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《第一节硫及其化合物》公开课优秀教案教学设计_高化_2025春-人教版高中化学_02新版高中化学必修二_9.课件+教案+练习备用_第五章化工生产中的重要非金属元素

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《第一节硫及其化合物》公开课优秀教案教学设计_高化_2025春-人教版高中化学_02新版高中化学必修二_9.课件+教案+练习备用_第五章化工生产中的重要非金属元素
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第 3 节 硫的转化 第 1 课时 硫与二氧化硫 一、自然界中的硫 1.自然界中不同价态硫元素间的转化 (1)硫元素的存在 ①存在形态:游离态和化合态。 ②存在范围:存在于海洋、大气和地壳及动植物体内。 (2)自然界中不同价态硫元素间的转化 2.认识硫单质 (1)物理性质 俗名 颜色 状态 溶解性 熔、沸点 硫黄 淡黄色 固体 不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS 较低 2 (2)化学性质 11 根据物质类别和元素化合价两角度理解硫单质的化学性质。 HS、NaS、FeS ←――――S ―――→SO、SO 2 2 2 (1)硫与金属反应规律 ①硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应金属硫化物。 ②硫与变价金属反应生成低价态金属硫化物。 ③常温下硫粉易与汞反应,Hg+S===HgS,撒落金属汞时,可用硫黄粉覆盖。 (2)硫与热的碱溶液反应为3S+6NaOH=====2NaS+NaSO +3HO,硫表现氧化性和还原性。 2 2 3 2 例1 下列说法中正确的是( ) A.硫是一种淡黄色的能溶于水的固体 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Fe S,表现了硫单质的氧化性 2 3 D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫 答案 B 解析 A项,硫是一种黄色或淡黄色固体,不溶于水,错误;B项,硫溶于二硫化碳,正确;C项,硫与铁反应时, 硫得电子做氧化剂,但反应产物为FeS,与铁和硫的用量无关,错误;D项,硫在空气中和氧气中燃烧都只生成二 氧化硫,燃烧产物与氧气用量无关,只是在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,而在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰,错误。 思维启迪 (1)不论氧气是否过量,硫在氧气或空气中燃烧都只能生成SO ,不能生成SO 。 2 3 (2)硫与O 等较活泼非金属反应时表现还原性,硫与H、金属反应时表现氧化性。 2 2 22 (3)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金属氯化物,反应产物均与 反应物的用量无关,故氧化性:Cl>S。 2 (4)实验室可用CS 或热的氢氧化钠溶液洗涤附着在试管壁上的硫黄。 2 例2 (2018·安徽师大附中)对于反应3S+6KOH=====2KS+KSO +3HO,下列说法正确的是( ) 2 2 3 2 A.S是氧化剂,KOH是还原剂 B.还原剂与氧化剂的质量之比是2∶1 C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶2 D.若3 mol硫完全反应,则反应中共转移4 mol电子 答案 D 解析 在反应3S+6KOH=====2KS+KSO +3HO中,还原剂和氧化剂都是S;氧化剂和还原剂的质量之比为 2 2 3 2 2∶1;氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2;3 mol硫完全反应时,有1 mol S转化为亚硫酸钾,转移4 mol 电子。 二、二氧化硫 1.物理性质 颜色 气味 状态 密度 毒性 水溶性 无色 刺激性 气态 比空气大 有毒 易溶于水 2.化学性质 (1)预测SO 的性质 2 ①属于酸性氧化物,可与碱、碱性氧化物、水反应; ②硫的化合价有-2、0、+4、+6价,SO 中硫的化合价居中间价态,既有氧化性又有还原性。 2 (2)实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 溶液颜色变红色 SO 的水溶液显酸性 2 SO 具有还原性,可被新制氯 2 产生白色沉淀 水氧化成SO,与Ba2+反应生 成BaSO 沉淀 4 33 SO 具有氧化性,可被 HS还 2 2 产生淡黄色沉淀 原为S 溶液先变红,振 荡后退色,再加 SO 具有漂白性,但生成的无 2 热后,溶液颜色 色化合物不稳定 恢复红色 二氧化硫的化学性质 提示 (1)二氧化硫具有较强还原性,可被多种氧化剂(如O 、Cl 、Br 、I 、FeCl 、HNO 、KMnO 、HO 、NaO 2 2 2 2 3 3 4 2 2 2 2 等)氧化,故二氧化硫以还原性为主。二氧化硫显示氧化性的常见反应是与HS的反应。 2 (2)SO 不能漂白酸碱指示剂,而HClO、HO 能漂白酸碱指示剂。 2 2 2 (3)H SO 不稳定,易分解,其酸性强于 HCO 。HSO 既有氧化性,又有还原性,能氧化 SO 的物质,均能将 2 3 2 3 2 3 2 HSO 氧化为HSO ;HSO 与HS反应生成S和HO,表现其具有氧化性。 2 3 2 4 2 3 2 2 例3 下列实验能证明气体中存在SO 的是( ) 2 A.能使澄清石灰水变浑浊 B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.通入足量的NaOH溶液中,然后滴加BaCl 溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 2 D.通入新制氯水中,能使新制氯水退色,然后滴加BaCl 溶液有白色沉淀生成 2 答案 D 解析 CO 、SO 都属于酸性氧化物,性质上有相似之处,如二者都具有酸性氧化物的通性,都能使澄清石灰水先 2 2 44 变浑浊后变澄清,在碱性环境中,通入BaCl 溶液中均产生能溶于稀盐酸的沉淀等。但SO 通入新制氯水中发生反 2 2 应:SO +Cl+2HO===HSO +2HCl,使新制氯水退色,然后滴加BaCl 溶液产生白色沉淀,CO 不具备该性质, 2 2 2 2 4 2 2 故选D。 规律总结 (1)鉴别SO 和CO 气体的常用方法: 2 2 ①利用二氧化硫的还原性,用酸性KMnO 溶液、溴水等氧化剂鉴别。 4 ②利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别。 ③不能用澄清石灰水、紫色石蕊溶液或湿润的蓝色石蕊试纸鉴别。 (2)检验SO 的方法: 2 将气体通入品红溶液,品红溶液退色,加热恢复原色。 例4 检验SO 气体中是否混有CO 气体,可采用的方法是( ) 2 2 A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水 C.先通过NaHCO 溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过足量酸性KMnO 溶液,再通过澄清石灰水 3 4 答案 D 解析 要正确解题必须先做到以下两点:(1)理解题意,本题要检验的是CO ,且CO 又是混在SO 气体中。(2)要 2 2 2 掌握SO 与CO 性质上的相似点与不同点。如通过澄清石灰水都能生成白色沉淀(CaSO 和CaCO ),又如遇NaOH 2 2 3 3 溶液都能发生反应,这便是它们性质上的相似点。它们性质上的不同点又表现在,如 SO 具有漂白性从而能使品 2 红溶液退色,而 CO 不具备漂白性;又如在通过 NaHCO 溶液时,由于 HSO 酸性>H CO 酸性,所以SO 与 2 3 2 3 2 3 2 NaHCO 溶液反应能放出CO,而CO 却无法与NaHCO 反应;再如由于SO 的还原性,在通过酸性KMnO 溶液时 3 2 2 3 2 4 会发生反应:5SO +2KMnO +2HO===KSO +2MnSO +2HSO ,而CO 却不具备这种还原性。 2 4 2 2 4 4 2 4 2 若对本题选项稍加分析,A项检验的是SO 而不是CO ,B项中不管是否混有CO ,溶液均变浑浊,C项中不管是 2 2 2 否混有CO ,均有白色沉淀生成,唯有D项在通过酸性KMnO 溶液时混合气体中仅SO 被吸收,再通过澄清石灰 2 4 2 水若有浑浊现象,说明混有CO;若无浑浊现象,说明不混有CO。综上分析,D项正确。 2 2 思维启迪 SO 和CO 都可使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的方法如下: 2 2 流程设计 检验SO ⇒除去SO ⇒检验SO 除尽⇒检验CO 2 2 2 2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO 溶液 品红溶液 澄清石灰水 4 预期现象 退色 变浅或退色 不退色 变浑浊 55 例5 为了除去CO 气体中的SO 气体,下列仪器和药品组合合理的是( ) 2 2 仪器:①洗气瓶 ②干燥管 药品:③固态生石灰 ④苏打溶液 ⑤小苏打溶液 A.①⑤ B.②⑤ C.①③ D.①④ 答案 A 解析 洗气瓶必须与液态试剂对应,干燥管必须与固态试剂对应。SO 既能与NaHCO 溶液反应,又能与NaCO 2 3 2 3 溶液反应;CO 只能与NaCO 溶液反应,不能与NaHCO 溶液反应。 2 2 3 3 规律总结——除去CO 气体中的SO 气体的两种思路 2 2 (1)转化法,通入饱和NaHCO 溶液: 3 SO +2NaHCO ===NaSO +2CO+HO 2 3 2 3 2 2 不选用饱和NaCO 溶液的理由是 2 3 NaCO+HO+CO===2NaHCO 。 2 3 2 2 3 (2)氧化法:通入酸性KMnO 溶液等氧化性物质的溶液。 4 例6 (2018·东城月考)下列说法正确的是( ) A.SO 能使品红溶液、氯水、KMnO (H+)、石蕊溶液、含酚酞的NaOH溶液退色,说明SO 具有漂白性 2 4 2 B.能使品红溶液退色的气体不一定是SO 2 C.SO 、漂白粉、活性炭、NaO 都能使品红溶液退色,其原理相同 2 2 2 D.等物质的量的SO 和Cl 通入水中具有更强的漂白能力 2 2 答案 B 解析 A项,SO 使氯水、酸性KMnO 溶液退色是因为SO 具有还原性,能使品红退色是因为SO 具有漂白性, 2 4 2 2 SO 不能使指示剂退色,SO 使含有酚酞的NaOH溶液退色表现SO 酸性氧化物的性质,错误;B项,因为能使品 2 2 2 红退色的物质还有Cl、NO 、O 等,正确;C项,这些漂白剂的漂白原理不相同,SO 漂白属于化合型,活性炭属 2 2 3 2 于吸附型,漂白粉、NaO 属于强氧化型,错误;D项,等物质的量的 SO 和Cl 在溶液中反应:SO +Cl + 2 2 2 2 2 2 2HO===HSO +2HCl,失去漂白能力,错误。 2 2 4 66 规律总结——SO 和Cl 漂白性比较 2 2 (1) (2) (3)SO 和Cl 都能使品红溶液退色,可以用加热法区别它们漂白后的溶液。 2 2 (4)Cl 和SO 都可使含酚酞的NaOH溶液退色,前者是因为Cl 与HO反应生成具有漂白性的物质,后者是因为SO 2 2 2 2 2 为酸性氧化物,能与NaOH反应也能与HO反应。可以依据向退色后的溶液中加入NaOH溶液后的现象,证明溶 2 液退色的原因。 2.下列关于硫的叙述正确的是( ) A.硫的化学性质比较活泼,所以硫在自然界中仅以化合态存在 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.硫与金属单质反应时做氧化剂,与非金属单质反应均做还原剂 D.硫单质在常温下不与任何物质反应 答案 B 77 解析 硫单质比较活泼,但自然界中也有游离态的硫,A项错误;黑火药中的硫黄溶于CS 后过滤,将滤液蒸发得 2 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项正确;硫与金属单质、H 2 反应时做氧化剂,与O 等强氧化性非金属单质反应时做还原剂,C项错误;常温下,硫单质可以和汞等物质反应, 2 D项不正确。 3.(2017·秦皇岛高一质检)下列溶液不能区别SO 和CO 气体的是( ) 2 2 ①澄清石灰水 ②酸性KMnO 溶液 ③溴水 ④用HNO 酸化的Ba(NO ) 溶液 ⑤品红溶液 4 3 3 2 A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.只有① D.