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2014届高三化学一轮复习课件 第4章 非金属及其化合物 第三讲 硫及其化合物(90张PPT)


第三讲 硫及其化合物

1.了解硫元素的单质及其化合物的主要性质及应用。 2.了解硫元素的化合物对环境质量的影响。

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1.SO2的氧化性、酸性、漂白

性。

2.硫及其化合物的性质、转化及综合推断和实验探究。
3.SO2及酸雨对环境的影响与治理。

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一、硫

1.自然界中硫元素的存在
硫元素广泛存在于自然界中,游离态的硫存在于 火山喷口 附 近 或 地 壳 的 岩 层 里 。 化 合 物 的 硫 主 要 以 硫矿石 和 硫酸盐 的形式存在。

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2.硫的单质
(1)物理性质 俗名: 硫黄 ;色态:黄色或 淡黄色固体 ;

溶解性: 不 溶于水、 微 溶于酒精、 易 溶于CS2。

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(2)化学性质

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S、Cl2与Fe、Cu反应的产物有何差异?原 因是什么? 提示 硫是一种弱氧化剂,与变价金属(如Fe、Cu)反应 时,生成低价金属硫化物,而Cl2的氧化性强于S,与变价 金属反应时,生成高价态金属氯化物。

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如何洗涤附着在试管内壁上的硫? 提示 可用CS2或热NaOH溶液洗涤试管内壁的硫。

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二、硫的氧化物 1.SO2的性质

(1)物理性质
颜色 气味 无色 有刺激性气味 毒性 有毒 密度 比空气大 溶解性 易溶于水

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(2)化学性质

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2.三氧化硫 (1)SO3与水的反应: SO3+H2O===H2SO4 ,反应放出 大量的热。

(2)SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成
硫酸盐。 ①SO3与氧化钙的反应: SO3+CaO===CaSO4 。 ②SO 与Ca(OH) 的反应: SO3+Ca(OH)2===
3 2

CaSO4+H2O 。

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3.酸雨及其防治

(1)形成酸雨的物质为 氮的氧化物 、 硫的氧化物
(2)大气中SO2主要来自 煤、石油 等燃料的燃烧, 含硫矿石 的冶炼、 硫酸 工业排放的废气。



(3)酸雨的防治措施:对燃烧产生的 酸性 物 质 加 以 控 制,改变 能源 结构,开发和利用 清洁 能源。

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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通入品红溶液,漂

白性是否增强?
提示 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Cl2 与SO2 通入品红溶 液,漂白性会消失,因为两者发生反应生成了H2SO4 和 HCl。

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三、硫酸及硫酸根离子的检验 1.硫酸的物理性质

挥发性: 难挥发 ; 溶 解 性 : 浓 H2SO4 与 水 以 任 意 比 互
溶,溶解时可放出 大量的热 ;浓H2SO4 稀释的方法是 将浓H2SO4沿器壁(或玻璃棒)慢慢注入水中并不断搅拌 。

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2.硫酸的化学性质 (1)稀H2SO4具有酸的通性。

(2)浓H2SO4的特性
①吸水性(常用作干燥剂) a.可用浓H2SO4 干燥的气体有:H2 、O2 、N2 、CO2 、 Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。 b.不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如 NH3 ; 还 原性气体,如 H2S、HI 等。

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②脱水性 浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2∶1 的比例 脱去,例如: 浓H2SO4 C2H5OH ――→ CH2===CH2↑+H2O。 170 ℃

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③强氧化性 a.与金属的反应 浓H2SO4 能氧化Cu等不活泼的金属,反应的化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 。 b.与非金属的反应 加热条件下浓H2SO4 能氧化C等非金属单质,反应的化学方 程式为 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 。

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3.SO2 的检验 4 检验SO
2- 4



盐酸酸化 的正确操作是:待测液 ――→ 取清液

BaCl2溶液 有无白色 - ――→ 沉淀,即可确定是否存在SO2 。 4

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一个归纳
常见漂白性物质归纳 (1)活性炭:因能吸附有色物质而漂白,物理变化。 (2)Na2O2 、HClO、O3 等因具有强氧化性将有色物质氧化 成无色物质而漂白,具有不可逆性。 (3)SO2因与部分有色物质化合生成不稳定的无色物质而具 有漂白性。它具有“选择性”、“暂时性”的特点。“选 择性”指只能使部分物质褪色,如SO2 不能使指示剂褪

