高中化学复习知识点：二氧化硫的制备

高中化学复习知识点：二氧化硫的制备

一、多选题

1．用如图所示的装置和药品探究SO2和Cl2的化学性质，下列说法正确的是（ ）

A．若用上图A装置制取所需的SO2，则可用亚硫酸钠固体与浓硝酸进行反应

B．若用上图A装置制取所需的Cl2，则可用氯化钠固体、氯酸钾固体与浓硫酸进行反应

C．当A中产生足量Cl2时，最终只能观察到a、c、d装置中的溶液都变为无色

D．当A中产生足量SO2时，最终只能观察到a、c装置中的溶液变为无色

二、单选题

2．浓硫酸具有不少特殊性质，但下列实验中直接使用98%浓硫酸的是

A．实验室制溴乙烷 B．实验室制氯化氢

C．乙酸乙酯水解 D．实验室制二氧化硫

3．下列实验操作正确且能达到实验目的的是

A．用蒸发皿加热分离Br2和CCl4的混合溶液

B．将含少量二氧化锰的炭粉放在坩埚中灼烧除去二氧化锰

C．配制Hg(NO3)2溶液时，将Hg(NO3)2溶于较浓硝酸中，然后加水稀释

D．制取并纯化SO2时，将Na2SO3和70%的硫酸混合加热，将产生的气体依次通过饱和Na2SO3溶液、浓硫酸

4．用下图装置制取、提纯、并收集下表中的四种气体9fc4d52f44ec58b9b5fa6e264ad7af6b.png、b、c表示相应仪器中加入的试剂9371d7a2e3ae86a00aab4771e39d255d.png，其中可行的是72d8467a5c93c4357a934be76cafd8af.png

A．A B．B C．C D．D

5．下列实验装置应用于铜与浓硫酸反应制取二氧化硫和硫酸铜晶体，能达到实验目的的是（ ）

A．用图甲装置制取并收集二氧化硫

B．用图乙装置向反应后的混合物中加水稀释

C．用图丙装置过滤出稀释后混合物中的不溶物

D．用图丁装置将硫酸铜溶液蒸发浓缩后冷却结晶

6．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（ ）

A．A B．B C．C D．D

7．下列有关实验正确的是

A．装置用于Na2SO3和浓H2SO4反应制取少量的SO2气体

B．装置用于灼烧CuSO4·5H2O

C．装置用于收集氯气并防止污染空气

D．装置用于实验室制备少量乙酸乙酯

8．用如图所示装置进行实验，下列对试管①中的试剂及实验现象的解释不合理的是（ ）

A．A B．B C．C D．D

9．已知反应：2NaIO3+5SO2+4H2O=I2+3H2SO4+2NaHSO4，利用下列装置从含NaIO3的废液中得到I2的苯溶液并回收NaHSO4。其中装置正确且能达到相应实验目的的是（ ）

A．制取SO2

B．还原IO3-

C．放出I2的苯溶液

D．从水溶液中提取NaHSO4

10．实验室制备下列气体时，能用排水法收集的是（ ）

A．NH3 B．SO2 C．HCl D．O2

三、综合题

11．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：

实验一 焦亚硫酸钠的制取

采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3＋SO2=Na2S2O5

（1）装置I中产生气体的化学方程式为___________________________。

（2）要从装置II中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_______________。

（3）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

实验二 焦亚硫酸钠的性质

（4）Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。证明NaHSO3溶液中HSO3－的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是______________ (填序号)。

a．测定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入盐酸

d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测

（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_____________________________。

实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：

（6）按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量 (以游离SO2计算)为_______________g·L－1。

（7）在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果_______________ (填“偏高”“偏低”或“不变”)。

12．亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H，并测定产品的纯度。已知：NOSO4H遇水分解，但溶于浓硫酸而不分解。

（1）装置A制取SO2

①A中反应的化学方程式为___。

②导管b的作用是___。

（2）装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。

①该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，还可以是___(只写1种)。

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速度明显加快，其原因是___。

（3）装置C的主要作用是___(用离子方程式表示)。

（4）该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。

（5）测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度

准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中，加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液，然后摇匀。用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

①配平：__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O

②滴定终点时的现象为___。

③亚硝酰硫酸的纯度=___。（精确到0.1%）[M(NOSO4H)=127g·mol-1]

