2017高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第3节 氧、硫及其重要化合物学案_第1页
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1、氧、硫及其重要化合物明考纲1了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。析考情高考对本节内容的考查,主要有四个考点:一是联系生产生活实际考查SO2的性质和用途;二是浓H2SO4的强氧化性和吸水性及SO的检验;三是含硫化合物及其相关工业对环境质量的影响;四是以框图推断综合考查硫及其化合物的相互转化。考点O3与H2O2的性质及应用1O3(1)组成:臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体。(2)产生方式:在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为3O22O3。(3)物理性质:常温常压下,O3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比O

2、2大。(4)化学性质不稳定性:O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为2O3=3O2。强氧化性:O3容易使湿润的KI淀粉试纸变蓝,反应的化学方程式为O32KIH2O=2KOHI2O2。漂白和消毒:有些染料受到臭氧的强烈氧化会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。(5)用途:可用作脱色剂和消毒剂;臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。2过氧化氢(1)结构化学式:H2O2,电子式:,结构式:HOOH,H、O原子个数比为11,是既含极性键又含非极性键的共价化合物。(2)化学性质不稳定性:加热、加催化剂都能使分解加快。2H

3、2O22H2OO2。弱酸性:相当于二元弱酸。H2O2HHO,HOHO。强氧化性a用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品;b氧化Fe2、SO等还原性物质:H2O22Fe22H=2Fe32H2O,H2O2SO=SOH2O;c使湿润的淀粉KI试纸变蓝:H2O22I2H=I22H2O。弱还原性:遇强氧化剂时作还原剂。2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO45O28H2O。判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)O2与O3互为同素异形体,它们之间的转化属于物理变化。()(2)H2O2是绿色氧化剂,只有氧化性。()(3)O3、H2O2都有漂白作用,漂白原理相同。()提示(1)(2)(3)题

4、组一 臭氧的性质和应用1.距地球1535 km处,有一层臭氧层,其化学式为O3,微量可以净化空气,有利于人体健康。下列有关叙述错误的是()AO3是一种良好的消毒剂和脱色剂B臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝C臭氧的存在对人类有益无害D转化成氧气,发生了化学变化答案C解析空气中臭氧的含量超标对人体有害。题组二 H2O2的性质和应用2.高考集萃(1)2015课标全国卷硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_。然

5、后再调节溶液的pH约为5,目的是_。(2)2015课标全国卷化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶角,铁变为_,加碱调节至pH为_时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为_时,锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_,原因是_。(3)2015浙江高考H2O2的电子式_。(4)2014北京高考H2O2氧化SO2的化学方程式_。(5)2014广东高考

6、写出H2O2在Fe3催化下发生分解反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目_。(6)2013海南高考H2O2可将碱性工业废水中的CN氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为_。答案(1)将Fe2氧化为Fe3使Fe3与Al3形成氢氧化物沉淀而除去(2)Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2与Zn(OH)2的Ksp相近(3)HH(4)SO2H2O2=H2SO4(5) (6)H2O2CNOH=CONH3解析(1)工艺流程中一般采用H2O2将Fe2氧化为Fe3,在反应过程中不会引入杂质,所以H2O2又称为绿色氧化剂。(2)在H2O2存在下,铁被氧化为Fe3;根据表格数据,KspFe(OH)3

7、c(Fe3)c3(OH)1039,则c(OH)1011 molL1,c(H)2103 molL1,pH2.7;KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)1017,则c(OH)108 molL1,所以控制pH为6时,Zn2开始沉淀;如果不加H2O2,Fe2不能被氧化,根据Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相同,在pH6时,两者将同时沉淀,则无法除去Zn2中的Fe2。考点硫单质及其氧化物的性质和应用1硫单质(1)自然界中硫元素的存在 硫铁矿黄铜矿石膏芒硝FeS2CuFeS2CaSO42H2ONa2SO410H2O(2)硫的物理性质 硫俗称硫黄,是一种淡黄色晶体,质脆,易研成粉末,不溶于水,微

