高一化学（人教版）教案必修二第五章化工生产中的重要非金属元素

第五章|化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物学习目标重点难点1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质,认识硫及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识硫及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。重点1.硫及其化合物的性质与相互转化。2.浓硫酸的特性,硫酸根离子的检验。难点浓硫酸的特性。第1课时硫和二氧化硫新知探究(一)——硫1.硫元素的“位—构—性”硫元素位置原子结构示意图非金属性主要化合价第三周期第ⅥA族比氧弱2、+4、+62.硫单质的性质(1)物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体难溶微溶易溶[微点拨]附有硫的试管可以用CS2洗涤。(2)化学性质①硫与金属的反应:表现氧化性②硫与非金属的反应:O2:S+O2SO2,表现还原性H2:S+H2H2S,表现氧化性[微点拨]①S的氧化性较弱,与变价金属Fe、Cu反应时生成金属的低价硫化物。②S在空气或O2中点燃只能生成SO2,不能生成SO3。应用化学我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时发生的反应为S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,该反应中,氧化剂是什么物质?硫体现什么性?提示:反应中硫和氮元素的化合价降低,作氧化剂,所以硫体现氧化性。[题点多维训练]1.Fe与Cl2、S反应的化学方程式分别为、,可得出的结论为。

答案:2Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeSCl2的氧化性强于S2.(2024·海口月考)下列说法正确的是()A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳B.硫离子的结构示意图为C.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂D.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物解析:选C硫易溶于二硫化碳,A错误;硫离子的结构示意图为,B错误;硫与铜粉反应生成一价金属硫化物,D错误。3.(2024·北京师大附中阶段检测)下列关于硫的叙述中,正确的是()A.硫的非金属性较强,故只能以化合态存在于自然界中B.能与Cu、Fe、O2等物质反应,S作氧化剂C.硫燃烧得SO3,可以制得硫酸D.S与Cu反应生成Cu2S,而不能生成CuS解析:选D自然界中存在游离态的硫单质,故A错误;与O2反应时,S作还原剂,故B错误;硫燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,故C错误;S的氧化性弱,S与Cu反应生成Cu2S,而不能生成CuS,故D正确。4.(2024·苏州高一期中考试)下列物质中,不能由组成它的两种元素的单质直接化合得到的是()A.FeSB.SO3C.Cu2SD.H2S解析:选BS在空气或O2中点燃只能生成SO2。5.(1)汞有毒,实验室里不慎汞洒落(或打破水银温度计),可撒上硫粉进行处理,反应的化学方程式为。