参考答案

1．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．硝酸具有强氧化性，Na2SO3固体与浓HNO3反应的产物是硫酸钠和二氧化氮，不会产生二氧化硫，故A错误；

B．氯化钠固体与浓硫酸加热反应生成氯化氢，氯化氢又能够被氯酸钾氧化生成氯气，因此可以制备氯气，故B正确；

C．当A中产生足量Cl2时，氯气和水之间反应生成的次氯酸具有漂白性，能使品红褪色，I2被Cl2氧化为HIO3，氯气的还原产物是盐酸，碘水褪色；氯气可以和氢氧化钠反应，使得d中滴有酚酞的氢氧化钠所显示的红色消失，氯气与氯化铁溶液不反应，最终只能观察到a、c、d装置中的溶液都变为无色，故C正确；

D．二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，具有酸性，可以和氢氧化钠发生反应生成亚硫酸钠和水，滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色会消失；二氧化硫具有还原性，能和碘水之间反应得到氢碘酸和硫酸，使碘水褪色；SO2与Fe3+发生反应得到亚铁离子和硫酸根离子，溶液变成浅绿色，不褪色，褪色的有a、c、d，故D错误；

故选BC。

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．实验室常用NaBr、浓H2SO4与CH3CH2OH共热来制取溴乙烷，98%浓硫酸具有强氧化性，可以氧化溴离子为溴单质，通常利用1：1浓硫酸，故A不符合题意；

B．利用高沸点酸制备挥发性酸，且HCl极易溶于水，故直接使用98%浓硫酸，故B符合题意；

C．乙酸乙酯水解中H+作催化剂，水解需要水，用浓硫酸会吸掉水使水解程度减小，所以用一定浓度的浓硫酸即可，故C不符合题意；

D．在实验室常用亚硫酸钠跟浓硫酸1：1起反应制取二氧化硫，98%的浓H2SO4因为其中水太少，硫酸并未电离，仍以分子形式存在，而Na2SO3(s)与H2SO4的反应是在H2SO4电离成离子的状态下才能顺利进行，也不直接使用98%浓硫酸，故D不符合题意；

答案选B。

3．C

【解析】

【分析】

A、Br2和CCl4就用蒸馏的方法分离；

B、碳会与空气中的氧气反应；

C、配制过程中要抑制Hg2＋水解；

D、SO2会与Na2SO3发生反应；

【详解】

A、用蒸发皿加热时，Br2和CCl4均会逸出，故A项不符合题意；

B、灼烧时，碳会与空气中的氧气反应，而二氧化锰不与空气中的氧气反应，故B项不符合题意；

C、溶于硝酸可抑制Hg2＋水解，故C项符合题意；

D、SO2会与Na2SO3发生反应生成亚硫酸氢钠，故D项不符合题意。

故选C。

4．B

【解析】

【详解】

71fea534c779bc4f05a089e527e63349.png与NaOH反应而被吸收，不能用NaOH溶液净化，故A错误；

B. 浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，可用排饱和食盐水除去氯化氢，氯气密度比空气大，可用向上排空气发生收集氯气，故B正确；

C. 二氧化硫易溶于水，如用稀硫酸，则不能得到二氧化硫气体，故C错误；

D. 氨气密度比空气小，不能用向上排空法收集，且碱石灰为固体，不能放在洗气瓶中，故D错误。

故选：B。

【点睛】

由实验装置图可知，该装置为液体与固体84c40473414caf2ed4a7b1283e48bbf4.png或液体9371d7a2e3ae86a00aab4771e39d255d.png在不加热条件下反应生成气体的制备装置，并且气体密度大于空气，用向上排空法收集，再进一步考虑选项中气体的净化是否合理，以此解答该题。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．二氧化硫密度比空气大，应用向上排空气法收集，导气管应该长进，出气管要短，故A错误；