色,“暂时性”指生成不稳定的化合物,在外界条件改变
时能恢复。
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两个规律 1.不同价态的含硫物质是通过氧化还原规律联系在一起

的。

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2.相同价态的含硫化合物间,是通过酸碱反应规律联系在 一起的:
H2O -2 NaOH H2 S ?? ?2 S ?? ? ?H ? 硫化氢 氢硫酸 △ HCl
2 NaOH NaH S ?? ? 2 S ?Na 硫氢化钠 HCl 硫化钠 4 H2O NaOH S O2 ?? ?2 S O3 ?? ? ?H ? △ HCl 二氧化硫 亚硫酸
+4 NaOH NaH S O3 ?? ? 2 S O3 ?Na HCl 酸式盐 正盐 +4 +4 + -2 - -2

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六种方法 鉴别稀H2SO4和浓H2SO4的方法

方法一
方法二

取少量蒸馏水,向其中加入少量试样硫酸,如
观察状态,浓H2SO4为黏稠状液体,而稀

能放出大量热则为浓H2SO4,无明显变化则为稀H2SO4。 H2SO4为黏稠度较小的溶液。

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方法三

取等体积的两份物质用手掂掂,因为浓H2SO4

的密度较大(1.84 g·cm-3)。相同体积的浓H2SO4和稀 H2SO4,浓H2SO4的质量大得多,感觉沉重。 方法四 取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气

体则为稀H2SO4,Fe+2H+===Fe2++H2↑;若无明显现象
(钝化),则为浓H2SO4。 方法五 方法六 用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓 取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发 H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4,否则为稀H2SO4。

生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4(浓H2SO4表现强氧化性和
酸性),无变化的是稀H2SO4。
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我的体会 SO2 的学习主要抓住三点:一是酸性氧化物,类似于 CO2 ,如能使澄清石灰水变浑浊,BaSO3是沉淀等。二是其

具有较强的还原性,易被氧化。三是漂白性。浓H2SO4的学
习主要抓住“五”性:强酸性、强氧化性、脱水性、吸水 性、难挥发性,在与金属反应中既体现强氧化性又体现酸 性,在与非金属反应中只体现了氧化性。

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我的警示 ①SO2能使一些溶液褪色,经常要判断原因,是因为其

还原性还是漂白性,②和实验室制氯气类似,过量铜与浓硫
酸共热,随着反应进行,浓硫酸变稀,稀硫酸不与铜反应, 特别注意常温下铜与浓硫酸无明显现象,必须要加热才反 应,③常温下铁、铝遇浓硫酸钝化,需要注意加热时可以反 应,过量的铁也能否与稀硫酸反应,也能与Fe3+反应。④检

验SO2中是否有CO2时,应先利用两者性质的不同将SO2除
净,再通入澄清石灰水中检验CO2是否存在。

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问题征解

将SO2和Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液,分别有
何现象? 提示

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必考点 30 硫及其重要化合物间的转化关系 1.-2 价硫处于最低价态,只有还原性,可被 O2、Cl2 等氧 化剂氧化为 S;0 价、+4 价硫处于中间价态,既有氧化 性又有还原性;+6 价硫处于最高价态,只有氧化性,注 意浓 H2SO4 在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体 △ 现 强 氧 化 性 又 体 现 酸 性 , 如 Cu + 2H2SO4( 浓 ) ===== CuSO4+2H2O+SO2↑。

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2.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: O2?不足? 0 O2 +4 O2 + 6 H2 S ??? ? S ?? ?O2――→ S O3 ? ?? ? ?S H2、△ H2 S
-2

3.相邻价态的微粒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。

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4.典型的归中反应 2H2S+SO2===3S↓+2H2O 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O 5.含硫物质的连续氧化 H2O ?H S足量O2SO ――→SO ――→H SO ? 2 ――→ 2 O2 3 2 4 硫元素? O2 O2 H2 O ?S――→SO2――→SO3――→H2SO4 ?