(2)利用Ag和S的反应可以鉴别出真假银:用布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力摩擦,若摩擦处出现黑斑说明是真银,否则为假银,反应的化学方程式为。答案:(1)Hg+S=HgS(2)2Ag+S=Ag2S新知探究(二)——二氧化硫的性质导学设计实验1:如图甲所示,把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。实验现象:液面迅速上升,pH试纸变红。实验结论:SO2易溶于水,水溶液显酸性。反应原理:SO2与H2O发生反应SO2+H2OH2SO3。实验2:如图乙所示,用试管取2mL在实验甲中得到的溶液,向其中滴入1~2滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化。实验现象:品红溶液褪色,加热后又变红色。实验结论:SO2具有漂白性,但漂白后的产物具有不稳定性。[思考讨论]1.填写实验的空白。2.把充满SO2的试管倒立在水中,为什么试管内液面会上升?提示:试管内SO2易溶于水,使试管内压强减小,在大气压的作用下试管内液面上升。3.实验中用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度,能否用石蕊溶液测定溶液的酸碱性?提示:能。SO2的水溶液能使石蕊变红,说明溶液呈酸性。4.SO2的水溶液中滴入品红溶液后加热试管时为什么要注意通风?提示:加热试管中的溶液时会逸出SO2,SO2有毒。[系统融通知能](一)SO2的性质1.物理性质二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,易溶于水。在通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。2.化学性质(1)SO2的“4种性质”酸性氧化物的性质与水SO2+H2OH2SO3与氢氧化钠SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O与氧化钙SO2+CaO=CaSO3氧化性与H2SSO2+2H2S=3S+2H2O还原性与氧气2SO2+O22SO3与氯水Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl能使酸性高锰酸钾溶液褪色漂白性使品红溶液褪色,加热后又恢复原色(2)可逆反应①正反应:向生成物方向进行的反应。②逆反应:向反应物方向进行的反应。③可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。3.用途(1)工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝等。(2)二氧化硫可用于杀菌消毒,同时还是一种食品添加剂。如葡萄酒酿制过程中,添加适量的二氧化硫,既起到一定的杀菌作用,又起到抗氧化的作用。(二)常见漂白剂的漂白原理及特点类型原理特点举例适用范围氧化型漂白剂本身是氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质,使之失去原有的颜色加热时不能恢复原有的颜色Ca(ClO)2、HClO、H2O2、Na2O2、O3等可漂白所有有机色质化合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,使之失去原来的颜色加热时能恢复原来的颜色二氧化硫等具有选择性,可漂白品红、棉、麻等吸附型有些固体物质疏松、多孔,具有较大的比表面积,可以吸附有色物质使溶液失去原来的颜色部分吸附剂可以重复使用活性炭、胶体等一般用于溶液漂白(三)三氧化硫——酸性氧化物1.与水反应:SO3+H2O=H2SO4,剧烈反应,产物能使紫色石蕊溶液变红。2.与碱反应[与Ca(OH)2]:SO3+Ca(OH)2=CaSO4↓+H2O。[微点拨]SO3的熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,标准状况下为固态。[题点多维训练]1.下列反应中,不能说明SO2是酸性氧化物的是()A.Na2SO3+2HCl=SO2↑+H2O+2NaClB.SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OC.SO2+2H2S=3S+2H2OD.SO2+Na2O=Na2SO3解析:选CSO2能与H2S反应是因为发生氧化还原反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,不能说明SO2是酸性氧化物,C符合题意。2.在实验探究活动中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.SO2C.HClD.HD.H2解析:选BCO、H2与稀Na2S溶液均不反应,无浑浊,A、D项错误;二氧化硫具有氧化性,与Na2S反应生成S,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。3.(2024·吕梁月考)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如图实验,对实验现象的分析正确的是()A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和C.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH减小,是由于H2SO3分解D.取试管中的溶液滴入紫色石蕊溶液,溶液显红色,原因是SO2与H2O反应生成H2SO3解析:选DSO2易溶于水,试管内液面上升不能说明SO2与水发生了反应,A项错误;室温下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫,根据试管中二氧化硫的体积和水槽中水的量可判断SO2的溶解未达饱和,B项错误;H2SO3具有较强还原性,易被空气中的O2氧化为硫酸,溶液酸性增强,pH减小,C项错误;滴入紫色石蕊溶液,溶液变为红色,可说明SO2与水反应生成H2SO3而使溶液呈酸性,D项正确。4.如图所示装置可用于收集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CNaOH溶液无明显现象SO2与NaOH溶液不反应D紫色石蕊溶液溶液变红色后不褪色SO2有酸性,没有漂白性解析:选B酸性KMnO4溶液具有强氧化性,溶液褪色体现了SO2的还原性,A错误;SO2使品红溶液褪色体现了SO2的漂白性,B正确;SO2是酸性氧化物,可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O,C错误;SO2的水溶液可以使紫色石蕊溶液变红,说明SO2的水溶液具有酸性,但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,故石蕊溶液变红后不褪色,不能说明SO2没有漂白性,D错误。5.SO2有毒,但葡萄酒中都含有一定量的SO2,起到杀菌和抗氧化的作用。下列说法错误的是()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,其中含有的SO2没有漂白性D.将葡萄酒倒入酒杯中摇一摇,可以减少其中SO2的含量解析:选CSO2有毒,但葡萄酒中SO2的含量在我国的食品添加剂使用标准的规定范围内,故葡萄酒中的SO2对人体无害,A项正确;SO2具有较强的还原性,故能起到抗氧化作用,B项正确;SO2具有漂白性,但只能漂白某些有色物质,C项错误;将葡萄酒倒入酒杯中摇一摇,压强减小,SO2溶解度减小,使其含量减小,D项正确。6.氯气和二氧化硫在一定条件下都具有漂白性,若将相同条件下等体积的这两种气体混合物溶于水,则下列说法正确的是()A.二者不反应,漂白性不变B.