8、溶于酒精,易溶于CS2(用于洗涤沾有硫的容器)。(3)从化合价角度认识,单质硫的化学性质 O2S 2二氧化硫(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性无刺激性有毒比空气大易溶于水(2)化学性质 3三氧化硫(1)物理性质熔点16.8 ,沸点44.8 ,常温下为液态,标准状况下为固态。(2)化学性质三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:4硫的氧化物的污染与治理(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2O22SO3、SO3H2O=

9、H2SO4。途径2:SO2H2OH2SO3、2H2SO3O2=2H2SO4。易错警示(1)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。 (2)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。 (3)SO2具有漂白性,其漂白原理和湿润氯气的漂白原理不同。SO2是与有色物质化合生成不稳定的无色物质,加热或日久复原,而湿润Cl2是利用了HClO的强氧化性。 (4)SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色的石蕊试液变红,但不能使之褪色。 (5)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性。判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)SO2使滴有酚酞的NaOH

10、溶液褪色,体现了SO2的漂白性。()(2)SO2与漂白粉的漂白原理相同。()(3)pH7的雨水属于酸雨。()(4)Cu与硫粉加热条件下生成CuS。()(5)洗涤附着在试管内壁上的硫用CS2或热的浓NaOH溶液。()提示(1)(2)(3)(4)(5)题组一 硫单质的性质1.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫,其反应方程式为6NaOH3S2Na2SNa2SO33H2O。在此反应中硫表现的性质是()A氧化性B还原性C既无氧化性又无还原性 D既有氧化性又有还原性答案D解析依据反应的化学方程式知硫元素的价态变化是 ,故S既有氧化性又有还原性。2下列物质中,不能由单质直接化合生成的是()CuS

11、FeSSO3H2SFeCl2A BC D全部答案A解析2CuSCu2S,Cu和S不能直接化合生成CuS;SO2SO2,S和O2不能直接化合生成SO3;2Fe3Cl22FeCl3,Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。题组二 SO2性质的多重性3.2015北京房山模拟用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是()A若品红溶液褪色,则说明产物中含有SO2B若溴水褪色,则说明SO2具有还原性C若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡,则说明Na2S2O3只作氧化剂D若品红溶液不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊,则说明亚硫酸比碳酸的酸性强答案C解析A项,SO2能使品红溶液褪色;B项,二

12、氧化硫使溴水褪色表现还原性;C项,此反应中Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂;D项,品红溶液不褪色说明无二氧化硫,Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明通入了二氧化碳,依据强酸制弱酸的原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。4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。(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。答案(1)蒸馏烧瓶Na2

13、SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)KMnO4酸性溶液褪色浅黄色(乳白色)沉淀还原性氧化性5SO22MnO2H2O=2Mn25SO4H(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,已褪色的品红又恢复红色(4)NaOH解析在实验中用Na2SO3与中等浓度的H2SO4反应生成SO2气体,SO2有强还原性可使酸性KMnO4溶液褪色,同时具有弱氧化性,与Na2S溶液反应生成S沉淀。SO2的漂白性具有可逆性,若加热,已褪色的品红溶液又恢复成红色。SO2有污染,可形成酸雨,可用NaOH溶液吸收。总结提升几种物质漂白原理的比较SO2氯水、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理

14、与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化(非氧化还原反应)化学变化(氧化还原反应)物理变化可逆可逆,加热或久置后恢复原来颜色不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色是否漂白有色的有机物,不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有机色质对象题组三 SO2与CO2的区别5.下列可用来区别SO2和CO2气体的是()澄清的石灰水氢硫酸氯水酸性高锰酸钾溶液氯化钡溶液品红溶液A BC D答案D解析只要与二氧化碳和二氧化硫气体反应现象不同,即可区别二氧化碳和二氧化硫。二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,不可以用澄清石灰水鉴别。氢硫酸与二氧化硫反应生成硫和水(2H2SSO2=3

