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第3節(jié)　硫及其化合物 一、選擇題 1．向含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入SO2氣體，有沉淀生成，此沉淀是(　　)。 A．BaSO4 B．FeS C．BaSO3 D．S 2．下列說法正確的是(　　)。 A．因為SO2具有漂白性，所以它能使品紅溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色 B．能使品紅溶液褪色的不一定是SO2 C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使紅墨水褪色，其原理相同 D．SO2和Cl2混合使用，將會有更強的漂白能力 3．當我們查看葡萄酒標簽上的成分信息時，常發(fā)現(xiàn)其成分中含有少量SO2。下列關于SO2說法正確的是(　　)。 A．SO2屬于非法添加劑，不該添加到葡萄酒中 B．SO2具有還原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質 C．SO2具有還原性，不能用濃硫酸干燥 D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了它的漂白性 4．(2018屆天津一中月考)將過量SO2通入下列溶液中，能出現(xiàn)白色渾濁的是(　　)。 ①Ca(OH)2?、贐aCl2?、跱aAlO2?、躈a2SiO3?、軧a(NO3)2　⑥苯酚鈉?、逳a2CO3 A．①②④⑦　 B．②③⑥⑦ C．④⑤⑥⑦　 D．③④⑤⑥ 5．用如下圖所示裝置進行實驗，下列對實驗現(xiàn)象的解釋不合理的是(　　)。 選項 ①中試劑 ①中現(xiàn)象 解釋 A Ba(NO3)2 溶液 生成白 色沉淀 SO與Ba2＋生成 白色BaSO3沉淀 B 品紅溶液 溶液褪色 SO2具有漂白性 C 紫色石蕊溶液 溶液變紅 SO2與水反應生成酸 D 酸性KMnO4 溶液 紫色褪去 SO2具有還原性 6.(2018屆河北定州中學月考)有一瓶Na2SO3溶液，可能部分被氧化，某同學進行如下實驗：取少量此溶液，滴入Ba(NO3)2溶液產生白色沉淀，再加入足量稀HCl，充分振蕩后仍有白色沉淀，對此實驗下列結論正確的是(　　)。 A．此溶液中Na2SO3已部分氧化 B．加入Ba(NO3)2溶液生成的沉淀一定含BaSO4 C．加HCl后的不溶沉淀一定為BaSO4 D．此樣品未被氧化 7．(2017屆山東師大附中一模)為研究某鐵釘與濃硫酸反應生成氣體Y的成分，某學習小組做出假設，認為所得氣體中除含有SO2外，還可能含有H2和Q氣體，并設計了下列實驗裝置(圖中夾持儀器省略)探究氣體的成分，為確認Q的存在，需在裝置中添加M于(　　)。 A．A—B之前　 B．B—C間 C．C—D間　 D．D—E間 二、非選擇題 8．(2018屆湖南石門一中月考)用下圖裝置可以進行測定SO2轉化成SO3的轉化率的實驗。已知SO3的熔點是16.8 ℃，沸點是445.8 ℃。已知發(fā)生裝置中所涉及反應的化學方程式為Na2SO3(s)＋H2SO4(98%)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。 (1)根據實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置。請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是__________、__________、__________。 A　 B　 C　 D　 E (2) 從乙處均勻通入O2，為使SO2有較高的轉化率，實驗中在加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是_______________________________________________________ _________________。 (3) 將SO2通入含1.5 mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，若有1.56.021023個電子轉移時，該反應的化學方程式：_______________________________ _____。 (4)用a mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續(xù)通入O2一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了b g，則實驗中SO2的轉化率為______%(用含a、b的代數式填寫)。 (5)尾端球形干燥管的作用是__________________。 9．(2017屆四川達州二診)某?；瘜W興趣小組探究SO2的一些性質。 [探究一]SO2能否被BaCl2溶液吸收： 甲、乙兩同學分別設計如下裝置甲和裝置乙進行探究： 裝置甲 裝置乙 甲、乙兩同學實驗時觀察到各儀器中的現(xiàn)象如下： 儀器 A B C D 裝置甲中 的現(xiàn)象 Na2SO3固體表面有氣泡，瓶中有白霧 白色 沉淀 — — 裝置乙中 的現(xiàn)象 Na2SO3固體表面有氣泡，瓶中有白霧 有氣泡 有氣泡 品紅 褪色 回答下列問題： (1)甲同學經過后續(xù)實驗確證了B中白色沉淀是BaSO4。