所得溶液能使蓝色石蕊试纸变红色C.二者发生反应,漂白性增强D.两者都是因为有较强的氧化性而具有漂白性解析:选BSO2和Cl2等体积混合溶于水时,发生反应SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,生成物HCl和H2SO4均无漂白性,且都能使蓝色石蕊试纸变红,故A、C错误,B正确。氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能将有色物质氧化成无色物质,SO2可与有色物质形成不稳定的无色物质而表现出漂白性,二者的漂白原理不同,D错误。|归纳拓展|SO2的漂白性特点(1)有选择性:SO2可以漂白品红溶液以及棉、麻等物品,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。(2)可逆性(不稳定性):SO2的漂白是与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质,所以不稳定,加热或者经过一段时间后可恢复。命题热点(一)——二氧化硫与二氧化碳的鉴别与检验1.SO2和CO2性质的比较物质SO2CO2物理性质气味有刺激性气味无味毒性有毒无毒溶解性易溶于水能溶于水化学性质与水的反应SO2+H2OH2SO3CO2+H2O=H2CO3与碱的反应SO2气体通入澄清石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解:Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2CO2气体通入澄清石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2氧化性SO2+2H2S=3S+2H2OCO2+C2CO还原性2SO2+O22SO3,二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化—漂白性有,不稳定—2.CO2、SO2的鉴别——“七用一不用”(1)“七用”闻气味SO2有强刺激性气味,而CO2没有通入品红溶液能褪色的是SO2,否则为CO2通入H2S溶液中产生淡黄色浑浊的是SO2,否则为CO2(SO2+2H2S=3S+2H2O,CO2不反应)通入橙色溴水中能褪色的是SO2,否则为CO2(Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,CO2不反应)通入硝酸酸化的硝酸钡溶液有白色沉淀的是SO2,没有的是CO2通入FeCl3溶液棕黄色变浅的是SO2,不变的是CO2通入酸性KMnO4溶液能褪色的是SO2,否则为CO2(2)“一不用”不能用澄清石灰水,因为两种气体都能使澄清石灰水变浑浊,过量时又变澄清。[典例]某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。[提出猜想]猜想1:气体为CO2;猜想2:;猜想3:。为了验证猜想,该小组设计实验加以探究。[实验探究]该小组同学按下图所示装置,将气体从a端通入,则:(1)B中应该装试剂。

A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液C.盐酸 D.澄清石灰水(2)A中品红溶液的作用是。(3)D中澄清石灰水的作用是。通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象: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[得出结论](4)由上述现象该小组同学确认该气体为。

[解析]SO2和CO2在某些性质方面较相似,如都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则浑浊都可消失,但SO2具有还原性,能被强氧化剂氧化,且SO2可使品红溶液褪色,而CO2不具备这些性质,可利用差异性鉴别CO2的存在与否。[答案]气体为SO2气体为CO2和SO2的混合气体(1)B(2)检验该气体中是否含有SO2(3)检验该气体中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合气体|思维建模|解答有关检验SO2和CO2同时存在问题的思维流程流程设计检验S除去S检验CO2→O2→检验SO2是否除尽→O2实验装置所选试剂品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水预期现象褪色褪色或变浅不褪色变浑浊说明:①有时为了简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置。②除去二氧化硫的试剂不能使用氢氧化钠溶液,因为CO2也被吸收,则无法检验;除酸性高锰酸钾溶液外还可以使用氯水或溴水,它们可以将SO2吸收而不影响CO2。[题点多维训练]1.下列试剂能用来鉴别SO2和CO2的是()A.NaOH溶液 B.酸性高锰酸钾溶液C.饱和碳酸氢钠溶液 D.澄清石灰水解析:选BSO2和CO2都是酸性氧化物,所以都能与NaOH溶液反应且反应都无明显现象,A错误;SO2有较强的还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而CO2不能使其褪色,B正确;SO2与碳酸氢钠反应生成CO2,现象与CO2通入该溶液时相同,C错误;CO2、SO2均可与澄清石灰水反应且反应现象相同,D错误。2.下面是四位同学为验证某无色气体氧化物为SO2而进行的实验,其中能够充分说明该气体是SO2的是()①甲同学将该气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红③丙同学将该气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复红色④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成A.①②③④ B.仅①③④C.仅③④ D.仅②③④解析:选B①甲同学将该气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,说明该气体具有还原性;再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀(BaSO4),说明该气体为SO2。②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红,只能说明该气体为酸性气体。③能使品红溶液褪色且加热后又恢复红色的气体是SO2。④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,说明该气体具有还原性,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀(BaSO4)生成,说明该气体是SO2。3.火柴头上通常含有氯酸钾、二氧化锰、硫等物质。某同学欲检验火柴燃烧后的气体中是否含有CO2,他应采用下列方法中的()A.通入澄清石灰水中B.先通入足量NaHCO3溶液中,再通入澄清石灰水中C.通入品红溶液中D.先通入足量溴水中,再通入澄清石灰水中解析:选D检验CO2可用澄清石灰水,但火柴点燃后其中的硫燃烧生成SO2,而CO2、SO2均能使澄清石灰水变浑浊,所以应先将气体通入足量溴水中除去SO2,再通入澄清石灰水中。4.如图是一套检验气体性质的实验装置,向装置中缓缓通入少量气体X,请回答下列问题。ABCDX氯气二氧化硫二氧化碳氯化氢YNa2SO3溶液饱和NaHCO3溶液Na2SO3溶液饱和NaHSO3溶液(1)若关闭活塞K,品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内的溶液Y可能的组合是(填表中标号,下同)。

