2020高考化学二轮增分策略 28题专练（二）与硫的化合物性质有关的综合实验探究 5页

‎28题专练(二)　与硫的化合物性质有关的综合实验探究 ‎1．(2017·磐安县第二中学高一12月月考)某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)：‎ 试回答：‎ ‎(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学认为还可能产生氢气的化学方程式是____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)丙同学在安装好装置后，必不可少的一步操作是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)A中加入的试剂可能是____________________________________________________，‎ 作用是________________________________________________________________________；‎ B中加入的试剂可能是________，作用是____________________________________________；‎ E中加入的试剂可能是________，作用是_________________________________________。‎ ‎(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象：‎ 5‎ C中：________________________________________________________________________；‎ D中：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O (2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　 (3)检查装置的气密性　(4)品红溶液　检验SO2　浓硫酸　吸收水蒸气　碱石灰　防止空气中的水蒸气进入D装置　(5)黑色的CuO变红色　白色的CuSO4变蓝 解析　由题意和实验装置可知，A装置用于检验二氧化硫，盛有高锰酸钾溶液的洗气瓶用于除去二氧化硫，B装置用于干燥剩余的气体，C装置用于检验氢气，D装置用于检验C中反应的生成物以进一步确定氢气的存在，E装置用于防止空气中的水蒸气进入D装置干扰实验。(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)乙同学认为还可能产生氢气的化学方程式是Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(3)在安装好装置后，必不可少的一步操作是检查装置的气密性。(4)A中加入的试剂可能是品红溶液，作用是检验SO2；B中加入的试剂可能是浓硫酸，作用是吸收水蒸气；E中加入的试剂可能是碱石灰，作用是防止空气中的水蒸气进入D装置。(5)实验室通常用灼热的氧化铜检验氢气，现象是固体由黑色逐渐变为红色，并用无水硫酸铜检验生成的水，现象是白色粉末变蓝，所以，可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中黑色的CuO变红色；D中白色的CuSO4变蓝。‎ ‎2．兴趣小组同学利用下图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质，并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气) ‎ ‎(1)打开分液漏斗活塞，发现其中的液体不能流下，应采取的操作是_____________________。‎ ‎(2)关闭K2、K3，打开K1，装置B中发生反应的离子方程式为________________________，‎ 观察到装置C中发生的现象是_________________________________________________。‎ ‎(3)装置D和F的作用是_________________________________________________________。‎ ‎(4)关闭K1、K3，打开K2。一段时间后E中有Na2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)‎ ‎(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ 有淡黄色沉淀生成 ‎(3)吸收SO2尾气，防止污染空气 ‎(4)SO2＋Na2SO3===Na2S2O5‎ 5‎ 解析　(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2，装置B中FeCl3溶液与SO2发生反应，Fe3＋被还原为Fe2＋，SO2被氧化为SO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式。装置C中发生反应：H2O＋SO2＋Na2S===H2S＋Na2SO3、SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置D和F的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气。(4)装置E中Na2SO3与SO2反应生成Na2S2O5。‎ ‎3．某同学欲探究SO2的性质。‎ ‎(1)将相关的含硫物质按一定的规律和方法分为如表所示3组，则第2组中物质X的化学式是________。‎ 第1组 第2组 第3组 S(单质)‎ SO2、X、Na2SO3、NaHSO3‎ SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4‎ ‎(2)利用下图所示的装置探究SO2的性质：‎ ‎(熔点：SO2 －‎76.1 ℃‎，SO3 ‎16.8 ℃‎，沸点：SO2 －‎10 ℃‎，SO3 ‎45 ℃‎)‎ ‎①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式为________________________ ________________________________________________。‎ ‎②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是______________________；装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2＋，同时pH降低，则该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有40 mL 2.5 mol·L－1 NaOH溶液。反应后增重‎4.8 g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)H2SO3‎ ‎(2)①2SO2＋O22SO3‎ ‎②将SO3凝结成固体与SO2分离　5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋2Mn2＋＋4H＋‎ ‎③3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O 解析　(1)对比第2、3组的物质可知，第2组中的X为H2SO3。(2)工业生产中SO2催化氧化反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3‎ 5‎ ‎。甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，根据题目所给SO2和SO3的熔、沸点及冰水浴，可知装置Ⅱ的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离，便于实验的进行，减少干扰。乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，NaOH的物质的量为0.1 mol，反应后增加的质量为SO2的质量，SO2的物质的量为0.075 mol，NaOH与SO2的物质的量之比为4∶3，所以产物既有Na2SO3又有NaHSO3，化学方程式为3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O。‎ ‎4．(2018·浙江省名校新高考研究联盟高三第二次联考)某硫酸厂周围的空气含有较多二氧化硫，某化学兴趣小组设计了以下装置和方法测定空气(内含N2、O2、SO2、CO2等)中SO2含量。‎ 甲．用图1所示装置，通入V L空气，测定生成沉淀的质量 乙．用图2所示装置，当KMnO4溶液刚好褪色时，测定通入空气的体积为V L 丙．用图3所示装置，通入V L空气，测定U形管增加的质量 ‎(1)你认为可行的操作是______。(填“甲”“乙”或“丙”)‎ ‎(2)某环保部门为了测定空气中SO2含量，做了如下实验：取标准状况下的空气V L，缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g。‎ ‎①若通入气体的速率过快，则测定的SO2的体积分数________。(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)‎ ‎②如何判断氯化钡溶液已经加过量___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)乙　(2)①偏低　②静置，待溶液澄清后，再向上层清液中滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成说明沉淀完全，氯化钡过量(或者静置，待溶液澄清后，取上层清液少许，置于试管，向试管中滴加Na2SO4 溶液，如果出现白色沉淀，说明BaCl2过量)‎ 解析　本题考查实验方案设计与评价，(1)根据题中信息，空气中含有N2、O2、SO2、CO2，甲装置CO2和SO2都能与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀，即CO2对SO2的测定产生干扰，故甲装置不可行。乙装置：SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其余气体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故乙装置可行；丙装置：碱石灰能吸收CO2和SO2，CO2对SO2的测定产生干扰，故丙装置不可行。(2)①通入气体速率过快，SO2不能完全被吸收，测定的SO2的体积分数偏低。‎ ‎5．某课题组设计实验探究SO2的性质。‎ 5‎ 已知：B、C、D、E中试剂均过量 ‎(1)仪器R的名称是________________________。‎ ‎(2)常温下实验室中用80%的硫酸与亚硫酸钠粉末反应制备SO2，写出A中发生反应的化学方程式：___________________________________________________________________。‎ ‎(3)部分实验步骤：连接装置、检查气密性、装药品、向装置中通入几分钟氮气、启动A中反应。“通入几分钟氮气”的目的是__________________________________________。‎ ‎(4)回答实验现象：B中___________，C中 ____________，D中_____________，E中_________。‎ 答案　(1)分液漏斗 ‎(2)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ‎(3)排尽装置内的空气，避免O2干扰实验 ‎(4)无沉淀生成　产生白色沉淀　溶液颜色变浅　产生白色沉淀 5‎