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专题04 非金属及其化合物(一)
目 录
实验1 氯气的性质
实验2 氯水的性质及成分探究
实验3 氯气的制备及检验
实验4 二氧化硫的性质
实验5 不同价态含硫物质的转化
实验6 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
实验1 氯气的性质
实验装置
实验原理
点燃:____________________________
实验用品
氢气、氯气;集气瓶。
实验步骤
在空气中点燃氢气,然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中。观察现象。
实验现象
氢气在氯气中安静地燃烧,发出_______色火焰,集气瓶口上方出现_______。
实验结论
氢气在氯气中能够_______。
实验说明
①氯气和氢气的混合气体在强光照射时爆炸,产生此现象的原因是H2和Cl2混合
后点燃,反应瞬间完成,放出的热量使气体急剧膨胀而发生爆炸。
②燃烧是指发热发光的剧烈的化学反应。它强调的是:A.发光时也要发热;B.
反应剧烈;C.实质是剧烈的氧化还原反应;D.不一定要有氧的参加。
考点1 氯气的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
密度
水溶性
黄绿色
_______气味
气体
有_____
比空气的密度___
1 体积水溶解____体积氯气
1
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考点2 氯气的化学性质
强氧化性
金属
与变价金属反应生成高价,如2Fe+3Cl2====2FeCl3
非金属
H2:点燃——_______色火焰,瓶口白雾 光照——爆炸
还原性化合物
FeCl2:2FeCl2+Cl2=_______ KI:2KI+Cl2=2KCl+I2
氧化性与
还原性
水
Cl2+H2O
H++Cl-+HClO (自来水消毒)
碱
2NaOH+Cl2=____________________ (制漂白液)
2Ca(OH)2+2Cl2=___________________________ (制漂白粉)
盐
AgNO3+Cl2+H2O=AgCl↓+HNO3+HClO
变式1 变试剂
(1)常温下液态氯与铁不反应,故可用钢瓶贮运液氯。
(2)1 mol Cl2与足量H2完全反应转移电子数为2NA,1 mol Cl2与足量强碱完全反应转移电子数为NA,1
mol Cl2与足量水充分反应转移电子数小于NA(可逆反应)。
(3)工业制漂白粉应选择石灰乳,而不是石灰水、石灰粉。
【例1】根据Cl2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
溶液
现象
结论
A
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变为黄色
氧化性:Cl2>Fe2+
B
AgNO3溶液
产生白色浑浊
氯气与水发生了反应
C
滴有酚酞的氢氧化钠溶液
溶液红色褪去
氯气具有酸性
D
品红溶液
溶液褪色
氯水具有漂白性
【强化训练1-1】向下列溶液中通入氯气,现象和结论描述正确的是( )
A.品红溶液:溶液红色褪去,加热该褪色溶液,仍为无色;氯气具有漂白性
B.紫色石蕊溶液:溶液先变红后褪色;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸
C.含酚酞的氢氧化钠溶液:溶液红色褪去;氯气只作氧化剂
D.硫化钠溶液:溶液变浑浊,氯气只作还原剂
【强化训练1-2】某同学在培养皿上做如下实验(如图所示),a、b、c、d 是浸有相关溶液的滤纸。向
KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4 +16HCl= 2KCl +5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
下列对“实验现象”的“解释或结论”描述,不正确的是( )
选
实验现象
解释或结论
2
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项
A
a 处试纸变蓝
氧化性:Cl2 > I2
B
b 处试纸变红
Cl2 +2Fe2+ = 2Cl- + 2Fe3+
C
c 处试纸褪色
Cl2与H2O 反应生成了具有漂白性的物质
D
d 处红色褪去
Cl2 和NaOH 反应使溶液呈中性
变式2 变装置
【例2】某同学利用W 形管和V 形管安装了下面微型实验装置,进行Cl2的制备及探究Cl2的漂白性
实验。下列说法正确的是( ) ( )
A.固体粉末甲为二氧化锰
B.鲜花花瓣褪色说明Cl2具有漂白性
C.W 形管和V 形管的玻璃泡能防止倒吸
D.溶液乙为碱液,与安全气球共同防止Cl2逸出
【强化训练2-1】
2.(2023·深圳光明一模)某实验小组利用下图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.滴加浓盐酸时需将分液漏斗上端玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔
B.蘸有淀粉-KI 溶液的棉花变蓝,说明氯气的氧化性强于碘
C.蘸有品红溶液的棉花褪色,说明氯气具有漂白性
D.蘸有紫色石蕊溶液的棉花上出现的现象是棉花先变红后褪色
【强化训练2-2】
9.(2024·广东·一模)某化学兴趣小组采用次氯酸钙与稀盐酸反应制取氯气,并探究了氯气的性质。实
验装置如图所示,下列说法正确的是( )
3
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A.b 试管中的离子方程式为:2ClO−+4H++4Cl−=3Cl2↑+2H2O
B.湿润的
试纸先变红后褪色,说明Cl2有酸性,同时又有漂白性
C.f 处变红,是因为Fe2+被氯气氧化为Fe3+,Fe3+遇KSCN 溶液变红
D.g 处变为橙色,h 处变为黄色,说明氧化性:Cl2>Br2>I2