(2)若打开活塞K,品红溶液褪色,同时澄清石灰水变浑浊,则气体X和洗气瓶内溶液Y可能的组合是。

解析:(1)品红溶液褪色,证明有Cl2或SO2气体进入品红溶液中。关闭活塞K,气体X首先与溶液Y接触,A组中发生反应:Cl2+SO32-+H2O=2Cl+SO42-+2H+,Cl2完全被Na2SO3溶液吸收,不会看到品红溶液褪色的现象;B组中SO2完全被NaHCO3溶液吸收,不会看到品红溶液褪色的现象;因H2CO3的酸性比H2SO3的弱,则C组中没有SO2产生,不会看到品红溶液褪色的现象;D组中发生反应:HCl+NaHSO3=SO2↑+H2O+NaCl,SO2使品红溶液褪色。(2)打开活塞K,气体X通过试管中的品红溶液和烧杯中的澄清石灰水,因为品红溶液褪色,所以气体中一定含Cl2或SO2,又因同时澄清石灰水变浑浊,则气体X答案:(1)D(2)B命题热点(二)——SO2的实验室制法及其性质实验探究SO2的制备及性质探究的一般装置设计流程[典例]某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。(1)仪器a使用前应进行的必要检查是。

(2)向装置A中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是,A中反应的化学方程式为。

(3)实验时,装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,向其中滴加适量氨水,生成的白色沉淀为(填化学式)。

(4)装置C中出现淡黄色浑浊,说明二氧化硫具有性。

(5)将B中溶液换成氯水,反应的离子方程式为。

(6)D中漏斗的作用是,装置D发生反应的离子方程式为。

[解析](1)仪器a为分液漏斗,在使用前应检查是否漏液。(2)装置中含有空气,空气中的O2能将SO32-氧化为SO42-,从而对实验造成干扰,故通入N2的目的是排出空气,防止干扰实验。(3)向装置B中加入氨水,氨水与亚硫酸反应生成(NH4)2SO3,SO32-再与Ba2+结合生成BaSO3,即生成的白色沉淀为BaSO3。(4)装置C中出现淡黄色浑浊,即溶液中发生反应SO2+2H2S=3S+2H2O,根据反应中各元素化合价变化可知SO2具有氧化性。(5)氯水氧化SO2,生成HCl和H[答案](1)检查是否漏液(2)排出空气,防止干扰实验Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O(3)BaSO3(4)氧化(5)Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl(6)防止倒吸SO2+2OH=SO3[题点多维训练]1.下图是某同学设计用于验证SO2性质的微型实验装置。已知:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。则下列有关结论错误的是()A.棉球a褪色,说明SO2具有漂白性B.棉球b褪色的原因是SO2可与NaOH溶液反应C.棉球c褪色,说明SO2具有氧化性D.可以用氨水或酸性高锰酸钾溶液吸收尾气解析:选CSO2与I2、H2O反应生成HI和H2SO4,碘单质被还原,说明SO2具有还原性,C项错误。2.如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。(1)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没瓶中固体,写出C装置反应的化学方程式:,每消耗1molNa2O2,则转移的电子数为。

(2)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中,为了证明SO2有还原性,并从绿色化学的角度考虑,则Z试剂可以是,现象是