15、S2H2O),氢硫酸与二氧化碳不反应。二氧化硫具有还原性,能使氯水和酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化碳不能。亚硫酸和碳酸的酸性均弱于盐酸,二氧化硫和二氧化碳与氯化钡溶液都不反应。二氧化硫能使品红溶液褪色,二氧化碳不能。62015宿州调研如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_。答案(1)品红溶液检验SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽(3)澄清石灰水检验CO2(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但

16、不褪成无色(或不褪色,或不褪成无色)解析在检验CO2时SO2会干扰实验检验,故应选检验SO2并吸收SO2后再检验CO2。关键是吸收SO2时要注意SO2要完全吸收。总结提升1SO2与CO2的鉴别方法(1)利用物理性质鉴别:有刺激性气味的无色气体是SO2,无色无味的气体是CO2。(2)利用化学性质鉴别:氧化性:与H2S气体混合或通入氢硫酸中,有淡黄色固体生成的是SO2,无现象的是CO2。 (3)利用漂白性鉴别:通入品红溶液中,能使品红溶液褪色的是SO2,无明显现象的是CO2。注意:不能用澄清石灰水鉴别SO2与CO2。2检验SO2和CO2同时存在的一般流程在检验SO2气体时,常利用其漂白性,但注意C

17、l2的干扰;利用其还原性,可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,但注意CH2=CH2的干扰。若检验CO2、SO2都存在时,注意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。题组四 SO2对环境的污染及治理7.近年来,酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法,流程如下:()将含SO

18、2的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中,得NaHSO3溶液。()将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。()将盐酸加入NaHSO3溶液中,反应所得到的SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。写出步骤()反应的化学方程式:_。写出步骤()中电解饱和食盐水的化学方程式:_。写出步骤()反应的离子方程式:_。(2)还有学者提出利用Fe2、Fe3等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO的转化率。该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是_。(填写序号)A碘的淀粉溶液

19、B酸性高锰酸钾溶液C氢氧化钠溶液 D氯化钡溶液若上述实验是在标准状况下进行的,欲测定转化器中SO2氧化成SO的转化率,已知气体流速,还需测定的数据有_、_。答案(1)SO2NaOH=NaHSO32NaCl2H2O2NaOHH2Cl2HSOH=SO2H2O(2)AB实验时间加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量解析求解SO2在混合气中的体积分数,需要求出两个量,一个是SO2的体积,一个是混合气的总体积。利用量气装置,可求出吸收SO2后余气的体积;利用洗气瓶中的X溶液,求出SO2的体积。所以对于洗气瓶中的溶液,必须能与SO2反应,且能发生明显的颜色变化,以便确定反应的终点。求解SO2的转化率

20、,应求出SO2气体的总量和生成SO的量。因为在前一问中已求出SO2在混合气中的含量,所以只需确定混合气的总量。利用流速求总量,只需知道通入时间。要求SO2的转化率,只需确定沉淀质量。总结提升消除SO2对环境污染的“三”方法方法一:钙基固硫法。为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaOSO2CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4,总反应方程式为2CaO2SO2O22CaSO4。方法二:氨水脱硫法。该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学反应为NH3SO2H2O=N

21、H4HSO3,2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4。方法三:钠、碱脱硫法。钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOHSO2=Na2SO3H2O,Na2CO3SO2=Na2SO3CO2,Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。考点硫酸及硫酸根离子的检验1硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。(2)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沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。2稀硫酸

22、具有酸的通性 3浓硫酸的特性 4SO24的检验(1)检验SO时要防止其他离子的干扰Ag干扰先用盐酸酸化,能防止Ag干扰,因为AgCl=AgCl。CO、SO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中。因此检验SO时,必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。所用钡盐溶液不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO(H)氧化为SO,从而得出错误的结论。(2)正确操作被检液取清液有白色沉淀,证明有SO。易错警示(1)浓H2SO4与金属反应时体现了浓H2SO4的强氧化性和酸性,而与炭等非金属反应时只体现了浓H2SO

