2019高考化學 難點剖析 專題22 SO2性質探究實驗講解.doc

專題22 SO2性質探究實驗一、高考題再現(xiàn)1（2018課標）NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是A. 常溫常壓下，124 g P4中所含PP鍵數(shù)目為4NAB. 100 mL 1molL1FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3+的數(shù)目為0.1NAC. 標準狀況下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)目為2NAD. 密閉容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反應后分子總數(shù)為2NA【答案】C2（2017北京）根據(jù)SO2通入不同溶液中實驗現(xiàn)象，所得結論不正確的是溶液現(xiàn)象結論A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀SO2有還原性BH2S溶液產(chǎn)生黃色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3【答案】C 【解析】A、混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42-，再與BaCl2反應產(chǎn)生白色沉淀，體現(xiàn)了SO2的還原性，A正確；B、SO2與H2S在溶液發(fā)生反應SO2+2H2S=3S+2H2O，體現(xiàn)了SO2的氧化性，B正確；C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色，這是SO2在酸性溶液中還原KMnO4生成Mn2+，體現(xiàn)了SO2的還原性，C錯誤；D、SO2與Na2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀，根據(jù)較強酸制較弱酸，可得結論酸性：H2SO3>H2SiO3，D正確。答案選C。3（2018課標）焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：（1）生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式_。（2）利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：pH=4.1時，中為_溶液（寫化學式）。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是_。（3）制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為_。電解后，_室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.01000 molL1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為_，該樣品中Na2S2O5的殘留量為_gL1（以SO2計）。【答案】 2NaHSO3Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 2H2O4e4H+O2 a S2O52+2I2+3H2O2SO42+4I+6H 0.128【解析】（1）亞硫酸氫鈉過飽和溶液脫水生成焦亞硫酸鈉，根據(jù)原子守恒可知反應的方程式為2NaHSO3Na2S2O5+H2O；（3）陽極發(fā)生失去電子的氧化反應，陽極區(qū)是稀硫酸，氫氧根放電，則電極反應式為2H2O4e4H+O2。陽極區(qū)氫離子增大，通過陽離子交換膜進入a室與亞硫酸鈉結合生成亞硫酸鈉。陰極是氫離子放電，氫氧根濃度增大，與亞硫酸氫鈉反應生成亞硫酸鈉，所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。（4）單質碘具有氧化性，能把焦亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，反應的方程式為S2O52+2I2+3H2O2SO42+4I+6H；消耗碘的物質的量是0.0001mol，所以焦亞硫酸鈉的殘留量（以SO2計）是0.0001mol64g/mol0.05L=0.128g/L。4（2018江蘇）以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：（1）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為_。（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如題16圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 硫去除率=（1焙燒后礦粉中硫元素總質量焙燒前礦粉中硫元素總質量）100%不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時，去除的硫元素主要來源于_。700焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_（填化學式）轉化為_（填化學式）。（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n（FeS2）n（Fe2O3）=_?！敬鸢浮浚?）SO2+OHHSO3（2）FeS2硫元素轉化為CaSO4而留在礦粉中（3）NaAlO2 Al(OH)3（4）116【解析】（1）過量SO2與NaOH反應生成NaHSO3和H2O，反應的化學方程式為SO2+NaOH=NaHSO3，離子方程式為SO2+OH-=HSO3-。（3）“堿浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al（OH）3，反應的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉化為Al（OH）3。（4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2，理論上完全反應消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。5（2018江蘇）堿式硫酸鋁溶液可用于煙氣脫硫。室溫下向一定濃度的硫酸鋁溶液中加入一定量的碳酸鈣粉末，反應后經(jīng)過濾得到堿式硫酸鋁溶液，反應方程式為（2x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2（1x）Al2(SO4)3xAl(OH)3+3xCaSO4+3xCO2生成物（1x）Al2(SO4)3xAl(OH)3中x值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。（1）制備堿式硫酸鋁溶液時，維持反應溫度和反應時間不變，提高x值的方法有_。（2）堿式硫酸鋁溶液吸收SO2過程中，溶液的pH_（填“增大”、“減小”、“不變”）。（3）通過測定堿式硫酸鋁溶液中相關離子的濃度確定x的值，測定方法如下：取堿式硫酸鋁溶液25.00 mL，加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應，靜置后過濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.3300 g。取堿式硫酸鋁溶液2.50 mL，稀釋至25 mL，加入0.1000 molL1EDTA標準溶液25.00 mL，調(diào)節(jié)溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用0.08000 molL1CuSO4標準溶液滴定過量的EDTA至終點，消耗CuSO4標準溶液20.00 mL（已知Al3+、Cu2+與EDTA反應的化學計量比均為11）。計算（1x）Al2(SO4)3xAl(OH)3中的x值（寫出計算過程）。【答案】（1）適當增加CaCO3的量或加快攪拌速率（2）減?。?）25mL溶液中：n(SO42)= n(BaSO4) =2.3300g233gmol-1=0.0100 mol2.5 mL溶液中：n(Al3+) = n(EDTA)n(Cu2+)=0.1000molL125.00 mL103LmL10.08000 molL120.00 mL103 LmL1=9.000104 mol25 mL溶液中：n(Al3+)=9.000103 mol1 mol (1x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中n(Al3+)=(2x)mol；n(SO42)=3(1x)moln（Al3+）n（SO42-）=2-x3（1-x）=9.00010-3mol0.0100mol，解得x=0.41【解析】（1）制備堿式硫酸鋁溶液，維持反應溫度和反應時間不變，提高x的值，即促進Al3+的水解和CaSO4的生成，可以采取的方法是：適當增加CaCO3的量、加快攪拌速率。（2）堿式硫酸鋁溶液吸收SO2，溶液堿性減弱，pH減小。（3）25mL溶液中：n（SO42-）= n（BaSO4）=2.3300g233gmol-1=0.0100 mol2.5 mL溶液中：n（Al3+） = n（EDTA）n（Cu2+）=0.1000 molL125.00 mL103LmL10.08000 molL120.00 mL103 LmL1=9.000104 mol25 mL溶液中：n（Al3+）=9.000103 mol1 mol （1-x）Al2（SO4）3xAl（OH）3中n（Al3+）=（2-x）mol；n（SO42-）=3（1-x）moln（Al3+）n（SO42-）=2-x3（1-x）=9.00010-3mol0.0100mol，解得x=0.41。