2019届一轮复习人教版过氧化物及形式多样的硫的含氧酸盐学案

2019届一轮复习人教版过氧化物及形式多样的硫的含氧酸盐学案

增分点1　过氧化物 ‎ [知识查补]‎ ‎1．过氧化氢 ‎(1)结构 化学式：H2O2‎ 电子式：‎ 结构式：H—O—O—H，H、O原子个数比为1∶1，H2O2是既含极性键，又含非极性键的共价化合物。‎ ‎(2)化学性质 ‎①不稳定性：2H2O22H2O＋O2↑。‎ ‎②还原性：遇强氧化剂时，显还原性，如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。‎ ‎③氧化性：遇较强还原剂时，显氧化性，如H2O2＋2HI===I2＋2H2O。‎ 拓展　(1)在MnO2或FeCl3催化下，H2O2分解加快，常用于实验室制O2。‎ ‎(2)H2O2中O的化合价为－1，处于氧元素的中间价态，因而既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。‎ ‎(3)H2O2常用于杀菌消毒、漂白，是H2O2的氧化性所致。‎ ‎(4)H2O2体现氧化性时，被还原为无污染的H2O，因而常用于除去还原性的杂质离子。‎ ‎2．金属过氧化物 ‎(1)金属过氧化物都是强氧化剂，过氧化钠、过氧化钾可以和水反应，生成相应的氢氧化物和氧气，另外还存在带结晶水的金属过氧化物。如：过氧化钡、过氧化钙。‎ ‎(2)过氧化物和稀酸反应生成过氧化氢。‎ BaO2＋H2SO4===H2O2＋BaSO4‎ 过氧化钠与空气中的二氧化碳作用放出氧气：‎ ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。‎ ‎(3)制备：‎ ‎①活泼金属(如钠、钾)在氧气中燃烧。(注：金属锂是活泼金属，但在氧气中燃烧只生成氧化锂。)‎ ‎②将活泼金属(如钾)溶解在液氨中，通入氧气。‎ ‎③氧化物和氧气反应：氧化钠在氧气中加热生成过氧化钠，氧化钡在氧气中加压加热得到过氧化钡。‎ ‎[增分题例]‎ ‎【例1】　双氧水(H2O2)是一种极弱电解质，也是一种“绿色氧化剂”。为了贮存、运输的方便，工业上将其转化为固态过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，该物质具有Na2CO3与H2O2的双重性质。请回答下列问题：‎ ‎(1)写出H2O2的电子式：________，并写出它与SO2反应的化学方程式__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(2)若把H2O2看成二元弱酸，写出它在水中第一步电离的方程式_________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(3)下列物质不会使过碳酸钠失效的是________。‎ A．MnO2 B．NaHCO3‎ C．H2S D．CH3COOH ‎(4)稀H2SO4不与Cu反应，但在稀H2SO4中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目：______________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　(1)H2O2具有氧化性，能将SO2氧化成H2SO4，反应的化学方程式为H2O2＋SO2===H2SO4。‎ ‎(2)H2O2是二元弱酸，其一级电离方程式为H2O2H＋＋HO。‎ ‎(3)因过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2双重性质，加入MnO2能使H2O2分解，A错误；H2S具有还原性，能被H2O2氧化，C错误；CH3COOH的酸性强于H2CO3，加入CH3COOH能与过碳酸钠反应放出CO2，D错误。‎ ‎(4)Cu与稀H2SO4、H2O2反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，反应中Cu作还原剂，H2O2作氧化剂，1 mol H2O2反应转移2 mol电子。‎ 答案　(1) 　H2O2＋SO2===H2SO4‎ ‎(2)H2O2H＋＋HO　(3)B ‎(4) ＋H2SO4===CuSO4＋2H2O ‎【例2】　(上海高考)过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：‎ ‎①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2；‎ ‎②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀；‎ ‎③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2·8H2O，再脱水干燥得到CaO2。‎ 完成下列填空 ‎(1)第①步反应的化学方程式为___________________________________。‎ 第②步反应的化学方程式为_____________________________________。‎ ‎(2)可循环使用的物质是________。工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为__________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是_______________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)CaO2·8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是__________________________________________________________。‎ ‎(5)已知CaO2在‎350 ℃‎迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。‎ 若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL(已换算成标准状况)，则产品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。‎ 过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有________。‎ 解析　(5)已知CaO2在‎350 ℃‎迅速分解生成CaO和O2。反应的方程式是2CaO22CaO＋O2↑。根据方程式可知，每有2 mol CaO2发生反应，会产生1 mol O2，在标准状况下体积是‎22.4 L。