实验2 氯水的性质及成分探究
实验装置
实验原理Cl2+H2O
HCl+HClO,次氯酸有强氧化性,能使有机色素氧化从而导致其褪色。
实验用品有色纸条或布条、有色花瓣、新制氯水、氯气;集气瓶,玻璃片、镊子。
实验步骤①取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中,盖上
玻璃片。观察现象。
②将有有色鲜花放入盛满干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片。观察现象。
实验现象①干燥的有色纸条(或布条)放入盛有干燥氯气的集瓶后没有明显变化;湿润的有色纸条(或布条)
放入盛有干燥氯气的集气瓶,纸条或布条的颜色变浅,一段时间后,颜色褪去。
②有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶后,鲜花褪色。
实验结论干燥的氯气没有漂白性;氯水中的次氯酸具有强氧化性,可以漂白有色物质。
实验说明氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可以漂白有色物质,湿润的有色纸条
(或布条)、有色鲜花中都含有水,可以和氯气反应生成次氯酸,因而二者会褪色。干燥的氯气
中没有次氯酸,因而没有漂白性。
考点1 氯水的成分与性质
4
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成分
三分子
H2O、Cl2、HClO
四离子
H+、OH-、Cl-、ClO-
性质
表现粒子
反应的物质或现象
氧化性
Cl2
Fe2+、S2-、Br-、I-、SO3
2-、SO2
酸性
HCl、HClO
NaOH Ca(OH)2 Na2CO3 Mg
漂白性
HClO
有机色质如红纸、品红溶液
沉淀性
Cl-
AgNO3溶液
不稳定性
HClO
见光产生气泡
考点2 新制氯水、久置氯水、液氯的比较
新制氯水
久置氯水
液氯
成分
(1)三种分子:Cl2、HClO、H2O
(2)四种离子:H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、OH-、Cl-、H2O
Cl2
颜色
_______色
_______色
_______色
性质
酸性、氧化性、漂白性
酸性
Cl2的性质
保存
棕色瓶盛装,置于阴暗处
—
低温密封
变式1 变药品
【例1】某化学兴趣小组为了探究新制氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,做了如下四组实验,
其中结论错误的是
A.将有色纸条或布条、有色花瓣放入盛有氯水的试管中,它们均褪色,说明氯水中含有HClO
B.向氯水中加入大理石,有气体产生,说明氯水中含有H+
C.光照氯水后,发现颜色逐渐变浅并产生气泡,说明放出
气体是Cl2
D.向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀产生,说明氯水中含有Cl-
【强化训练1-1】某学习小组通过下列实验探究氯水的性质。
实验1:常温下,用
计测量氯水的
,测得数值为4.5。
实验2:向品红溶液中滴加氯水,溶液的红色褪去。
实验3:向氯水中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。
实验4:将氯水用紫外灯照射一段时间,产生大量无色、无刺激性气味的气泡。
下列说法错误的是
A.实验1 说明氯气与水反应后溶液显酸性 B.实验2 说明氯水具有漂白性
C.实验3 说明氯水中存在Cl- D.实验4 说明紫外线使氯气逸出
【强化训练1-2】下列有关氯水实验的结论正确的是( )
选项
实验现象
实验结论
A
光照新制氯水有气泡冒出
氯水含有Cl2,光照后逸出的气体是Cl2
5
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B
氯水能使有色布条褪色
Cl2具有漂白性
C
将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色
无味的气体产生
氯水中含有H+,能与NaHCO3反应产生
CO2
D
新制氯水放置一段时间后,
变小
水挥发,使次氯酸浓度变大
变式2 变考法
【例2】用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部,观察到的现象是
A
B
C
D
【强化训练2-1】如图所示,从A 处通入氯气,分别控制B 处阀门开关,观察C 处红色布条是否褪色。
下列说法正确的是
情况Ⅰ
情况Ⅱ
B 处阀门关闭
红色布条无变化
红色布条褪色
B 处阀门打开
红色布条褪色
红色布条无变化
A.情况Ⅰ中A 处通入Cl2的是干燥的 B.情况Ⅱ中A 处通入Cl2是潮湿的
C.情况Ⅰ中D 中溶液可能是浓H2SO4 D.情况Ⅱ中D 中溶液可能是NaOH 溶液
【强化训练2-2】某学习小组探究饱和氯水与过量块状碳酸钙反应的产物,实验过程如下:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL 饱和氯水,使之充分反应,观察现象;②过滤,
将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;(1)实验①中观察到的现象为 。
(2)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH 试纸中部,观察到的现象如图所示:
①使pH 试纸变红的微粒X 是 ,使pH 试纸变白的微粒Y 是 。(填微粒符号)
②通过pH 试纸颜色变化情况说出 X、Y 两种微粒某项性质的差异 。(任写一条)
实验3 氯气的制备及检验
6
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1.氯气的实验室制备
实验原理
阴离子氧化法:用强氧化性物质(如MnO2、KMnO4等)将浓盐酸中的-1 价的氯氧化。
MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O