二、考點突破1、考查SO2的密度典例1可用如圖裝置制取、凈化、收集氣體的是選項氣體ANH3濃氨水生石灰濃硫酸BSO2濃硫酸Na2SO3濃硫酸CNO2濃硝酸銅屑H2ODCl2濃鹽酸MnO2H2O【答案】B【解析】A. 氨氣不能用濃硫酸干燥，且氨氣的密度比空氣小，應使用向下排空氣法收集氨氣，故A錯誤；B. 濃硫酸和Na2SO3反應生成SO2氣體，用濃硫酸吸收混有的水蒸氣，SO2密度大于空氣，使用向上排空氣法收集SO2，故B正確；C. NO2可以和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以不能用水洗氣，故C錯誤；D. 濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣需要加熱，且除去氯氣中混有的HCl氣體時應使用飽和食鹽水，故D錯誤。2、考查SO2是酸性氧化物典例2（2018屆江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研）下列有關物質性質與用途具有對應關系的是A 氫氟酸呈酸性，可用于在玻璃器皿上刻蝕標記B CaO能與SO2反應，可作工業(yè)廢氣脫硫劑C Na的熔點很低，可用于高溫下與TiCl4反應制備TiD Na2S具有還原性，可作廢水中Cu2+和Hg2+的沉淀劑【答案】B3、考查SO2的氧化性、還原性典例3下列溶液中通入足量SO2，根據(jù)其實驗現(xiàn)象，所得結論不正確的是溶液現(xiàn)象結論A含HCl、BaCl2和FeCl3的溶液產(chǎn)生白色沉淀SO2有還原性BH2S溶液產(chǎn)生黃色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫紅色溶液褪色SO2有漂白性D加有酚酞的NaOH溶液褪色SO2是酸性氧化物【答案】C【解析】 FeCl3將SO2氧化成硫酸根離子,硫酸根離子與BaCl2反應生成硫酸鋇沉淀,該反應中二氧化硫被氧化,表現(xiàn)了還原性,A正確； SO2與 H2S溶液反應生成S單質,該反應中 SO2中+4價S元素被還原生成0價的單質S,二氧化硫被還原,做氧化劑,B正確；酸性KMnO4溶液能夠氧化SO2,導致溶液褪色, SO2表現(xiàn)了還原性,C錯誤；加有酚酞的NaOH溶液中通入二氧化硫生成亞硫酸鈉，溶液堿性減弱，紅色褪去，體現(xiàn)了SO2是酸性氧化物的性質，D正確。4、考查SO2轉化為SO3典例4（2018屆山東省天成大聯(lián)考高三理綜）由SO2和O2制備SO3（熔點16.8，沸點44.8）的模擬裝置如下圖所示）（加熱和夾持裝置省略）：下列說法正確的是A 裝置中的試劑為飽和NaHSO3溶液B 實驗室可用銅與稀硫酸在加熱條件下制取SO2C 裝置反應管中的鉑石棉用作反應的催化劑D 從裝置逸出的氣體有過量的SO2和O2【答案】C【解析】A項，進入高溫反應管的氣體必須干燥，應是濃硫酸，A項錯誤；B項，銅與稀硫酸不反應，B項錯誤；C項，通常情況下，SO2和O2反應很慢，需用催化劑催化，C項正確；D項，該反應是可逆反應，中逸出的氣體主要是SO2和O2及少量的SO3氣體，則中應盛放堿石灰，可除去SO2、SO3，D項錯誤。5、考查SO2的還原性典例5（2019屆廣東省中山市第一中學高三入門考試）下列實驗中，對應的現(xiàn)象以及結論都正確且兩者具有因果關系的是選項實驗操作現(xiàn)象結論A向某無色溶液中先加入氯化鋇溶液，再加入足量鹽酸生成白色沉淀，沉淀不溶解。該溶液中有SO42B用坩堝鉗夾住點燃的鎂條伸入二氧化碳氣體中鎂條劇烈燃燒二氧化碳作還原劑C將二氧化硫氣體通人Ba(NO3)2溶液中有白色沉淀生成H2SO3與Ba(NO3)2發(fā)生復分解反應生成BaSO3D向盛有1mLO.lmolFeBr2溶液的試管中滴入幾滴KSCN溶液和1 mL苯，然后加入幾滴氯水，并緩緩振蕩下層溶液變紅，上層溶液無明顯變化還原性：Fe2+Br- 【答案】D6、考查SO2的漂白性典例6（2018屆山西省高三第一次模擬考試）下圖是SO2制取、性質檢驗、收集、尾氣處理的裝置，有關說法正確的是A 上圖中有兩處錯誤B 裝置也可以用于制取氨氣、氯氣C 在中加入品紅或紫色石蕊試液都可以驗證SO2的漂白性D 在中加入BaCl2溶液，先生成白色沉淀，隨后沉淀慢慢消失【答案】B7、考查SO2的制備典例7（2018年山東省青島市高三第一次模擬考試）如圖是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。下列有關說法正確的是A 關閉 K2，打開 K1，滴加硫酸，則裝置 B 中每消耗 1molNa2O2，轉移電子數(shù)為NAB 關閉 K1，打開 K2，試劑 X 是酸性 KMnO4 或 FeCl3 溶液，均可證明 SO2 有還原性C 為防止環(huán)境污染，裝置C和E中的試劑均取用飽和的石灰水D 實驗過程中體現(xiàn)了硫酸的酸性、吸水性、難揮發(fā)性、強氧化性【答案】B【解析】A.