。

解析:(1)Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,装置C中Na2O2和SO2发生反应:SO2+Na2O2=Na2SO4,反应中转移2e,故每消耗1molNa2O2,转移电子数为1.204×1024。(2)为了证明SO2具有还原性,可以加入氧化剂,从绿色化学的角度考虑,Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液,现象是紫色溶液变浅或褪色。答案:(1)SO2+Na2O2=Na2SO41.204×1024(2)酸性KMnO4溶液紫色溶液变浅或褪色[或FeCl3溶液溶液由棕黄色变为浅绿色][课时跟踪检测](选择题第1~9小题,每小题3分,第12小题5分,本检测满分70分)1.关于单质硫的叙述:①通常情况下为黄色晶体;②难溶于水,易溶于酒精和CS2;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来做硫黄软膏,治疗某些皮肤病。其中正确的是()A.①②③⑤ B.②③⑤C.③④⑤ D.①③⑤解析:选D①单质硫,在常温下,是一种黄色晶体,故正确;②单质硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故错误;③S元素的非金属性比Cl弱,则单质硫的氧化性比氯气弱,故正确;④单质硫中S元素的化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原,故错误;⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来做硫黄软膏,治疗某些皮肤病,故正确。2.已知反应:3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,下列说法不正确的是()A.S在此反应中,既作氧化剂又作还原剂B.反应中被氧化的硫与被还原的硫的质量比为2∶1C.附有硫的试管可以用热的KOH溶液洗涤D.当生成3molH2O时,转移电子4mol解析:选B反应中被氧化的硫与被还原的硫的质量比为1∶2,B不正确。3.下列反应中,SO2表现出氧化性的是()A.2SO2+O22SO3B.SO2+H2OH2SO3C.2H2S+SO2=3S+2H2OD.SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl解析:选CA、D两项,SO2中硫元素的化合价均由+4价升高到+6价,表现了还原性;B项,SO2中硫元素的化合价未发生变化,SO2表现的是酸性氧化物的性质;C项,SO2中硫元素的化合价降低,表现出了氧化性。4.二氧化硫是一种有毒的气体,下列收集SO2的装置中合理的是()解析:选D二氧化硫易溶于水,不能用排水法收集,排除C选项;二氧化硫的密度比空气的大,可以用向上排空气法收集,排除B选项;因为二氧化硫有毒,所以应该在密闭装置内收集,排除A选项;D选项烧杯中的倒扣漏斗有防止倒吸的作用,NaOH溶液可以吸收多余的尾气,从而防止污染空气。5.当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2的说法正确的是()A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥D.SO2是无色无味的气体解析:选B葡萄酒中的适量二氧化硫可以起到防腐、杀菌、抗氧化的作用,A错误、B正确;二氧化硫和硫酸不能发生氧化还原反应,二氧化硫能用浓硫酸干燥,C错误;SO2是无色、有刺激性气味的气体,D错误。6.为了增加日常使用物品的美观性,人们常对物品进行漂白。下列有关漂白剂的说法正确的是()A.SO2具有漂白性,能使品红溶液、滴有酚酞的NaOH溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂B.活性炭、H2O2、O3等都有漂白性C.氯气具有漂白性D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似解析:选BSO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为其具有酸性氧化物的性质,SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A错误;活性炭具有吸附性,能吸附色素物质,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;氯气没有漂白性,C错误。7.某混合气体中含有CO、CO2、SO2、H2O(g)等气体,用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热氧化铜、④碱石灰、⑤品红溶液、⑥酸性高锰酸钾溶液等可将其一一检出,检出的正确顺序是()A.混合气→①→⑤→②→①→④→③B.混合气→③→④→⑤→⑤→①C.混合气→①→⑤→⑥→⑤→②→④→③D.混合气→②→⑤→①→④→③解析:选C利用红热氧化铜检验CO,利用品红溶液检验SO2,利用酸性高锰酸钾溶液排除SO2的干扰,利用澄清石灰水检验CO2,利用无水硫酸铜检验H2O(g),考虑排除干扰因素,正确的操作顺序为检验H2O(g)→检验SO2→除去SO2→检验是否仍有SO2→检验CO2→干燥气体→检验CO。8.微型实验药品用量少,绿色环保。如图所示为探究SO2性质的微型实验,滤纸①~④分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是()A.滤纸①先变红后褪色,体现了SO2具有漂白性和酸性氧化物的性质B.滤纸②、③褪色均证明SO2具有还原性C.滤纸④上有黄色固体生成,证明SO2具有氧化性D.若滤纸④上析出了0.096g固体,则在滤纸④上发生的反应转移了0.006mol电子解析:选CSO2能使紫色石蕊溶液变红但不能使其褪色,体现了SO2作为酸性氧化物的性质,故A错误;碘水褪色证明SO2具有还原性,品红溶液褪色证明SO2具有漂白性,故B错误;滤纸④上有黄色固体S生成,证明SO2具有氧化性,故C正确;滤纸④上发生的反应为3SO2+2Na2S=3S+2Na2SO3,滤纸④上析出0.096g固体,则生成0.003molS,转移0.004mol电子,故D错误。9.“以废治废”是治理污染的新思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品,其流程如下,下列说法错误的是()A.步骤①、④中都要用到玻璃棒B.步骤②中SO2既体现还原性又体现酸性氧化物的性质C.步骤③中发生反应的离子方程式为HSO3-+OH=SO3D.亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO4解析:选B步骤①为溶解、过滤,需要玻璃棒搅拌、引流,④为隔绝空气加热浓缩、降温结晶、过滤,也需要玻璃棒引流,A正确;步骤②中发生反应Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2,只体现了SO2酸性氧化物的性质,B错误;步骤③是亚硫酸氢钠与氢氧化钠的反应,发生的反应为NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O,离子方程式为HSO3-+OH=SO32-+H2O,C正确;亚硫酸钠中S为+4价,易被空气中的氧气氧化为+6价,即生成Na2SO4,因此亚硫酸钠粗品中可能含有Na210.(8分)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。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+H2O=H2SO4。(4)反应⑥为硫酸和氯化钡的反应,化学方程式为BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl。答案:(1)H2SO3(2)S+O2SO2(3)SO3+H2O=H2SO4(4)BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl11.(14分)将SO2分别通入下列五种溶液中:回答下列问题:(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液,证明SO2具有性。

(2)试管②中的实验现象:溶液,证明SO2具有性。

(3)试管③中的实验现象:溶液,证明SO2能中和NaOH,写出该反应的离子方程式:。

(4)试管④中能产生沉淀,该沉淀是。

(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是。

答案:(1)褪色还原(2)褪色漂白(3)褪色SO2+2OH=SO32-+H2O(或SO2+OH=HSO3-)(4)白色BaSO高阶思维训练(选做题)12.某兴趣小组利用图示装置制备亚氯酸钠(NaClO2)(已知:SO2与NaClO3在酸性条件下反应生成ClO2)。下列说法错误的是()A.装置A中使用70%的硫酸效果较好B.一段时间后,装置B中有NaClO2晶体析出C.装置C中温度不能太高,可以采用水浴控制温度D.装置D用于吸收酸性尾气,防止污染空气解析:选B若硫酸浓度太低,产生SO2较慢且有大量SO2溶解在溶液中,若硫酸浓度太高,其电离程度较小,反应难以进行,A项正确;装置B中SO2与NaClO3在酸性条件下反应生成ClO2,不会析出NaClO2晶体,B项错误;由于H2O2受热易分解,装置C中温度不能太高,可采用水浴加热控制温度,C项正确;装置D中NaOH溶液显碱性能吸收酸性气体,故可用于尾气处理,防止污染空气,D项正确。13.(16分)土法酿造葡萄酒(只加糖的纯天然酿酒法)容易出问题,主要原因是发酵过程产生的菌种多达百种,难以控制而产生对神经有毒的甲醇等物质。科学酿酒需加SO2等辅料,我国国家标准(GB2760⁃2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g·L1。(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是。

A.氧化细菌 B.抗氧化C.漂白 D.增酸作用Ⅰ.实验方案一利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图1的实验:(2)甲同学得出的实验结论是干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论(填“成立”或“不成立”),理由是。

Ⅱ.实验方案二(3)用图2实验装置探究二氧化硫的氧化性。充入气体前的操作为,关闭旋塞1和2;按图2充入气体,连接装置。打开旋塞1,可观察到的主要现象是;若A瓶和B瓶的体积相等,恢复到常温,打开旋塞2,可观察到的现象是,此时A瓶中可能发生反应的化学方程式为。

