資源簡介

SO2和CO2性質的比較與鑒別
【學習目標】
1、掌握SO2與CO2性質的差異性
2、掌握SO2與CO2的鑒別方法
【主干知識梳理】
一、SO2和CO2的性質比較
物質比較項目 SO2 CO2
物理性質 無色、有刺激性氣味、易液化、易溶于水(1∶40) 無色、無味、能溶于水(1∶1)
化學性質 與水反應 SO2＋H2OH2SO3(中強酸) CO2＋H2OH2CO3(弱酸)
與堿反應 Ca(OH)2CaSO3Ca(HSO3)2 Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)2
氧化性 SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O CO2＋C2CO
還原性 能被酸性高錳酸鉀溶液、HNO3、NO2、氧氣、氯水、溴水、碘水、Na2O2、H2O2、Ca(ClO)2等氧化劑氧化 無
漂白性 能與某些有色物質生成不穩定的無色物質而使有色物質褪色 無
鑒定存在 能使品紅溶液褪色，又能使澄清石灰水變渾濁 不能使品紅溶液褪色，但能使澄清石灰水變渾濁
對環境的影響 形成酸雨 引起溫室效應
【對點訓練1】
1、同類物質性質相似，SO2和CO2同屬于酸性氧化物，性質類似。下列說法不正確的(　　)
A．SO2與澄清石灰水反應生成白色沉淀CaSO3
B．SO2與BaO反應，生成BaSO3
C．SO2與水反應生成H2SO3
D．SO2和Na2O2反應生成Na2SO3和O2
2、下列說法不正確的是(　　)
A．SO2和CO2均有毒 B．SO2和CO2均能與澄清石灰水反應，并有白色沉淀生成
C．SO2和Cl2均能使品紅溶液褪色 D．SO2具有漂白性，但通入石蕊溶液中卻不能使之褪色
二、SO2和CO2的鑒別方法
SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，則沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2。通常可用以下方法：
1、利用物理性質鑒別
(1)根據氣味鑒別(用標準的聞氣體氣味法)：有刺激性氣味的氣體是SO2，無氣味的是CO2
(2)根據溶解性鑒別：同溫同壓下，將兩種氣體充滿相同的試管，分別倒置于水槽中，試管內進水多的是SO2
2、利用化學性質鑒別
(1)用品紅溶液鑒別：能使品紅溶液褪色，加熱顏色又恢復的是SO2；不能使品紅溶液褪色的是CO2
(2)用溴水或氯水鑒別：能使氯水、溴水褪色的是SO2；無明顯現象的是CO2
化學方程式為：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)用酸性高錳酸鉀溶液鑒別：能使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2；無明顯現象的是CO2
離子方程式為：5SO2＋2MnO4－＋2H2O===5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
(4)用FeCl3溶液鑒別：能使氯化鐵溶液由黃色變成淺綠色是SO2；無明顯現象的是CO2
離子方程式為：SO2＋2Fe2＋＋2H2O===SO42－＋2Fe3＋＋4H＋
(5)用硝酸鋇溶液鑒別：產生白色沉淀的是SO2；無明顯現象的是CO2
化學方程式為：3SO2＋3Ba(NO3)2＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO↑＋4HNO3
(6)用氫硫酸溶液鑒別：將兩種氣體分別通入H2S溶液中，出現淡黃色渾濁的是SO2，無明顯現象的是CO2
化學方程式為：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
【對點訓練2】
1、下列溶液中，不能鑒別CO2、SO2氣體的是(　　)
①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba(NO3)2溶液　⑥品紅溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥ C．① D．③④
2、檢驗二氧化硫中是否混有二氧化碳氣體，可采用的方法是(　　)
A．通過品紅溶液 B．先通過氫氧化鈉溶液，再通過澄清石灰水
C．通過澄清石灰水 D．先通過酸性高錳酸鉀溶液，再通過澄清石灰水
三、SO2、CO2共同存在時，二者的檢驗裝置的設計過程
SO2和CO2都可使澄清的石灰水變渾濁，證明混合氣體中含有CO2和SO2時通常按照以下思路進行設計
1、流程設計
流程設計 檢驗SO2→除去SO2→檢驗SO2是否被除盡→檢驗CO2
選用試劑 品紅溶液 酸性KMnO4溶液 品紅溶液 澄清石灰水
實驗現象 褪色 褪色(或變淺) 不褪色 變渾濁
2、實驗裝置
實驗裝置
所選試劑及其作用 裝置 A B C D
