高考對于硫及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的考查,既注重基礎(chǔ)知識的應(yīng)用,又強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能的掌握.考生需要熟悉硫及其化合物的化學(xué)性質(zhì),同時(shí)還要能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施相關(guān)實(shí)驗(yàn),通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證和深化對硫及其化合物性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的理解.
1 硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化是一個(gè)常見且重要的實(shí)驗(yàn)課題.解決硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵在于理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握實(shí)驗(yàn)步驟、注重實(shí)驗(yàn)安全,并能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識來分析和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題.
例1 某小組設(shè)計(jì)了如圖1所示裝置制取H2S氣體并探究其化學(xué)性質(zhì).已知H2S氣體是一種無色有臭雞蛋氣味的有毒氣體,溶于水形成的氫硫酸是弱酸,實(shí)驗(yàn)室常用FeS固體(難溶)和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制取H2S.回答下列問題:
(1)裝置①是H2S氣體的發(fā)生裝置,應(yīng)選擇的裝置為______.
(2)實(shí)驗(yàn)室制取H2S 氣體的化學(xué)方程式為______.
(3)裝置②的現(xiàn)象是______.
(4)若裝置③中出現(xiàn)黃色渾濁,請寫出反應(yīng)的離子方程式:______ ,若反應(yīng)結(jié)束后將黃色沉淀過濾、洗滌、烘干,稱量為4.8g,則參加反應(yīng)的H2S氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為______L.
(5)裝置④的作用是______.
解析
(1)實(shí)驗(yàn)室常用FeS固體(難溶)和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制取H2S,發(fā)生裝置應(yīng)該是固液混合不加熱型裝置,故選項(xiàng)A 正確.
(2)FeS和稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4、H2S,化學(xué)方程式為FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑.
(3)H2S溶于水形成的氫硫酸是弱酸,其水溶液呈酸性,石蕊試液遇酸變紅色,所以溶液變成紅色.
(4)若裝置③中看到黃色渾濁,說明有S生成,離子方程式為Cl2+H2S=S↓+2H+ +2Cl- ·.反應(yīng)結(jié)束后,n(S)= 4.8g/32g·mol=1=0.15mol,根據(jù)原子守恒得關(guān)系式H2S~S,由H2S和S的關(guān)系式得n(H2S)=n(S)=0.15mol,故標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(H2S)=0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L.
(5)H2S有毒,不能直接排入空氣中,應(yīng)該用堿液吸收,所以裝置④的作用是吸收H2S,以防污染大氣.
總之,解決硫化氫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題時(shí),首先,要深入理解硫化氫的制備原理,包括其反應(yīng)方程式和反應(yīng)條件,這是解答實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ).其次,要熟悉實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法.此外,注重實(shí)驗(yàn)安全也是非常重要的.最后,多做相關(guān)練習(xí)題,加深對硫化氫制備實(shí)驗(yàn)的理解和掌握,提高解題速度和準(zhǔn)確性.
2 二氧化硫的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
SO2 作為一種常見的無機(jī)化合物,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有重要地位.解決SO2 的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵在于能夠準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)步驟,理解每一步驟的目的和作用,并能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識來解決實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題.
例2 (2022年上海卷)制備SO2 并檢驗(yàn)其性質(zhì),用銅和濃硫酸在試管中制得SO2,先通入品紅溶液中,然后通入新制氯水中,最后進(jìn)行尾氣處理,下列說法正確的是( ).
A.SO2 是氧化產(chǎn)物
B.品紅溶液褪色體現(xiàn)SO2 的漂白性
C.新制氯水褪色體現(xiàn)SO2 的氧化性
D.用飽和亞硫酸鈉溶液處理尾氣
解析
濃硫酸與銅加熱反應(yīng)生成SO2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)=△=CuSO4+SO2↑+2H2O,由化合價(jià)變化可知SO2 是還原產(chǎn)物,故選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.SO2 能與品紅溶液結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),從而使品紅溶液褪色,體現(xiàn)SO2 的漂白性,故選項(xiàng)B正確.SO2 與新制氯水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,使新制氯水褪色,體現(xiàn)了SO2 的還原性,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.SO2 在飽和亞硫酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,但吸收量少,故應(yīng)選用氫氧化鈉溶液來處理尾氣,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為B.