(4)从环保角度,利用图2装置设计探究二氧化硫既有氧化性又有还原性的最佳方案。实验方案预期现象将烧杯中的氢氧化钠溶液换成(填化学式)溶液,操作如(3)

说明SO2具有还原性的现象为,对应的离子方程式为 解析:(1)二氧化硫能够使蛋白质变性,能够杀死葡萄酒中的细菌,不是氧化细菌,A错误;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,B正确;葡萄酒仍然是有色的,说明二氧化硫没有漂白葡萄酒,C错误;二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸为二元弱酸,所以二氧化硫具有增酸作用,D正确。(2)图1实验中,通过对比说明:浓度低的亚硫酸不能使品红溶液褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红溶液褪色,不能说明干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3,即干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3的结论不成立。(3)该反应装置内有气体参与反应,因此充入气体前的操作为检查装置气密性;由于A中SO2气体的压强大于B中H2S气体的压强,打开旋塞1,A中SO2向B中扩散,在B中发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,所以在B中可观察到的主要现象是B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成;若A瓶和B瓶的体积相等,由于SO2的气体压强是H2S的1.5倍,说明SO2的物质的量是H2S的1.5倍,根据SO2+2H2S=3S+2H2O可知,SO2过量,最后A、B中都充满了SO2气体,恢复到常温,打开旋塞2,SO2易溶于NaOH,并与之发生反应:SO2+NaOH=NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,使装置内气体压强减小,因此可观察到的现象是NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中。(4)要证明SO2具有还原性,可以选用具有氧化性的物质,只要反应现象明显,而且环保、无污染即可。可以将NaOH溶液改为酸性KMnO4溶液或溴水,若为酸性KMnO4溶液时,酸性KMnO4溶液将SO2氧化为硫酸,KMnO4溶液被还原为MnSO4无色溶液,因此观察到的实验现象为紫红色溶液变浅或褪色,反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;若溶液为溴水时,发生反应的离子方程式是Br2+SO2+2H2O=2Br+SO答案:(1)BD(2)不成立实验对比说明浓度低的亚硫酸不能使品红溶液褪色,干白葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红溶液褪色(3)检查装置气密性B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中SO2+NaOH=NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(4)KMnO4A瓶中酸性KMnO4溶液褪色2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+A瓶中溴水褪色Br2+SO2+2H2O=2Br+SO42-+4H第2课时硫酸、硫酸根离子的检验新知探究(一)——硫酸的工业制备与性质1.硫酸的工业制备(1)三种原料:硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓H2SO4。(2)三个阶段(写出下列阶段的化学方程式)①二氧化硫的制取和净化:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。②SO2氧化成SO3:2SO2+O22SO3。③三氧化硫的吸收和硫酸的生成:SO3+H2O=H2SO4。[微点拨]SO3的吸收不能用水吸收,因为形成酸雾影响吸收,应该用98.3%的浓H2SO4吸收SO3生成H2SO4。2.硫酸的物理性质纯净的硫酸是无色黏稠状液体,密度比水大,能与水以任意比混合,沸点高,难挥发。[微点拨]浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断搅拌。3.稀H2SO4的酸性硫酸在水中易电离出H+,具有酸性。可以与活泼金属、碱、碱性氧化物、部分盐发生化学反应。稀H2SO4与Fe、NaOH溶液、Fe2O3、NaHCO3溶液反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑、H++OH=H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、H++HCO3-=CO2↑+H24.浓H2SO4的三大特性(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,常用作干燥剂。(2)脱水性:浓硫酸能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。(3)强氧化性浓硫酸具有强氧化性,能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。如浓H2SO4与Cu反应实验操作实验现象a试管中铜丝表面有气泡;b试管中的溶液逐渐变为无色;冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中,溶液呈蓝色实验结论在加热条件下,Cu与浓硫酸反应,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。在该反应中,浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂5.浓硫酸的吸水性和脱水性区别吸水性浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质脱水性浓硫酸将组成有机物中的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质由此看出:二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子6.浓硫酸强氧化性的体现反应物变化或反应表现性质活泼金属铁、铝常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化强氧化性加热时,反应生成硫酸盐、SO2和水强氧化性和酸性锌等其他活泼金属与浓硫酸反应时,开始产生SO2,后来产生H2较不活泼金属(如:铜、银等)金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O强氧化性和酸性碳、磷等非金属非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O强氧化性还原性物质能将还原性物质(如H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O应用化学某同学用玻璃棒蘸取无色的浓硫酸在白纸上写下一个“酸”字,发现字是黑色的;另一同学用白色竹筷蘸取浓硫酸,发现竹筷变黑了。1.白纸和竹筷变黑的过程中浓硫酸表现什么性质?提示:浓硫酸具有脱水性,可以使白纸和竹筷中的有机物变成碳,颜色变黑。2.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,固体中的结晶水等)。[题点多维训练]题点(一)硫酸的工业制备1.硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫酸的说法不正确的是()A.硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等B.硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料C.工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行D.反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸解析:选D若用水直接吸收SO3,会形成酸雾,影响吸收。2.(2024·攀枝花三中阶段检测)以黄铁矿(主要成分为FeS2)生产硫酸的工艺流程如图,下列说法不正确的是()A.将黄铁矿粉碎,可以提高其在沸腾炉中的反应速率B.沸腾炉中每生成1molSO2,有11mole发生转移C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率D.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可避免酸雾形成解析:选B黄铁矿在沸腾炉中燃烧,生成Fe2O3和SO2,SO2和O2在接触室中催化氧化转化为SO3,SO3用98.3%的浓硫酸吸收,可制得“发烟”硫酸。将黄铁矿粉碎,可以增大其与空气的接触面积,从而加快反应速率,A正确;沸腾炉中发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,则每生成1molSO2,有5.5mole发生转移,B不正确;接触室中,SO2、O2没有完全转化为SO3,将排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可避免酸雾形成,D正确。题点(二)浓H2SO4的三大特性及应用3.(2024·江西上饶中学月考)下列关于浓硫酸的吸水性和脱水性的说法中,错误的是()A.实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂,说明浓硫酸有吸水性B.将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性C.向浓盐酸中加入浓硫酸,会有白雾生成,说明浓硫酸具有吸水性D.浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有脱水性解析:选D浓硫酸有吸水性,在实验室制取Cl2时可用作干燥剂,A项正确;将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,可说明浓硫酸具有脱水性,B项正确;向浓盐酸中加入浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,稀释时放出大量热,使浓盐酸挥发,产生白雾,C项正确;浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有吸水性,D项错误。4.下列叙述正确的是()A.浓硫酸与铜片共热的反应中,浓硫酸既表现出强氧化性,又表现出酸性B.浓硫酸与金属活动性顺序中位于氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与位于氢前面的金属反应生成的气体一般为H2C.常温下铁或铝不与浓硫酸反应,所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸D.浓硫酸是难挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸,所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体解析:选AB项,浓H2SO4与位于氢前面的金属反应先生成SO2,后有H2放出,错误;C项,常温下Fe、Al遇浓H2SO4钝化,不是不反应,错误;D项,浓H2SO4能氧化H2S,错误。题点(三)浓H2SO4强氧化性的实验探究5.为验证浓硫酸与除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)共热产生气体的成分(可能含CO2、SO2、H2),设计了下图所示装置。下列说法错误的是()A.D装置中的试剂可以是Ba(OH)2溶液B.若将B、D装置位置调换,检验得到的结果一样C.E装置中浓硫酸的作用是吸收水蒸气D.F装置中黑色固体变红色,G装置中白色固体变蓝色,说明有H2产生解析:选B结合本实验目的,对各实验装置进行如下分析:A中发生浓硫酸和铁钉的反应B中酸性KMnO4溶液可检验并吸收SO2C装置检验SO2是否吸收完全D中可用Ba(OH)2溶液等检验CO2E为干燥装置F中H2还原CuOG中无水硫酸铜变蓝,证明气体中含H2H可防止空气中水蒸气进入干燥管干扰实验SO2、CO2均能与Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀,B、D装置位置不能调换,B项错误。6.(2024·广东十五校联盟联考)实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。(1)判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成所依据的现象是,甲中发生的主要反应的化学方程式是,该反应中若有3.2gCu参加反应,则被还原的H2SO4的物质的量为mol。