甲同學的后續(xù)實驗操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乙同學分析裝置甲中產生BaSO4的可能原因有： ①A中產生的白霧是硫酸的酸霧，進入B中與BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀； ②________________________________(用離子方程式表示)。 (3)裝置乙中B中所盛試劑是____________；乙同學在滴加濃硫酸之前的操作是__________________________________________。 (4)通過上述實驗，得出的結論是______________。 [探究二]SO2與FeCl3溶液的反應： 查閱資料：①Fe(HSO3)2＋離子為紅棕色，它可以將Fe3＋還原為Fe2＋；②生成 Fe(HSO3)2＋離子的反應為可逆反應。實驗步驟為： 步驟Ⅰ 往5 mL 1 molL－1 FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色，微熱3 min，溶液顏色變?yōu)闇\綠色 步驟Ⅱ 往5 mL重新配制的1 molL－1 FeCl3溶液(用濃鹽酸酸化)中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色，幾分鐘后，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變成淺綠色 回答下列問題： (5)當SO2通入到FeCl3(未用鹽酸酸化)溶液至飽和時，同學們觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾現(xiàn)象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。 則溶液由棕黃色變成紅棕色的原因是____________________________________ __________________；寫出溶液由紅棕色變?yōu)闇\綠色時發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________。 (6)通過實驗可知________和________可縮短淺綠色出現(xiàn)的時間。 10．(2017年江西贛州一模)某興趣小組設計SO2實驗方案做以下化學實驗。 Ⅰ.實驗方案一 (1)將SO2通入水中形成“SO2飽和H2SO3溶液”體系，此體系中存在多個含硫元素的平衡，分別用平衡方程式表示為____________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)已知：葡萄酒中有少量SO2可以做抗氧化劑[我國國家標準(GB27602014)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量≤0.25 gL－1]。 利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2SO3。設計如下實驗： 　 實驗結論：干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因為_____________________________ _______________________________________。 Ⅱ.實驗方案二 下圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。 (1)裝置B中試劑X是________，裝置D中盛放NaOH溶液的作用是________________________________________________________________________。 (2)關閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中的固體，檢驗SO2與Na2O2反應是否有氧氣生成的方法是_____________________________________________________。 (3)關閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進入E、F中，能說明I－還原性弱于SO2的現(xiàn)象為________________；發(fā)生反應的離子方程式是______________________________。 Ⅲ.實驗方案三 用電化學法模擬工業(yè)處理SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入下圖裝置(電極均為惰性材料)進行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能。 (1)M極發(fā)生的電極反應式為____________________________。 (2)若使該裝置的電流強度達到2.0 A，理論上每分鐘應向負極通入標準狀況下氣體的體積為________L(已知：1個e所帶電量為1.610－19 C)。 11．(2018屆江西撫州南城一中月考)實驗室有一瓶Na2SO3固體，可能含有NaCl、Na2SO4、BaCl2、K2CO3、K2SO4中的一種或幾種雜質，通過下列實驗確定該樣品的成分及Na2SO3的質量分數。 ①取少量樣品于試管中，加水振蕩，未見沉淀生成。 ②透過藍色鈷玻璃觀察，焰色反應無紫色。 ③用下圖所示儀器進行合理組裝，測定產生氣體的體積(SO2在硫酸中的溶解忽略不計)。 