選用試劑 品紅溶液 酸性KMnO4溶液 品紅溶液 澄清的石灰水
預期現象 褪色 褪色 不褪色 變渾濁
作用 檢驗SO2 除去SO2 檢驗SO2是否除盡 檢驗CO2
【微點撥】
①有時為簡化裝置，可將除去SO2(B)和檢驗SO2是否除盡(C)合并為一個裝置，用較濃的酸性KMnO4溶液，現象是酸性KMnO4溶液顏色變淺
②當SO2中混有CO2時，不會影響SO2的檢驗；當CO2中混有SO2時會干擾CO2的檢驗，應先檢驗并除去SO2，再用澄清石灰水檢驗CO2氣體
【對點訓練3】
1、某化學興趣小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知氣體的成分。該小組成員將氣體通入澄清石灰水，發現澄清石灰水變渾濁，持續通入發現渾濁又變澄清，由此該小組成員對氣體的成分提出猜想。
[提出猜想]猜想1：該氣體為CO2，猜想2：該氣體為SO2，猜想3：________________
為了驗證猜想，該小組設計實驗加以探究：
[實驗探究]
該小組同學按如圖所示裝置，將氣體從a端通入，則：
(1)B中應該裝下列________試劑
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．鹽酸 D．澄清石灰水
(2)A中品紅溶液的作用是：_____________________________________________
(3)D中澄清石灰水的作用是：___________________________________________。通過該實驗，該小組同學觀察到以下三個實驗現象：①A中品紅溶液褪色　②C中品紅溶液不褪色　③D中澄清石灰水變渾濁
[得出結論]
(4)由上述現象該小組同學確認該氣體的成分為：________________
2、下圖是檢驗某無色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，按要求回答下列問題：
(1)裝置B中加入的試劑是________，作用是____________________________________
(2)裝置C中加入的試劑是____________________________，作用是____________________________________
(3)裝置D中加入的試劑是________，作用是___________________________________
(4)實驗時，裝置C中應觀察到的現象是_______________________________________
【課后作業】
1、下列溶液或用品中：
①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤Ba(NO3)2溶液；⑥品紅溶液；⑦濕潤的藍色石蕊試紙。不能區別SO2和CO2氣體的是(　　)
A．①⑦ B．①⑤⑦
C．②③④⑤⑥ D．①⑤
2、能夠用于鑒別二氧化硫和二氧化碳的溶液是(　　)
A．澄清石灰水 B．品紅溶液
C．紫色石蕊溶液 D．氯化鋇溶液
3、下列溶液不能鑒別二氧化硫和二氧化碳氣體的是(　　)
A．酸性高錳酸鉀溶液 B．品紅溶液
C．氫硫酸溶液 D．氫氧化鋇溶液
4、為了除去混入二氧化碳中的二氧化硫和氧氣，下列試劑的使用順序正確的是(　　)
①飽和Na2CO3溶液；②飽和NaHCO3溶液；③濃硫酸；④灼熱的銅網；⑤堿石灰
A．①③④ B．②③④
C．②①③ D．③④⑤
5、為了除去二氧化碳氣體中的二氧化硫氣體，下列儀器和藥品組合合理的是(　　)
儀器：①洗氣瓶，②干燥管；藥品：③固態生石灰，④蘇打溶液，⑤小蘇打溶液。
A．①⑤ B．②⑤ C．①③ D．①④
6、檢驗CO2中是否混有SO2氣體，可采用的方法是(　　)
A．先通過NaOH溶液，再通過品紅溶液，若品紅溶液褪色，則說明混有SO2氣體
B．通過澄清石灰水，若變渾濁，則說明混有SO2氣體
C．先通過NaOH溶液，再通過澄清石灰水，若變渾濁，則說明有SO2氣體
D．通過酸性KMnO4溶液，若溶液褪色，則說明混有SO2氣體
7、CO2氣體中含有少量SO2，欲得到純凈、干燥的CO2，通過如圖所示的洗氣瓶，①②兩瓶中所裝的試劑應該是(　　)
A．①NaOH溶液；②濃硫酸 B．①濃硫酸；②NaOH溶液
C．①飽和NaHCO3；②濃硫酸 D．①濃硫酸；②Na2CO3溶液
8、將足量的甲和乙組成的混合氣體通入丙溶液中，一定能產生沉淀的是(　　)
選項 甲 乙 丙
A Cl2 SO2 氯化鋇溶液
B HCl CO2 石灰水
C CO2 SO2 石灰水
D CO2 Cl2 氯化鈣溶液
9、如圖所示是一套檢驗氣體性質的實驗裝置。向裝置中緩慢通入氣體X，若關閉活塞，則品紅溶液無變化而澄清的石灰水變渾濁；若打開活塞，則品紅溶液褪色。據此判斷氣體X和洗氣瓶內溶液Y分別可能為(　　)
① ② ③ ④
X SO2 H2S CO2 Cl2