(盐酸表现:还原性和酸性,被氧化的HCl 占反应总量的1/2)
装置类型
固+液
Δ —
—→\s\up 4()气(如用KMnO4则为:固+液―→气)
气体净化
Cl2(HCl、水蒸气)
饱和食
盐水—
除H
C l
浓硫酸
———
除水
蒸气Cl2
气体收集
向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气处理
用NaOH 溶液吸收,离子方程式为:_______________________________
气体验满
用湿润的KI 淀粉试纸:试纸变_____色;根据氯气的颜色判断:瓶中充满______色气体
装置图
注意:①因浓盐酸有挥发性,制氯装置应使用分液漏斗并盖上玻璃塞;
②为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下,可采取的方法有:一是把分液漏斗和
圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。
制取流程
(1)制备装置类型:固体+液体――→气体
(2)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(3)收集方法:①氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集②氯气在饱和食盐中的
溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集。
(4)验满方法:①将湿润的淀粉KI 试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则
证明已集满;②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退
色,则证明已集满;③根据氯气的颜色,装置充满了黄绿色气体,则证明已集满。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH 溶液)吸收,不用Ca(OH)2 溶液吸收的原因是
Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。
2.氯离子的检验
实验原理
HCl +AgNO3===AgCl↓+HNO3 ,NaCl +AgNO3===AgCl↓+NaNO3 ;Na2CO3 +
2AgNO3===Ag2CO3↓+2NaNO3,Ag2CO3+2HNO3===CO2↑+H2O+2AgNO3;
实验用品
稀盐酸、NaCl 溶液、Na2CO3 溶液、AgNO3 溶液、稀硝酸;试管、胶头滴管。
实验步骤
在 3 支试管中分别加入 2~3 mL 稀盐酸、NaCl 溶液、Na2CO3 溶液,然后各滴入几滴AgNO3
溶液,再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
实验现象
滴入几滴 AgNO3 溶液
加入少量稀硝酸
①稀盐酸
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
7
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实验现象
②NaCl 溶液
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
③Na2CO3 溶液
有白色沉淀生成
沉淀溶解,有气泡产
生
实验说明检验 Cl-时,一般先在被检测的溶液中滴入少量稀_______使其酸化,目的是排除 OH-、CO3
2
-等离子的干扰。但是稀 HNO3不能排除SO3
2-、SO4
2-等离子的干扰,可用过量 Ba(NO3 ) 2溶
液除掉 SO3
2-、SO4
2-离子,再检验Cl-。
考点1 实验室制取氯气
1.制取原理
实验室通常用强氧化剂MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸制取氯气。
(1)用MnO2制取Cl2的化学方程式:______________________________________。
(2)其他制备Cl2的化学反应原理(特点:不需要_______)
①14HCl(浓)+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
16HCl(
②
浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
6HCl(
③
浓)+KClO3=KCl+3H2O+3Cl2↑
4HCl(
④
浓)+Ca(ClO)2=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
2.实验装置
考点2 实验室制取氯气装置的改进
装置
装置图
说明
8
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制取
装置
①用KMnO4代替MnO2,常温下即可反应,故不需要酒精灯加热,
反应原理为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②图中橡皮管a 的作用是使分液漏斗和圆底烧瓶中的气压相等,便
于分液漏斗的液体流下
除杂
装置
①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外还可以检查整套
装置是否发生堵塞(若装置某一位置堵塞,则长颈漏斗中的液面会迅
速上升)②该装置的作用之一是观察气体的生成速率
干燥
装置
①用固体干燥剂CaCl2或P2O5同样能吸收Cl2中的水蒸气,但不能使
用碱石灰作干燥剂,原因是Cl2能与之反应
②若用干燥管代替U 形管(见下图)
则要求气体的流向为____管进气,____管出气
尾气
处理
①对于极易溶于水的气体(如NH3、HCl、HBr、HI 等),要设置防倒
吸装置
②该防倒吸装置中的倒扣漏斗边缘要刚好浸入到液面下,不能将整
个漏斗都浸入到液面内
变式1 变考法
【例1】
9
