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高中三年级化学

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    某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=________________.
    (2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH==2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________.
    (3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO42-
    请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响).
    ①提出合理假设.
    假设1:只存在SO32-;假设2:既不存在SO32-也不存在ClO-;假设3:_____________.
    ② 设计实验方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
    限选实验试剂:3moL/LH2SO4、1moL/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液.

    本题信息:2010年专项题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=_____...” 主要考查您对

氧化剂、还原剂

二氧化硫

离子的检验

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 氧化剂、还原剂
  • 二氧化硫
  • 离子的检验
氧化剂:

(1)定义:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低。
(2)常见的氧化剂:
①活泼非金属单质:如 Cl2、Br2、O2等。
②某些高价氧化物,如SO3、MnO2等。
③氧化性含氧酸,如 浓H2SO4、HNO3、HClO等
④元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、FeCl3等。
⑤过氧化物,如Na2O2、H2O2等。
⑥某些金属阳离子:如Ag+、Fe3+

还原剂:

(1)定义:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高。
(2)常见的还原剂:
①活泼金属单质:如 Na、A1、Zn、Fe等。
②低价态的金属阳离子:如Fe2+等;
③某些非金属单质:如 H2、C等。
④元素(如C、S等)处于低价时的氧化物,如CO、NO、SO2等。
⑤元素(如Cl、S等)处于低化合价时的氢化物:如 H2S、HCl、HI、NH3等 。
⑥元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐或酸,如Na2SO3、H2SO3、H2C2O4、FeSO4等。

常见的氧化剂及对应的还原产物:

氧化剂

还原产物

Cl2、ClO- Cl-
KMnO4(H+)、MnO2 Mn2+
HNO3 NOx、N2、NH4+
浓H2SO4 SO2
Ag+、Fe3+ Ag、Fe2+
H2O2 H2O

常见的还原剂及对应的氧化产物: 

还原剂

氧化产物

Na、K等金属单质

Na+、K+

某些非金属C、S

CO2、SO2

非金属的氢化物CH4、H2S、NH3

CO2、S/SO2、NO

某些低价态的氧化物CO、SO2

CO2、SO3

某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3

SO42-

某些低价态的阳离子Fe2+

Fe3+

H2O2

O2


易错易混点:

(1)金属单质只具有还原性,金属最高价阳离子只具有氧化性,处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性;
(2)非金属单质常作氧化剂,某些非金属单质也是较强的还原性物质,比如H2、C等等
(3)元素化合价的变化:
①元素最低价只有还原性,最高价只有氧化性,中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化,只能接近不能交叉。
例如:



二氧化硫:

①化学式:SO2
②分子结构:SO2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。

二氧化硫的物理性质和化学性质:

1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
 
(2)还原性


(3)弱氧化性

(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。


SO2与一些物质反应的实验现象:



SO2与强碱反应后固体成分的确定:

SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:

分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。


二氧化硫的制备:

工业制法:

实验室制法:

(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。

二氧化硫的用途:

工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。

二氧化硫对环境的污染及治理:



离子的检验:

(1)焰色反应:Na+:黄色;K+:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);Ca2+:砖红色;
(2)H+:H+酸性。遇紫色石蕊试液变红,遇湿润蓝色石蕊试纸变红;
(3)NH4+:在试液中加强碱(NaOH)加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;NH4++OH-NH3↑+H2O;NH3+H2O
NH3?H2ONH4++OH-
(4)Fe3+:①通KSCN或NH4SCN溶液呈血红色:Fe3++SCN-==[Fe(SCN)]2+;②通NaOH溶液红褐色沉淀:Fe3++3OH-==
Fe(OH)3
(5)Fe2+:①遇NaOH溶液生成白色沉淀在空气中迅速转化成灰绿色最后变成红褐色沉淀:Fe3++2OH-=Fe(OH)2↓;
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
②试液中加KSCN少量无明显变化再加氯水出现血红色: 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-;Fe3++SCN-==[Fe(SCN)]2+
(6)Mg2+:遇NaOH溶液有白色沉淀生成,NaOH过量沉淀不溶解:Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,但该沉淀能溶于NH4Cl溶液;
(7)Al3+:遇NaOH溶液(适量)有白色沉淀生成,NaOH溶液过量沉淀溶解:Al3++3OH-==Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-==
AlO2-+2H2O
(8)Cu2+:遇NaOH溶液有蓝色沉淀生成,加强热变黑色沉淀:Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓;Cu(OH)2CuO+H2O
(9)Ba2+:遇稀H2SO4或硫酸盐溶液有白色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ba2++SO42-==BaSO4
(10)Ag+: ①加NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀迅速转变为棕色沉淀溶于氨水Ag++OH-==AgOH↓;2AgOH==Ag2O+H2O;AgOH+2NH3?H2O==[Ag(NO3)2]OH+2H2O
②加稀HCl或可溶性氧化物溶液再加稀HNO3生成白色沉淀:Ag++Cl-==AgCl↓
(11)OH-:OH-碱性:①遇紫色石蕊试液变蓝;②遇酚酞试液变红;③遇湿润红色石蕊试纸变蓝;
(12)Cl-:遇AgNO3溶液有白色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++Cl-=AgCl↓
(13)Br-:加AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++Br-=AgBr↓
(14)I-: ①加AgNO3溶液有黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++I-=AgI↓;②加少量新制氯水后再加淀粉溶液显蓝色:2I-+Cl2=I2+2Cl-;I2遇淀粉变蓝
(15)S2-:①加强酸(非强氧化性)生成无色臭鸡蛋气味气体:S2-+2H+=H2S↑;②遇Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb试液生成黑色沉淀,遇CuSO4试液产生黑色沉淀:Pb2++S2-=PbS↓;Cu2++S2-=CuS↓
(16)SO42-:加可溶性钡盐[BaCl2或Ba(NO3)2]溶液有白色沉淀生成后再加稀HCl或稀HNO3沉淀不溶解:Ba2++SO42-=BaSO4
(17)SO32-:加强酸(H2SO4或HCl)把产生气体通入品红溶液中,品红溶液褪色:SO32-+2H+=H2O+SO2↑ SO2使品红溶液褪色
(18)CO32-:加稀HCl产生气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊:CO32-+2H+=H2O+CO2↑;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(19)HCO3-:取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味、使澄清石灰水变浑浊的气体;或向HCO3-溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
(20)NO3-:浓缩试液加稀硫酸和铜片加热有红棕色气体产生,溶液变成蓝色:
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
(21)PO43-:加AgNO3溶液产生黄色沉淀,再加稀HNO3沉淀溶解:3Ag++PO43-=Ag3PO4↓;Ag3PO4溶于稀HNO3酸。

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