B．应将水沿烧杯内壁倒入，并用玻璃棒不断搅拌，故B错误；

C．转移液体需要引流，防止液体飞溅，故C错误；

D．蒸发浓缩液体可用烧杯，在加热过程中需要垫石棉网，并用玻璃棒不断搅拌，故D正确。

故选：D。

【点睛】

浓硫酸的稀释时，正确操作为：将浓硫酸沿烧杯壁注入水中，并不断搅拌，若将水倒入浓硫酸中，因浓硫酸稀释会放热，故溶液容易飞溅伤人。

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

由实验装置可知，为固体与液体的反应生成气体，用向上排空气法收集气体，说明气体密度比空气大，d中吸收过量的气体，注意防止倒吸，以此来解答。

【点睛】

A．氧化钙与浓氨水中水反应，且反应为放热反应，促进NH3•H2O02ad9b9394c64fd72874cf68e8fc41b3.pngNH3+H2O平衡右移，可制备氨气，氨气的密度比空气密度小，应该采用向下排空气法收集，装置c中的导管应改为短进长出，故A错误；

B．稀硝酸与Cu反应会生成NO，虽然生成的NO与装置中少量氧气反应会生成NO2，但最终收集的气体中NO2量较少，且NO与水不反应，NO2与水反应生成NO，污染空气，故B错误；

C．浓硫酸可以与亚硫酸反应，生成二氧化硫，SO2气体的密度比空气大，能使用向上排空气法，SO2气体能与氢氧化钠迅速反应，所以吸收装置中要防倒吸，图示收集装置和完全吸收装置都合理，故C正确；

D．用MnO2和浓盐酸制取氯气时需要加热，故D错误；

故答案为：C。

7．C

【解析】

【详解】

A．简易气体发生装置适用于难溶性固体和液体的反应，Na2SO3易溶于水，不能用简易气体发生装置制备，故A错误；

B．蒸发皿用于蒸发液体，灼烧固体应在坩埚中进行，故B错误；

C．氯气密度比空气大，可与碱石灰反应，装置符合要求，故C正确；

D．乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解，不能用NaOH溶液收集乙酸乙酯，应用饱和碳酸钠溶液收集，故D错误；

故答案为C。

8．C

【解析】

【详解】

A．二氧化硫与品红化合生成无色物质，SO2具有漂白性，溶液褪色，故A正确；

B．二氧化硫为酸性氧化物，与水反应生成酸，使紫色石蕊变红，故B正确；

C．在酸性溶液中二氧化硫与硝酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡子结合生成硫酸钡沉淀，故C错误；

D．二氧化硫被高锰酸钾氧化，溶液褪色可知SO2具有还原性，故D正确；

故答案为C。

9．B

【解析】

【详解】

A. 浓硫酸与Cu在加热条件下可以反应产生SO2，在室温下不能反应，因此该装置不能制取SO2，A错误；

B. SO2具有还原性，NaIO3具有氧化性，二者在溶液中会发生氧化还原反应，B正确；

C. 苯的密度比水小，所以用苯萃取碘水中的碘后在混合物的上层，应该待下层水层从下口放完，关闭活塞，再将上层碘的苯溶液从上口倒出，C错误；

D. 从水溶液中提取NaHSO4，要使用蒸发装置，不需要坩埚，D错误；

故合理选项是B。

10．D

【解析】

【详解】

HCl、SO2、NH3极易溶于水，不能用排水法收集，O2在水中溶解度极小以及不与水反应，可用排水法收集，故答案为：D。

【点睛】

排水法是收集气体的一种常用的方法，又叫排水集气法，在实验化学中制取气体时的一种方法，

优点：①得到的气体较排空气法更为纯净；②如果要将两种气体按一定体积混合时，通过观察集气瓶中水的量可以大致控制收集气体的体积。如将氢气与氧气按1:4混合，可先收集一些氢气，当瓶中的水还剩大约3/4时，取出，接着收集氧气直到集气瓶装满；

缺点：集得的气体较潮湿。

11．Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O) 过滤 d a、e 取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成 0.16 偏低

【解析】

【分析】

实验一：装置Ⅰ制取二氧化硫，亚硫酸钠与硫酸反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O，装置Ⅱ制取Na2S2O5晶体，Na2SO3+SO2=Na2S2O5，装置Ⅲ用于处理尾气吸收未反应的二氧化硫。

(1)由装置Ⅱ中发生的反应可知，装置Ⅰ中产生的气体为SO2，亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠或硫酸氢钠、二氧化硫与水；