甲 乙 丙 丁 請回答下列問題： (1)按氣流從左到右方向，正確的連接順序為：A接____，____接____，____接B。 (2)利用所組裝置，由分液漏斗向圓底燒瓶中滴加10 mL水，將排入量筒中________mL液體。 (3)液體X是________，其作用是_________________________________。 (4)Y的作用是防止產生的氣體溶于水，下列所給試劑符合要求的是________。 A．苯　　　 B．四氯化碳　　 C．酒精　　 D．汽油 (5)若稱取樣品3.00 g，加入5 mL 10.0 molL－1的硫酸，產生無色氣體，排入量筒中液體的體積為229 mL(標準狀況)。對獲得準確的氣體體積無益的操作有________(填序號)。 ①檢查裝置的氣密性 ②連通乙、丁的導管要預先注滿水 ③讀數時視線與量筒內凹液面最低點相平 ④恢復到室溫后再上下調整量筒位置，使乙、丁兩液面相平 ⑤在甲裝置膠塞上再連接一個導管，通入N2將系統(tǒng)中SO2全部排出 (6)向逸出氣體后的溶液中加入稍過量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀13.98 g。根據實驗所得現(xiàn)象及數據可知：樣品中Na2SO3的質量分數是________，含有的雜質是________________。 第3節(jié)　硫及其化合物 1．A　解析：氯化鐵具有氧化性，能把SO2氧化為硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇白色沉淀。 2．B 3．B　解析：葡萄酒中的少量SO2可以防腐、除雜、抗氧化的作用，故A錯誤；SO2具有還原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質，故B正確；SO2具有還原性，但不與濃硫酸反應，能用濃硫酸干燥，故C錯誤；SO2使酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)了SO2的還原性，故D錯誤。 4．D　解析：①SO2與Ca(OH)2溶液反應生成亞硫酸鈣沉淀，氣體過量時沉淀溶解；②SO2與BaCl2溶液不反應，不能生成沉淀；③因氫氧化鋁不溶于弱酸，過量SO2與NaAlO2生成氫氧化鋁；④亞硫酸的酸性強于硅酸，則反應生成硅酸沉淀；⑤過量SO2與Ba(NO3)2溶液發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鋇沉淀，沉淀不溶解；⑥SO2與苯酚鈉反應生成苯酚，苯酚的溶解度小，水溶液中出現(xiàn)白色渾濁；⑦過量SO2與碳酸鈉溶液反應生成亞硫酸氫鈉，沒有沉淀生成。綜上所述，能出現(xiàn)白色渾濁的是③④⑤⑥。 5．A　解析：A項，Cu與濃H2SO4反應生成的SO2通入Ba(NO3)2溶液中，SO2首先與水反應生成H2SO3，H2SO3能被NO氧化成SO，SO與Ba2＋生成白色沉淀BaSO4，解釋不合理；B項，SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，解釋合理；C項，SO2與水反應生成亞硫酸，紫色石蕊溶液遇酸變紅，解釋合理；D項，SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，并使酸性KMnO4溶液褪色，解釋合理。 6．C　解析：硝酸根離子在酸性溶液中具有氧化性，能將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，不能確定原溶液中是否含硫酸根離子，即不能說明Na2SO3已部分被氧化，A錯誤；滴入Ba(NO3)2溶液，產生白色沉淀，白色沉淀為亞硫酸鋇或亞硫酸鋇和硫酸鋇，生成的沉淀中不一定含有BaSO4，B錯誤；亞硫酸鋇可與硝酸發(fā)生氧化還原反應，則加鹽酸后的不溶沉淀一定為BaSO4，C正確；由上述分析可知，原溶液可能被氧化，也可能沒有被氧化，即此實驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化，D錯誤。 7．C　解析：鐵釘中主要含鐵、碳，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳，所以Q為CO2，二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，所以應該在排除二氧化硫后將氣體通入澄清石灰水中檢驗二氧化碳，故選C。 8．(1)B　 A　E(或C)　(2)先加熱催化劑再滴入濃硫酸 (3)SO2＋2HClO3===H2SO4＋2ClO2 (4) (5)防止空氣中的CO2及水蒸氣干擾，造成誤差 解析：(1)裝置Ⅰ必須要對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO3的熔點是16.8 ℃，可以用冰水冷卻來獲得三氧化硫；未反應掉的二氧化硫對空氣會產生污染，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液來進行尾氣處理。(2)為保證產生的二氧化硫盡可能多地轉化為三氧化硫，應先加熱催化劑再滴入濃硫酸。(3)將SO2通入含1.5 mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，強酸是硫酸。若有1.56.021023個電子即1.5 mol電子轉移，這說明1 mol氯酸反應得到1 mol電子，則氯元素的化合價從＋5價降低到＋4價，因此氧化物是ClO2，該反應的化學方程式為SO2＋2HClO3===H2SO4＋2ClO2。