23、4的强氧化性。(2)注意“量变”引起“质变”,浓H2SO4参加的反应,随着反应的进行,H2SO4浓度减小而引起“质变”。如浓H2SO4与Zn反应先生成SO2,随着反应进行,浓H2SO4变稀,稀H2SO4与过量的Zn反应生成H2,计算时注意电子守恒的应用。 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)浓H2SO4使胆矾(CuSO45H2O)变成白色粉末,体现了浓H2SO4的脱水性。()(2)浓H2SO4具有强氧化性,不能用于干燥还原性气体SO2。()(3)浓H2SO4与Cu、C的反应中,都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。()(4)50 mL 18.4 molL1浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分

24、子的数目为0.46NA。()(5)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定含有SO。()提示(1)(2)(3)(4)(5)题组一 硫酸的性质及实验探究1.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S2H2SO4(浓)3SO22H2O,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把足量铜粉投入到只含H2SO4 2 mol的浓硫酸中,得到气体体积在标准状况下为22.4 LD常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4,是因为浓H2SO4的强氧化性使铁、铝等发生钝化

25、答案D解析氨气能与浓硫酸作用生成(NH4)2SO4,A错误;由S与浓硫酸发生反应的方程式可知:浓硫酸全部被还原为SO2,浓硫酸只表现出强氧化性,B错误;铜与浓硫酸发生反应时,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,而铜与稀硫酸不发生反应,故产生的气体小于22.4 L,C错误。22016日照联考某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质,设计如下实验。请回答下列问题:(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为_;实验过程中,装置B中观察到的现象是_;装置C中有白色沉淀生成,该沉淀是_(填化学式)。(2)装置A中还会产生CO2气体,请写出产生CO2的化学

26、方程式:_。(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2,应先从下列中选出必要的装置连接A装置中c处管口,从左到右的顺序为_(填序号);然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2,其目的是_。(4)某同学发现实验后期装置A中产生的气体中还含有H2,理由是_ (用离子方程式表示)。答案(1)分液漏斗品红试纸褪色,石蕊试纸变红BaSO4(2)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(3)赶尽装置中的空气,防止空气中的CO2影响实验(4)Fe2H=Fe2H2解析(1)铁与浓硫酸在加热条件下发生反应生成SO2气体,SO2可使湿润的品红试纸褪色,使湿润的蓝色石蕊试纸变红,SO2通入Ba(NO3)2溶液中,S

27、O2首先与水反应生成H2SO3,提供了酸性环境,而NO在酸性环境中具有强氧化性,能将H2SO3氧化为H2SO4,故可得到BaSO4沉淀。(2)生铁中含有碳,在加热条件下碳也可与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O。(3)要验证CO2的存在,首先要排除SO2的干扰,可以使混合气体通过高锰酸钾溶液,除去SO2,然后用品红溶液确认SO2已被除尽,最后将剩余气体通入澄清石灰水中。证明含有CO2的实验现象是品红溶液不褪色,且澄清石灰水变浑浊。(4)随着反应的进行,硫酸浓度减小,稀硫酸与铁反应生成H2。总结提升鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法方法操作结论1分别滴到火柴梗上变黑者为浓硫酸2分别加入到盛水的试管中放热

28、者为浓硫酸3滴到CuSO45H2O晶体中变白色的为浓硫酸4加入铝常温下放出气泡的是稀硫酸,无气泡产生的是浓硫酸5滴加到浓盐酸中产生白雾的是浓硫酸6加入铜片并加热溶液变蓝,产生刺激性气味气体的是浓硫酸,不反应的是稀硫酸题组二 SO的检验3.2015上海金山区期末已知某溶液中可能含有SO、SO及其他某些未知离子,某学生取适量试液放入四支试管中,然后分别进行如下实验并得出相应的结论,其中合理的是()若加入BaCl2溶液得到白色沉淀,然后加入足量的稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中一定含有SO若加入BaCl2溶液得到白色沉淀,然后加入足量的稀盐酸,沉淀溶解并产生刺激性气味的气体,说明原溶液中一定含有SO