①② 答案 C 解析 CO 和SO 通入澄清石灰水中,都是先生成白色沉淀,气体过量时沉淀又溶解,所以澄清石灰水不能区别这 2 2 两种气体;SO 有还原性,能使酸性KMnO 溶液退色,也能使溴水退色,而CO 不能,所以酸性KMnO 溶液和溴 2 4 2 4 水能区别这两种气体;NO在酸性条件下能将SO 氧化成SO,SO与Ba2+结合成BaSO 沉淀,而CO 与Ba(NO ) 溶 2 4 2 3 2 液不反应,所以用HNO 酸化的Ba(NO ) 溶液能区别这两种气体;SO 有漂白性,能使品红溶液退色,而CO 不能, 3 3 2 2 2 所以品红溶液能区别这两种气体。 4.下列说法中不正确的是( ) A.SO 通入酸性高锰酸钾溶液中紫红色退去 B.SO 通入Ba(OH) 溶液中产生白色沉淀 2 2 2 C.久置的NaSO 溶液中加入酸化的BaCl 溶液产生白色沉淀 D.SO 通入氯水中无明显现象 2 3 2 2 答案 D 解析 SO 具有还原性可以被酸性高锰酸钾、硝酸、Cl 等氧化剂氧化成 SO,A 项正确,D 项错误;SO + 2 2 2 Ba(OH) ===BaSO↓+HO,B项正确;久置的NaSO 溶液会被O 氧化成NaSO ,加入酸化的BaCl 溶液产生白 2 3 2 2 3 2 2 4 2 色BaSO 沉淀,C项正确。 4 5.SO 与CO 的性质既有相似之处,又有不同之处。 2 2 (1)若将CO 持续不断地通入Ba(OH) 溶液,有关实验现象为__________________________。 2 2 若将SO 持续不断地通入Ba(OH) 溶液,有关反应的化学方程式为__________________、_______________。 2 2 (2)在BaCl 溶液中通入SO 气体,未见沉淀生成,若再通入下列四种气体: 2 2 A.Cl B.NH C.NO D.H S 2 3 2 2 均会产生沉淀。回答下列问题: ①通入四种气体时产生的沉淀分别是 A.____________,B. ____________,C.____________,D.____________。 ②用离子方程式表示A和D产生沉淀的原因 88 A________________________________________________________________________; D________________________________________________________________________。 ③ 若 将 SO 通 入 BaCl 溶 液 至 饱 和 , 未 见 沉 淀 生 成 , 继 续 通 入 NO 气 体 , 产 生 沉 淀 , 原 因 是 2 2 2 _______________________。 答案 (1)先有白色沉淀生成,而后白色沉淀消失 SO +Ba(OH) ===BaSO↓+HO 2 2 3 2 SO +BaSO+HO===Ba(HSO ) 2 3 2 3 2 (2)①BaSO BaSO BaSO S 4 3 4 ②SO +Cl +2HO===SO+2Cl-+4H+、SO+Ba2+===BaSO↓(或SO +Cl +2HO+Ba2+===BaSO↓+2Cl-+4H 2 2 2 4 2 2 2 4 +) 2HS+SO ===3S↓+2HO(或2HS+HSO ===3S↓+3HO) 2 2 2 2 2 3 2 ③NO 与HO反应生成的HNO 把SO 氧化成SO,生成BaSO 沉淀 2 2 3 2 4 解析 (1)CO 和SO 为酸性氧化物,与Ba(OH) 反应分别生成BaCO 和HO,BaSO 和HO,继续通过量的CO 和 2 2 2 3 2 3 2 2 SO ,则分别生成Ba(HCO ) 和Ba(HSO )。 2 3 2 3 2 (2)Cl 与SO 在BaCl 水溶液中发生反应为SO +Cl +2HO===SO+2Cl-+4H+、SO+Ba2+===BaSO↓;NH 与 2 2 2 2 2 2 4 3 SO 在BaCl 水溶液中发生反应为2NH +HO+SO ===(NH )SO ,(NH )SO +BaCl ===BaSO↓+2NH Cl ; NO 与 2 2 3 2 2 4 2 3 4 2 3 2 3 4 2 水反应生成的 HNO 将 SO 氧化生成 HSO ,与 BaCl 反应生成 BaSO 沉淀;HS 与 SO 发生反应 2HS+ 3 2 2 4 2 4 2 2 2 SO ===3S↓+2HO。 2 2 题组1 硫的存在与性质 1.下列关于硫的说法不正确的是( ) A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去 B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 C.单质硫既有氧化性,又有还原性 D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 答案 D 解析 硫燃烧时只能生成SO ,SO 可由SO 催化氧化制取,D项错误。 2 3 2 2.下列关于硫的说法正确的是( ) A.硫是一种淡黄色的不溶于水的固体 B.铜丝擦亮后伸入硫蒸气中产物是CuS 99 C.硫与非金属反应均做还原剂 D.1.6 g硫与5.6 g铁反应能得到7.2 g纯净硫化物 答案 A 解析 B项,铜与硫反应生成Cu S;C项,硫与非金属H 反应时做氧化剂,与非金属O 反应时做还原剂;D项, 2 2 2 Fe与S反应时 Fe + S ===== FeS 56 32 88 2.8 g 1.6 g 4.4 g 即5.6 g铁与1.6 g S反应时铁过量,反应后得到混合物。 3.(2017·拉萨中学)能说明Cl 的氧化性比S的氧化性强的事实是( ) 2 A.通常情况下硫为淡黄色固体,而氯气为黄绿色气体 B.硫不溶于水,而氯气能溶于水 C.与金属反应时,硫被还原为-2价而氯被还原为-1价 D.与同一种金属反应时,金属被硫氧化成低价态,被氯气氧化成高价态 答案 D 解析 A项,物质的颜色、状态为物理性质,与化学性质无关,不能作为依据用来比较氧化性强弱,A项错误;B 项,物质的溶解性属于物理性质,与化学性质无关,B项错误;C项,与金属反应后,非金属元素的化合价取决于 元素原子最外层电子的数目,与氧化性强弱无关,C项错误;D项,与同一种金属反应时,金属被硫氧化成低价态, 被氯气氧化成高价态,说明Cl得电子能力较强,即氯气的氧化性较强,D项正确。 题组2 二氧化硫的性质 4.下列说法正确的是( ) A.SO 具有漂白性,能使品红溶液和KMnO 溶液退色且常做食品的漂白剂 2 4 B.活性炭、胶体、HO、O 等都有漂白性 2 2 3 C.次氯酸盐只有在酸性环境中才有漂白性 D.Na O 也有漂白性,其漂白原理和SO 相似 2 2 2 答案 B 解析 SO 使酸性KMnO 溶液退色是因为其还原性而不是漂白性所致,且SO 有毒,不能用于食品漂白,A错误; 2 4 2 活性炭、胶体具有吸附性,能吸附色素,HO 、O 、NaO 等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;次 2 2 3 2 2 氯酸盐溶液一般显碱性,吸收空气中的CO 即能反应生成HClO,具有漂白性,C错误。 2 1010 5.将等物质的量的SO 和Cl 同时作用于湿润的红色布条,则布条的颜色( ) 2 2 A.变白 B.不变 C.先退色后又复原 D.变为无色 答案 B 解析 二氧化硫和氯气虽然都能使湿润的红色布条退色。但等物质的量的二氧化硫和氯气同时作用于湿润的有色 布条时则发生反应:SO +Cl+2HO===HSO +2HCl,不再具有漂白作用,布条的颜色保持不变。 2 2 2 2 4 6.将SO 通入下列各溶液中,均能使溶液退色,其中利用SO 漂白性的是( ) 2 2 A.KMnO (H+)溶液 B.品红溶液 C.FeCl 溶液 D.溴水 4 3 答案 B 解析 A项,酸性条件下MnO将SO 氧化成SO,本身还原成无色Mn2+;B项,SO 漂白品红溶液;C项,2Fe3+ 2 2 +SO +2HO===SO+4H++2Fe2+;D项,SO +Br +2HO===HSO +2HBr。 2 2 2 2 2 2 4 7.下列实验报告记录的实验现象正确的是( ) 答案 B 解析 试管a:二氧化硫的水溶液呈酸性,使石蕊溶液变红色,但不能漂白石蕊溶液;试管b:二氧化硫能漂白品 红溶液,使品红溶液退色; 试管c:SO +HOHSO 、 3HSO +3Ba(NO )===3BaSO↓+2NO↑+4HNO + 2 2 2 3 2 3 3 2 4 3 HO;试管d:SO +2NaOH===NaSO +HO,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀。 2 2 2 3 2 8.将SO 通入一定量NaOH溶液中,充分反应后,该溶液溶质组成不可能为( ) 2 A.Na SO 和NaOH B.NaHSO C.NaHSO 和NaSO D.NaOH和NaHSO 2 3 3 3 2 3 3 答案 D 解析 A项,当SO 与NaOH的物质的量之比小于1∶2时,反应后生成NaSO ,且NaOH有剩余,A项不符合题 2 2 3 意;B项,当SO 与NaOH的物质的量之比大于1∶1时,反应后生成NaHSO ,B不符合题意;C项,当SO 与 2 3 2 NaOH的物质的量之比介于1∶1和1∶2时,反应后生成NaHSO 和NaSO ,C不符合题意;D项,NaOH和 3 2 3 NaHSO 能发生反应生成NaSO 和HO,D符合题意。 3 2 3 2 9.下列离子方程式正确的是( ) A.向NaOH溶液中通入少量的SO : SO +OH-===HSO 2 2 1111 B.向新制氯水中通入少量的SO : Cl+SO +2HO===4H++2Cl-+SO 2 2 2 2 C.将SO 通入到饱和的NaHCO 溶液中:2H++CO===HO+CO 2 3 2 2 D.将SO 通入到BaCl 溶液中: SO +HO+Ba2+===BaSO+2H+ 2 2 2 2 3 答案 B A项应为SO +2OH-===SO+HO;C项应为2HCO+SO ===SO+2CO +HO;D项SO 与BaCl 溶液不 2 2 2 2 2 2 2 反应。 题组3 二氧化硫和二氧化碳的性质比较 10.下列说法中不正确的是( ) A.SO 和CO 均有毒 B.SO 和CO 均能跟澄清石灰水反应,并有白色沉淀生成 2 2 2 2 C.SO 具有漂白性,但遇石蕊溶液却不能使之漂白 2 D.SO 和Cl 均能使品红溶液退色 2 2 答案 A 解析 CO 是无毒气体,A项错误;SO 、CO 作为酸性氧化物,与澄清石灰水反应现象相同,都能看到先有沉淀, 2 2 2 然后沉淀溶解,B项正确;SO 遇石蕊溶液变红,但不能退色,C项正确;SO 和氯水均有漂白性,可使品红溶液 2 2 退色,D项正确。 11.已知亚硫酸的酸性强于碳酸。现有CO 气体中含少量SO ,欲得到干燥纯净的CO ,通过如图所示的洗气瓶, 2 2 2 (1)(2)两瓶中所装的试剂应该是( ) A.(1)NaOH;(2)浓HSO B.(1)浓HSO ;(2)NaOH 2 4 2 4 C.(1)NaHCO ;(2)浓HSO D.(1)浓HSO ;(2)Na CO 3 2 4 2 4 2 3 答案 C 解析 由于SO 溶于水生成HSO ,CO 溶于水生成HCO ,且酸性HSO >HCO ,故SO 遇到碳酸盐或碳酸氢盐 2 2 3 2 2 3 2 3 2 3 2 时可放出CO 气体。CO 和SO 均为酸性氧化物,可与NaOH溶液反应生成盐,故A、B两项均错误;C项,(1)中 2 2 2 NaHCO 既可减少CO 在水中的溶解,又能吸收SO 并产生CO 气体,(2)中浓HSO 将CO 进行干燥,符合题目要 3 2 2 2 2 4 2 求;D项中先用浓HSO 干燥后再通过NaCO 溶液,带出的水蒸气不能被除去,且NaCO 溶液还能溶解一部分 2 4 2 3 2 3 CO,故D项错误。 2 12.下列实验能证明CO 气体中混有SO 的是( ) 2 2 1212 ①能使澄清的石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③能使品红溶液退色 ④通入足量的NaOH溶液 中再滴加BaCl 溶液有白色沉淀生成,该沉淀能溶于盐酸 ⑤通入溴水中能使溴水退色,再加Ba(NO ) 溶液有白色 2 3 2 沉淀 A.都能证明 B.都不能证明 C.③⑤能证明 D.只有⑤能证明 答案 C 解析 SO 及CO 均为酸性氧化物,遇到水后分别生成HSO 及HCO ,故用湿润的蓝色石蕊试纸不能证明。澄清 2 2 2 3 2 3 石灰水也不行,SO 与CO 均与Ca(OH) 反应产生不溶的CaSO 和CaCO 。品红可以,因为SO 可使品红退色, 2 2 2 3 3 2 CO 无此性质。CO 和SO 与NaOH反应后的溶液再加BaCl 均会生成溶于盐酸的白色沉淀。SO 能使溴水退色, 2 2 2 2 2 CO 则不能。 2 13.