Y 飽和的NaHCO3溶液 濃硫酸 Na2SO3溶液 Na2CO3溶液
A．①④ B．①②
C．②③ D．③④
10、現有混有少量SO2雜質的CO2氣體，請選用適當的實驗裝置，收集純凈干燥的CO2氣體。
(1)要達到實驗目的，按氣流從左到右，各接口連接順序正確的是________
A．dcabh　　 B．efabg C．feabg
(2)本實驗除去SO2的原理是利用SO2的________
A．氧化性 B．漂白性 C．還原性 D．酸性
(3)SO2與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式是______________________
11、某無色氣體A中可能含有H2S、SO2、CO2、HCl氣體中的一種或幾種
(1)將此氣體通入氯水后溶液變得無色透明(已知H2S＋Cl2===S＋2HCl　2H2S＋SO2===3S＋2H2O)
(2)將得到的溶液分為兩份：
①其中一份取出少量在試管中加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，出現白色沉淀
②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液，也得到白色沉淀
請回答：
(1)氣體A中肯定含有的氣體是________
(2)氣體A中肯定不存在的氣體是________，理由是____________________________________
(3)氣體A中可能存在的氣體是________________________________________
【SO2和CO2性質的比較與鑒別】答案
【對點訓練1】
1、D。解析：SO2與澄清石灰水反應生成白色沉淀CaSO3，A正確；SO2與BaO反應，生成BaSO3，B正確；SO2與水反應生成H2SO3，C正確；SO2具有還原性，Na2O2具有強氧化性，因此SO2和Na2O2發生氧化還原反應生成Na2SO4，D錯誤。
2、A。解析：二氧化硫有毒，二氧化碳無毒，A項錯誤；二氧化硫和二氧化碳均能與澄清石灰水反應產生白色沉淀，B項正確；二氧化硫具有漂白性，但是不能漂白石蕊溶液，C項正確；二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，氯氣溶于水生成的次氯酸具有漂白性，也能使品紅溶液褪色，D項正確。
【對點訓練2】
1、C。解析：SO2和CO2都是酸性氣體，都能使澄清石灰水變渾濁，但SO2氣體具有漂白性、還原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空氣變紅棕色的氣體生成，且⑤中還有白色沉淀生成，只有①不能鑒別二者。
2、D。解析：二氧化硫能使品紅溶液褪色，二氧化碳不能使品紅溶液褪色，品紅溶液可檢驗二氧化硫，而不能檢驗二氧化碳的存在； 二氧化硫和二氧化碳都能與氫氧化鈉溶液、澄清石灰水反應；二氧化硫被酸性高錳酸鉀溶液吸收后，再通過澄清石灰水，若有白色沉淀，說明一定含有二氧化碳。
【對點訓練3】
1、猜想3：氣體為CO2和SO2的混合氣體
(1)B　(2)驗證混合氣體中是否含有SO2
(3)驗證混合氣體中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合氣體
解析：回憶學過的能使澄清石灰水先變渾濁，又變澄清的氣體，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①氣體為CO2；②氣體為SO2；③氣體為CO2和SO2的混合氣體。要驗證氣體的成分，必須先驗證SO2是否存在，并除盡，再驗證CO2氣體的存在，因為SO2的存在對CO2的驗證有干擾。
2、(1)品紅溶液　檢驗SO2　
(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并檢驗SO2是否除盡　
(3)澄清石灰水　檢驗CO2　
(4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺(寫褪色不正確)
解析：檢驗SO2用品紅溶液，吸收SO2用酸性KMnO4溶液，檢驗CO2用澄清石灰水；在檢驗CO2之前，必須除盡SO2，因為SO2也能使澄清石灰水變渾濁。裝置C的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡，所以酸性KMnO4溶液顏色變淺，但不能褪成無色，若褪成無色則不能證明二氧化硫已除盡。
【課后作業】