29、若先加入盐酸无现象,再加BaCl2溶液得到白色沉淀,说明原溶液中一定有SO若做焰色实验时,得到黄色火焰,说明实验中一定有Na,但不能确定是否有KA BC D答案C解析BaSO3可被硝酸氧化成BaSO4导致沉淀不会消失,错;BaSO4不溶于盐酸、BaSO3溶于盐酸并生成有刺激性气味的SO2,对;加盐酸无现象,表明溶液中无CO、SO等干扰性离子,此时生成的沉淀只能是BaSO4,对;钾元素的紫色可被钠元素的黄色掩盖住,对。42015四川高考(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】(NH4)2SO4在260 和400 时分解产物不同。【实验探究】该

30、小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。实验1:连接装置ABCD,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000 mol/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后,于260 加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用0.2000 mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO。(1)仪器X的名称是_。(2)滴定前,下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。a盛装0.2000 mol/L NaOH溶液b用0.2000 mol/L NaOH溶液润洗c读数、记录d查漏、清洗e排尽

31、滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是_mol。实验2:连接装置ADB,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO,无SO。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。(4)检验装置D内溶液中有SO,无SO的实验操作和现象是_。(5)装置B内溶液吸收的气体是_。(6)(NH4)2SO4在400 分解的化学方程式是_。答案(1)圆底烧瓶(2) dbaec(3)0.03(4)取少量装置D内溶液于试

32、管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(或其他合理答案即可)(5)NH3(或氨气)(6)3(NH4)2SO44NH3N23SO26H2O解析(1)根据仪器X的形状特点可知其为圆底烧瓶。(2)使用滴定管前需要先检查是否漏液,并对其进行清洗;然后用标准液润洗,防止对加入的标准液造成稀释;润洗后加入标准液,并排出滴定管中的气泡,防止对量取的液体体积造成误差;最后读数、记录数值。故正确的顺序为dbaec。(3)装置B中的盐酸吸收NH3,设吸收的氨气为x mol,则有0.5000 mol/L0.0700 Lx mol0.2000 mol/L0.0250

33、L,得x0.03。(4)取少量装置D中的溶液,可向其中加入足量稀盐酸,然后再滴加BaCl2溶液,只有刺激性气味的气体(SO2)产生,无沉淀(BaSO4)产生。(5)装置B中所盛盐酸可吸收碱性气体,故吸收的是NH3。(6)通过分析所给信息可知(NH4)2SO4受热分解过程中SO被还原,故NH被氧化,而产物中无氮氧化物,故氧化产物为N2,因此(NH4)2SO4分解的化学方程式为3(NH4)2SO43SO2N24NH36H2O。总结提升SO检验的易错点(1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。(2)误将

34、Ag、Pb2判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO,而含Ag或Pb2时也会产生同样的现象:AgCl=AgCl(白色),Pb22Cl=PbCl2(白色)。(3)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。该错误是未注意NO具有强氧化性,在酸性环境中发生反应:Ba2SO=BaSO3(白色),3BaSO32H2NO=3BaSO4(白色)2NOH2O。考点硫及其化合物的相互转化及制备1硫及其化合物的转化关系SO2、SO3是酸性氧化物,H2SO3、H2SO4是酸,物质的类别可以帮助

35、我们理解它们的性质。相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如SO2H2SO3NaHSO3Na2SO32含硫物质的化合价变化及规律(1)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。如H2 O2O3 (2)硫元素处于相邻价态的物质间一般不发生氧化还原反应。如S和H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应。(3)含硫物质的连续氧化硫元素(4)典型的归中反应2H2SSO2=3S2H2O,2Na2SNa2SO33H2SO4=3Na2SO43S3H2O。易错警示(1)S2和SO只有在酸性溶液中才能发生反应。2S2SO6H=3S3H2O。(2)含6价硫