(2)装置Ⅱ中获得已析出的晶体，分离固体与液态，应采取过滤操作；
(3)装置Ⅲ用于处理尾气，吸收为反应的二氧化硫，应防止倒吸，且不能处于完全密闭环境中；
实验二：(4)NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，故检验溶液呈酸性即可；

(5)Na2S2O5晶体在空气中易被氧化为Na2SO4，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可。

实验三：(6)①由消耗碘的量，结合SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI计算二氧化硫的质量，进而计算浓度；

②若有部分HI被空气氧化，则消耗碘的量偏小，故测定二氧化硫的量偏小。

【详解】

(1)由装置Ⅱ中发生的反应可知，装置Ⅰ中产生的气体为SO2，亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫与水，反应方程式为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，或生成硫酸氢钠，反应方程式为：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O；

(2)装置Ⅱ中获得已析出的晶体，分离固体与液态，应采取过滤进行分离；

(3)a．装置应将导管伸入氨水中可以吸收二氧化硫，但为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故a错误；

b．该装置吸收二氧化硫能力较差，且为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故b错误；

c．该装置不能吸收二氧化硫，所以无法实现实验目的，故c错误；

d．该装置中氢氧化钠与二氧化硫反应，可以吸收，且防止倒吸，故d正确；

故答案为d；

(4)NaHSO3溶液中HSO3−的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，测定溶液的pH，可以确定溶液酸碱性，酸性溶液可以使湿润蓝色石蕊试纸变红，所以能用测定溶液pH值、湿润的蓝色石蕊试液检验，而加入Ba(OH)2溶液、HCl溶液、品红溶液都不能说明溶液呈酸性，故选ae；

(5)Na2S2O5中S元素的化合价为+4价，因此会被氧化为为+6价，即晶体在空气中易被氧化为Na2SO4，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可，实验方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。

(6)①令100mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg，则：

6088410db34254b236334328fa80713a.png

所以，64g:mg=1mol:0.025L×0.01mol/L，解得m=0.016，故该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为0.016g×0.1L=0.16g/L；

②若有部分HI被空气氧化，则消耗碘的量偏小，故测定二氧化硫的量偏小，则测定结果偏低。

12．Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下； 调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度 生成的NOSO4H作为该反应的催化剂 SO2+2OH-=SO32-+H2O C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 2 5 16H+ 2 10CO2↑ 8 溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复 92.0%

【解析】

【分析】

(1)①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2；

②导管b的作用平衡压强的作用；

(2)①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H，该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，结合反应的操作；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速率加快，说明NOSO4H起到了催化作用；

(3)装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气；

(4)NOSO4H遇水分解；

(5)①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳，结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式；

②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂；

③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量，据此计算纯度。

【详解】

(1)①利用装置A，固液混合制取二氧化硫，其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑；

②导管b的作用是：平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；

(2)①浓硫酸遇水放出大量热，维持体系温度不得高于20℃，还可以是调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，反应速率明显加快，温度变化不大，排除温度的影响，其原因是：生成的NOSO4H作为该反应的催化剂，加快了反应速率；

(3)装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收，防止污染环境，方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O；

(4)NOSO4H遇水分解，C装置(或A)中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解；

(5)①发生的是MnO4－和C2O42－的氧化还原反应，MnO4－做氧化剂，被还原成生成Mn2+，C2O42－做还原剂，被氧化成二氧化碳。结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4－和C2O42－的离子反应方程式为：2MnO4－+5C2O42－+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液，滴定终点时的现象为：溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复；

③根据题意可知，酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应，利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。用0.2500mol·L－1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。可知剩余的KMnO4的物质的量n1(MnO4－)=add2b5c8b974155f65e931df2054a985.pngn(C2O42－)=add2b5c8b974155f65e931df2054a985.png×0.2500mol·L－1×20.00×10-3L=2×10-3mol，则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2(MnO4－)=0.1000mol·L－1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。n(NOSO4H)=665ecd7719a119a777670a43e5d81dde.pngn2(MnO4－)=10-2mol，亚硝酰硫酸的纯度=1d11df8ab859c61745c6ccb3748235d7.png×100%=0b353509591df3abef796d630b6acfa7.png×100%=92.0%。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/3487cab5ce22bcd126fff705cc17552707225ef6.html