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【典例1】 (2013·江西盟校联考)下列A~I九种物质之间的转化关系

如图所示,其中部分生成物或反应条件已略去。已知A在
常温下为黑色固体单质,常温下C、E、F都是无色气体。

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请回答下列问题: (1)C的固体属于________晶体,F的化学式是________。 (2)A与B反应的化学方程式是______________________。

(3)G与H反应的离子方程式是________________________;
E转变为H和I的离子方程式是____________________。

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解析

由题中A在常温下为黑色固体单质,可推测A为碳单

质,因A+B―→C+D+E,其中C、E为无色气体,可推测

是碳单质与浓酸之间的反应,则B为浓硫酸,再结合框图转
化关系与反应条件,推测E为SO2,C为CO2,则进一步可确 定I为稀H2SO4,H为稀盐酸,F为O2,G为Na2CO3,将以上 推测代入题中验证,可知推测正确。
答案 (1)分子 O2

△ (2)C+2H2SO4(浓)=====2SO2↑+CO2↑+2H2O (3)CO 2 +2H ===CO2↑+H2O 3 +SO2 +2Cl 4
- - - +

SO2+Cl2+2H2O===4H



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——硫及其化合物转化关系

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【应用1】 (2013·北京西城一模,9)向下图所示的装置中缓慢地通入

气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化而澄清石灰水
变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。X和Y可能是 ( )。

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A
X SO2 饱和NaHCO3 溶液

B
NO2

C
HCl Na2SO3 溶液

D
Cl2 Na2SO3 溶液

Y



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A项,SO2和NaHCO3反应有CO2产生,CO2不能使品

红溶液褪色,能使澄清石灰水变浑浊。B项,当关闭活塞K 时,NO2先进入Y中与水反应,产生的NO不能使澄清石灰水

变浑浊;C项,打开K时,HCl直接进入品红溶液中,HCl不
能使品红溶液褪色;D项,当关闭K时,Cl2进入Na2SO3溶液 中并与其发生反应,生成Na2SO4和HCl,没有气体进入品红 溶液中,品红溶液不褪色且澄清石灰水无变化。 答案 A

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必考点31 二氧化硫的性质及综合实验探究
1.SO2性质的多面性 二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较

溶液

石蕊试 液 变红

加有酚酞 的氢氧化 钠溶液 褪色 溶于水显 酸性

酸性 氢硫酸 品红 KMnO4 溴水 (H2S溶 溶液 液) 溶液 褪色 还原性 生成浅 褪色 褪色 黄色沉 淀 还原 漂白 氧化性 性 性

现象

SO2的 溶于水 性质 显酸性

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2.鉴别SO2和CO2的方法 SO2和CO2 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SO2
和CO2。通常可用以下方法: (1)可根据物理性质,CO2无色无味,SO2无色具有刺激性 气味。 (2)用品红溶液,使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶

液褪色的是CO2。

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(3)用酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去的是SO2,无明显现象的

是CO2。
(4)用溴水,使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。 (5)用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。 (6)用FeCl3溶液,使棕黄色颜色变浅的是SO2,无明显现象的

是CO2。

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【典例2】 (1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程

式:____________________________________________。 编号 ① ② ③ ④

装置

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(2)试用图中所列各装置设计一个实验,验证上述反应所生成 的各种产物。

这种装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填编
号):________→________→________→________。 (3)实验室可观察到装置①中,A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液 不褪色。A瓶溶液的作用是_______________________, B瓶溶液的作用是________________________________,

C瓶溶液的作用是___________________________________。

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(4)装置②中所加的固体药品是________,可验证的产物是 ________ , 确 定 装 置 ② 在 整 套 装 置 中 位 置 理 由 是 ______________________________。

(5) 装 置 ③ 中 所 盛 溶 液 是 ________ , 可 验 证 的 产 物 是
________。

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该题考查了C与浓H2SO4 反应产物检验的实验设计,

要检验SO2 ,可以用品红,要检CO2 ,应该用石灰水,但是 SO2 的存在会干扰对CO2 的检验,所以检验CO2 时必须考虑 先检验SO2并且要把它彻底除去。另外生成物还有水蒸气也

