(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是 → → → → → → → (填各接口的编号)。
(2)实验时甲仪器的作用与原理是 。
(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
(4)Ⅳ处观察到的现象是 。
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为 。
14.(6分)Na2SO3在空气中极易被氧化,现有a g样品,将其溶解后, 加入足量BaCl2溶液,可得干燥的沉淀b g。?
(1)若Na2SO3未被氧化,b= a。?(2)若Na2SO3全部被氧化,b= a。? (3)若Na2SO3部分被氧化,b与a的关系式为 。 15.(6分)室温时,V L真空容器内通入n mol SO2和m mol H2S。? (1)若n=2,则当m等于多少时,反应后容器内气体的密度最小?? (2)若2n>m,则反应后氧化产物与还原产物的质量差为多少克??
(3)若5n=m,且反应后氧化产物与还原产物的质量和为48 g,则n+m的值是多少? 16.(8分)(吉林省调研题)已知273℃,1.01×105 Pa时,1 mol气体所占的体积为
44.8 L。现将此条件下V1 L SO2和O2的混合气体通过装有催化剂的反应器,充分反应后(假设反应完全)气体的体积为V2 L。所得气体用含a mol的NaOH溶液吸收,恰好完全反应。当产物分别为下列三种情况时,计算并推导a的表达式(用V1,V2表示)。?
(1)Na2SO4?(2)Na2SO4和Na2SO3?(3)Na2SO4和NaHSO3
附参考答案
一、1.BD 2.B 3.D 4.A 5.B 6.AC 7.D 8.AC 9.B? 10.解析:SO2 + 2NaOH===Na2SO3+H2O? 3 mol 6 mol 3 mol? SO2 + NaOH===NaHSO3? 5 mol 5 mol 5 mol?
故n(SO2)∶n(NaOH)=(3+5)mol∶(6+5)mol=8∶11。? 答案:C
二、11.(1)②③⑤ (2)④ (3)①⑦⑧ (4)②⑤⑦⑧ (5)① (6)⑥?
?12.(1)氯气 二氧化硫?(2)Cl2+2H2O+SO2===4H++2Cl-+SO24
?Ag++Cl-===AgCl↓ Ba2++SO24===BaSO4↓?
13.(1)a h i b c f g d?
(2)作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等
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(3)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸?(4)有无色(或白色)晶体(或固体)生成?
nmol?mg64g?molnmol?1n?m64×100%
(5)减小 (6)14.(1)
217126×100%或<b<
217a126n (2)
233142 (3)
233a142
15.(1)4 (2)16 m (3)3? 16.(1)a=
V1?V2112 (2)a=
V2224 (3)
2V1?V244.8
高中化学58个考点精讲
19、硫酸及其盐
1.复习重点
1.硫酸的性质及重要用途;浓硫酸的特性:强氧化性、吸水性、脱水性
?1.重要硫酸盐的性质及SO2的检验; 42.难点聚焦
1.利用硫酸的强酸性制备多种物质:
(1)制气体:制氢气Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;制H2S:FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4 (2)制较弱的酸:
制H3PO4;Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓) 2H3PO4+2CaSO4 制CH3COOH:2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4 (3)制化肥:
Ca3(PO4)2+2H2SO4(浓) Ca(H2PO4)2+2CaSO4 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
(4)制硫酸盐:制胆矾:CuO+H2SO4+4H2O CaSO4·5H2O(晶体) 制绿矾:Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑ 2.利用H2SO4高沸点性制取易挥发性酸。
(1)制HF:CaF2+H2SO4(浓) 2HF↑+CaSO4(铅皿中)
微热 (2)制HCl:NaCl(固)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑
强热 NaHSO4+NaCl Na2SO4+HCl↑
微热 (3)制HNO3:NaNO3+H2SO4(浓) HNO3↑+NaHSO4
3.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。 Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
4.利用浓H2SO4的强氧化性制取SO2 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 5.利用浓H2SO4的脱水性:
浓H2SO4(1)制C2H4:CH3CH2OH CH2 CH2↑+H2O
170 C浓H2SO4(2)制CO:HCOOH CO↑+H2O
6.利用浓H2SO4的吸水性做干燥剂。 干燥:O2、H2、Cl2、N2、CO、CO2、SO2 不干燥:碱性:NH3 还原性:H2S、HI、HBr 7.用H2SO4作催化剂:
浓H2SO4(1)乙烯水化:CH2—CH2+H2O CH3CH2OH 2. 浓硫酸
(1)物理性质:
稀H2SO4无色油状液体,常见的浓硫酸质量分数为98.3%,沸点为338℃,高沸点难挥发性。 思考:浓硫酸的稀释方法。
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(2)化学性质:
① 吸水性(干燥剂) 三种形式:
<1> 与水任意比例混溶,溶于水剧烈放热。
<2> 吸收气体中水蒸气(作为干燥剂,不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气) <3> 与结晶水合物反应。
实验:浓硫酸与胆矾反应,由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。 ② 脱水性(炭化)
实验6—3:潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。
现象:三种物质都发生了变化,生成了黑色的炭。
实验6—4:在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。
现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。
说明:
<1> 脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性。
<2> 脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时,浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为2:1夺取有机物中的氢原子和氧原子。
<3> 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭(炭化)。
③ 强氧化性
实验6—5:浓硫酸与铜反应,请同学注意反应现象,分析反应产物存在的依据。 Cu?2H2SO4(浓)
?CuSO4?SO2??2H2O
强调:硫酸所起的作用(氧化剂与酸的作用)。
叙述:浓硫酸也与木炭反应, C?2H2SO4?CO2??2SO2?2H2O
分析上述反应中元素化合价的变化情况,指出氧化剂和还原剂。 思考:请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物,画出实验装置图。 介绍:钝化现象及有关应用(分别举Al、Fe,说明原因)。 拓展:浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。
请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式: H2S?H2SO4(浓)= FeSO4
HBr?H2SO4(浓)? FeO?H2SO4(浓)?