为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价,下面是某同学设计的实验过程的一部分: 请回答以下问题: (1)混合粉末A中硫粉过量的原因是_________________________________________________________。 (2)反应在“惰性气体环境”中进行的原因是______________________________________。 (3)操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末,反应即可持续进行,说明__________________________________。 (4)操作②的作用是____________________________________________________________, 也可改用加入________________________________________________________________。 (5)操作③稀HSO 煮沸的目的是___________________________________________________。 2 4 (6)为证明产物中铁的价态,对D溶液的实验操作最好是________________。 答案 (1)防止因铁粉过量而使滤渣C中的铁粉与HSO 反应生成Fe2+干扰实验 2 4 (2)防止空气中的O 参与反应 2 (3)硫和铁粉反应是放热的 (4)除去混合物中的硫粉 CS 2 (5)防止稀HSO 中溶解的氧气氧化生成的Fe2+ 2 4 (6)加入煮沸的KSCN溶液,看是否变为血红色溶液 14.已知硫可与热的KOH溶液发生反应,反应的化学方程式如下:3S+6KOH=====2KS+KSO +3HO,据此回 2 2 3 2 1313 答以下问题: (1)在上述反应中,氧化剂是____________,还原产物是________。 (2)硫单质是一种________色的固体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于 CS ,根据以上溶解性,可以用 2 ________________ 除去附着在试管内壁的硫单质。 (3)某同学实验时不小心将温度计打碎,他首先将大粒汞收集起来,然后又撒上一些硫粉,这位同学处理散落汞的 方法利用了硫单质的________性,在该反应中硫单质所起的作用与上述反应________(填“相同”或“不相同”)。 (4)在上述反应中,若有3 mol硫单质参与反应,则转移电子的物质的量是________ mol。 答案 (1)S KS (2)淡黄(黄) CS 2 2 (3)氧化 不相同 (4)4 解析 (1)由于反应过程中S的化合价既升高又降低,故硫既是氧化剂又是还原剂,由分析可知KS为还原产物。 2 (2)硫单质是淡黄(黄)色固体,根据其溶解性,可用CS 除去附着在试管内壁上的硫单质。 2 (3)硫与金属反应的过程中金属只能失电子做还原剂,故硫只能做氧化剂,与上述反应不相同。 (4)若有3 mol硫单质参与反应,则有2 mol硫单质从0价变到-2价,而有1 mol硫单质从0价变到+4价,故整个 过程转移4 mol电子。 15.下图是实验室制取SO 并验证SO 的某些性质的装置,请回答: 2 2 (1)在⑥中发生反应的化学方程式为_______________________________________。 (2)①中的实验现象为石蕊溶液____________,此实验证明SO 具有____________的性质。 2 (3)②中的品红溶液________,证明SO 有________性。 2 (4)③中的实验现象是________________________,证明SO 有____________性。 2 (5)④中的实验现象是______,证明SO 有______性。 2 (6)⑤的作用是____________,反应的化学方程式为________________________________________。 答案 (1)Na SO +HSO (浓)===NaSO +HO+SO ↑ (2)变红 酸性氧化物 (3)退色 漂白 2 3 2 4 2 4 2 2 1414 (4)有淡黄色沉淀生成 氧化 (5)KMnO 溶液退色 还原 (6)吸收 SO ,防止 SO 污染环境 SO + 4 2 2 2 2NaOH===NaSO +HO 2 3 2 解析 (1)该反应为复分解反应,反应方程式为NaSO +HSO (浓)===NaSO +HO+SO ↑。(2)SO 是酸性氧化物, 2 3 2 4 2 4 2 2 2 与水反应生成的HSO 具有酸性,使石蕊溶液变红。(3)SO 具有漂白性,使品红溶液退色。(4)SO 具有氧化性,通 2 3 2 2 过③发生反应SO +2HS===3S↓+2HO。(5)SO 具有还原性,通过④发生反应2MnO+5SO +2HO===4H++5SO 2 2 2 2 2 2 +2Mn2+,溶液紫色退去。(6)SO 通过⑤发生反应SO +2NaOH===NaSO +HO,NaOH溶液吸收多余的SO ,防 2 2 2 3 2 2 止污染空气。 16.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。 (1)由此该小组成员对气体的成分提出猜想。 猜想1:________________________________________________________________________; 猜想2:________________________________________________________________________; 猜想3:________________________________________________________________________。 (2)为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则: ①B中应该加入下列________(填字母)试剂。 A.NaCl溶液 B.酸性KMnO 溶液 4 C.盐酸 D.澄清石灰水 ②A中品红溶液的作用是____________________________________________________。 ③D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: a.A中品红溶液退色 b.C中品红溶液不退色 c.D中澄清石灰水变浑浊 ④由上述现象该小组同学确认该气体的成分为____________________________________。 答案 (1)CO SO CO 和SO 2 2 2 2 (2)①B ②验证气体中是否含有SO ③验证气体中是否含有CO ④CO 和SO 的混合气体 2 2 2 2 解析 SO 和CO 均为酸性氧化物,并且均能使澄清石灰水变浑浊,分别生成CaSO 沉淀和CaCO 沉淀;但SO 还 2 2 3 3 2 有其他特殊性,如还原性,能被新制氯水、酸性 KMnO 溶液氧化而使溶液退色;还有漂白性,能使品红溶液退色 4 1515 等。 第 2 课时 硫酸 酸雨及其防治 一、浓硫酸的特性 1.吸水性:浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气,液体中的水及结晶水合物中的结晶水,故常用做干燥剂。 2.脱水性:浓硫酸能将有机化合物中的氢、氧元素按 2 ∶ 1 的比例脱出生成HO。 2 将一定量的蔗糖放入小烧杯中,加入浓硫酸,观察到的现象是白色蔗糖变黑、体积膨胀,产生大量白雾,放出有 刺激性气味的气体,发生反应的化学方程式是 C H O ――→ 12C + 11H O,2HSO (浓)+C――→2SO ↑+CO↑+ 12 22 11 2 2 4 2 2 2HO。 2 3.强氧化性 (1)与金属反应 ①与铜的反应 实验操作 a试管中铜丝表面变黑,有气体逸出; b试管中的品红溶液逐渐变为无色; 实验现象 c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色; 将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色 Cu 和 浓 HSO 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Cu + 2 4 实验结论 2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 ②与铁的反应 常温下,铁、铝遇浓硫酸,金属表面形成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。 (2)与非金属反应 浓硫酸与碳反应的方程式是C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO。 2 4 2 2 2 1616 1.浓硫酸与金属反应的规律 (1)常温下,Fe、Al遇浓HSO “钝化”。 2 4 (2)与金属活动顺序中氢之前的金属(Fe、Al除外)反应的规律。 如Zn+2HSO (浓)===ZnSO+SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 ①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ②在反应过程中,浓硫酸变稀后就发生:Zn+HSO ===ZnSO+H↑。 2 4 4 2 (3)与金属活动顺序中氢之后的金属(除Au、Pt外)反应规律: ①反应需加热,否则不反应; ②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO ; 2 ③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ④随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸后,反应就会停止。 2.浓硫酸与非金属反应的规律 (1)反应要加热,否则不反应。 (2)氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO 。 2 (3)浓硫酸只表现氧化性。 (4)随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。 (5)不能氧化H、N、O、Si、Cl、F、Br 等。 2 2 2 2 2 2 3.浓硫酸与还原性化合物反应的规律 常见的还原性物质FeSO 、NaS、HS、HBr、HI等均能被浓HSO 氧化,浓HSO 被还原为SO 。 4 2 2 2 4 2 4 2 例1 下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法中正确的是( ) A.浓硫酸使胆矾晶体变白,体现了浓硫酸的脱水性 B.浓硫酸有氧化性,稀硫酸没有氧化性 C.浓硫酸常温下与铝、铁都不反 D.常温下,浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应 答案 D 解析 浓硫酸使胆矾晶体变白,体现了浓硫酸的吸水性,A项错误;浓硫酸有氧化性,稀硫酸也有氧化性,只不 1717 过浓硫酸的氧化性是+6价的S体现出来的,而稀硫酸的氧化性是+1价的H体现出来的,B项错误;浓硫酸常温 下使铝、铁钝化,钝化也是发生了化学反应,C项错误。 思维启迪 (1)浓HSO 、稀HSO 的氧化性区别: 2 4 2 4 浓HSO 与稀HSO 氧化性的区别: 2 4 2 4 浓HSO 具有强氧化性,原因是HSO―→SO; 2 4 2 4 2 稀HSO 具有弱氧化性,原因是2H ―→H。 2 4 2 (2)常温下,Fe、Al遇浓HSO 发生“钝化”。“钝化”属于化学变化,不能理解为不反应。 2 4 (3)加热条件下,Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。 (4)浓硫酸吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“HO”。即“有HO则吸,无HO则 2 2 2 脱”。 例2 5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是( ) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 答案 D 解析 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸逐 渐消耗,其浓度也逐渐下降,当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此,参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。 