- 三氧化硫的物理性质
- 共739题
某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）
实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。
以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。
材料一：小组交流滴录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝
聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S=Cu2S（黑色）。
材料二：探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化。
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右。
根据上述材料回答下列问题：
（1）D、E两支试管中CC14的作用是 ；
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式： ；
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（HSO3）2的缘故。请你设计实验验证学生1的猜想
；
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是 ；（写化学式）
（5）反应完全后稀释溶液呈酸性，学生2猜想反应中浓硫酸可能过量，请你设计一个简单的实验以验证稀释后的溶液由于硫酸过量呈酸性， 。
正确答案
（1）防止倒吸（2分）。
（2）S+2H2SO4（浓）
（3）取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成。（或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法，开放题，正确即可）（2分）
（4）CuO、CuS、Cu2S（或CuO、CuS可CuO、Cu2S）（2分）
（5）取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（2分）。（开放题，正确即可）
（1）因为二氧化硫易溶于水，所以在实验过程中必须防止倒吸，CCl4的密度大，且不能溶解二氧化硫，所以不易倒吸。
（2）淡黄色固体物质是硫，在加热的条件下可被浓硫酸氧化，因而逐渐消失，方程式为S+2H2SO4（浓）
（3）若反应中生成了Ca(HSO3)2，则可以利用可与酸反应生成二氧化硫或者利用其不稳定性，通过加热来促使分解生成二氧化硫等进行验证。
（4）在铜的化合物中显黑色可以是氧化铜、CuS或Cu2S等。
（5）若浓硫酸过量，则稀释后是稀硫酸，能和活泼的金属反应生成氢气，所以利用此性质进行验证。
（11分）某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。
(1)填写装置的作用：
B ，
C ，
G 。
(2)先点燃 处酒精灯（填“A”或“E”），点燃E处酒精灯前一步操作 。
(3)证明有SO2生成的现象是 。
(4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：___________ __ ___________。
如果去掉装置D，还能否根据F中的现象判断气体中有氢气？________(填“能”或“不能”)，原因是_______ __ ___________。
(5)反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+，检验其中的Fe2+的方法是 。
正确答案
(11分)(1)防止倒吸；验证有SO2生成；防止空气中的H2O进入F（3分）
（2）A；（1分） 检验氢气的纯度（1分） (3)酸性高锰酸钾溶液变浅（1分）
(4)黑色(CuO)变成红色(Cu)；白色粉末变成蓝色；不能；因为混合气体中可能含H2O，会干扰H2的检验（4分）
(5)取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe2+。（1分）
试题分析：（1）由于SO2极易溶于水，所以B装置的主要作用是防止倒吸；二氧化硫极易还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以C装置的作用是验证有SO2生成；由于空气中也含有水蒸气，会干扰实验，所以G装置的作用是防止空气中的H2O进入F。
（2）由于装置中含有空气，所以应该首先点燃A处酒精灯，以排尽装置中的空气。由于生成的氢气是可燃性气体，在点燃之前需要检验氢气的纯度，所以点燃E处酒精灯前一步操作检验氢气的纯度。
（3）根据（1）中分析可知，证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液变浅。
（4）氢气具有还原性，能把氧化铜还原生成铜和水，而无水硫酸铜极易吸水变成胆矾，所以可以证明气体X中含有氢气的实验现象是黑色(CuO)变成红色(Cu)、白色粉末变成蓝色；由于混合气体中可能含H2O，会干扰H2的检验，所以不能根据F中的现象判断气体中有氢气。
（5）亚铁离子具有还原性，据此可以检验。即取A的溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，若红色褪去，证明有Fe2+。2、氢气的检验，实验安全以及亚离子的有关检验等
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。探究性实验的一般思路是：1.准确地把握实验目的；2.利用已学知识，分析如何实现这个目的-－实验原理；3.结合实验材料，初步确定设计对策－－实验方案。
下图为某套实验装置示意图，无法看到实验说明，加热装置已经省略．
（一）甲同学认为当D处盛放V2O5作催化剂时，此套装置可用于合成物质X，并预测E处冰水冷却的U型管中将有固体X出现．
（1）事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断，那么A中所发生的反应的化学反应方程式是:__________，C装置中盛放的液体药品的名称是______________。
（2）甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率，可以增大B装置产物的通入量，欲知A、B两装置中产物在D中的通入量，可通过观察__________得知．
（3）本实验在设计上_________（填有、无）缺失之处？若有请给出改进方案。（若无，此问可不答）