1、A。解析：SO2和CO2都屬于酸性氧化物，與澄清石灰水反應分別生成CaSO3和CaCO3白色沉淀，兩者均能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，所以①⑦不能用來區別SO2和CO2。SO2具有氧化性，能將H2S氧化生成單質硫(有淡黃色沉淀生成)；SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色)，能和Ba(NO3)2溶液反應生成BaSO4沉淀；SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，而CO2沒有這些性質。所以可以用②③④⑤⑥來區分SO2和CO2，A正確。
2、B。解析：二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁，二氧化硫、二氧化碳與水反應的產物都能使紫色石蕊溶液變紅，二氧化硫、二氧化碳都不與氯化鋇溶液反應，選項A、C、D錯誤。
3、D。解析：二氧化硫和二氧化碳都能與氫氧化鋇溶液反應生成白色沉淀，繼續通入二氧化硫或二氧化碳，白色沉淀溶解，氫氧化鋇溶液不能鑒別二氧化硫和二氧化碳。
4、B。解析：因為亞硫酸酸性較碳酸強，故飽和碳酸氫鈉溶液可以除去SO2，加熱時Cu與O2生成CuO，故灼熱銅網用于除O2，濃硫酸與CO2不反應，可除水蒸氣。
5、A。解析：洗氣瓶盛放液態試劑，干燥管盛放固態試劑；二氧化硫既能與碳酸氫鈉溶液反應，又能與碳酸鈉溶液反應；二氧化碳只能與碳酸鈉溶液反應，不能與碳酸氫鈉溶液反應。
6、D。解析：SO2和CO2通過NaOH溶液均發生反應：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，再通過品紅溶液不能檢測到SO2，A錯誤；SO2和CO2通過澄清石灰水都會產生白色沉淀，B錯誤；SO2和CO2通過NaOH溶液都可能被吸收完全，也可能均過量，再通過澄清石灰水，若變渾濁，也不能確定混有SO2，C錯誤；SO2具有還原性，通過酸性KMnO4溶液，溶液褪色，則說明混有SO2氣體，因為CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色，D正確。
7、C。解析：CO2和SO2都是酸性氧化物，通過NaOH溶液，全部被吸收，無法得到CO2，A、B錯誤；亞硫酸的酸性強于碳酸，SO2與飽和NaHCO3溶液反應生成CO2，然后利用濃硫酸的吸水性干燥CO2，C正確；碳酸鈉與CO2反應：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，會吸收CO2，D錯誤。
8、A。解析：在溶液中Cl2可將SO2氧化為SO，進而與BaCl2反應生成硫酸鋇沉淀，將足量的甲和乙組成的混合氣體通入丙溶液中，一定能產生沉淀，A符合題意；若HCl過量，則沒有沉淀，B不符合題意；足量的CO2和SO2組成的混合氣體通入丙溶液中，若CO2、SO2過量，則沒有沉淀，C不符合題意；足量CO2和Cl2通入丙溶液中無沉淀生成，D不符合題意。
9、A。解析：SO2、氯水均具有漂白性，且均與NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反應生成CO2，A項正確。
10、(1)B　
(2)C
(3)5SO2＋2MnO4－＋2H2O===5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
解析：根據題中所給裝置，應將混有少量SO2雜質的CO2氣體通過酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后用濃硫酸干燥，最后用向上排空氣法收集干燥的二氧化碳。
(1)要達到實驗目的，按氣流從左到右，各接口連接順序正確的是efabg，選B。
(2)本實驗除去SO2的原理是利用SO2的還原性。
(3)SO2與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式是5SO2＋2MnO4－＋2H2O===5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
11、(1)SO2　
(2)H2S　H2S與SO2不共存、H2S能被Cl2氧化成S，使溶液變渾濁　
(3)CO2、HCl
解析：氯水為黃綠色，將氣體A通入氯水中得無色透明溶液，說明氣體中一定有SO2，因為SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4；一定無H2S，因為2H2S＋SO2===3S＋2H2O，SO2和H2S不共存；向溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液產生白色沉淀，進一步證明有SO2氣體；另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液產生白色沉淀，不能說明一定有HCl，因為氯水中存在Cl－，且SO2與Cl2、H2O反應也生成了HCl。
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