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【例2】实验室用如图装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取Cl2 B.用装置丙收集Cl2
C.用装置丁吸收尾气中的Cl2 D.用装置乙除去Cl2中的少量HCl
【强化训练1-2】.实验室制取氯气时,下列实验能达到相应目的的是( )
A.图甲生成Cl2 B.图乙净化Cl2 C.图丙收集Cl2 D.图丁吸收Cl2尾气
【强化训练1-2】实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的
顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
变式2 变装置
1.氯气的实验室制法原理:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、
氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
2.反应条件:MnO2在加热条件下,只能与浓盐酸反应,不能与稀盐酸反应,故盐酸中的HCl 不可能
全部参加反应。若用足量 MnO2与含4molHCl 的浓盐酸充分反应,理论上产生的Cl2<1mol。
3.实验注意事项:①应小火加热,温度不宜过高,以减少HCl 挥发,减少制得的Cl2中HCl 的含量。
②实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。
③尾气吸收时,用NaOH 溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量
少,吸收不完全。
4.实验装置改进
(1)制备装置
10
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(2)净化装置
(3)干燥装置
【例2】某小组利用氯酸钾与
盐酸反应制氯气并进行氯气性质的探究,实验装置如图所示:
请回答:
(1)装置B 中发生反应的离子方程式是 。
(2)根据相关实验现象就可以证明起漂白作用的不是氯气而是次氯酸,相关现象是 。
(3)
中实验现象是 。
(4)装置F 的作用是 。
【强化训练2-1】实验室中模拟工业上制取少量无水氯化铁的装置及操作如下。
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已知:无水FeCl3遇水剧烈反应,加热易升华。请回答下列问题:
(1)仪器a 的名称是 ,装置A 中反应的离子方程式为 。
(2)装置C 中硬质玻璃管内的实验现象为 。
(3)下列有关说法正确的是_______。
A.组装好仪器后,关闭弹簧夹,向分液漏斗中加水,打开漏斗的活塞,根据水是否持续流下来判断
装置A 的气密性
B.两处酒精灯加热的顺序为:先加热A 处,再加热C 处。
C.装置D 中的水可用冷水或冰水,目的是更好地冷凝收集FeCl3
D.E 处虚线框内的装置可选用
或
(4)实验结束后,在装置C 的硬质玻璃管右侧内壁会有部分氯化铁残留,为提高氯化铁的收集率,应如
何操作? 。
(5)反应后的产物中可能会存在FeCl2杂质,为减少该杂质的生成,对装置进行改进的方法是 。
【强化训练2-2】某实验活动小组设计了如下反应装置制备无水氯化铝,已知无水氯化铝易潮解,遇
水蒸气产生大量白雾,在标压下
升华,经冷却后可凝华为固体。
12
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请回答:
(1)盛装浓盐酸的仪器的名称是: 。
(2)装置B 的作用是 ,装置F 中盛放 。
(3)请写出装置A 中发生的化学方程式 ,D 中反应的化学方程式 G 中反应的离
子方程式 。
(4)某学习小组用下图装置研究气体X 的性质,气体X 的主要成分是氯气,其中含有少量水蒸气。请
回答下列问题:
分别描述B、C 装置中的现象:B ,C ,从物质性质说明B、C 装置中现象不
同的原因: 。
实验4 二氧化硫的性质
1.实验探究二氧化硫溶于水
实验装置
实验原理
SO2+H2O
H2SO3
实验用品
二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽
实验步骤
如图5-2 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(保留该溶液供实验5-2 使用)
实验现象
试管内液面________
实验结论
SO2________溶于水
实验说明
1 体积水可溶解________体积SO2
2.SO2的特性——漂白性
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实验装置
实验原理二氧化硫与________反应生成________的无色物质,________分解又生成________物质
实验用品二氧化硫、水、石蕊溶液、品红溶液;试管、胶塞、水槽、胶头滴管、pH 试纸。
实验步骤用试管取2L 在实验5—1 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
实验现象滴加品红溶液后,溶液先变________,振荡后________,再加热后溶液颜色恢复_______
色,同时有_____________________
的气体生成。
实验结论SO2具有漂白性,但生成的化合物不稳定。
实验说明_______、______________、______________也有此性质
考点1 常见漂白性物质的漂白原理分析
漂白性物质
SO2
HClO、H2O2、Na2O2、O3
活性炭
漂白原理
与有色物质结合成
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
化学变化
物理变化
是否可逆
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
处理后可重复使用
考点2 SO2和氯水的漂白性比较
物质
氯水
SO2
漂白原理
