必修一人教版第二册第五章实验活动二不同价态含硫物质的转化(实验报告)

实验目的

1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。

2.应用氧化还原反应的原理实现不同价态含硫物质的转化。

实验仪器

试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。

实验药品

浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、硫化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、亚硫酸溶液、品红溶液。

实验步骤

1.硫化钠转化为单质硫

(1)向盛有1mL硫化钠溶液的试管中，边振荡边滴加亚硫酸溶液，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。

(2)向盛有1mL硫化钠溶液的试管中，边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。

(3)上述两个实验中，都要用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，其原因是吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。

2.浓硫酸转化为二氧化硫

(1)实验装置及操作如图所示

(2)试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出，溶液变蓝色，铜片溶解，试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。

(3)浓硫酸与铜反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

3.硫转化为硫化亚铁

(1)实验装置及操作如图所示。

(2)观察到的现象是混合物继续保持红热，最后生成黑色固体。

(3)反应的化学方程式为Fe＋SFeS。

问题讨论

1.在上述实验中，哪些需要加入还原剂才能实现含硫物质中硫元素的价态转化？

提示　浓硫酸转化为二氧化硫，硫转化为硫化亚铁。

2.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时，可能发生哪些反应？

提示　①S＋O2SO2　②Fe＋SFeS　③3Fe＋2O2Fe3O4。

3.如何设计实验实现“不同价态含硫物质的转化”？

提示　先根据要实现的转化关系，找出转化前后的含硫物质，确定选用的氧化剂或还原剂。同时要注意实验的科学性、可行性、安全性和绿色化。

1.常温下，将铁粉和硫粉混合，不发生反应。某课外活动小组将铁粉和硫粉按物质的量之比为1∶1混合均匀，并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中，加热片刻，反应开始，然后撤去酒精灯，发现反应仍能剧烈进行，并使生成的固体呈红热状态。试回答：

(1)上述现象说明了____________________________________________________________。

(2)将生成的黑色固体置于稀硫酸中，有气体放出，写出发生反应的离子方程式：______。

(3)已知硫化氢是一种剧毒、有刺激性气味的气体，试说明实验室制取硫化氢时应采用的一条安全措施：____________________________________________________________________。

答案　(1)Fe与S的反应是放热反应

(2)FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑

(3)在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH溶液(或CuSO4溶液)的洗气瓶

解析　(1)撤去酒精灯，反应仍能继续，说明该反应是放热反应。(2)FeS与H2SO4发生复分解反应。(3)应将多余的H2S吸收，以免中毒和污染空气。

2.某兴趣小组利用下列实验装置探究二氧化硫的性质。

根据要求回答下列问题：

(1)装置A中反应的化学方程式为_________________________________________________。

(2)利用装置C可以证明二氧化硫具有漂白性，C中盛放的溶液是________；若要证明其漂白作用是可逆的，还需要的操作是_________________________________________________。

(3)通过观察D中现象，即可证明二氧化硫具有氧化性，D中盛放的溶液可以是________(填字母)。

a.氯化钠溶液    b.酸性高锰酸钾溶液

c.氯化铁溶液    d.硫化钠溶液

(4)研究小组发现B中有白色沉淀生成，若往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解，沉淀物的化学式是________。

答案　(1)H2SO4(浓)＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O

(2)品红溶液　取少量褪色后的溶液于试管中加热

(3)d

(4)BaSO4

解析　(1)装置A中发生反应的化学方程式为H2SO4(浓)＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)二氧化硫能使品红溶液褪色，品红溶液可以证明SO2具有漂白性，C中盛放的是品红溶液；若要证明其漂白作用是可逆的，还需要的操作是取少量褪色后的溶液于试管中加热，加热后溶液恢复红色，说明二氧化硫的漂白作用是可逆的。(3)Na2S溶液与二氧化硫反应生成淡黄色硫沉淀，反应中二氧化硫表现氧化性，通过观察D中现象，即可证明SO2具有氧化性，D中盛放的溶液可以是Na2S溶液。(4)硫酸钡不溶于盐酸，沉淀物的化学式是BaSO4。