需要通过实验来证明。因为在检验SO2 、CO2 时,必须经水
溶液装臵,直接会影响水蒸气的检验,因此,这三种产物的 检出顺序必须是先检验H2O,再检验SO2 ,最后检验CO2 , 并且保证每种检验均不受其他物质的干扰。

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答案 (2)④

△ (1)C+2H2SO4(浓)=====2SO2↑+CO2↑+2H2O ② ① ③ (3)验证产物气流中有SO2 除去产物

气流中的SO2 (4)无水CuSO4

确证产物中SO2已被B瓶溶液全部氧化 水气 由于产物气流通过①、③时会带出 (5)澄清石灰水 CO2

水气,所以②必须在①③之前

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SO2 通入石灰水中也能生成白色沉淀。检验和鉴别CO2 一般

是跟石灰水生成白色沉淀。因此,必须先检验或鉴别SO2,
后检验或鉴别CO2。方法如图装置所示:

若A瓶品红溶液褪色,证明混合气体含有SO2。B瓶除去剩余 的SO2。C瓶品红溶液不褪色,说明SO2已除净。若D瓶生成 了白色沉淀,证明原混合气体中含有CO2。
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【应用2】

右图是检验某无色气体A是SO2和CO2
的混合气体的装置图,按要求回答 下列问题。 (1)B中加入的试剂是__________,作用是___________。 (2)C中加入的试剂是__________,作用是___________。

(3)D中加入的试剂是__________,作用是____________。
(4)实验时,C中应观察到的现象是________________。

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一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品

红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4 溶液,检验二氧化碳

用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,
因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装臵的作用是除 去SO2 并检验SO2 是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变 浅,但不能褪成无色,若褪成无色不能证明二氧化硫已除 尽。

答案

(1)品红溶液

检验SO2

(2)酸性KMnO4 溶液
检验CO2

除去
(4)酸

SO2 并检验SO2 是否除尽

(3)澄清石灰水

性KMnO4溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色)
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必考点32 对浓硫酸性质的考查及综合实验探究 浓H2SO4 的性质可归纳为“五性”:即难挥发性、吸水

性、脱水性、强酸性、强氧化性。
1.浓H2SO4的吸水性与脱水性的区别 浓H2SO4 夺取的水在原物质中以H2O分子形式存在时浓 H2SO4 表现吸水性,不以H2O分子形式而以H和O原子形 式存在时,而浓H2SO4表现脱水性。

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2.浓硫酸与金属的反应 (1)钝化:常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
?①开始产生SO2 ? (2)与活泼金属(如Zn)? ?②浓度变小后,产生H2 ?

与不活泼 ?①开始产生SO2?加热? ? ? (3) 金属?如Cu??②浓度变小,稀硫酸不再与Cu反应 ? 3.SO2 的检验 4 加足量 滴加BaCl2 被检液 ――→ 取清液 ――→ 有无白色沉淀(判断有无 盐酸酸化 溶液 SO2 )。 4
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- -

【典例3】 (2013·聊城质检)下面是某化学课外活动小组研究浓H2SO4

的氧化性的结论并进行了实验验证:①一般认为1∶1的
H2SO4浓度大于60%,就具有一定的强氧化性,越浓氧化 性越强,60%以下的H2SO4氧化性就不怎么强了。②温度 也影响氧化性,如铜放于冷的浓H2SO4中反应不明显,如 果加热就可以观察到明显现象。③98%的浓H2SO4物质的

量浓度为18.4 mol·L-1,密度为1.84 g·cm-3,据以上信
息回答:

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(1)如图装置,同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3 mL 水,然后从分液漏斗中加98%的浓H2SO4 0.5 mL,加热至沸 腾,该试管中液体没有明显变化,试用数据解释原因 _______________________________________________。

(2)甲同学再用分液漏斗加浓H2SO4 10 mL,再加热至沸腾,
现象是_________________________________________ _______________________________________________。 写 出 与 过 程 有 关 的 化 学 方 程 式

____________________________________________________

____________________________________________。
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(3)乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中再加浓H2SO4 10 mL与铜片反应。所观察到与甲不同的现象除了有黑色物质















________









________________________________________________。 ②________,原因是___________________________。 为了最终看到与甲类似的现象,乙同学需进行的操作是 ________________________________________________。