HClO 具有强氧化性,将有色物质氧
化成稳定的无色物质
SO2 跟某些有色物质化合生成不
稳定的无色物质
反应类型
氧化还原反应
化合反应
特点
具有不可逆性,久置不恢复原色
具有可逆性,久置能恢复原色
应用范围
适用于漂白几乎所有的有机色质
仅适用于漂白品红、有色的毛
发、丝绸、纸浆、草帽辫等
变式1 变药品、变装置、变考法
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【例1】如图装置可用于收集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
C
NaOH 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
【强化训练1-1】把SO2分别通入下列溶液中,有关说法正确的是( )
选项
溶液
现象
结论
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S 溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
溴水
橙色褪去
SO2有还原性
【强化训练1-2】取少量SO2水溶液,进行水溶液性质探究。下列实验方案不能达到实验目的的是(
)
选项
探究性质
实验方案
A
氧化性
滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液,再滴加
的H2O2溶液,振荡,观察实验
现象
B
还原性
滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察溶液颜色的变化
C
酸性
滴加紫色石蕊溶液,观察溶液颜色变化
D
漂白性
滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
变式2 变装置
【例2】SO2是最常见的硫的氧化物,某小组利用如图所示的装置制备并检验其性质。下列说法正确
的是( )
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A.装置Ⅰ中浓硫酸体现强氧化性
B.装置Ⅱ无明显变化,实验结束后向其中通入空气,也无明显变化
C.装置Ⅲ中现象证明SO2具有漂白性,装置Ⅳ中现象证明SO2具有氧化性
D.装置V 中使用酸性高锰酸钾溶液也可达到实验目的
【强化训练2-1】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。下列说法不正确的是( )
A.滤纸①变红,体现了SO2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.实验中可用NaHSO3固体代替Na2SO3固体
【强化训练2-2】某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略),下列
叙述正确的是( )
A.取反应后D 中溶液少许,滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性
B.A 装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C.B 装置溶液变红色,说明SO2 是酸性氧化物,C 装置产生白色沉淀的原因为BaCl2+SO2+
H2O=====BaSO3↓+2HCl
D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到B 中长导管口有明显气
泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B 气密性良好
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实验5 浓硫酸的强氧化性、SO4
2-的检验
1.浓硫酸与铜的反应
实验装置
实验原理
Cu+2H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
实验用品
浓硫酸、铜丝、品红溶液、氢氧化钠溶液、石蕊溶液、水;烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、
铁架台、棉花。
实验步骤
在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝在试管中加入2mL 浓硫
酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液
中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有大量水
的另一支试管里,观察溶液的颜色。
实验现象
①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象
②加热后,试管中铜丝表面变黑,有气泡逸出;试管中的品红溶液逐渐变为无色,试管中的
紫色石蕊溶液逐渐变为红色
③试管中的溶液呈蓝色
实验结论
①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下
铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论:浓硫酸具有强氧化性。
实验说明
①浓硫酸能与大多数金属反应,生成高价态金属的硫酸盐,本身一般被还原为 SO2。
②常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化。
③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,本身被还原为 SO2。
2.硫酸根离子的检验
实验原理
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl,BaSO4不溶于稀盐酸的特性来检验SO4
2-
实验用品
稀硫酸、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、盐酸、BaCl2溶液;试管、胶头滴管。