据题n(H SO )=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸n(H SO )<0.09 mol,被还原的硫酸小于0.045 2 4 2 4 mol,参加反应的铜小于2.88 g。 思维启迪 除Au、Pt之外的所有金属,在加热的条件下均能与浓硫酸发生反应,但不放出 H ,浓硫酸的还原产物一般是 2 SO 。假定金属M在生成物中为+n价,则由2M+2nHSO (浓)=====M(SO ) +nSO ↑+2nHO知,理论上被还 2 2 4 2 4 n 2 2 原的HSO 占参加反应HSO 总量的。 2 4 2 4 (1)活泼金属(如Zn) (2)不活泼金属(如Cu) 二、酸雨及其防治 1.酸雨的形成 1818 (1)酸雨:排放到空气中的SO 和氮的氧化物在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨。 2 (2)硫的氧化物形成酸雨的主要过程: 主要反应如下: 途径Ⅰ:①2SO +O2SO ,②SO +HO===HSO ; 2 2 3 3 2 2 4 途径Ⅱ:③SO +HOHSO ,④2HSO +O===2HSO 。 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2.酸雨的防治 (1)从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制。 (2)改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源,从根本上解决问题。 中学常见的环保知识 (1)酸雨主要是由二氧化硫和氮氧化物的排放引起的;能使土壤酸化并腐蚀建筑物等。 (2)光化学烟雾主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的;危害人体健康,影响植物生长。 (3)臭氧层空洞主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的;加重地球上的生物受到的太阳紫外线的伤害。 (4)温室效应主要是大气中的二氧化碳的含量不断增加造成的;会使全球气候变暖。 (5)白色污染主要是难降解塑料(如聚氯乙烯塑料)的使用和随意丢弃造成的;会破坏土壤结构和生态环境。 (6)赤潮和水华的形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及工业废水的任意排放,导致藻类过度繁殖、鱼类死亡、水质 恶化。 例3 回答下列问题: (1)下列气体容易形成酸雨的是________(填字母)。 A.CO B.SO C.N D.NO 2 2 2 2 (2)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下: 测试时间/h 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 1919 分析数据,回答下列问题: ①雨水样品的pH变化的原因是________________________________(用化学方程式表示)。 ②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________,原因是_________________(用化学方程式表示)。 (3)下列措施中,可减少酸雨产生的途径的是________(填字母)。 ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ 答案 (1)BD (2)①SO +HOHSO ,2HSO +O===2HSO ②小 Cl +2HO+SO ===HSO +2HCl(或 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2 2 2 2 4 HSO +HClO===HSO +HCl) (3)C 2 3 2 4 解析 (1)SO 、NO 易形成酸雨。 2 x (2)①酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的 HSO 被空气中氧气氧化所致:SO +HOHSO ,2HSO + 2 3 2 2 2 3 2 3 O===2HSO 。 2 2 4 ②雨水和自来水混合,应考虑SO 与Cl(或HSO 与HClO)的反应:SO +2HO+Cl===HSO +2HCl(或HSO + 2 2 2 3 2 2 2 2 4 2 3 HClO===HSO +HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。 2 4 (3)减少酸雨的产生需减少SO 的排放,将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化),燃料脱硫、固硫,开发不含硫的 2 新能源(如氢能、核能等),都是有力措施。因此①③⑤正确。 思维启迪 (1)pH<5.6的降雨称酸雨,酸雨分为硫酸型和硝酸型。 (2)CO 不是形成酸雨的物质,不属于“城市空气质量时报”报道的污染物。 2 (3)酸雨空气中久置酸性增强的原因是2HSO +O===2HSO ,HSO 酸性强于HSO 。 2 3 2 2 4 2 4 2 3 (4)燃煤中加入适量生石灰的“固硫”原理:SO +CaO=====CaSO,2CaSO+O=====2CaSO。 2 3 3 2 4 2.下列反应中,浓HSO 既表现强氧化性又表现酸性的是( ) 2 4 2020 A.2NaCl(固)+HSO (浓)=====NaSO +2HCl↑ 2 4 2 4 B.C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO 2 4 2 2 2 C.Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 D.Fe O+3HSO (浓)=====Fe (SO )+3HO 2 3 2 4 2 4 3 2 答案 C 解析 HSO 中S元素化合价降低,则表现强氧化性;有硫酸盐生成,则表现酸性。 2 4 3.在如图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是( ) A.①中苹果块变干瘪 B.②中胆矾晶体表面有“白斑” C.③中小试管内有晶体析 D.④中pH试纸变红 答案 D 解析 浓HSO 具有吸水性,苹果块中的水分、胆矾晶体中的水分、饱和KNO 溶液挥发产生的水分都被浓HSO 2 4 3 2 4 吸收,从而导致苹果块变干瘪、胆矾晶体表面失水而出现不带结晶水的白色 CuSO 、饱和KNO 溶液失水而有晶体 4 3 析出。浓HSO 中不能电离出H+,因此pH试纸不会变红,但会被炭化而变黑。 2 4 4.关于浓HSO 与Cu反应叙述正确的是( ) 2 4 A.在反应中,浓HSO 只表现出氧化性 B.此反应属于复分解反应 2 4 C.在反应中,浓HSO 只表现出酸性 2 4 D.每1 mol铜参加反应就有1 mol H SO 被还原,同时生成1 mol SO 2 4 2 答案 D 解析 Cu与浓HSO 的反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,反应中HSO 既表现氧化性,又表 2 4 2 4 4 2 2 2 4 现酸性,A、C项错误;该反应为氧化还原反应,不属于复分解反应,B项错误;1 mol Cu参加反应时,有2 mol HSO 发生反应,其中有1 mol被还原,产生1 mol SO ,D项正确。 2 4 2 5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( ) A.都能与Mg、Zn、Fe、Al反应产生H B.都能与Cu在加热条件下反应 2 2121 C.都具有脱水性 D.都能与BaCl 溶液反应产生白色沉淀 2 答案 D 解析 浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化,与Mg、Zn反应生成SO ,A项错误;稀硫酸在加热的情况下也不与铜反 2 应,B项错误;稀硫酸没有脱水性,C项错误;不论是浓硫酸还是稀硫酸,在水溶液中均能产生 SO,Ba2++ SO===BaSO↓,D项正确。 4 6.向50 mL 18 mol·L-1的HSO 溶液中加入足量的铜片,加热使之反应。则充分反应后,被还原的 HSO 的物质的 2 4 2 4 量( ) A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol 答案 A 解析 根据反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO。若50 mL 18 mol·L-1的HSO 与铜完全反应,被 2 4 4 2 2 2 4 还原的HSO 的物质的量为0.45 mol,而实际上,随着反应的进行,HSO 的浓度逐渐变稀,铜与稀HSO 不反应, 2 4 2 4 2 4 故被还原的HSO 的物质的量小于0.45 mol。 2 4 7.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SO 生成所依据的现象是_________________________________, 2 甲装置中发生的主要反应的化学方程式是__________________________________________, 该反应中若有3.2 g Cu参加反应,则被还原的HSO 的物质的量为__________ mol。 2 4 (2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花,棉花中通常浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液,请写出 SO 与 2 NaOH溶液反应的离子方程式:______________________________________。 (3)欲观察生成的CuSO 溶液的颜色,应采取的操作是_______________________________。 4 (4)若铜片还有剩余,硫酸________(填“有”或“没有”)消耗完毕。其理由是________________________。 答案 (1)乙中品红溶液退色 Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 0.05 2 4 4 2 2 (2)2OH-+SO ===SO+HO 2 2 (3)将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,而后观察颜色 2222 (4)没有 因随反应Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO的进行,硫酸变稀,而稀HSO 不与Cu反应,故 2 4 4 2 2 2 4 HSO 不会消耗完 2 4 解析 (1)铜与浓硫酸发生反应Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,SO 能使品红溶液退色,若有3.2 g 2 4 4 2 2 2 Cu参加反应,则被还原的HSO 的物质的量为=0.05 mol。(2)SO 为酸性氧化物,与碱反应生成盐和水。(3)观察 2 4 2 CuSO 溶液颜色实质上是考查浓HSO 的稀释方法。(4) Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,随反应的 4 2 4 2 4 4 2 2 进行,浓HSO 逐渐变稀,Cu不与稀HSO 反应,故硫酸不会消耗完。 2 4 2 4 题组1 酸雨及其防治 1.导致下列现象的主要原因与排放SO 有关的是( ) 2 A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应 答案 A 解析 光化学烟雾主要与氮的氧化物有关,臭氧空洞主要与氟氯代烃的排放有关,温室效应主要与空气中二氧化 碳的浓度增大有关。 2.下列对酸雨和雾霾的理解正确的是( ) A.酸雨是指pH<7的降水(包括雨、雪、霜等) B.酸雨放置后酸性会降低 C.酸雨和雾霾的形成均与空气中的SO 有关 2 D.对化石燃料的不合理利用导致了酸雨、雾霾,该过程中涉及硫的转化的反应均为氧化还原反应 答案 C 解析 酸雨是指pH<5.6的降水,A项错误;酸雨中含有HSO ,放置后会被逐渐氧化为HSO ,酸性增强,B项 2 3 2 4 错误;雾霾的形成主要与大气中的二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物有关,C项正确;SO 溶于水生成HSO 的 2 2 3 反应是非氧化还原反应,D项错误。 3.如图所示是一种综合处理SO 废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确的是( ) 2 A.