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结合操作过程和题给信息知,硫酸的浓度小于60%无

强氧化性,甲同学的第一步操作所得到的硫酸的浓度,经计
算 知 小 于 60% , 故 与 铜 不 反 应 ; 甲 同 学 再 加 10 mL 浓 H2SO4,使试管中的硫酸浓度大于60%,加热时能与铜发生 反应;乙同学用98%的硫酸直接与铜反应,不仅表现出强氧 化性,还能表现出吸水性,故试管中有无水CuSO4析出,若

想看到与甲类似的现象,则需将浓H2SO4稀释。

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答案

(1)H2SO4 溶液的质量分数为 23%<60%,其氧化性 (2)铜片慢慢溶解,带支管的试管中 △ Cu+2H2SO4(浓)===== 溶液中含有

不强,所以无明显现象

溶液变蓝,小试管中品红溶液褪色 CuSO4 +SO2↑+2H2O Cu2+

(3)①液体呈浅蓝色

②有白色固体在试管底部析出

98%浓 H2SO4 有吸

水性, 生成无水 CuSO4 将带支管的试管中的溶液冷却后沿 烧杯壁缓缓加入到水中,并不断用玻璃棒搅拌

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随着反应的进行,酸的浓度逐渐减小引起的质变问题: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 置在空气中由于吸湿或挥发,也可使其变稀。

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【应用3】

一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成。
某校化学研究性学习小组对此进行研究。按图组装好实验 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。

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请回答: (1) 装 置 A 中 需 用 浓 H2SO4 , 用 一 种 简 单 的 方 法 确 定 一 瓶

H2SO4









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________。

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(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 反 应 方 程 式 为 ________________________________________________。

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解析

(1)可根据浓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装臵应是检验SO2气体的,应选择甲装臵,为防止倒 吸则B处需接一安全装臵。(3)浓H2SO4的强氧化性表现在 SO
2- 4

被还原生成SO2的反应。反应开始后,装臵中的空气

被排出,产生大量气泡,当SO2被品红溶液吸收时,气泡量 减少,且随着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。
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答案

(1)用玻璃棒蘸取少量试液,滴在一张白纸上,白纸 (2)3(或4) 4(或3) 2 1

若立即变黑,证明是浓H2SO4 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 +2HSO3
+ -

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画图能力:画图能考查对化学知识和理论的理解程度、 空间想象力和动手能力,《考试大纲》中也专门对其做了要 求:“能绘制和识别简单的实验仪器装置图,能对实验数据 进行初步分析和处理,并得出合理结论??”,可见画图将 成为化学命题的新热点。

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当场指导

常见失分原因:
1.做图不规范 2.叙述原因时不严谨。 3.铜和浓硫酸反应的产物及反应的条件。 4.对铜和硫酸反应后硫酸有剩余的解释和验证。

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评分细则

(1)

(2分)(导气管长进短出,否则不给分)

△ (2)①Cu+2H2SO4(浓) ===== CuSO4+SO2↑+2H2O(2分)(条 件不全,符号不全扣1分) ②反应过程中H2SO4不断被消耗,生成的水逐渐增多,使浓 硫酸逐渐变稀,至一定浓度就不再与铜片反应(2分) ③AD(2分)(漏选扣1分,多选此问为“0”分)
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Hold住考向 考向1 考向2 二氧化硫的性质及实验探究 硫酸的性质及实验探究 5年10考 5年8考

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硫的化合物及其转化,属于高频考点,命题围绕SO2和 浓H2SO4的特性,联系工业生产和环境保护的相关知识以实 验为载体进行探究,推断和计算是考查的热点,2014年应重 点关注。

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角度1.二氧化硫的性质

1.(2012·广东理综,12)下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关
系的是 选项 A 陈述Ⅰ SO2有漂白性 陈述Ⅱ SO2可使溴水褪色 ( )。

B
C D

SiO2有导电性
浓硫酸有强氧 化性 Fe3+有氧化性
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SiO2可用于制备光导纤维
浓硫酸可用于干燥H2和CO FeCl3溶液可用于回收废旧电 路板中的铜
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解析