实验步骤
在三支试管中分别加入少量稀硫酸,Na2SO4 溶液和Na2CO3 溶液,然后各滴入几滴BaCl2 溶
液,观察现象,再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象,从这个实验中你能得出什么站
论?写出相关反应的离子方程式。
实验现象
三支试管都产生白色沉淀,加盐酸前两支试管中白色沉淀无明显变化,装Na2CO3溶液产生白
色沉淀溶解。
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实验结论
溶液中的CO3
2-也能与Ba2+反应生成白色沉淀,但BaCO3沉淀可以与稀盐酸发应故CO2。因此
在实验室里:通常将溶液先用稀盐酸酸化以排除CO3
2-等可能造成的干扰,然后加人BaC12容
液来检验SO4
2-的存在
实验说明
SO4
2-的检验方法:①向未知液中加入适量的盐酸(排除 Ag+、CO3
2-、SO3
2-的干扰);②若出
现沉淀,则应过滤,保留滤液,滤出沉淀;③向滤液中或未出现白色沉淀的溶液中加入 BaCl2
溶液,观察是否有白色沉淀生成,若产生白色沉淀,则可证明未知液含 SO4
2-。
考点1 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_______
强_______性
加热时,应生成硫酸盐、_______和_______
强_______性和
_______性
锌等其他
活泼金属
与浓硫酸反应时,开始产生SO2,金属过量时产生
_______
较不活泼金属(如:
铜、银等)
金属+浓硫酸高价态硫酸盐+_______+_______
碳、硫、磷等非金属
非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+
_______+ _______
强_______性
还原性物质
能将还原性物质(如Fe2+、H2S、HI)氧化,如:
H2S+H2SO4(浓) ===S↓+SO2↑+2H2O
考点2 SO 的检验
1.检验SO 的正确操作方法:被检液――→取清液――→观察有无_____沉淀产生。
2.先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、_______的干扰,再加_______溶液,有白色沉淀产生,说明
有SO,可能发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-
===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓。盐酸和BaCl2溶液的加入顺序不可颠倒。
变式1 变药品
1.浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
2.浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不
再与不活泼金属反应。
3.浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧化性,产生二氧化硫气体;当浓硫酸变
为稀硫酸时,则产生的气体为氢气。
【例1】下列实验所得结论不正确的是( )
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实验
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
装置
现象
产生大量无色气体
铁片表面迅速变暗,之后
无明显变化
加热后产生大量无色、有
刺激性气味的气体
A.实验Ⅰ中气体是氢气 B.实验Ⅱ中没有发生化学变化
C.实验Ⅲ中气体是二氧化硫 D.浓度、温度会影响实验现象
【强化训练1-】若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d 均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,
下列分析正确的是( )
A.Cu 与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a 处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b 或c 处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O 生成
【强化训练1-2】根据如图所示装置,回答下列问题。
(1)开始加热后,产生的现象是:a 处____________________________;b 处
_____________________________。
(2)停止反应后,用酒精灯在b 处微微加热,产生的现象是___________________________。
(3)写出a 处发生反应的化学方程式:__________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________。
(5)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,直到反应完毕,
发现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硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是_______________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
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a.铁粉 b.BaCl2溶液 c.银粉 d.NaHCO3溶液
变式2 变装置
实验操作
实验现象
a 试管中铜丝表面变黑,有气泡生成;
b 试管中的溶液逐渐变为无色;
将a 试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈蓝色。