(4)根據硫原子守恒，Na2SO3～SO2～SO3，a mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸反應產生二氧化硫的質量為64a g，測得裝置Ⅲ增重了b g，即為剩余二氧化硫的質量，所以參加反應的二氧化硫的質量＝(64a－b) g，所以轉化率α＝100%＝%。 9．(1)打開B試管的膠塞，向其中滴加稀鹽酸，若白色沉淀不消失，證明白色沉淀是BaSO4 (2)2SO2＋O2＋2H2O＋2Ba2＋===2BaSO4↓＋4H＋ (3)飽和NaHSO3溶液　打開彈簧夾向A中通往一段時間的N2，然后關閉彈簧夾 (4)SO2不能被BaCl2溶液吸收 (5)二氧化硫溶于水，SO2＋H2OHSO＋H＋，F(xiàn)e3＋＋HSOFe(HSO3)2＋　Fe3＋＋Fe(HSO3)2＋＋H2O===2Fe2＋＋SO＋3H＋ (6)加熱　增加FeCl3溶液的酸度 解析：(3)為了防止硫酸的酸霧對實驗造成影響，裝置乙需要除去硫酸的酸霧，可以選用飽和NaHSO3溶液；為了防止二氧化硫被氧氣氧化，在滴加濃硫酸之前可以用氮氣除去裝置中的空氣。(4)根據裝置乙中的現(xiàn)象可知二氧化硫不能被BaCl2溶液吸收。(5)SO2與FeCl3溶液混合，先是二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸部分電離出亞硫酸氫根，亞硫酸氫根與三價鐵離子結合生成Fe(HSO3)2＋，反應方程式為H2O＋SO2H2SO3，H2SO3H＋＋HSO，F(xiàn)e3＋＋HSOFe(HSO3)2＋；Fe(HSO3)2＋可以將Fe3＋還原為Fe2＋，則離子方程式為Fe3＋＋Fe(HSO3)2＋＋H2O===2Fe2＋＋SO＋3H＋，溶液由紅棕色變?yōu)闇\綠色。 10．Ⅰ.(1)SO2＋H2OH2SO3、H2SO3H＋＋HSO、HSOH＋＋SO (2)干白中二氧化硫或亞硫酸含量太少 Ⅱ.(1)濃硫酸　吸收未反應的SO2，防止污染空氣 (2)將帶火星的木條放在D試管口處，觀察木條是否復燃 (3)E中溶液藍色褪去　SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ Ⅲ.(1)SO2＋2H2O－2e－=== SO＋4H＋ (2)0.014 解析：Ⅰ.(2)1滴飽和亞硫酸溶液滴入3 mL品紅溶液中不褪色，而1滴品紅溶液滴入3 mL飽和亞硫酸溶液中褪色，說明二氧化硫或亞硫酸的含量會影響漂白效果，干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因是干白中二氧化硫或亞硫酸含量太少。 Ⅱ.A中制備二氧化硫，X干燥二氧化硫，C中檢驗SO2與Na2O2反應是否有氧氣生成，D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空氣，E裝置驗證二氧化硫的還原性，F(xiàn)裝置驗證二氧化硫為酸性氣體，并吸收二氧化硫，防止污染空氣。 Ⅲ.(1)M電極為負極，N電極為正極，M電極上二氧化硫失去電子生成SO，根據原子守恒和電荷守恒可知，有水參加反應，有H＋生成，電極反應式為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋。(2)轉移電子的物質的量為，則需要二氧化硫的體積為22.4 Lmol－1≈0.014 L。 11．(1)C　D　F　E　(2)10　(3)濃硫酸　干燥SO2 (4)AD　(5)⑤　(6)43%　NaCl、Na2SO4 解析：實驗的目的是測樣品的成分和Na2SO3的質量分數。①加水溶解，未見沉淀生成，說明不含BaCl2；②通過藍色鈷玻璃觀察，焰色反應無紫色，說明不含K2CO3、K2SO4。(1)A裝置制備SO2，SO2中混有水蒸氣，需要除去SO2中水蒸氣，因此通過丙裝置除去水蒸氣，A接C，然后用排水法測量氣體體積，D接F，E接B，因此順序是A→C→D→F→E→B。(2)加入多少體積水，排出多少體積的氣體，因此排入量筒中10 mL液體。(3)根據(1)的分析，裝置丙的作用是除去SO2中水蒸氣，因此X為濃硫酸。(4)根據丁裝置，Y應是密度小于水，且不溶于水的液體。苯是密度小于水，且不溶于水的液體，故A正確；四氯化碳是密度大于水，且不溶于水的液體，故B錯誤；酒精與水能任意比例互溶，故C錯誤；汽油是不溶于水，且密度小于水的液體，故D正確。(5)①因為有氣體生成，因此需要檢驗裝置的氣密性，獲得準確的氣體體積，故①正確；②量筒乙和丁的導管需要預先注滿水，否則所測氣體體積減小，故②正確；③讀數時視線與量筒的凹液面最低點相平，讀出的數值才準確，故③正確；④此操作目的是使內外壓強相等，這樣讀數的數值才準確，故④正確；⑤通入N2，造成N2進入裝置丁中，排出一部分水，所測氣體體積增大，因此不需要通入氮氣，故⑤錯誤。(6)根據(5)量筒中液體體積為229 mL，即氣體體積為229 mL，根據S元素守恒，m(Na2SO3)＝＝1.29 g，質量分數為100%＝43%,5 mL 10.0 molL－1的硫酸中含有n(SO)＝5 mL10－310 molL－1＝0.05 mol，產生氣體后的溶液中加入稍過量的BaCl2，得到白色沉淀BaSO4，其物質的量為n(BaSO4)＝＝0.06 mol>0.05 mol，說明原固體中含有Na2SO4，其質量為(0.06－0.05) mol142 gmol－1＝1.42 g，樣品總質量為3.00 g,1.42 g＋1.29 g＝2.71 g<3.00 g，說明原固體中還含有NaCl。