析 (1)
18、由于是探究Cu与浓H2SO4反应的热效应,所以关键是看反应开始后撤去酒精灯反应能否继续进行,为防止可能引起倒吸现象,必须做好相应的保护措施:在A、B之间安装一个安全瓶。(2)要使反应随时停止,可参考教材中的装置:将铜片换成一根下端绕成螺旋状的细铜丝,需要时向外抽细铜丝,使Cu与浓H2SO4脱离即可。(3)加入的H2O2具有强氧化性,在酸性条件下可氧化Cu,离子方程式为Cu+H2O2+2H+ Cu2+2H2O。根据氧化还原反应的知识,可向溶液中通入O2或Cl2,加入Fe2O3、FeCl3、HNO3或NaNO3等都可使Cu继续溶解。(4)由表中提供的数据可知:m(H2O)=22.7 g-18.9
19、g=3.8 g,m(CuSO4)=18.9 g-11.7 g=7.2 g,则= 4.75。24(H)(CuSO )nOn13.8 g18 g mol17.2 g160 g mol栏目索引SO2的特殊性质归纳的特殊性质归纳1.SO2与与CO2的性质比较的性质比较(1)根据SO2和CO2的性质,试回答鉴别两者的方法。重难二二氧化硫性质的探究重难二二氧化硫性质的探究 提示可根据物理性质鉴别,CO2无色无味,SO2具有刺激性气味。利用SO2的强还原性,用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别。利用SO2的漂白性,用品红溶液鉴别。(2)若CO2中混有SO2,怎样除去SO2?原理是什么?栏目索引提示检验SO2中是否有
20、CO2时,应先利用两者的不同将SO2除净,再通入澄清石灰水中检验CO2是否存在。提示可选用饱和NaHCO3溶液,利用的是H2SO3的酸性比H2CO3强,强酸制弱酸的原理,当SO2气体很少时,不宜用Na2CO3溶液,因为过量Na2CO3与CO2也能反应,涉及反应有:SO2+NaHCO3 NaHSO3+CO2,SO2+Na2CO3 Na2SO3+CO2,CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3。亦可选用KMnO4/H+溶液或Br2/H2O,利用的是SO2的还原性。(3)检验SO2中是否含有CO2时应该注意什么问题?栏目索引2.怎样鉴别怎样鉴别SO2? 提示 (1)利用SO2的刺激性气味;(2)
21、利用SO2的还原性,用酸性KMnO4溶液或溴水鉴别;(3)利用SO2的漂白性,用品红溶液鉴别。栏目索引常见漂白剂的比较常见漂白剂的比较漂白类型加合型氧化型吸附型漂白原理与有机色质化合利用物质的强氧化性吸附色素漂白特征不稳定稳定稳定常见漂白剂SO2HClO、H2O2、O3、Na2O2活性炭、胶体等变化化学变化化学变化物理变化备注加热,溶液又恢复原色氯水能使酸碱指示剂褪色,不能使Cu2+、Fe3+等褪色栏目索引典例典例2甲、乙两同学为探究甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色成白色BaSO3沉淀沉淀,用下图所示装置进行实验用下图所示装置进行实验(夹持
22、装置和夹持装置和A中加热中加热装置已略装置已略,气密性已检验气密性已检验)。栏目索引实验操作现象关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热A中有白雾生成,铜片表面产生气泡B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭 从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解实验操作和现象:栏目索引(1)A中反应的化学方程式是 。(2)C中白色沉淀是 ,该沉淀的生成表明SO2具有 性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是 。(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。为证
23、实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是 ;栏目索引乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 。进行实验,B中现象:甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因: 。(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是 。栏目索引解析解析 (2)SO2进入C中,在酸性条件下N将SO2氧化成SO2,所以C中的沉淀是BaSO4。(3)N将SO2氧化成S的同时,本身被还原成NO,NO与O2反应生成NO2而使气体呈浅棕色。(4)甲认为是空气参与了反应,要证明这个问题需要将装置中的
24、空气排走;乙认为是白雾(硫酸酸雾)参与反应就需要除去白雾。由B中的现象可知甲、乙两同学的观点都是正确的,两实验产生白色沉淀的量不同说明氧气和白雾的量不同,白雾的量多于O2的量。(5)合并(4)中两同学的方案进行实验,B中无沉淀,证明了SO2不与BaCl2发生反应。3O24O栏目索引答案答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O(2)BaSO4还原(3)2NO+O2 2NO2(4)通N2一段时间,排出装置中的空气饱和NaHSO3溶液甲:S+Ba2+ BaSO4,乙:2Ba2+2SO2+O2+2H2O 2BaSO4+4H+;白雾的量远多于装置中O2的量(5)SO2与可溶性钡
25、的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀24O栏目索引2.某同学用如右图所示装置探究某同学用如右图所示装置探究SO2的性质及其有的性质及其有关实验。关实验。(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,写出该反应的化学方程式: 。变式训练变式训练(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是 ,继续通入过量SO2气体,现象是 。SO2通入紫红色KMnO4溶液,现象是 ,其反应的离子方程式为 。栏目索引SO2慢慢通入澄清石灰水中,现象是 。若C为双氧水,则通入SO2后,请大胆判断所得溶液是什么 (填溶质的化学式);若该同学制备的SO2气体中混
26、有CO2气体,产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混有 。要证明气体中既有SO2又有CO2,应该选用的试剂依次为 。栏目索引答案答案 (1)Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+SO2+H2O(2)变红不褪色或不明显颜色逐渐变淡或紫红色消失5SO2+2Mn +2H2O 5S +2Mn2+4H+先变浑浊,后又变澄清H2SO4碳酸盐或碳酸氢盐品红溶液、KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水4O24O栏目索引解析解析 (2)SO2通入水中生成H2SO3,H2SO3 H+HS,HS H+S ,溶液呈酸性,使石蕊试液显红色。SO2通入紫红色KMnO4溶液中,Mn能氧化SO2,自身被还原为Mn2+,所以颜色逐渐变淡或紫红色消失。SO2通入澄清石灰水中发生反应SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O,过量时发生反应SO2+CaSO3+H2O Ca(HSO3)2。证明气体中既有SO2又有CO2时,首先证明有SO2,再除去SO2,防止干扰CO2的检验。3O23O4O