【例2】按图示装置进行实验。在搅拌下将浓硫酸加入滴有少量水的蔗糖中,然后扣上图示大烧杯。
下列说法不正确的是( )
A.本实验的现象说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B.水槽中NaOH 溶液的主要作用是吸收SO2气体
C.处纸条上有黄色物质生成,说明SO2具有氧化性
D.a、b 处纸条均褪色,说明有SO2生成,且褪色原理相同
【强化训练2-1】按照下图进行铜与浓硫酸反应的探究实验,下列说法正确的是( )
A.蘸有品红溶液的滤纸褪色,说明SO2具有强氧化性
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B.N 形管溶液变为红色,说明有酸性气体进入N 形管
C.反应后,从c 口抽取反应液加到足量的氨水中最终产生蓝色沉淀
D.实验结束后从b 口注入足量NaOH 溶液,会有2 种物质与NaOH 反应
【强化训练2-2】微型实验符合绿色化学理念,铜与浓硫酸的反应探究实验如图所示。下列说法正确
的是( )
A.紫色石蕊溶液和品红溶液都褪色,分别体现SO2的酸性和漂白性
B.向反应后冷却的试管中加入蒸馏水,检验产物是否有CuSO4
C.SO2溶液产生白色沉淀
D.A 溶液通常是NaOH 溶液
实验6 不同价态含硫物质的转化
1.设计实验实现不同价态含硫物质的转化,遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。
2.实验设计方案
转化目标(价态变化)
选择试剂
实验操作和现象
实验结论
H2S→S
二氧化硫、硫化
氢、蒸馏水
将H2S 和SO2通入水中,
生成_______色沉淀(或溶
液变浑浊)
SO2与H2S 反应生
成单质_______
SO2→S
SO2→H2SO4
二氧化硫、新制氯
水、BaCl2溶液
将SO2通入新制氯水中,
溶液浅黄绿色褪去;再向
溶液中滴入氯化钡溶液,
产生_______沉淀
二氧化硫在水中
能被强氧化剂氧
化为_______
H2SO4→SO2
浓硫酸、铜片
加热铜片和浓硫酸的混合
物,有刺激性气味气体生
成
浓硫酸被金属铜
还原为SO2
考点1 硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
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考点2 硫及其化合物之间的转化规律
1.相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。
如
2.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
硫元素常见的化合价有_____________________价,可以通过______________反应实现不同价态含硫
物质的相互转化。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,可
用下图表示:
变式1 变转化
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。
2.硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S 和H2S、S 和SO2、SO2和H2SO4,所以
可用浓硫酸干燥SO2气体。
3.连续氧化关系:H2S
S
S
O2SO3。
4.通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化。
【例1】硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
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A.燃煤时为减少X 的排放,可在煤中添加石灰石
B.X 有漂白性,可使石蕊溶液先变红后褪色
C.Z 与铁反应时,Z 的浓度越大,反应速度越快
D.N 可由其相应单质直接化合生成
【强化训练1-1】自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化,根据图中相关物质的类别及硫元
素的化合价分析正确的是( )
A.硫元素在自然界中主要以硫化物、硫酸盐形式存在,无游离态的硫
B.Z 可能是CuFeS2,工业生产可用于冶炼铜
C.X 与Y 都是电解质,可以反应生成S 单质
D.常温下Al 与W 的浓溶液不反应
【强化训练1-2】)如图是部分含硫分子和离子的价荷图,同一纵坐标各微粒间可以通过与OH-或H+
反应实现转化。下列推断不合理的是( )
A.c 可使紫色石蕊溶液变红色 B.a 与c 反应可生成b
C.如果将S2O 填入坐标,应该填在f 的位置 D.d 的浓溶液常用作干燥剂,可以干燥a 气体
变式2 变考法
符合A――→B――→C――→D 转化关系的物质
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(1)硫元素:S(或H2S)――→SO2――→SO3――→H2SO4。
(2)氮元素:N2(或NH3)――→NO――→NO2――→HNO3。
(3)钠元素:Na――→Na2O――→Na2O2――→NaOH。
(4)碳元素:C――→CO――→CO2――→H2CO3。
【例2】为探究不同价态硫元素之间的转化,设计了如下装置图(夹持装置略去)。下列说法正确的是(
)
A.①中未观察到蓝色固体,说明产物中不存在硫酸铜
B.②中溶液褪色,说明SO2具有漂白性
C.③中淡黄色粉末变白,说明反应生成了Na2SO3
D.④中产生淡黄色沉淀,证明S2-被氧化
【强化训练2-1】下列关于不同价态含硫物质的转化实验中,硫元素的化合价变化合理的是( )
A.图Ⅰ:0 价→+2 价 B.图Ⅱ:0 价→+6 价
C.图Ⅲ:+4 价→+6 价 D.图Ⅳ:+6 价→+4 价
【强化训练2-2】在实验室进行铁粉和硫粉混合加热的实验,产物又进行了系列实验,流程如图。下
列说法正确的是( )
A.气体A 和D 含有同一物质,且均为氧化产物