（二）乙同学认为若D处盛放铂铑合金网作催化剂，则此套装置也可用于合成物质Y，并预测E处冰水冷却的U型管中将有红棕色气体生成，且越接近U型管底部颜色越浅．
（4）写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式_________________________________。
（5）对于A处，乙认为不需加热装置。则A处仪器中分别放置的药品为:分液漏斗中____________圆底烧瓶中_________
（6）若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，且C处所起作用与合成X时所起作用基本一致，那么C处的广口瓶应改为__________所装药品为_____________。
正确答案
（1）Na2SO3+H2SO4®Na2SO4+H2O+SO2↑; 浓硫酸
（2）C中两导管口气泡的逸出速率
（3）有; 应在E与F之间连接一个防倒吸装置
（4）4NH3+5O2
（5）浓氨水; 固体NaOH（或生石灰或碱石灰）
（6）U形管或干燥管; 碱石灰
试题分析：
（1）V2O5是SO2氧化为SO3的催化剂。所以该装置是用于合成SO3的装置。A是制取SO2的装置，在A中所发生的反应的化学反应方程式Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑; B是制取O2的装置，反应原理为2KClO3
（2）反应2SO2+ O2
（3）本实验在设计上有缺陷。由于E降温导致整个装置中的气体压强减小，这样F中的液体容易倒吸至装置E中，导致实验失败。改进的措施是在E与F之间连接一个防倒吸装置。
（4）铂铑合金网作催化剂是氨气催化氧化的催化剂。A装置用于制取氨气，反应的方程式为：Ca(OH)2+2NH4Cl
（5）对于A处，若不需加热装置。则A处仪器中分别放置的药品为:分液漏斗中装浓氨水，圆底烧瓶中CaO、Ca(OH)2、NaOH、碱石灰等有吸水性的物质。这些物质吸水放热，可以使一水合氨分解产生氨气。
（6）由于氨气是碱性气体，所以若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，且C处所起作用与合成X时所起作用基本一致，那么C处的广口瓶应改为U形管或干燥管; 所装药品为碱性干燥剂如碱石灰3、NO的原料气的制取、混合、干燥、合成、注意事项等实验操作和反应原理等知识。
二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-l价)在高温下和氧气反应制备SO2:4FeS2+11O2
(2)实验室中用下列装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响。)
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是 。
②实验过程中,需要通入氧气。试写出一个用如图所示装置制取氧气的化学方程式 。
③当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是 。
④实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是 (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(3)某学习小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为 。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为 。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
正确答案
(1)S、Fe 11.2
(2)①打开分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。
②2KMnO4
③使残留在装置中的二氧化硫和三氧化硫被充分吸收
④
(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成
②Ⅲ Cl2+SO2+2H2O
③2c(S
(1)4FeS2+11O2
4FeS2+11O2
179.2 L 44 mol
x L 2.75 mol
x=11.2。
(2)①打开分液漏斗上的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加。
②加热KMnO4固体或KClO3和MnO2的固体混合物;
③使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收。
④在冰水状态下,SO3呈固态,所以装置D增加的质量即为SO3的质量,n(SO3)=
(3)①Na2S和SO2发生氧化还原反应生成单质硫沉淀。
②Ⅲ合理,因为该白色沉淀为BaSO4,来源就是SO2被氧化;而方案Ⅰ:白色沉淀为AgCl,与SO2的还原性无关;方案Ⅱ验证的是SO2的漂白性。
③根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S
A、B、C、C、E是含有一种相同元素的五种物质，可发生如下转化关系：其中A是一种淡黄色粉末固体单质；B是气态氢化物；C、D是氧化物；E是该元素最高价氧化物对应的水化物。
（1）元素A在元素周期表中的位置为 。
（2）B的名称是 。
（3）写出C的一种用途 ；
C的水溶液在空气中放置一段时间后溶液的pH减少，试说明其原因
。
（4）D溶于水发生反应的离子方程式 。
（5）E的浓溶液与碳单质反应的化学方程式 。
正确答案
（11分）（1） 第三周期第ⅥA族 （2分）（2） 硫化氢
（3）漂白剂等、亚硫酸为弱酸，不稳定易被氧化为硫酸（强酸），所以pH值减小（各1分） （4）
（5）
试题分析：A是一种淡黄色粉末固体单质，则A是S单质。B是气态氢化物，则B是H2S。C、D是氧化物，则C是SO2，D是三氧化硫。E是该元素最高价氧化物对应的水化物，所以E是硫酸。
（1）S位于周期表的第三周期第ⅥA族。
（2）B是硫化氢。
（3）SO2检验漂白性，所以可以用作漂白剂。亚硫酸检验还原性，易被空气氧化生成强酸硫酸，所以pH值减小。
（4）三氧化硫溶于水即生成硫酸。
（5）浓硫酸检验强氧化性，在加热的条件下，能把碳氧化生成CO2，而硫酸被还原生成SO2。
点评：化学推断题是一类综合性较强的试题，如元素及化合物性质和社会生活，环境保护，化学计算等知识，还可引入学科间综合。它不仅可考察学生对化学知识的理解程度，更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
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