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1、新课程下以硫的化合物为核心的实验创新题 一、方案设计型 例1（2011北京高考）甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验） 实验操作和现象：操作现象关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热A中有白雾生成，铜片表面产生气泡B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹，通入N2,停止加热，一段时间后关闭 _从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解(1)A中反应的化学方程式是_。(2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。(3)C中液面
2、上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。1为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_;乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_。2进行实验，B中现象：甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并（4）中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。解析：（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热时可以氧化单质铜，生成硫酸铜、二氧化硫和水，方程式为2H2SO4(浓)CuCuSO42H2O
3、2SO2；（2）SO2溶于水显酸性，而在酸性条件下NO3具有氧化性可将SO2氧化成硫酸，从而生成既不溶于水也不溶于酸的硫酸钡沉淀，这说明SO2具有还原性；而NO3被还原成NO气体，由于试剂瓶中的空气将NO氧化成NO2，因此会出现浅棕色气体，方程式为2NO+O2=2NO2；（3）见解析（2）（4）要排除空气参与反应，可在反应之前先通入氮气一段时间，将装置中的空气排出；由于铜和浓硫酸反应放热，因此产生的白雾中含有硫酸，为防止硫酸干扰后面的反应，需要饱和的NaHSO3溶液除去二氧化硫中混有的硫酸杂质；甲仅仅是排除了空气，但并没有除去二氧化硫中混有的硫酸，因此会产生大量沉淀，方程式为SO42Ba2=B
4、aSO4；而乙虽然排除了二氧化硫中混有的硫酸，但没有排尽空气，由于在溶液中空气可氧化二氧化硫生成硫酸，所以也会生成硫酸钡沉淀，方程式为2Ba22SO2O22H2O=2BaSO44H。但由于白雾的量要远多于装置中氧气的量，所以产生的沉淀少。（5）通过以上分析不难得出SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成白色BaSO3沉淀。答案：（1）2H2SO4(浓)CuCuSO42H2O2SO2； （2）BaSO4 还原 （3）2NO+O2=2NO2； （4）通N2一段时间，排除装置的空气 饱和的NaHSO3溶液 甲：SO42Ba2=BaSO4；乙：2Ba22SO2O22H2O=2BaSO44H；白雾的量要远多
5、于装置中氧气的量 （5）SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀二、物质制备型例2（2011上海）CuSO45H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO45H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象： 、 。（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO45H2O中可能存在的杂质是 ，除去这种杂质的实验操作称为 。（3）已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+ Na2SO4 称取0.1000 g提纯后的CuSO45H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00
6、 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则0.1000 g该试样中含CuSO45H2O g。（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用 。在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线 所对应的刻度。（5）如果采用重量法测定CuSO45H2O的含量，完成下列步骤： 加水溶解加氯化钡溶液，沉淀过滤（其余步骤省略）在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是 （6）如果1.040 g提纯后的试样中含CuSO45H2O的准确值为1.015 g，而实验测定结果是l.000 g 测定的相对误差为 。解析：本题主要考察实验现象等观察、物质的
7、提纯，中和滴定、实验过程设计及有关计算。答案：（1）溶液呈蓝色，有红棕色气体生成 （2）Cu(NO3)2 重结晶 （3）0.0980 （4）标准盐酸溶液润洗23次 粗细交界点 （5）称取样品 在上层清液中继续滴加加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生 （6）1.5%（1.48%）三、性质验证型例3（2010年福建卷25题）工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：探究一 （1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。 （2）另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硫酸中
8、，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的，应先用_(选填序号）。aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 d酸性溶液乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：然后加入足量溶液，经适当操作后得干燥固体233g。由于此推知气体Y中 的体积分数为 。探究二分析上述实验中体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。 （3）装置B中试剂的作用是 。 （4）认为气体Y中还含有Q的理由是 （用化学方程式表示）。 （5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。aA之
9、前 bA-B间 cB-C间 dC-D间 （6）如果气体Y中含有，预计实验现象应是 。 （7）若要测定限定体积气体Y中的含量（标准状况下约有28ml ），除可用测量 体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。解析：本题综合考查元素化合物知识、提出假设并设计实验方案的能力和文字表达能力，开放性较强。主要考查了：浓硫酸的强氧化性，C、S与Fe及其化合物的性质。提纯除杂方法及除杂提纯剂的选择、实验结果的处理等知识。设计实验的能力及文字表达能力。（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行。（2）+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，溶液中已经
10、有+3价铁离子，选择a会造成干扰，选c会造成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别 （3）A除去，B可以检验A中是否完全除去 （4）（4）C+2H2SO4（浓） CO2+2SO2+2H2O （5）Q为，它与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在；选择d，Q被碱石灰吸收。 （6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝 （7）中学阶段的质量称量选择托盘天平，分度值0.1g，无法精确称量出差量。答案如下： （1）铁钉表面被钝化 （2） d 66.7% （3）检验SO2是否除尽 （4）C+2H2SO4（浓） CO2+2SO2+2H2O （5）c （6
11、）D中固体由黑变红和E中固体自由变蓝 （7）否，用托盘天平无法称量D或E的差量 可，用分析天平称量D或E的差量。四、离子检验型例4（全国卷）三位学生设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的 方案一致，即可证明溶液中含有SO42。 试评价上述各方案是否严密，并说明理由。解析：方案甲向试液加BaCl2溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种是AgCl沉淀，一种是BaSO4沉淀，且都不溶于稀盐酸，不能证明溶液中有SO42。方案乙先向试液中加稀盐酸，不产生沉淀，排除了Ag+的可能，然后再向此溶液中加入BaCl2溶液，只有BaSO4 沉淀是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀，由此可证明溶液中含有
12、SO42。方案丙用硝酸代替了盐酸，硝酸具有强氧化性，可将SO32氧化成SO42，因此不能排除SO32的干扰。答案：方案甲不严密，因为含有Ag+而不含SO42的溶液也会出现同样的现象。方案乙严密，因为先向试液中加稀盐酸，无沉淀，排除了Ag+的干扰。 方案丙不严密，因为它不能排除SO32的干扰。五、原理探究型例5（江苏卷）有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。请回答下列问题：（1）第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是： （2）请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。 （3）第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：