?H2SO4(浓)?
小结:<1> 浓硫酸有强氧化性,包括还原性很弱的银在内的很多物质,都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性,一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在,另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态(+6)的硫元素。
<2> 浓硫酸在作氧化剂时,主要是+6价硫的原子得电子,被还原为含低价硫元素的物质,一般不
会有+1价氢被还原,即一般不会生成氢气。
<3> 浓硫酸在作氧化剂时,硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题,中学化学中常见的还原产物为SO2。
根据硫酸的性质,归纳出硫酸的主要用途。 (3)硫酸的用途
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思考:H2SO4和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出SO4,如何检验呢? (二)SO4检验
实验6—6:请同学们观察实验现象,并填表:
现象 化学方程式 现象 化学方程式 现象 化学方程式 加入BaCl2溶液 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 2?2?加入盐酸 2? 2?原理:H2SO4和硫酸盐溶于水时都会产生SO4,可以利用BaSO4的不溶性来检验SO4的存在。使用试剂是:可溶性钡盐和酸(盐酸或稀硝酸)。
2???现象(产生白色沉淀)??????现象(沉淀不消失) 常用方法:① X????2??2?2?BaCl溶液?HCl溶液结论:可能含有SO4、Ag、Hg?Ba(NO)溶液2?。
?HNO溶液323???现象(产生白色沉淀)???????现象(沉淀不消失) ② X?????2?结论:可能含SO4、SO3。
32???现象(产生白色沉淀)??????现象(沉淀不消失) ③ X?????2??Ba(NO)溶液2??HCl溶液结论:可能含SO4、SO3。
32???现象(沉淀不消失) ???现象(产生白色沉淀)????④ X????2?2??BaCl溶液?HNO溶液结论:可能含SO4、SO3、Ag、Hg2??2?2。
讨论:根据上述实验现象,归纳SO4的检验方法。 小结:在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化,以排除CO2?3、SO3、Ag等可能造成的干扰,再加
2?2??入BaCl2溶液,根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有SO4存在。
上述实验中,待测试剂是客观的,并且是给定范围的,所以根据教材中的实验能得出正确的结论。如果待测液是未知的,就要考虑其它离子的干扰,就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择,否则会得出错误结论。
思考:对于“黑面包”实验做如下讨论。 实验 现象 原因 黑 面 包
蔗糖变黑。放出大量的热。 浓硫酸吸水体积膨胀,生放热。 问题 结论 产物分别是: 碳、二氧化硫、二氧化有碳生成。 ① 为什么在实验开始前要加少量水? ② 不加水行不行? ③ 怎么知道生成的黑色物质是什么? 19
实 验 成黑色疏松多孔固体。 有刺激性气味气生成。 有二氧化硫④ 此实验污染严重,如何对它进行改进? 碳。 体现的性质: 性、强氧化等气体生成 ⑤ 怎么知道生成的气体是什么? ⑦ 还可以如何改进?为什么? ⑥ 不加酸能不能得到碳?如果可以,用什么方法? 吸水性、脱水⑧ 除了蔗糖以外,别的物质能不能进行类似实验? 性。 自学:硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐。 (三)硫酸盐 1. 酸式盐
KHSO4的水溶液显酸性,因为:NaHSO4、 NaHSO2. 正盐(见表6—2)
4Na??H??SO4,所以,有强酸作用。
2?表6—2
硫酸盐 结晶水合物的俗名 CaSOCaSO44主要用途 ?2H2O生石膏 制粉笔、模型、塑像等 2CaSO4?H2O熟石膏 Na2SO4 ZnSO4 BaSO4 FeSO4 CuSO4Na2SO4?10H2O芒硝 ZnSO4制玻璃、造纸工业 收敛剂、防腐剂、颜料 医疗上用作“钡餐” 补血剂、制蓝黑墨水 制农药、镀铜液 净水剂 ?7H2O皓矾 ——重晶石 FeSOCuSO?7H2O绿矾 4 4?5H2O蓝矾、胆矾 KAl(SO4)2 KAl(SO4)2?12H2O明矾 阅读材料:
(1)二氧化硫对人体有什么危害?
二氧化硫是大气中主要污染物之一,是衡量大气是否遭到污染的重要标志。在我国的一些城镇,大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。
二氧化硫进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器,遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用,在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。
二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。动物试验证明,二氧化硫慢性中毒后,机体的免疫受到明显抑制。
二氧化硫浓度为10—15 ppm时,呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时,引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm 8小时,支气管和肺部出现明显的刺激症状,使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入,飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3—4倍。若飘尘表面吸附金属微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化为硫酸雾,其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中,由于二氧化硫和飘尘的联合作用,可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛,形成纤维性病变,发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。据动物试验,在二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用下,动物肺癌的发
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