B.硫元素至少参加了2 个氧化还原反应
C.沉淀F 可以和NaOH 溶液在加热的条件下反应
D.若固体B 中加浓硫酸,发生反应时被氧化的和被还原的均为同一种元素
实验7 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
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1.粗盐中的杂质与除杂试剂
粗盐中含有可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、Na2SO4),选择合适除杂试剂,除去杂质,填写下
表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
CaCl2
Na2CO3溶液
Ca
2 + +
CO
==
=CaCO
3↓
MgCl2
NaOH 溶液
Mg
2 + +
2OH
- ==
=Mg(OH)
2↓
Na2SO4
BaCl2 溶液
SO
+
Ba
2 + ==
=BaSO
4↓
2.操作顺序
因为除杂试剂需过量,过量的试剂也需要除去,可据此设计操作顺序,如
考点1 物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”
1.三个必须
(1)除杂试剂必须稍_______。
(2) _______试剂必须除尽。
(3)除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。
2.四个原则
考点2 粗盐的提纯
1.若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2),将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表:
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
_______
________________________
CaCl2
_______
________________________
MgCl2
_______
________________________
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2.试剂加入的顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在_______溶液之后;加入盐酸在_______之后。通常顺序可以为
BaCl
①
2溶液→NaOH 溶液→Na2CO3溶液―→盐酸;
NaOH
②
溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液―→盐酸;
BaCl
③
2溶液→Na2CO3溶液→NaOH 溶液―→盐酸。
变式1 变过程
【例1】某同学欲在实验室完成粗盐(杂质为砂石、CaCl2、MgSO4)提纯实验,下列操作步骤最佳的排
序为( )
①向粗盐水中滴加过量的Na2CO3溶液
②待蒸发皿冷却后,将所得固体转移到称量纸上称重
③将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热至有大量固体出现
④过滤
⑤向滤液中滴加适量的盐酸
⑥称取
粗盐于烧杯中,加适量蒸馏水溶解
⑦向粗盐水中滴加过量的Ba(OH)2溶液
A.⑥①⑦④⑤③② B.⑥⑦①⑤④③② C.⑥⑦①④⑤③② D.⑥⑤④①④⑦③②
【强化训练1-1】某实验小组欲除去粗盐水中少量的Ca2+、Mg2+、SO4
2-,进行如下实验。
下列分析不正确的是( )
A.向滤液a 中滴加BaCl2溶液,无明显现象,说明SO4
2-已沉淀完全
B.滤液a 中加试剂①、②的顺序可以换
C.滤渣b 的成分为Mg(OH)2、CaCO3
D.向滤液b 中滴加稀盐酸,用pH 试纸检验,至溶液呈中性或微酸性
【强化训练1-2】实验室有NaCl 质量分数为97.5%的粗盐样品,杂质仅为CaSO4、MgSO4。某化学兴
趣小组取120g 粗盐样品,用化学沉淀法进行提纯,实验流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.加入盐酸的目的仅为除去过量的CO3
2-
B.若试剂②为Na2CO3溶液,则试剂③一定是NaOH 溶液
C.整个过程用到玻璃棒的操作只有溶解和过滤
D.不考虑实验损耗,最终获得的NaCl 的物质的量为2mol
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变式2 变考法
【例2】用化学沉淀法去除粗盐水中的Ca2+、Mg2+和SO4
2-,流程如下:
下列有关实验操作的说法不正确的是( )
A.步骤中检验BaCl2过量:静置后沿烧杯内壁滴加
滴BaCl2溶液,不出现沉淀
B.试剂的加入顺序也可以为
或
C.步骤
加盐酸并搅拌,至无气泡冒出,并用
试纸检验,使滤液呈中性或微酸性
D.操作a 是将溶液转移至蒸发皿中,加热并搅拌,当出现较多固体时,停止加热
【强化训练2-1】粗盐(杂质为MgSO4、CaCl2)提纯的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.为确保杂质能被除尽,所加除杂试剂需适当过量
B.上述流程中,BaCl2溶液和NaOH 溶液的添加顺序可以互换
C.操作①为过滤,操作②为蒸发结晶
D.固体a 中只含有BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3三种物质
【强化训练2-2】粗盐中含有可溶性杂质(MgCl2、CaCl2、Na2SO4),某同学设计的粗盐提纯的工艺流
程如图所示。
已知:碱性条件下,Mg2+主要以Mg(OH)2形式存在。
(1)“滤渣”的主要成分为Mg(OH)2、 (填化学式,填2 种即可)。
(2)“操作”指的是 。
(3)NaCl 晶体属于 (填“离子晶体”“分子晶体”或“共价晶体”)。
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