溶液B中发生的反应为2SO +O===2SO B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+ 2 2 3 C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O>SO D.此工艺的优点之一是物质能循环利用 2 2323 答案 D 解析 酸性Fe (SO ) 溶液能吸收SO ,反应的离子方程式为2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H+,溶液B中通 2 4 3 2 2 2 入空气发生反应:4Fe2++O +4H+===4Fe3++2HO,则氧化性:O >Fe3+>SO,A、C两项错误;溶液C中含有 2 2 2 Fe (SO ),可用KSCN溶液检验Fe3+,B项错误;Fe (SO ) 可循环利用,D项正确。 2 4 3 2 4 3 题组2 硫酸的性质及应用 4.浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( ) A.酸性 B.脱水性 C.吸水性 D.强氧化性 答案 A 解析 浓HSO 与含有水分的蔗糖作用的过程中,首先表现出吸水性;放出的热量促使浓HSO 将蔗糖脱水炭化, 2 4 2 4 表现出脱水性;生成的碳又与浓HSO 发生氧化还原反应产生CO 、SO 等气体,使体积迅速膨胀。可见整个过程 2 4 2 2 中浓硫酸未表现酸性。 5.浓硫酸是常用的干燥剂,都能用浓硫酸干燥的一组气体是( ) A.CH、H、NH B.CO 、SO 、Cl C.CO、HCl、HBr D.CO、H、HS 4 2 3 2 2 2 2 2 2 答案 B 解析 能与浓硫酸反应的气体不能用浓硫酸来干燥,浓硫酸与 NH 反应生成硫酸铵, HBr和HS具有强还原性, 3 2 能被浓硫酸氧化。B项符合要求。 6.将浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是( ) ①红热的木炭 ②HS气体 ③Cu ④FeO ⑤NH ⑥使木材炭化 ⑦CuSO ·5H O ⑧对铁、铝的钝化 2 3 4 2 A.③④ B.①②⑤⑧ C.①②③④⑦ D.以上答案均不正确 答案 A 解析 与木炭、HS反应及Fe、Al钝化时浓硫酸只表现氧化性;浓硫酸与NH 反应时只表现酸性,⑥是浓硫酸的 2 3 脱水性;⑦是吸水性。③和④满足题意。 7.下列关于浓硫酸的性质及用途的叙述正确的是( ) A.浓硫酸能使蔗糖炭化,表现了浓硫酸的吸水性 B.常温下,浓硫酸与Cu反应放出SO 2 C.浓硫酸可用来干燥NH 、H 等气体 D.常温下,浓硫酸可用铁罐储运 3 2 答案 D 解析 浓硫酸使蔗糖炭化体现的是浓硫酸的脱水性而不是吸水性,A项错误;浓硫酸与铜的反应需在加热的条件 下进行,B项错误;浓硫酸作为干燥剂,不能干燥碱性气体,NH 为碱性气体,C项错误;常温下,浓硫酸能使铁、 3 2424 铝等金属钝化,D项正确。 8.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( ) A.上下移动①中铜丝可控制SO 的量 B.②中选用品红溶液验证SO 的生成 2 2 C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO D.为确认CuSO 生成,向①中加水,观察颜色 2 4 答案 D 解析 因为①中含有大量浓硫酸,所以应该冷却后把①中溶液倒入盛有水的烧杯中,D错误。 9.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( ) A.都能做干燥剂 B.都具有一定的氧化性 C.加热时都能与铜发生反应 D.在常温下都能用铁制容器贮存 答案 B 解析 A中浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂;C中浓硫酸在加热时可与铜发生反应,稀硫酸与铜不反应;D中由于 浓硫酸有强氧化性,常温下铁在浓硫酸中发生钝化,所以可以用铁制容器贮存浓硫酸,稀硫酸与铁可发生反应;B 中浓硫酸有强氧化性,稀硫酸表现弱氧化性。 10.一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO 气体体积为2.24 L(标准状况),则下列情况不可能的是( ) 2 A.加入铜的质量为6.4 g B.加入浓硫酸中溶质为0.2 mol C.加入铜的质量大于6.4 g D.加入浓硫酸中含溶质多于0.2 mol 答案 B 解析 Cu与浓硫酸共热时发生反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,当生成标准状况下 2.24 L 2 4 4 2 2 SO (0.1 mol)时,反应消耗0.1 mol Cu(6.4 g),消耗0.2 mol HSO ,由于反应中有HO生成,浓硫酸浓度不断降低, 2 2 4 2 当变为稀硫酸时不再与Cu反应,故实验中m(Cu)≥6.4 g,n(H SO )>0.2 mol,B错误。 2 4 11.已知①Zn+HSO (稀)===ZnSO +H↑、②Zn+2HSO (浓)===ZnSO +SO ↑+2HO,下列说法不正确的是 ( 2 4 4 2 2 4 4 2 2 ) 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SO 和H 2 2 2525 C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO 4 D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的HSO 物质的量相等,则生成气体的物质的量相等 2 4 答案 A 解析 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错;过量的Zn在浓HSO 中反应 2 4 先生成SO ,硫酸变稀后生成H ,B正确;Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1 mol H SO 被还原时分别生成 2 2 2 4 1 mol SO 和1 mol H ,D正确。 2 2 12.如图是硫酸试剂标签上的部分内容,据此下列说法正确的是( ) 硫酸化学纯CP 500 mL 化学式:HSO 2 4 相对分子质量:98 密度:1.84 g·cm-3 质量分数:98% A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4 mol·L-1 B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49% C.50 mL该HSO 中加入足量的铜片并加热,被还原的HSO 的物质的量为0.46 mol 2 4 2 4 D.2.7 g Al与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H 3.36 L 2 答案 A 解析 A项,c==18.4 mol·L-1;B项,等体积水的质量小于浓HSO 的质量,故混合所得溶液的质量分数大于 2 4 49%;C项,由Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO可知,当0.05 L×18.4 mol·L-1=0.92 mol的HSO 完 2 4 4 2 2 2 4 全参加反应时,被还原的HSO 为0.46 mol,由于反应后期,HSO 浓度减小,稀HSO 与Cu不反应,则被还原 2 4 2 4 2 4 HSO 的物质的量小于0.46 mol;D项,标准状况下,Al遇浓HSO “钝化”。 2 4 2 4 [综合强化] 13.SO 是常见的大气污染物,燃煤是产生SO 的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO 的排放。 2 2 2 (1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤过程中产生的 SO 转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是 2 _____________________________________________。 (2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO 的吸收液。 2 2626 ①分别用等物质的量浓度的NaSO 溶液和NaOH溶液做吸收液,当生成等物质的量NaHSO 时,两种吸收液体积 2 3 3 比V(Na SO )∶V(NaOH)=______________。 2 3 ②NaOH溶液吸收了足量的SO 后会失效,可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤,使 NaOH 2 溶液再生,再生过程的离子方程式是_____________________________________。 答案 (1)2CaCO+2SO +O=====2CaSO+2CO 3 2 2 4 2 (2)① 1∶2 ② Ca2++OH-+HSO===CaSO↓+HO 3 2 解析 (1)根据题意,碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙,同时生成二氧化碳,所以反应的化 学方程式为2CaCO +2SO +O=====2CaSO +2CO 。(2)①假设生成的NaHSO 物质的量都为2 mol,NaSO + 3 2 2 4 2 3 2 3 SO +HO===2NaHSO ,吸收的二氧化硫的物质的量为1 mol,需1 mol Na SO ;NaOH+SO ===NaHSO ,吸收的 2 2 3 2 3 2 3 二氧化硫的物质的量为2 mol,需2 mol NaOH,假设NaSO 溶液和NaOH溶液的物质的量浓度都为c mol·L-1,两 2 3 种吸收液体积比 V(Na SO )∶V(NaOH)=∶=1∶2。② NaOH 溶液吸收了足量的 SO 发生反应:NaOH+ 2 3 2 SO ===NaHSO ,与一定量的石灰水溶液充分反应NaHSO +Ca(OH) ===CaSO↓+NaOH+HO,离子反应为Ca2+ 2 3 3 2 3 2 +OH-+HSO===CaSO↓+HO,使NaOH溶液再生。 3 2 14.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。 回答下列问题: (1)装置A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________。 (2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是______________,其作用是______________。 (3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装 置A中仍有气体产生,此时装置B中现象是______________,B中应盛放的液体是______________(填字母)。 A.水 B.酸性KMnO 溶液 4 C.浓溴水 D.饱和NaHSO 溶液 3 (4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完全,发现圆底烧 瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的HSO 剩余。 2 4 ①有一定量的余酸但未能使酮片完全溶解,你认为原因是_________________________。 2727 ②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是________(填字母)。 A.铁粉 B.BaCl 溶液 2 C.银粉 D.NaHCO 溶液 3 答案 (1)Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 (2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的SO ,防止污染空气 2 (3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升 D (4)①反应过程中HSO 被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②AD 2 4 解析 (1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置,二者反应生成 CuSO 、SO 和HO。(2)因SO 为大气污染物,需要进 4 2 2 2 行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收SO 。