高考化学大一轮复习苏教专用课时集训专题三第5课时重要含硫化合物探究实验

第5课时重要含硫化合物探究实验课时集训测控导航表知识点题号二氧化硫性质探究3,4,5亚硫酸钠含量测定1,2非选择题1.实验室有一瓶长久放置的亚硫酸钠,为了检验此瓶亚硫酸钠是否部分被氧化及测定亚硫酸钠的质量分数,有学生设计了下面实验,根据实验步骤填写下列空格。(1)加入过量的A的目的是;检验A是否过量的方法是

。

(2)加入B稍过量的理由是;加入B发生反应的离子方程式是。

(3)怎样检验沉淀(Ⅲ)是否洗涤干净?

。

(4)亚硫酸钠的质量分数为(用含W1和W2的式子表示)。

解析:(1)样品溶液中加入过量的A的目的是使SO32-、SO42-沉淀完全,因此A为BaCl2溶液;检验BaCl2溶液是否过量,只需检验溶液中不存在SO32-或SO42(2)加入B的目的是使亚硫酸钡全部溶解,因此B需稍过量,加入的B为稀盐酸,反应的离子方程式为BaSO3+2H+Ba2++SO2↑+H2O。(3)用稀盐酸溶解亚硫酸钡后,沉淀上吸附有少量氯离子,检验沉淀(Ⅲ)是否洗涤干净,只需检验最后的洗涤液中是否存在氯离子,方法是取最后一次洗涤液少量,加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生,表示沉淀已经洗净。(4)最后纯净的固体为硫酸钡,物质的量为W2g233g/mol=W2233mol,则硫酸钠的质量为W2233mol答案:(1)使SO32-、SO42-沉淀完全取上层清液少量,再加BaCl2溶液少量,若无沉淀生成,证明所加BaCl2溶液已过量(或取上层清液少量,再加入Na(2)使BaSO3全部溶解BaSO3+2H+Ba2++SO2↑+H2O(3)取最后一次洗涤液少量,加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生,表示沉淀已经洗净(4)W1-2.为测定某亚硫酸钠样品的纯度,甲同学称取10.0g固体,进行如下实验:(1)实验仪器A的名称为。

(2)装置C中浓硫酸的作用是。

(3)若测得装置D中干燥管实验前后增重了4.8g,由此可计算出该样品中亚硫酸钠的纯度为。

(4)该实验方案存在明显缺陷,会使测定结果(填“偏高”或“偏低”)。为使结果准确,你的建议是

。

解析:(1)向烧瓶中加液体的仪器A是分液漏斗。(2)浓硫酸具有吸水性,作干燥剂,用于干燥SO2气体,防止水蒸气和二氧化硫一起进入D,使二氧化硫的质量偏大。(3)装置D中干燥管实验前后增重的质量为二氧化硫的质量,为4.8g,设亚硫酸钠质量为x,Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,126 64x 4.8g12664=x=9.45g则质量分数为9.45(4)空气中的二氧化碳和水蒸气进入D会使测得的二氧化硫的质量偏大,则求出亚硫酸钠的质量偏大,即测定结果偏高,所以要在装置D后面加一个装有碱石灰的干燥管。答案:(1)分液漏斗(2)干燥SO2气体(3)94.5%(4)偏高在末端再增加一个装有碱石灰的干燥管2和验证SO2的性质。已知:1.0mol·L1Fe(NO3)3溶液的pH=1。(1)导管①的作用是。

(2)B、C、D三个装置分别先后验证了SO2的哪些性质:(填字母)。

A.吸附性、酸性、还原性B.还原性、酸性、还原性C.漂白性、酸性、还原性D.漂白性、酸性、氧化性(3)实验前鼓入N2的目的是

。

(4)装置E中产生了白色沉淀,其成分是(填化学式),分析E中产生白色沉淀的可能原因(写两种)。可能①:。

可能②:。

解析:(1)反应产生气体,气压变大,若没有导管①平衡压强,分液漏斗内液体不能够顺利流下。(2)B中的品红溶液褪色,验证了二氧化硫具有漂白性;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,遇石蕊变红,说明二氧化硫为酸性气体;D中二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和HBr,该反应为SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,二氧化硫中S元素的化合价升高,说明二氧化硫具有还原性。故答案为C。(3)氧气能将二氧化硫氧化,如果装置中含有氧气,会干扰实验,所以鼓入氮气的目的是排净空气中的O2,防止干扰实验。(4)二氧化硫具有还原性,酸性条件下,能被硝酸根离子或铁离子氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀;①二氧化硫可能与铁离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子和亚铁离子,硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀;②酸性条件下,硝酸根离子可能和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO气体,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀。答案:(1)平衡压强,使分液漏斗内液体能够顺利流下(2)C(3)排净装置中的空气,防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰实验(4)BaSO4SO2与Fe3+反应生成SO42-在酸性条件下SO2成SO2的还原性和Fe3+的氧化性,特邀你参与以下探究活动。Ⅰ.理论预测该兴趣小组实验实施前进行了充分的讨论交流,确定选择SO2和FeCl3溶液的反应来探究,并预测将SO2通入FeCl3溶液中的现象。小组同学想听听你的分析:(1)确定选择SO2和FeCl3溶液的反应而不选择SO2和Fe(NO3)3溶液的反应来探究,你认为可能是基于什么原因作出的选择:

。

(2)将SO2通入FeCl3溶液中,你认为可能观察到的现象是,

你预测的理论依据是(用离子方程式表示)