裝置 B 中發(fā)生的反應為SO2 + Na2O2= Na2SO4，則每消耗 1molNa2O2，轉移電子數(shù)為2NA，選項A錯誤；B、關閉 K1，打開 K2，試劑 X 是酸性 KMnO4 或 FeCl3 溶液，產(chǎn)生的二氧化硫能被氧化而使溶液褪色，均可證明 SO2 有還原性，選項B正確；C、為防止環(huán)境污染，裝置C和E中的試劑均取用濃的氫氧化鈉溶液，保證將未反應的二氧化硫吸收完全，避免造成污染，選項C錯誤；D、實驗過程中體現(xiàn)了硫酸的強酸性、難揮發(fā)性，二氧化硫的還原性，選項D錯誤。8、考查SO2的用途典例8（2018屆湖北省鄂東南省級市范高中教育教學改革聯(lián)盟學校高三五月聯(lián)考）POCl3是重要的基礎化工原料，廣泛用于制藥、染料、表面活性劑等行業(yè)。一種制備POCl3的原理為：PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化學學習小組擬利用如下裝置在實驗室模擬制備POCl3。有關物質的部分性質如下：物質熔點/沸點/密度/gmL-1其它PCl3-93.676.11.574遇水強烈水解，易與氧氣反應POCl31.25105.81.645遇水強烈水解，能溶于PCl3SOCl2-10578.81.638遇水強烈水解，加熱易分解（1）儀器甲的名稱為_，與自來水進水管連接的接口編號是_。(填“a”或“b”)。（2）裝置C的作用是_，乙中試劑的名稱為_。（3）該裝置有一處缺陷，解決的方法是在現(xiàn)有裝置中再添加一個裝置，該裝置中應裝入的試劑為_(寫名稱)。若無該裝置，則可能會有什么后果?請用化學方程式進行說明_。（4）D中反應溫度控制在60-65，其原因是_。（5）測定POCl3含量。準確稱取30.70gPOCl3產(chǎn)品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解；將水解液配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于錐形瓶中；加入10.00mL3.200mol/LAgNO3標準溶液，并加入少許硝基苯用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋；以Fe3+為指示劑，用0.2000mol/LKSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達到滴定終點時共用去10.00mLKSCN溶液。滴定終點的現(xiàn)象為_，用硝基苯覆蓋沉淀的目的是_。反應中POCl3的百分含量為_?！敬鸢浮?球形冷凝管 a 干燥Cl2，同時作安全瓶，防止堵塞 五氧化二磷(或硅膠) 堿石灰 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl, SOCl2+H2O=SO2+2HCl 一是溫度過高，PCl3會大量揮發(fā)，從而導致產(chǎn)量降低；二是溫度過低，反應速率會變慢 當最后一滴標準KSCN溶液滴入時，溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪去 使生成的沉淀與溶液隔離，避免滴定過程中SCN-與AgCl反應 50%【解析】（1）根據(jù)儀器甲的構造特點，儀器甲的名稱為球形冷凝管。為了更充分的冷凝蒸氣，冷凝管中的水應下進上出，與自來水進水管連接的接口的編號為a。（2）由于PCl3、POCl3、SOCl2遇水強烈水解，所以制備POCl3的Cl2和SO2都必須是干燥的。根據(jù)裝置圖和制備POCl3的原理，裝置A用于制備Cl2，裝置B用于除去Cl2中HCl（g），裝置C用于干燥Cl2，裝置F用于制備SO2，裝置E用于干燥SO2，裝置D制備POCl3；裝置C的作用是干燥Cl2，裝置C中有長直玻璃管，裝置C的作用還有作安全瓶，防止堵塞。乙中試劑用于干燥SO2，SO2屬于酸性氧化物，乙中試劑為五氧化二磷（或硅膠）。（3）由于SO2、Cl2有毒，污染大氣，最后要有尾氣吸收裝置；POCl3、SOCl2遇水強烈水解，在制備POCl3的裝置后要連接干燥裝置（防外界空氣中H2O（g）進入裝置D中），該裝置缺陷的解決方法是在裝置D的球形冷凝管后連接一個既能吸收SO2、Cl2又能吸收H2O（g）的裝置，該裝置中應裝入的試劑是堿石灰。若沒有該裝置，POCl3、SOCl2發(fā)生強烈水解，反應的化學方程式為POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、SOCl2+H2O=SO2+2HCl。（4）D中反應溫度控制在6065，其原因是：溫度太低，反應速率太慢；溫度太高，PCl3會大量揮發(fā)（PCl3的沸點為76.1），從而導致產(chǎn)量降低。n（AgNO3）過量=n（KSCN）=0.2000mol/L0.01L=0.002mol，沉淀10.00mL溶液中Cl-消耗的AgNO3物質的量為3.200mol/L0.01L-0.002mol=0.03mol，根據(jù)Ag+Cl-=AgCl和Cl守恒，樣品中n（POCl3）=0.03mol3100.00mL10.00mL=0.1mol，m（POCl3）=0.1mol153.5g/mol=15.35g，POCl3的百分含量為15.35g30.70g100%=50%。