(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的 2 试剂不能吸收SO ,而水、酸性KMnO 溶液和浓溴水都与SO 反应。(4)铜可与浓硫酸反应,但不与稀硫酸反应。 2 4 2 随着反应的进行,HSO 的浓度逐渐减小,浓硫酸变为稀硫酸。反应的生成物中存在CuSO ,要证明反应后的圆底 2 4 4 烧瓶中有余酸存在,只需证明有H+存在。所以,选择的是能与H+反应的铁粉和NaHCO 溶液。 3 15.A~H等8种物质存在如下转化关系(反应条件,部分产物未标出)。已知:A是正盐,B是能使品红溶液退色的 气体,G是红棕色气体。按要求回答问题: (1)写出下列物质的化学式: A____________,B____________,C____________。 (2)写出下列反应的化学方程式: E→F________________________________________________________________________; G→H________________________________________________________________________; D的浓溶液与木炭反应的化学方程式:__________________________________________。 (3)检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是_________________________________________________。 答案 (1)(NH )SO SO SO (2)4NH +5O=====4NO+6HO 3NO +HO===2HNO+NO 4 2 3 2 3 3 2 2 2 2 3 C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO 2 4 2 2 2 (3)取少量该溶液于试管中,加足量盐酸酸化,未见白色沉淀产生;再加少量BaCl 溶液,如果出现白色沉淀,则证 2 明有SO 解析 本题有两个较为明显的突破口。根据“B是能使品红溶液退色的气体”可知B是SO 气体,则C是SO ,D 2 3 2828 是硫酸。根据“G是红棕色气体”可知G是NO 气体,逆推,F是NO气体,E是NH 。A能与硫酸反应放出 2 3 SO ,其阴离子必然是亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子,但考虑到是正盐,可以确定其阴离子是亚硫酸根离子;同 2 时A又能与NaOH溶液反应放出氨气,A中必然含有铵根离子。由此判断A为(NH )SO 。 4 2 3 第 2 课时 硫酸 酸雨及其防治 一、浓硫酸的特性 1.吸水性:浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气,液体中的水及结晶水合物中的结晶水,故常用做干燥剂。 2.脱水性:浓硫酸能将有机化合物中的氢、氧元素按 2 ∶ 1 的比例脱出生成HO。 2 将一定量的蔗糖放入小烧杯中,加入浓硫酸,观察到的现象是白色蔗糖变黑、体积膨胀,产生大量白雾,放出有 刺激性气味的气体,发生反应的化学方程式是 C H O ――→ 12C + 11H O,2HSO (浓)+C――→2SO ↑+CO↑+ 12 22 11 2 2 4 2 2 2HO。 2 3.强氧化性 (1)与金属反应 ①与铜的反应 实验操作 a试管中铜丝表面变黑,有气体逸出; b试管中的品红溶液逐渐变为无色; 实验现象 c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色; 将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色 Cu 和 浓 HSO 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Cu + 2 4 实验结论 2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 ②与铁的反应 常温下,铁、铝遇浓硫酸,金属表面形成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。 2929 (2)与非金属反应 浓硫酸与碳反应的方程式是C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO。 2 4 2 2 2 1.浓硫酸与金属反应的规律 (1)常温下,Fe、Al遇浓HSO “钝化”。 2 4 (2)与金属活动顺序中氢之前的金属(Fe、Al除外)反应的规律。 如Zn+2HSO (浓)===ZnSO+SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 ①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ②在反应过程中,浓硫酸变稀后就发生:Zn+HSO ===ZnSO+H↑。 2 4 4 2 (3)与金属活动顺序中氢之后的金属(除Au、Pt外)反应规律: ①反应需加热,否则不反应; ②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO ; 2 ③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ④随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸后,反应就会停止。 2.浓硫酸与非金属反应的规律 (1)反应要加热,否则不反应。 (2)氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO 。 2 (3)浓硫酸只表现氧化性。 (4)随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。 (5)不能氧化H、N、O、Si、Cl、F、Br 等。 2 2 2 2 2 2 3.浓硫酸与还原性化合物反应的规律 常见的还原性物质FeSO 、NaS、HS、HBr、HI等均能被浓HSO 氧化,浓HSO 被还原为SO 。 4 2 2 2 4 2 4 2 例1 下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法中正确的是( ) A.浓硫酸使胆矾晶体变白,体现了浓硫酸的脱水性 B.浓硫酸有氧化性,稀硫酸没有氧化性 C.浓硫酸常温下与铝、铁都不反应 D.常温下,浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应 3030 答案 D 解析 浓硫酸使胆矾晶体变白,体现了浓硫酸的吸水性,A项错误;浓硫酸有氧化性,稀硫酸也有氧化性,只不 过浓硫酸的氧化性是+6价的S体现出来的,而稀硫酸的氧化性是+1价的H体现出来的,B项错误;浓硫酸常温 下使铝、铁钝化,钝化也是发生了化学反应,C项错误。 思维启迪 (1)浓HSO 、稀HSO 的氧化性区别: 2 4 2 4 浓HSO 与稀HSO 氧化性的区别: 2 4 2 4 浓HSO 具有强氧化性,原因是HSO―→SO; 2 4 2 4 2 稀HSO 具有弱氧化性,原因是2H ―→H。 2 4 2 (2)常温下,Fe、Al遇浓HSO 发生“钝化”。“钝化”属于化学变化,不能理解为不反应。 2 4 (3)加热条件下,Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。 (4)浓硫酸吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“HO”。即“有HO则吸,无HO则 2 2 2 脱”。 例2 5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是( ) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 答案 D 解析 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸逐 渐消耗,其浓度也逐渐下降,当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此,参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。 据题n(H SO )=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸n(H SO )<0.09 mol,被还原的硫酸小于0.045 2 4 2 4 mol,参加反应的铜小于2.88 g。 思维启迪 除Au、Pt之外的所有金属,在加热的条件下均能与浓硫酸发生反应,但不放出 H ,浓硫酸的还原产物一般是 2 SO 。假定金属M在生成物中为+n价,则由2M+2nHSO (浓)=====M(SO ) +nSO ↑+2nHO知,理论上被还 2 2 4 2 4 n 2 2 原的HSO 占参加反应HSO 总量的。 2 4 2 4 (1)活泼金属(如Zn) (2)不活泼金属(如Cu) 3131 二、酸雨及其防治 1.酸雨的形成 (1)酸雨:排放到空气中的SO 和氮的氧化物在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨。 2 (2)硫的氧化物形成酸雨的主要过程: 主要反应如下: 途径Ⅰ:①2SO +O2SO ,②SO +HO===HSO ; 2 2 3 3 2 2 4 途径Ⅱ:③SO +HO⇌HSO ,④2HSO +O===2HSO 。 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2.酸雨的防治 (1)从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制。 (2)改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源,从根本上解决问题。 中学常见的环保知识 (1)酸雨主要是由二氧化硫和氮氧化物的排放引起的;能使土壤酸化并腐蚀建筑物等。 (2)光化学烟雾主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的;危害人体健康,影响植物生长。 (3)臭氧层空洞主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的;加重地球上的生物受到的太阳紫外线的伤害。 (4)温室效应主要是大气中的二氧化碳的含量不断增加造成的;会使全球气候变暖。 (5)白色污染主要是难降解塑料(如聚氯乙烯塑料)的使用和随意丢弃造成的;会破坏土壤结构和生态环境。 (6)赤潮和水华的形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及工业废水的任意排放,导致藻类过度繁殖、鱼类死亡、水质 恶化。 例3 回答下列问题: (1)下列气体容易形成酸雨的是________(填字母)。 A.CO B.SO C.N D.NO 2 2 2 2 (2)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下: 测试时间/h 0 1 2 3 4 3232 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 分析数据,回答下列问题: ①雨水样品的pH变化的原因是________________________________(用化学方程式表示)。 ②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________,原因是__________________ __________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (3)下列措施中,可减少酸雨产生的途径的是________(填字母)。 ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ 答案 (1)BD (2)①SO +HOHSO ,2HSO +O===2HSO ②小 Cl +2HO+SO ===HSO +2HCl(或 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2 2 2 2 4 HSO +HClO===HSO +HCl) (3)C 2 3 2 4 解析 (1)SO 、NO 易形成酸雨。 2 x (2)①酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的 HSO 被空气中氧气氧化所致:SO +HOHSO ,2HSO + 2 3 2 2 2 3 2 3 O===2HSO 。 