36、的化合物不一定都有强氧化性,如浓H2SO4具有强氧化性,而稀H2SO4、硫酸盐中硫元素均不表现氧化性。题组一 硫及其化合物的相互转化1.A为中学化学中常见的金属单质,将A投入足量B的浓溶液中,溶液总质量在反应前后保持不变(忽略沉淀或气体的溶解)。除A、C外其余各物质均含同一种元素X,F为X的氢化物,G为淡黄色固体,H为黑色沉淀。a(1)写出下列物质的化学式:A_,D_,F_,G_,H_。写出反应a的化学反应方程式:_。(2)G和过量NaOH溶液在加热时反应,氧化产物与还原产物的物质的量之比为12,写出该反应的离子方程式:_。(3)检验E中阴离子的操作方法为_。答案(1)CuSO2H2SSCuS

37、Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)3S6OH=2S2SO3H2O(3)取少量E溶液,先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,证明有SO存在2在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是强酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答:(1)A是_,Y是_,Z是_(填化学式,下同)。(2)当X是强酸时,E是_。写出B生成C的化学方程式:_。(3)当X是强碱时,E是_。写出B生成C的化学方程式:_。答案(1)(NH4)2S O

38、2 H2O(2)H2SO4 2H2S3O22SO22H2O(3)HNO3 4NH35O24NO6H2O解析解推断题的两个关键点:一是找出突破口;二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,可推测多1个氧原子,则Y应为O2。连续氧化最终生成酸,则E可能为H2SO4或HNO3。(2)当X是强酸时,转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。(3)当X为强碱时,转化关系为(NH4)2SNH3NONO2HNO3。总结提升在解答框图推断题中,若能符合ABCD转化关系,常见的有(1)H2S(S,FeS2)SO2SO3H2SO4,(2)NH3(N2)NO

39、NO2HNO3,(3)CCOCO2H2CO3,(4)NaNa2ONa2O2NaOH,(5)FeFeOFe2O3,另外,有机反应中有醇醛羧酸。题组二 含硫化合物的性质与重要物质的制备3.2014四川高考硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O)。.【查阅资料】(1)Na2S2O35H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。.【制备产品】实验装

40、置如图所示(省略夹持装置):实验步骤:(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是_;E中的试剂是_(选填下列字母编号)。A稀H2SO4 BNaOH溶液 C饱和NaHSO3溶液(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经_(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。.【探究与反思】(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量B

41、aCl2溶液,有白色沉淀生成,_,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是_。(3)Na2S2O35H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_方法提纯。答案.(1)分液漏斗B(3)蒸发.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(3)重结晶解析.装置A是用浓H2SO4和Na2SO3固体反应制SO2气体,装置B是

42、安全瓶,能防倒吸,装置C用来制备Na2S2O3,装置E是尾气处理装置,常用碱液来吸收SO2气体。(3)由信息知Na2S2O3晶体易溶于水,所以要从滤液中得到固体需经过蒸发操作。.(1)要检验Na2SO4和Na2SO3,先将产品溶于水,再加BaCl2溶液,过滤得到沉淀,再向沉淀中加足量盐酸,若有刺激性气味的气体生成,则说明沉淀中有BaSO3,则原样品中有Na2SO3,若沉淀部分溶解说明还有BaSO4,则原样品中有Na2SO4。(2)分析Na2S2O3、Na2SO3、Na2SO4三物质中S元素化合价知将装置中的氧气排尽则会减少Na2SO4的量。(3)Na2S2O3晶体的溶解度随温度升高而显著增大,