(2)在乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花,其目的是。(3)欲证明生成了CuSO4,应采取的操作是。

(4)若铜片还有剩余,则硫酸(填“有”或“没有”)剩余。其理由是。

解析:(1)铜与浓硫酸发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成的SO2能使乙中品红溶液褪色;3.2gCu的物质的量为3.2g64g·mol-1=0.05mol,则该反应中被还原的H2SO4的物质的量为0.05mol。(2)SO2可与碱反应,用浸有碱液的棉花可吸收剩余的SO2,防止污染空气。(3)反应后甲中可能含有剩余的浓硫酸,不可直接将水加入试管中,应将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,观察溶液的颜色。(4)随着反应的进行,浓硫酸逐渐变稀答案:(1)乙中品红溶液褪色Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O0.05(2)防止产生的SO2气体逸出,污染空气(3)将甲中反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,观察溶液的颜色(4)有随着反应的进行,浓硫酸变稀,而稀硫酸不与Cu反应,故H2SO4有剩余|归纳拓展|浓硫酸与金属反应的规律(1)与活泼金属(如Zn)反应:开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。该反应中均体现了硫酸的氧化性,但是前段反应体现的是浓硫酸的强氧化性,后段反应体现的是稀硫酸的氧化性。(2)与某些不活泼金属(如Cu)反应:开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。如1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2的物质的量小于1mol。(3)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性(如浓硫酸与木炭的反应)。新知探究(二)——硫酸根离子的检验导学设计实验操作实验现象实验结论先生成白色沉淀，加入稀盐酸后白色沉淀不溶解SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋反应生成不溶于稀盐酸的BaSO4，离子方程式：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓先生成白色沉淀，加入稀盐酸后白色沉淀不溶解先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解并生成气体COeq\o\al(2－,3)与Ba2＋反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀盐酸，离子方程式：Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓，BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋CO2↑＋H2O1.检验SOeq\o\al(2－,4)先加稀盐酸的目的是排除哪些离子的干扰？SOeq\o\al(2－,3)如何检验？提示：排除Ag＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等的干扰。加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后向沉淀中加入稀盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味(或能使品红溶液褪色)的气体，证明存在SOeq\o\al(2－,3)。2．待测液中先加入稀HNO3酸化，再加Ba(NO3)2溶液，能否证明待测液中含有SOeq\o\al(2－,4)？为什么？提示：否。SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)干扰。3．待测液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，能否证明待测液中含SOeq\o\al(2－,4)？为什么？提示：否。Ag＋干扰。[系统融通知能]硫酸根离子的检验方法(1)原理：利用反应Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓(白色)，BaSO4具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性。(2)试剂：可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。(3)排除干扰：①Ag＋干扰：用稀盐酸酸化可排除Ag＋的干扰。②COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)干扰：BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中。因此检验SOeq\o\al(2－,4)时，必须用稀盐酸酸化。不能用稀硝酸酸化，因为在酸性条件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SO2等会被溶液中的NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，从而干扰检验结果。(4)操作方法及现象[题点多维训练]1．硫酸根是常见的酸根离子，检验某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，可用的方法是(已知：稀硝酸具有强氧化性，可将SOeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4))()A．取样，先加入稀硝酸，无明显现象，然后再加硝酸钡溶液，产生白色沉淀，证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)存在B．取样，先加入硝酸钡溶液，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)存在C．取样，先加入稀盐酸，无明显现象，然后再加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)存在D．取样，先加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)存在解析：选C硝酸具有强氧化性，能把SOeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，故再加硝酸钡溶液时生成白色沉淀不能说明原溶液中含SOeq\o\al(2－,4)，A项错误；先加硝酸钡溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4中的一种或几种，再加稀硝酸，BaCO3会溶解，BaSO3会被氧化为BaSO4，故白色沉淀不溶解不能说明原溶液中含SOeq\o\al(2－,4)，B项错误；先加BaCl2溶液，生成白色沉淀，白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4或AgCl中的一种或几种，再加稀盐酸，BaCO3、BaSO3溶解，但BaSO4和AgCl均不溶解，故原溶液中可能含SOeq\o\al(2－,4)，也可能含Ag＋，也可能二者都有，D项错误。2．某溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－中的一种或几种，为确定该溶液的阴离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②继而滴加稀盐酸至溶液呈酸性，白色沉淀部分溶解；③最后取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测错误的是()A．一定有SOeq\o\al(2－,4)B．一定有COeq\o\al(2－,3)C．不能确定Cl－是否存在D．不能确定SOeq\o\al(2－,4)是否存在解析：选D实验①产生白色沉淀→含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,4)或二者都有；实验②中滴加过量稀盐酸时，沉淀部分溶解，证明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)；实验③中加入硝酸银溶液产生氯化银白色沉淀，并不能确定原溶液中有Cl－，因为实验②中加入了稀盐酸。3．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下列结论中，正确的是()A．亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中一定含有硫酸钡C．加入稀硫酸后，不溶的沉淀一定是BaSO3D．此实验不能确定亚硫酸钠是否部分被氧化解析：选D若Na2SO3溶液未被氧化，则加入BaCl2溶液生成的沉淀是BaSO3，而没有BaSO4，B错误；无论Na2SO3溶液是否被氧化，加入BaCl2溶液后，再加入稀硫酸，不溶的沉淀一定是BaSO4，C错误；题中实验无法证明Na2SO3是否部分被氧化，A错误，D正确。新知探究(三)——沉淀法去除粗盐中的杂质离子导学设计(1)经溶解、过滤和蒸发结晶操作得到的粗盐中还有一些可溶性硫酸盐及氯化镁、氯化钙等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式。杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐氯化钡溶液Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓CaCl2碳酸钠溶液Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓MgCl2烧碱溶液Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(2)除杂过程中为了将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去，粗盐除去杂质离子(SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋)可设计哪些方案？提示：(3)设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？提示：还要考虑加入试剂的顺序和量的多少，使得溶液中最终能够不引入新杂质。[题点多维训练]1．(2024·四川内江二中阶段检测)为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，可将粗盐溶于水，然后进行下列操作：①过滤；②加过量NaOH溶液；③加适量稀盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量BaCl2溶液。其中操作顺序正确的是()A．①④②⑤③ B．②④⑤①③C．⑤④②③① D．⑤②④①③解析：选D除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，选NaOH溶液除去镁离子，加过量的氯化钡溶液除去硫酸根离子，然后用碳酸钠溶液去除过量的钡离子及钙离子，所以碳酸钠溶液必须放在氯化钡溶液之后，过滤后加盐酸，最后蒸发得到NaCl，则操作顺序为⑤②④①③或②⑤④①③或⑤④②①③。2．提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液，可以使用的方法为()A．加入过量的Na2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸B．加入过量的K2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸C．加入过量的Na2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸D．加入过量的K2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸解析：选D提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液，应选碳酸钾除去钡离子，最后加硝酸除去碳酸根离子。加入过量的Na2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸，会生成新的杂质硝酸钠，因此A不可行；加入过量的K2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸，K2SO4会有剩余，因此B不可行；加入过量的Na2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸，Na2SO4会有剩余，因此C不可行；先加入过量的K2CO3溶液，过滤，再向滤液中加入适量的稀HNO3，稀HNO3会与过量的碳酸钾反应生成硝酸钾，因此D可行。3．为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2溶液、稀盐酸和K2CO3溶液三种试剂，按如下步骤操作：eq\x(固体)eq\o(→,\s\up7(加水),\s\do5())eq\x(溶液)eq\o(→,\s\up7(加过量A),\s\do5(操作Ⅰ))eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up7(加过量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up7(加过量C))eq\o(→,\s\up7(加热),\s\do5(煮沸))eq\a\vs4\al(氯化钾溶液)eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(操作Ⅱ))eq\a\vs4\al(KCl晶体)(1)写出三种试剂所含溶质的化学式：A__________，B__________，C__________。