2 2 4 ②雨水和自来水混合,应考虑SO 与Cl(或HSO 与HClO)的反应:SO +2HO+Cl===HSO +2HCl(或HSO + 2 2 2 3 2 2 2 2 4 2 3 HClO===HSO +HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。 2 4 (3)减少酸雨的产生需减少SO 的排放,将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化),燃料脱硫、固硫,开发不含硫的 2 新能源(如氢能、核能等),都是有力措施。因此①③⑤正确。 思维启迪 (1)pH<5.6的降雨称酸雨,酸雨分为硫酸型和硝酸型。 (2)CO 不是形成酸雨的物质,不属于“城市空气质量时报”报道的污染物。 2 (3)酸雨空气中久置酸性增强的原因是2HSO +O===2HSO ,HSO 酸性强于HSO 。 2 3 2 2 4 2 4 2 3 (4)燃煤中加入适量生石灰的“固硫”原理:SO +CaO=====CaSO,2CaSO+O=====2CaSO。 2 3 3 2 4 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 3333 (1)常温下可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸,说明常温下铁和铝与浓HSO 不反应( × ) 2 4 (2)向溶液中加入用盐酸酸化的BaCl 溶液,有白色沉淀,证明溶液中一定含有SO( × ) 2 (3)浓HSO 具有吸水性,所以浓HSO 可以干燥H、CO、NH 、HS、HI、HBr等气体( × ) 2 4 2 4 2 3 2 (4)浓HSO 具有强氧化性,SO 具有还原性,所以不能干燥SO ( × ) 2 4 2 2 (5)常温下将铜片放入浓硫酸中,无明显变化,说明铜在浓硫酸中发生“钝化”( × ) (6)将浓HSO 滴到湿的蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明浓HSO 有脱水性、吸水性和强氧化性( √ ) 2 4 2 4 (7)pH<7的降雨属于酸雨( × ) (8)煤和石油等化石燃料的燃烧除产生CO 外,还产生SO 等( √ ) 2 2 (9)酸雨会导致湖泊水质变酸,向其中加入石灰石可使其酸性减弱( √ ) (10)CO 、SO 及氮的氧化物的排放均会导致酸雨的形成( × ) 2 2 2.下列反应中,浓HSO 既表现强氧化性又表现酸性的是( ) 2 4 A.2NaCl(固)+HSO (浓)=====NaSO +2HCl↑ 2 4 2 4 B.C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO 2 4 2 2 2 C.Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 D.Fe O+3HSO (浓)=====Fe (SO )+3HO 2 3 2 4 2 4 3 2 答案 C 解析 HSO 中S元素化合价降低,则表现强氧化性;有硫酸盐生成,则表现酸性。 2 4 3.在如图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是( ) A.①中苹果块变干瘪 B.②中胆矾晶体表面有“白斑” C.③中小试管内有晶体析出 D.④中pH试纸变红 答案 D 解析 浓HSO 具有吸水性,苹果块中的水分、胆矾晶体中的水分、饱和KNO 溶液挥发产生的水分都被浓HSO 2 4 3 2 4 3434 吸收,从而导致苹果块变干瘪、胆矾晶体表面失水而出现不带结晶水的白色 CuSO 、饱和KNO 溶液失水而有晶体 4 3 析出。浓HSO 中不能电离出H+,因此pH试纸不会变红,但会被炭化而变黑。 2 4 4.关于浓HSO 与Cu反应叙述正确的是( ) 2 4 A.在反应中,浓HSO 只表现出氧化性 B.此反应属于复分解反应 2 4 C.在反应中,浓HSO 只表现出酸性 D.每1 mol铜参加反应就有1 mol H SO 被还原,同时生成1 mol SO 2 4 2 4 2 答案 D 解析 Cu与浓HSO 的反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,反应中HSO 既表现氧化性,又表 2 4 2 4 4 2 2 2 4 现酸性,A、C项错误;该反应为氧化还原反应,不属于复分解反应,B项错误;1 mol Cu参加反应时,有2 mol HSO 发生反应,其中有1 mol被还原,产生1 mol SO ,D项正确。 2 4 2 5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( ) A.都能与Mg、Zn、Fe、Al反应产生H B.都能与Cu在加热条件下反应 2 C.都具有脱水性 D.都能与BaCl 溶液反应产生白色沉淀 2 答案 D 解析 浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化,与Mg、Zn反应生成SO ,A项错误;稀硫酸在加热的情况下也不与铜反 2 应,B项错误;稀硫酸没有脱水性,C项错误;不论是浓硫酸还是稀硫酸,在水溶液中均能产生 SO,Ba2++ SO===BaSO↓,D项正确。 4 6.向50 mL 18 mol·L-1的HSO 溶液中加入足量的铜片,加热使之反应。则充分反应后,被还原的 HSO 的物质的 2 4 2 4 量( ) A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol 答案 A 解析 根据反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO。若50 mL 18 mol·L-1的HSO 与铜完全反应,被 2 4 4 2 2 2 4 还原的HSO 的物质的量为0.45 mol,而实际上,随着反应的进行,HSO 的浓度逐渐变稀,铜与稀HSO 不反应, 2 4 2 4 2 4 故被还原的HSO 的物质的量小于0.45 mol。 2 4 7.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SO 生成所依据的现象是_________________________________, 2 3535 甲装置中发生的主要反应的化学方程式是__________________________________________, 该反应中若有3.2 g Cu参加反应,则被还原的HSO 的物质的量为__________ mol。 2 4 (2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花,棉花中通常浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液,请写出 SO 与 2 NaOH溶液反应的离子方程式:_______________________________________________________。 (3)欲观察生成的CuSO 溶液的颜色,应采取的操作是_________________________________________________。 4 (4) 若 铜 片 还 有 剩 余 , 硫 酸 ________( 填 “ 有 ” 或 “ 没 有 ” ) 消 耗 完 毕 。 其 理 由 是 _________________________________。 答案 (1)乙中品红溶液退色 Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 0.05 2 4 4 2 2 (2)2OH-+SO ===SO+HO 2 2 (3)将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,而后观察颜色 (4)没有 因随反应Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO的进行,硫酸变稀,而稀HSO 不与Cu反应,故 2 4 4 2 2 2 4 HSO 不会消耗完 2 4 解析 (1)铜与浓硫酸发生反应Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,SO 能使品红溶液退色,若有3.2 g 2 4 4 2 2 2 Cu参加反应,则被还原的HSO 的物质的量为=0.05 mol。(2)SO 为酸性氧化物,与碱反应生成盐和水。(3)观察 2 4 2 CuSO 溶液颜色实质上是考查浓HSO 的稀释方法。(4) Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,随反应的 4 2 4 2 4 4 2 2 进行,浓HSO 逐渐变稀,Cu不与稀HSO 反应,故硫酸不会消耗完。 2 4 2 4 [对点训练] 题组1 酸雨及其防治 1.导致下列现象的主要原因与排放SO 有关的是( ) 2 A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应 答案 A 解析 光化学烟雾主要与氮的氧化物有关,臭氧空洞主要与氟氯代烃的排放有关,温室效应主要与空气中二氧化 碳的浓度增大有关。 2.下列对酸雨和雾霾的理解正确的是( ) A.酸雨是指pH<7的降水(包括雨、雪、霜等) B.酸雨放置后酸性会降低 C.酸雨和雾霾的形成均与空气中的SO 有关 2 3636 D.对化石燃料的不合理利用导致了酸雨、雾霾,该过程中涉及硫的转化的反应均为氧化还原反应 答案 C 解析 酸雨是指pH<5.6的降水,A项错误;酸雨中含有HSO ,放置后会被逐渐氧化为HSO ,酸性增强,B项 2 3 2 4 错误;雾霾的形成主要与大气中的二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物有关,C项正确;SO 溶于水生成HSO 的 2 2 3 反应是非氧化还原反应,D项错误。 3.如图所示是一种综合处理SO 废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确的是( ) 2 A.溶液B中发生的反应为2SO +O===2SO B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+ 2 2 3 C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O>SO D.此工艺的优点之一是物质能循环利用 2 答案 D 解析 酸性Fe (SO ) 溶液能吸收SO ,反应的离子方程式为2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H+,溶液B中通 2 4 3 2 2 2 入空气发生反应:4Fe2++O +4H+===4Fe3++2HO,则氧化性:O >Fe3+>SO,A、C两项错误;溶液C中含有 2 2 2 Fe (SO ),可用KSCN溶液检验Fe3+,B项错误;Fe (SO ) 可循环利用,D项正确。 2 4 3 2 4 3 题组2 硫酸的性质及应用 4.浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( ) A.酸性 B.脱水性 C.吸水性 D.强氧化性 答案 A 解析 浓HSO 与含有水分的蔗糖作用的过程中,首先表现出吸水性;放出的热量促使浓HSO 将蔗糖脱水炭化, 2 4 2 4 表现出脱水性;生成的碳又与浓HSO 发生氧化还原反应产生CO 、SO 等气体,使体积迅速膨胀。可见整个过程 2 4 2 2 中浓硫酸未表现酸性。 5.浓硫酸是常用的干燥剂,都能用浓硫酸干燥的一组气体是( ) A.CH、H、NH B.CO 、SO 、Cl C.CO、HCl、HBr D.CO、H、HS 4 2 3 2 2 2 2 2 2 答案 B 解析 能与浓硫酸反应的气体不能用浓硫酸来干燥,浓硫酸与 NH 反应生成硫酸铵, HBr和HS具有强还原性, 3 2 能被浓硫酸氧化。B项符合要求。 6.将浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是( ) ①红热的木炭 ②HS气体 ③Cu ④FeO ⑤NH ⑥使木材炭化 ⑦CuSO ·5H O ⑧对铁、铝的钝化 2 3 4 2 3737 A.③④ B.①②⑤⑧ C.①②③④⑦ D.以上答案均不正确 答案 A 解析 与木炭、HS反应及Fe、Al钝化时浓硫酸只表现氧化性;浓硫酸与NH 反应时只表现酸性,⑥是浓硫酸的 2 3 脱水性;⑦是吸水性。③和④满足题意。 7.下列关于浓硫酸的性质及用途的叙述正确的是( ) A.浓硫酸能使蔗糖炭化,表现了浓硫酸的吸水性 B.常温下,浓硫酸与Cu反应放出SO 2 C.浓硫酸可用来干燥NH 、H 等气体 D.