43、所以可用重结晶的方法提纯。教材实验的创新考查:浓H2SO4的强氧化性高考演变实验12014广东高考56 g铁片投入足量浓硫酸中生成nA个SO2分子。()22014课标全国卷利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应的实验结论。()实验结论浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性教材母本实验高考源于教材浓硫酸的强氧化性是中学化学中元素化合物的重要组成部分,是高考实验探究题的重要出题点之一。教材中通过向蔗糖中加入浓硫酸和铜与浓硫酸反应的实验,验证了浓硫酸的强氧化性,实验中通过产生“黑面包”的现象,验证了蔗糖脱水后生成的碳被浓硫酸氧化,进一步验证了浓硫酸的强氧化性。高考命题者将这些知识迁移到浓硫酸与金属

44、、非金属的反应实验,同时涉及反应产物的检验及产物对环境的污染及防治措施等内容,突出考查了考生综合分析问题、设计实验的能力。1铁与浓硫酸在常温下发生钝化,几乎不生成SO2分子。2蔗糖与浓硫酸混合,蔗糖变黑,说明浓硫酸有脱水性,同时发生反应C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O,生成的二氧化硫气体使溴水褪色,说明浓硫酸具有氧化性。答案1.2.迁移发散高考还可能这样考1铜和浓H2SO4的反应中浓H2SO4表现了哪些性质?反应有什么特点?提示Cu与浓H2SO4的反应中,由于H2SO4中的硫元素的化合价只有部分改变,因此浓硫酸同时表现出氧化性和酸性。此外,随着反应的进行,浓H2SO4会渐渐变稀,而稀

45、H2SO4是不与Cu发生反应的。因此,反应物Cu和H2SO4都有可能剩余,且实际产生的SO2气体的体积要比理论值小。2如何稀释浓H2SO4?由此总结出浓硫酸与其他溶液的混合操作方法。提示稀释浓硫酸的方法:把浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中,并不断搅拌,使产生的热量迅速地扩散出去。规律:两种液体混合时,要把密度大的液体加到密度小的液体中,如浓硫酸与浓硝酸混合酸的配制方法是把浓硫酸沿器壁慢慢地注入浓硝酸中。典例2015忻州联考为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。实验:反应产物的定性探究按如图装置(固定装置已略去)进行实验:(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是_,B装置中的现象是_。

46、(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是_。(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是_。(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是_。实验:反应产物的定量探究(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S。产生Cu2S的反应为aCubH2SO4cCu2 SdCuSO4eH2O。则ab_。(6)为测定硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液中振荡,以淀粉溶液为指示剂,用0.36 molL1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均

47、消耗该Na2S2O3溶液25.00 mL。若反应消耗铜的质量为6.4 g,则硫酸铜的产率为_。(已知:2Cu24I=2CuII2,2S2OI2=S4O2I)答案(1)SO22OH=SOH2O白色粉末变蓝色(2)D装置中黑色固体无明显变化,E装置中溶液的红色褪去(3)拉起铜丝,关闭K1、K2(4)将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁(或玻璃棒)缓缓倒入盛有水的烧杯中,边倒边搅拌,观察是否有蓝色出现(5)54(或1.25)(6)90%解析(2)浓硫酸与铜的反应中,一部分6价硫元素被还原为4价硫元素,生成SO2,而反应前后氢元素的化合价没有变化,故浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的氧化性,实验过程中

48、通过检验有无氢气和SO2生成来比较浓硫酸中硫元素的氧化性与氢元素的氧化性的强弱。(5)aCubH2SO4cCu2SdCuSO4eH2O由反应前后Cu原子守恒可得a2cd由反应前后S原子守恒可得bcd再由得失电子守恒可得2c2d8c即d3c代入可得a5c,代入可得b4c,故ab5c4c54。(6)根据给出的化学方程式可知关系式:2Cu2I22S2O,即Cu2S2O,因此n(Cu2)n(S2O)0.36 molL125.00103 L0.09 mol,故硫酸铜的产率为100%90%。考题集训2015邯郸一中模拟某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。(1)比较两个实验装置,图2装置的优点是:能更好的吸收有毒气体SO2防止其污染环境;_。(2)

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