(2)①加入过量A的目的是_______________________________________，有关反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。②加入过量B的目的是_____________________________________________________，有关反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________。③加热煮沸的目的是___________________________________________________。(3)操作Ⅰ是__________，操作Ⅱ是____________。解析：要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须除去。除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除去SOeq\o\al(2－,4)，可用含Ba2＋的试剂，故选用Ba(OH)2溶液。过量的Ba2＋可用K2CO3除去，过量的OH－以及COeq\o\al(2－,3)可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去过量的HCl。答案：(1)Ba(OH)2K2CO3HCl(2)①除尽MgCl2和MgSO4中的Mg2＋和SOeq\o\al(2－,4)MgCl2＋Ba(OH)2=BaCl2＋Mg(OH)2↓、MgSO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋Mg(OH)2↓②除尽过量的Ba2＋Ba(OH)2＋K2CO3=BaCO3↓＋2KOH、BaCl2＋K2CO3=BaCO3↓＋2KCl③使HCl挥发(3)过滤蒸发结晶[课时跟踪检测](选择题第1～9小题，每小题3分，第12小题5分，本检测满分70分)1．下列对工业制硫酸的说法错误的是()A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，这样易于向沸腾炉中投料B．用黄铁矿制硫酸的过程中发生了化学变化C．SO2被氧化为SO3时需要使用催化剂D．一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水，因为用水吸收SO3易形成酸雾，降低吸收效率解析：选A将黄铁矿粉碎，能增大矿粒与空气的接触面积，提高反应速率，A项错误。2．(2024·北京陈经纶中学阶段检测)下列关于浓硫酸的说法不正确的是()A．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大B．可用来干燥硫化氢气体C．用浓硫酸在纸上书写的字迹会变黑D．在加热条件下可与铜反应解析：选B浓硫酸具有吸水性，会吸收空气中的水，质量增大，故A正确；浓硫酸具有强氧化性，可与H2S发生反应，不能干燥硫化氢气体，故B错误；浓硫酸具有脱水性，可以将纸碳化变黑，故C正确；浓硫酸在加热条件下可与铜反应，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，故D正确。3．(2024·南充月考)如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，观察到的现象不正确的是()A.苹果块会干瘪B.胆矾晶体表面有“白斑”C.小试管内有晶体析出D.pH试纸最终变红解析：选D浓H2SO4使pH试纸先变红后脱水变黑，D不正确。4．下列关于浓硫酸的叙述不正确的是()A．浓硫酸具有吸水性和强氧化性，能用浓硫酸干燥SO2B．浓硫酸可将铜、汞等金属氧化，生成高价态金属的硫酸盐C．浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸D．浓硫酸具有强氧化性，加热时浓硫酸能使铁、铝钝化解析：选DH2SO4与SO2不能发生反应，浓H2SO4可以干燥SO2，A正确；浓H2SO4在常温下使Fe、Al钝化，加热可以持续反应，D错误。5．下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是()A．SO2、O2、NH3 B．HI、Cl2、CO2C．CH4、H2、CO D．SO2、Cl2、H2S解析：选CSO2、HI、CO2、H2S不能用碱石灰干燥，NH3、HI、H2S不能用浓H2SO4干燥，故C正确。6．下列离子的检验方法正确的是()A．某溶液中加硝酸银溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl－B．某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．某溶液中加NaOH溶液生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋D．某溶液中加稀硫酸产生无色气体，将该气体通入澄清石灰水中生成白色沉淀，说明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)解析：选C与硝酸银溶液反应生成白色沉淀的离子有Cl－、SOeq\o\al(2－,4)等；与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子有SOeq\o\al(2－,4)、Ag＋等；与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀的离子只有Cu2＋；与稀硫酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体的离子有CO2－3、HCO－3、SO2－3、HSOeq\o\al(－,3)等。7．下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是()选项实验操作实验现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸只表现脱水性B向某溶液中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)C将浓硫酸和铜加热，冷却后用水稀释产生刺激性气味气体，溶液呈蓝色浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性D将足量锌和浓硫酸共热，将气体通入品红溶液产生刺激性气味气体，品红溶液褪色产生的气体只有SO2解析：选C将浓硫酸滴到蔗糖表面，变黑与浓硫酸的脱水性有关，膨胀是C与浓硫酸发生氧化还原反应生成气体，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，故A错误；和BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子，可能是SOeq\o\al(2－,4)，也可能是Ag＋等，故B项错误；浓硫酸和铜加热时发生反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸在反应中既表现氧化性，又表现酸性，故C正确；锌和浓硫酸反应，首先生成SO2，当浓硫酸变稀，锌和稀硫酸反应生成H2，因此，生成的气体应为SO2和H2的混合气体，故D错误。8．某化学兴趣小组探究铜丝与足量浓硫酸的反应，装置(已略去夹持仪器，其中铜丝可抽动)如图所示。下列有关说法错误的是()A．①中生成的气体可使品红溶液褪色B．②中可观察到溶液由棕黄色变为浅绿色，且有白色沉淀生成C．为了进行尾气处理，③中可以是NaOH溶液D．反应后，通过直接向①中加水，观察溶液颜色变化可判断反应有硫酸铜生成解析：选D①中Cu与浓硫酸在加热条件下反应可生成SO2，SO2可使品红溶液褪色，A项正确；SO2将Fe3＋还原为Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，SO2被氧化为SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋反应生成白色沉淀BaSO4，B项正确；SO2可以用碱液吸收，C项正确；反应后的试管①中硫酸浓度较大，不能直接向其中加水，正确的操作是冷却后将试管中液体缓慢加入水中，D项错误。9．锌与100mL18.5mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中氢离子浓度为0.1mol·L－1。下列叙述不正确的是()A．反应中共消耗1.8molH2SO4B．气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1C．反应中共消耗97.5gZnD．反应中共转移3mol电子解析：选B反应后溶液的pH＝1，说明硫酸过量，且反应后硫酸的物质的量为0.05mol，则反应掉的硫酸的物质的量为(18.5×0.1)mol－0.05mol＝1.8mol，A项正确；随着反应的进行，硫酸浓度会变稀，可能会生成氢气，所以生成的气体甲可能是SO2和H2的混合物，由Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，不论是生成SO2还是H2，都是1molZn产生1mol气体甲，n(Zn)＝n(甲)＝n(ZnSO4)＝1.5mol，则反应中共消耗Zn97.5g，C项正确；反应中转移电子的物质的量为锌的物质的量的两倍，为3mol，D项正确；由硫原子守恒可知n(SO2)＝1.8mol－1.5mol＝0.3mol，n(H2)＝1.5mol－0.3mol＝1.2mol，所以气体甲中SO2和H2的体积比为1∶4，B项错误。10．(8分)硫酸是三大工业用酸之一，在冶金、石油工业、制药、国防等方面都要用到硫酸。将适量的蔗糖放入烧杯中，加少量水拌匀，再加适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。试回答：(1)加入少量水的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)生成的黑色物质是___________________________________________(写出化学式)。(3)“体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体(SO2)”，写出对应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)上述现象体现了浓硫酸的________(填序号)。①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性解析：(1)加入少量水主要是利用水与浓硫酸混合放出大量的热，加快反应速率。(2)浓硫酸与蔗糖混合，浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水，因此生成的黑色物质是C。(3)生成的碳和浓硫酸混合，在受热的条件下反应放出二氧化碳和二氧化硫气体，对应的化学方程式：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(4)因浓硫酸具有吸水性，浓硫酸吸水稀释会放出大量的热，浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖脱水而变黑，生成的黑色物质是C，碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成水、二氧化碳和二氧化硫气体，其中二氧化硫具有刺激性气味，浓硫酸表现强氧化性，因此体现了浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性，故②③④正确。答案：(1)浓硫酸和少量水混合时会放出大量的热，加快反应速率(2)C(3)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(4)②③④11．(14分)某同学用某种粗盐进行提纯实验，步骤如下图所示。请回答下列问题：(1)步骤①和②的操作名称是________。(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是____________________________；步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌，这是为了防止____________________________，当蒸发皿中有较多量固体出现时，应______________，用余热使水分蒸干。(3)猜想和验证：猜想验证方法现象结论猜想Ⅰ：固体A中含CaCO3、MgCO3取少量固体A于试管中，滴加稀盐酸，并用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩住试管口猜想Ⅰ成立猜想Ⅱ：固体A中含BaCO3取少量固体A于试管中，先滴加________，再滴加Na2SO4溶液有气泡冒出，无白色沉淀猜想Ⅲ：最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4取少量NaCl晶体于试管中溶解，______________猜想Ⅲ成立解析：(1)由流程图可知，步骤①和②的操作名称是过滤。(2)滴加盐酸至无气泡放出时可判断步骤③加入盐酸“适量”。(3)本题主要考查基本实验操作，猜想Ⅰ主要是为了检验碳酸盐，可以加入强酸并将产生的气体通入澄清石灰水来进行检验；猜想Ⅱ是对COeq\o\al(2－,3)、Ba2＋的检验；猜想Ⅲ是对SOeq\o\al(2－,4)的检验，选用恰当的含Ba2＋的试剂即可。答案：(1)过滤(2)滴加盐酸至无气泡放出为止局部过热，造成溶液飞溅停止加热(或熄灭酒精灯)(3)有气泡冒出，烧杯内壁变浑浊稀硝酸(或稀盐酸)猜想Ⅱ不成立滴加BaCl2溶液和稀盐酸有白色沉淀生成高阶思维训练(选做题)12．选用如图所示仪器中的两个或