常温下,浓硫酸可用铁罐储运 3 2 答案 D 解析 浓硫酸使蔗糖炭化体现的是浓硫酸的脱水性而不是吸水性,A项错误;浓硫酸与铜的反应需在加热的条件 下进行,B项错误;浓硫酸作为干燥剂,不能干燥碱性气体,NH 为碱性气体,C项错误;常温下,浓硫酸能使铁、 3 铝等金属钝化,D项正确。 8.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( ) A.上下移动①中铜丝可控制SO 的量 B.②中选用品红溶液验证SO 的生成 2 2 C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO D.为确认CuSO 生成,向①中加水,观察颜色 2 4 答案 D 解析 因为①中含有大量浓硫酸,所以应该冷却后把①中溶液倒入盛有水的烧杯中,D错误。 9.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( ) A.都能做干燥剂 B.都具有一定的氧化性 C.加热时都能与铜发生反应 D.在常温下都能用铁制容器贮存 答案 B 解析 A中浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂;C中浓硫酸在加热时可与铜发生反应,稀硫酸与铜不反应;D中由于 浓硫酸有强氧化性,常温下铁在浓硫酸中发生钝化,所以可以用铁制容器贮存浓硫酸,稀硫酸与铁可发生反应;B 中浓硫酸有强氧化性,稀硫酸表现弱氧化性。 3838 10.一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO 气体体积为2.24 L(标准状况),则下列情况不可能的是( ) 2 A.加入铜的质量为6.4 g B.加入浓硫酸中溶质为0.2 mol C.加入铜的质量大于6.4 g D.加入浓硫酸中含溶质多于0.2 mol 答案 B 解析 Cu与浓硫酸共热时发生反应:Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO,当生成标准状况下 2.24 L 2 4 4 2 2 SO (0.1 mol)时,反应消耗0.1 mol Cu(6.4 g),消耗0.2 mol HSO ,由于反应中有HO生成,浓硫酸浓度不断降低, 2 2 4 2 当变为稀硫酸时不再与Cu反应,故实验中m(Cu)≥6.4 g,n(H SO )>0.2 mol,B错误。 2 4 11.已知①Zn+HSO (稀)===ZnSO +H↑、②Zn+2HSO (浓)===ZnSO +SO ↑+2HO,下列说法不正确的是 ( 2 4 4 2 2 4 4 2 2 ) 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SO 和H 2 2 C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO 4 D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的HSO 物质的量相等,则生成气体的物质的量相等 2 4 答案 A 解析 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错;过量的Zn在浓HSO 中反应 2 4 先生成SO ,硫酸变稀后生成H ,B正确;Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1 mol H SO 被还原时分别生成 2 2 2 4 1 mol SO 和1 mol H ,D正确。 2 2 12.如图是硫酸试剂标签上的部分内容,据此下列说法正确的是( ) 硫酸化学纯CP 500 mL 化学式:HSO 2 4 相对分子质量:98 密度:1.84 g·cm-3 质量分数:98% A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4 mol·L-1 B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49% C.50 mL该HSO 中加入足量的铜片并加热,被还原的HSO 的物质的量为0.46 mol 2 4 2 4 3939 D.2.7 g Al与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H 3.36 L 2 答案 A 解析 A项,c==18.4 mol·L-1;B项,等体积水的质量小于浓HSO 的质量,故混合所得溶液的质量分数大于 2 4 49%;C项,由Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO可知,当0.05 L×18.4 mol·L-1=0.92 mol的HSO 完 2 4 4 2 2 2 4 全参加反应时,被还原的HSO 为0.46 mol,由于反应后期,HSO 浓度减小,稀HSO 与Cu不反应,则被还原 2 4 2 4 2 4 HSO 的物质的量小于0.46 mol;D项,标准状况下,Al遇浓HSO “钝化”。 2 4 2 4 [综合强化] 13.SO 是常见的大气污染物,燃煤是产生SO 的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO 的排放。 2 2 2 (1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤过程中产生的 SO 转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是 2 _____________________________________________________________。 (2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO 的吸收液。 2 ①分别用等物质的量浓度的NaSO 溶液和NaOH溶液做吸收液,当生成等物质的量NaHSO 时,两种吸收液体积 2 3 3 比V(Na SO )∶V(NaOH)=______________。 2 3 ②NaOH溶液吸收了足量的SO 后会失效,可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤,使 NaOH 2 溶液再生,再生过程的离子方程式是_______________________________________________。 答案 (1)2CaCO+2SO +O=====2CaSO+2CO 3 2 2 4 2 (2)① 1∶2 ② Ca2++OH-+HSO===CaSO↓+HO 3 2 解析 (1)根据题意,碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙,同时生成二氧化碳,所以反应的化 学方程式为2CaCO +2SO +O=====2CaSO +2CO 。(2)①假设生成的NaHSO 物质的量都为2 mol,NaSO + 3 2 2 4 2 3 2 3 SO +HO===2NaHSO ,吸收的二氧化硫的物质的量为1 mol,需1 mol Na SO ;NaOH+SO ===NaHSO ,吸收的 2 2 3 2 3 2 3 二氧化硫的物质的量为2 mol,需2 mol NaOH,假设NaSO 溶液和NaOH溶液的物质的量浓度都为c mol·L-1,两 2 3 种吸收液体积比 V(Na SO )∶V(NaOH)=∶=1∶2。② NaOH 溶液吸收了足量的 SO 发生反应:NaOH+ 2 3 2 SO ===NaHSO ,与一定量的石灰水溶液充分反应NaHSO +Ca(OH) ===CaSO↓+NaOH+HO,离子反应为Ca2+ 2 3 3 2 3 2 +OH-+HSO===CaSO↓+HO,使NaOH溶液再生。 3 2 14.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。 4040 回答下列问题: (1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。 (2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是______________,其作用是______________。 (3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装 置A中仍有气体产生,此时装置B中现象是______________,B中应盛放的液体是______________(填字母)。 A.水 B.酸性KMnO 溶液 4 C.浓溴水 D.饱和NaHSO 溶液 3 (4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完全,发现圆底烧 瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的HSO 剩余。 2 4 ①有一定量的余酸但未能使酮片完全溶解,你认为原因是_________________________。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是________(填字母)。 A.铁粉 B.BaCl 溶液 2 C.银粉 D.NaHCO 溶液 3 答案 (1)Cu+2HSO (浓)=====CuSO +SO ↑+2HO 2 4 4 2 2 (2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的SO ,防止污染空气 2 (3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升 D (4)①反应过程中HSO 被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②AD 2 4 解析 (1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置,二者反应生成 CuSO 、SO 和HO。(2)因SO 为大气污染物,需要进 4 2 2 2 行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收SO 。(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的 2 试剂不能吸收SO ,而水、酸性KMnO 溶液和浓溴水都与SO 反应。(4)铜可与浓硫酸反应,但不与稀硫酸反应。 2 4 2 随着反应的进行,HSO 的浓度逐渐减小,浓硫酸变为稀硫酸。反应的生成物中存在CuSO ,要证明反应后的圆底 2 4 4 烧瓶中有余酸存在,只需证明有H+存在。所以,选择的是能与H+反应的铁粉和NaHCO 溶液。 3 15.A~H等8种物质存在如下转化关系(反应条件,部分产物未标出)。已知:A是正盐,B是能使品红溶液退色的 气体,G是红棕色气体。按要求回答问题: (1)写出下列物质的化学式: A____________,B____________,C____________。 4141 (2)写出下列反应的化学方程式: E→F________________________________________________________________________; G→H________________________________________________________________________; D的浓溶液与木炭反应的化学方程式:__________________________________________。 (3)检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是___________________________________________________________。 答案 (1)(NH )SO SO SO 4 2 3 2 3 (2)4NH +5O=====4NO+6HO 3 2 2 3NO +HO===2HNO+NO 2 2 3 C+2HSO (浓)=====CO↑+2SO ↑+2HO 2 4 2 2 2 (3)取少量该溶液于试管中,加足量盐酸酸化,未见白色沉淀产生;再加少量BaCl 溶液,如果出现白色沉淀,则证 2 明有SO 解析 本题有两个较为明显的突破口。根据“B是能使品红溶液退色的气体”可知B是SO 气体,则C是SO ,D 2 3 是硫酸。根据“G是红棕色气体”可知G是NO 气体,逆推,F是NO气体,E是NH 。A能与硫酸反应放出 2 3 SO ,其阴离子必然是亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子,但考虑到是正盐,可以确定其阴离子是亚硫酸根离子;同 2 时A又能与NaOH溶液反应放出氨气,A中必然含有铵根离子。由此判断A为(NH )SO 。 4 2 3 42