3 硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
在高考的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中,硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)無疑是一道充滿挑戰(zhàn)與探索的題目.這類實(shí)驗(yàn)不僅要求我們掌握硫代硫酸鈉的基本性質(zhì),更要求我們在實(shí)踐中鍛煉實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)科學(xué)精神.通過這類實(shí)驗(yàn),我們可以深刻體會到化學(xué)的魅力和實(shí)用性,為未來的學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
例3 實(shí)驗(yàn)室制備Na2S2O3 的裝置如圖2所示.
(1)B裝置的作用為______,D裝置中試劑是______.
(2)Na2S溶液呈堿性的主要原因是______(用離子方程式表示);常溫下,pH=10的Na2S溶液中,水電離出的c(H+ )=______ ;Na2CO3 溶液中,離子濃度由大到小的順序是______(填離子符號).
(3)取上述制備的Na2S2O3 溶液20mL 于錐形瓶中,將其調(diào)節(jié)至呈弱酸性,滴入2滴淀粉溶液(溶液無色),用c molL-1的標(biāo)準(zhǔn)I2 溶液滴定,消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液V mL.(已知:I2+2S2O23-=2I-+S4O26-)
① 盛裝標(biāo)準(zhǔn)I2 溶液的滴定管是______(填“酸式”或“堿式”)滴定管.
② 滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是______.
③ Na2S2O3 溶液的濃度為_______mol·L-1.
解析
(1)SO2 易溶于水,且裝置C 中制備Na2S2O3 的反應(yīng)劇烈容易引起倒吸,故裝置B的作用是防倒吸;裝置D 中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液,其作用是吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染空氣.
(2)Na2S溶液中S2- 水解使溶液呈堿性,反應(yīng)式為S2- +H2O?HS- +OH- ;常溫下,pH=10 的Na2S溶液中,c(OH- )=1×10-4mol·L-1,水電離出的c(H+ )=c(OH- )=1×10-4 mol·L-1;在Na2CO3溶液中,存在水解平衡CO23-+H2O? HCO3-+OH-和電離平衡H2O?H+ +OH- ,電離和水解都很微弱,故溶液中離子的濃度大小關(guān)系為c (Na+ )>c(CO23-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+).
(3)①I2 溶液有氧化性,應(yīng)盛放在酸式滴定管中.② Na2S2O3 將I2 還原,淀粉作指示劑,剛好反應(yīng)完時(shí),溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,且半分鐘內(nèi)不褪色.③ 根據(jù)已知反應(yīng):I2+2S2O23-=2I-+S4O26-,列式計(jì)算可得n(Na2S2O3)=2n(I2)=2cV×10-3 mol,c(Na2S2O3)=2cV×10-3 mol/20×10-3 L =0.1cV mol·L-1.
硫代硫酸鈉的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)屬于教材實(shí)驗(yàn)的延伸,解答此類試題時(shí)學(xué)生要具備較強(qiáng)的知識應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,在掌握常見的硫及其化合物的制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸.為了應(yīng)對這類實(shí)驗(yàn)試題,我們要全面掌握已學(xué)化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,并通過不斷地練習(xí)和實(shí)踐,提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,增?qiáng)對硫代硫酸鈉性質(zhì)的認(rèn)識.
在高考中,對硫及其化合物的性質(zhì)類試題的考查主要涉及反應(yīng)原理、操作步驟和檢驗(yàn)方法等.學(xué)生需要掌握各種化合物的制備方法、反應(yīng)條件以及檢驗(yàn)方法,并能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確判斷化合物的存在.同時(shí),還要注意實(shí)驗(yàn)安全,遵循實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程.
(完)