本题考查常见物质的性质与用途以及对物质性质与用

途间联系的理解。A选项,SO2 有漂白性,但其使溴水褪色
是因为其具有还原性;B选项,SiO2 没有导电性;C选项, 浓硫酸有强氧化性但不能氧化H2与CO,浓硫酸可用于干燥 H2和CO是利用其吸水性,陈述Ⅰ与陈述Ⅱ正确,但没有因 果关系;D选项,利用Fe3+的氧化性氧化铜。

答案

D

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2.(2010· 海南,6)光谱研究表明,易溶于水的SO2所形成的 溶液中存在着下列平衡: SO2+xH2O?? 2· 2O?? ++HSO-+(x-1)H2O SO xH H 3 H++SO2- 3 据此,下列判断中正确的是 A.该溶液中存在着SO2分子 B.该溶液中H 浓度是SO2 浓度的2倍 3 C.向该溶液中加入足量的酸都能放出SO2气体 D.向该溶液中加入过量NaOH可得到Na2SO3、 NaHSO3和NaOH的混合溶液
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+ -

(

)。

解析 答案

SO2与水反应是可逆反应,故溶液中存在SO2分子。 A

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角度2.有关SO2的综合实验探究
3.(2012·北京理综,25)直接排放含SO2 的烟气会形成酸 雨、危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。 (1) 用 化 学 方 程 式 表 示 SO2 形 成 硫 酸 型 酸 雨 的 反 应 : __________________________________________________

________________________________________________。
(2) 在 钠 碱 循 环 法 中 , Na2SO3 溶 液 作 为 吸 收 液 , 可 由 NaOH 溶 液 吸 收 SO2 制 得 , 该 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ______________________________________________ ______________________________________________。
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- (3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO 2- )∶n(HSO 3 )变化 3

关系如下表:
- n(SO2-)∶n(HSO3 ) 3

91∶9 1∶1 9∶91 8.2 7.2 6.2

pH

①由上表判断,NaHSO3 溶液显________性,用化学平衡原

理解释:__________________________________________
_______________________________________________。

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②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是 ________(选填字母)。 a.c(Na )=2c(SO2 )+c(HSO3 ) 3 b.c(Na )>c(HSO3 )>c(SO2 )>c(H )=c(OH ) 3 c.c(Na )+c(H )=c(SO2 )+c(HSO3 )+c(OH ) 3
+ + - - - + - - + - + - -

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(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示 意图如下:

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①HSO3 在阳极放电的电极反应式是__________________。 ②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利 用。简述再生原理: __________________________________________________ ________________________________________________



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(1)二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程:二氧化硫与水

反应生成亚硫酸,亚硫酸再被氧化成硫酸。 (2)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水,而亚硫 酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。 (3)①由表格数据知,随n(HSO 即HSO
- -

3

)的增大,溶液酸性增强,

3

的电离程度大于水解程度,亚硫酸氢钠溶液呈酸


性。②由表格数据知,当溶液中亚硫酸氢钠的浓度略大于 亚硫酸钠的浓度时。溶液呈中性,故离子浓度关系有c(Na ) >c(HSO 3 )>c(SO 2 )>c(H )=c(OH ),可知b正确。由电 3 荷守恒式c(Na+)+c(H+)=2c(SO 2- )+c(HSO - )+c(OH-), 3 3 中性溶液中c(H )=c(OH )知,a正确,c错误。
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+ - - - + -

(4)HSO-在阳极发生氧化反应,硫的化合价由+4价升至+6 3 价,以硫酸根离子形式存在,由氧原子守恒知,水参与电
- 极反应:HSO 3 +H2O-2e-===SO 2- +3H+,另外,亚硫酸 4

根离子在阳极也发生氧化反应,电极反应式为SO 2- -2e-+ 3 H2O===SO


2- 4

+2H+,在阴极2H++2e-===H2↑,溶液中


c(H )降低,促使HSO

3

电离生成SO

2- 3

,且Na 进入阴极



室,吸收液得以再生。

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答案

尘埃 (1)SO2+H2O?? 2SO3、2H2SO3+O2 ===== 2H2SO4 H


(2)2OH +SO2===H2O+SO HSO


2- 3


(3)①酸
3

HSO



3

存在:

3


?? ++SO H

2- 3

和HSO

+H2O?? 2SO3+OH-, H ②ab (4)①HSO 3 +H2O


HSO 3 的电离程度强于水解程度 -2e-===SO 2- +3H+ 4 c(H+)降低,促使HSO 室,吸收液得以再生
3

②H+在阴极得电子生成H2,溶液中


电离生成SO

2- 3

,且Na+进入阴极

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1.(2012· 山东理综,12)下列由相关实验现象所推出的结论 正确的是 ( )。

A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性 B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说 明该溶液中一定有SO2- 4 C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与 两种酸均发生置换反应 D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上 升,说明二者均易溶于水
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解析

SO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应,只能证

明SO2具有漂白性,并不是其氧化性的体现,A项错误;若 溶液中含有SO 2 ,NO 3 在酸性溶液中具有强氧化性,能够 3 将SO 2 氧化为SO 2 ,B项错误;铁与稀硝酸发生的不是臵 3 4 换反应,属于氧化还原反应,C项错误;D项正确。
- - - -

答案

D

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【探究一】

(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,
10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面 无 明 显 变 化 , 其 原 因 是

________________________________________________。

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(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应 后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中
的Fe2+,应选用________(选填序号)。 a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液 ②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生

反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。 由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。
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【探究二】 分析上述实验中SO2 体积分数的结果,丙同学认为气体Y中

还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中
夹持仪器省略)。

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(3)





B















________________________________________________。

(4) 认 为 气 体 Y 中 还 含 有 Q 的 理 由 是
_________________________________________________ _______________________________(用化学方程式表示)。 (5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于________(选填序 号)。

a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间

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(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是________。

(7)若要测定限定体积气体Y中H2 的含量(标准状况下约有28
mL H2),除可用测量H2 体积的方法外,可否选用质量称量 的 方 法 ? 做 出 判 断 并 说 明 理 由 ________________________________________________。

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解析

(1)铁钉在冷的浓硫酸中钝化,表面形成一层致密的氧

化膜,阻止了与硫酸铜的反应。(2)①检验Fe3+ 溶液中含有

Fe2+,可根据Fe2+具有还原性这一特点选择氧化剂,四个选
项中a项中有KSCN,因原溶液中存在Fe3+ ,无法检验是否 存在Fe2+,只有d项酸性KMnO4溶液,可将Fe2+氧化,同时 自身被还原为Mn2+ ,可通过溶液紫红色是否褪去判断Fe2+ 是否存在。②混合气体的物质的量为0.336 L/(22.4 L· -1) mol

=0.015 mol。由硫原子守恒,可得n(SO2)=n(BaSO4)=2.33
g/(233 g· - 1)=0.01 mol,则Y中SO2 的体积分数为0.01 mol mol/0.015 mol×100%=66.7%。
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(3)将混合气体通过酸性KMnO4溶液,可除去SO2,而装臵B 中的品红溶液则是检验SO2是否被除尽。(4)因铁钉中含有碳

元素,加热时碳可以与浓硫酸发生反应生成SO2 、CO2。(5)
为确认CO2的存在,只能通过装臵C反应前后质量是否有变 化来判断,而碱石灰不仅吸收CO2,还能吸收水蒸气,因此 为了达到实验目的,必须在B和C之间添加干燥装臵M。(6) 若气体Y中含有H2,则装臵D中黑色CuO在加热时可被还原

为红色的铜,同时生成的水蒸气可使装臵E中无水硫酸铜变
蓝。

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(7)混合气体中H2的物质的量为0.028

L/(22.4

L· mol 1)=



0.001 25 mol,若采用称量质量的方法来测定H2的含量,只 能称量装臵D或装臵E反应前后的质量变化,根据CuO+ △ H2=====Cu+H2O,可求出0.001 25 mol H2参加反应时,装 臵D质量减小的量为;0.001 25 mol×16 g· -1=0.02 g或 mol 装臵E质量增加的量为0.001 25 mol×18 g· -1=0.022 5 mol g,质量变化太小,无法用托盘天平称出,但可用分析天平 称出。

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答案 (2)①d

(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案) ②66.7% (3)检验SO2是否除尽

△ (4)C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)c (6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝

(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量(或可,用分析天 平称量D或E的差量)

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