。

Ⅱ.实验探究(1)配制1mol·L1FeCl3溶液(未用盐酸酸化)①下面是小组四位同学在配制溶液时的“转移”操作,其中正确的是。

②检测得知溶液呈酸性,其原因是

(用离子方程式表示)。

(2)将SO2通入FeCl3溶液至饱和,观察到溶液由棕黄色变为红棕色,并没有观察到预期的现象。将反应后的溶液放置12小时后又出现了预期的结果。查阅资料得知:[Fe(HSO3)]2+为红棕色,生成[Fe(HSO3)]2+的反应为可逆反应。请你用化学方程式解释将SO2通入FeCl3溶液至饱和时观察到的现象:

。

(3)为了探究如何缩短红棕色变为预期颜色的时间,小组继续探究:另取少量FeCl3溶液,再通入SO2,溶液变为红棕色,加浓HCl酸化,几分钟后变为预期颜色。请你推测小组在实验方案设计中“加浓HCl酸化”的目的是

。

解析:Ⅰ.(1)SO2溶于水显酸性,酸性条件下,NO3-也可将SO(2)由于SO2具有还原性,Fe3+具有氧化性,预测SO2通入FeCl3溶液中SO2将Fe3+还原为Fe2+,可能观察到的现象是溶液由棕黄色变为浅绿色。反应的离子方程式可表示为SO2+2Fe3++2H2OSO42-+2Fe2++4HⅡ.(1)①“转移”时防止溶液外洒,应将玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度线以下,用玻璃棒引流溶液,故选A;②FeCl3属于强酸弱碱盐,由于Fe3+的水解使溶液呈酸性,Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。(2)根据资料,红棕色溶液中含[Fe(HSO3)]2+,该过程中元素的化合价没有变化,反应的化学方程式为SO2+FeCl3+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+HCl。(3)出现红棕色是发生了反应SO2+FeCl3+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+HCl,要缩短红棕色变为预期颜色的时间,应使上述平衡向逆反应方向移动,加快预期反应的速率。答案:Ⅰ.(1)NO3-可能对验证Fe(2)溶液由(棕)黄色变为浅绿色2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-Ⅱ.(1)①A②Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(2)FeCl3+SO2+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+HCl(3)增大H+浓度,使“FeCl3+SO2+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+HCl”平衡逆向移动,加快预期反应的速率2的防治与利用对于环境保护意义重大。某小组在实验室中对SO2的性质及回收利用等相关问题进行探究。(1)用如图装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为,

装置的连接顺序为:a→(按气流方向,用小写字母表示)

(2)用如图装置探究SO2的性质。限选试剂:NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉KI溶液、新制H2S溶液。操作步骤实验现象解释原因用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶产生乳白色浑浊+4价S有性

用注射器将溶液注入充满SO2的烧瓶

+4价S有还原性,反应的离子方程式为

(3)工业上回收利用SO2的一种途径是:SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4该小组在实验室探究步骤Ⅱ时,一定条件下向100mLc0mol·L1的(NH4)2SO3溶液通入空气后,欲测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率(α)。①为该小组设计实验方案(不必描述操作过程的细节,物理量的数值用字母表示):

。

②α=×100%(用实验方案中的物理量表示)。

解析:(1)硫酸的酸性大于亚硫酸,亚硫酸氢钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水或硫酸氢钠、二氧化硫和水,反应方程式为H2SO4+2NaHSO32SO2↑+2H2O+Na2SO4或H2SO4+NaHSO3SO2↑+H2O+NaHSO4。二氧化硫为酸性气体,制取的二氧化硫中含有水蒸气,可用浓硫酸进行干燥,二氧化硫密度大于空气,收集时应采用向上排空气法收集,需长管进、短管出,二氧化硫是有毒的气体,需进行尾气处理,可用碱石灰吸收,故答案为b→c→g→f→d。(2)硫化氢和二氧化硫发生价态归中反应生成单质硫,产生乳白色浑浊,二氧化硫中的硫元素化合价从+4价降低为0价,说明二氧化硫中+4价的硫具有氧化性;要证明+4价的硫具有还原性,需在提供的试剂中选择氧化剂,因H2O2在反应前后无明显现象,应选择氯化铁,Fe3+具有氧化性,与二氧化硫发生氧化还原反应:SO2+2Fe3++2H2OSO42-+2Fe2++4H+,含Fe3+的溶液呈棕黄色,含Fe(3)①在一定条件下向100mLc0mol·L1的(NH4)2SO3溶液通入空气后,可通过测定溶液中的亚硫酸根离子或硫酸根离子的物质的量来测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率,所以可设计两个方案。方案1:测定溶液中亚硫酸根离子的量,取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中,用浓度为cmol·L1的KMnO4标准溶液滴定,重复滴定三次,平均消耗KMnO4溶液的体积是VmL;方案2:测定溶液中硫酸根离子的量,向反应后的溶液中加入过量盐酸,再加入足量BaCl2溶液,将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,质量为mg。②若采用方案1测定溶液中亚硫酸根离子的物质的量,SO32-被高锰酸钾氧化生成SO42-,反应的离子方程式为5SO32-+2MnO4-+6H+5SO42-+2Mn2++3H2O,重复滴定三次,平均消耗高锰酸钾的体积为VmL,溶液中亚硫酸根离子的物质的量为52×cV×103mol,则氧化率(α)=0答案:(1)