现在产生标准状况下的氧气体积是V mL，则氧气的物质的量是n(O2)＝V×10－‎3 L/‎22.4 L/mol＝V/22.4×10－3 mol；则反应的CaO2的物质的量是n(CaO2)＝2n(O2)＝V/11.2×10－3 mol，则产品中CaO2的质量分数为φ＝[n(CaO2)M÷m]×100%＝[V/11.2×10－3 mol×‎72 g/mol÷m]×100%＝%。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及物质质量不再发生改变时剩余固体的质量。‎ 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3·H2O　CaCl2＋H2O2＋8H2O＋2NH3===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl ‎(2)NH4Cl　Ca(OH)2价格低，H2O2价格高且易分解，Ca(OH)2溶液显碱性，就可以抑制CaO2·8H2O的溶解，从而提高产品的产率。H2O2是弱酸性，会促进CaO2·8H2O的溶解，对物质的制取不利。‎ ‎(3)取最后一次洗涤溶液，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净。‎ ‎(4)防止CO2与CaO2反应　抑制CaO2分解 ‎(5)%　加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量。‎ 增分点2　硫的含氧酸盐 ‎ [知识查补]‎ ‎1．硫的含氧酸 正酸系列：次硫酸H2SO2、亚硫酸H2SO3、硫酸H2SO4‎ 过酸系列：过硫酸H2SO5、过二硫酸H2S2O8‎ 焦酸系列：焦亚硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7‎ 硫代硫酸系列：硫代亚硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3‎ 连酸系列：连二亚硫酸H2S2O4、连多硫酸H2SxO6[x(2～6)]‎ ‎2．常见硫的含氧酸盐 ‎(1)硫代硫酸钠 硫代硫酸钠，又名大苏打、海波。它是常见的硫代硫酸盐，无色透明的单斜晶体。硫代硫酸钠易溶于水，遇强酸反应产生硫和二氧化硫。硫代硫酸钠为氰化物的解毒剂。其为无色、透明的结晶或结晶性细粒；无臭，味咸；在干燥空气中有风化性，在湿空气中有潮解性；水溶液显微弱的碱性。‎ ‎(2)连二亚硫酸钠 连二亚硫酸钠属于一级遇湿易燃物品，又名低亚硫酸钠。有含结晶水(Na2S2O4·2H2O)和不含结晶水(Na2S2O4)两种。前者为白色细粒结晶，后者为淡黄色粉末。相对密度2.3～2.4，赤热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂。暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸收潮气发热而变质，并能夺取空气中的氧结块并发出刺激性酸味。‎ 吸收空气中氧气的方程式：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或者Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。‎ ‎[增分题例]‎ ‎【例3】　(海南高考)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)b中反应的离子方程式为______________________________________‎ ‎_____________________________________________________________，‎ c中试剂为____________________________________________________。‎ ‎(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是___________________________________________________________。‎ ‎(3)d中的试剂为_______________________________________________。‎ ‎(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有___________________‎ ‎_________________________________________________(写出两条)。‎ ‎(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是______________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 解析　(2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是S。(3)d装置的作用是吸收反应中产生的CO2，故d中的试剂为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而 Na2S2O3遇酸会分解。‎ 答案　(1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O　硫化钠和碳酸钠混合溶液 ‎(2)硫(或S)　(3)NaOH溶液　(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)　(5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解 ‎【例4】　(福建高考)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 采用下图装置(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 Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。‎ ‎(4)证明NaHSO3溶液中HSO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 ‎_________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 解析　(1)装置Ⅰ中浓H2SO4与Na2SO3发生复分解反应制取SO2，其化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)装置Ⅱ中已有晶体析出，可通过过滤操作得到Na2S2O5晶体。(3)食盐水和浓H2SO4不能吸收SO2，故b、c错误；a项，瓶口封闭易造成实验事故，错误；d项，既能吸收SO2，又能防止发生倒吸，正确。(4)HSO电离显酸性，水解显碱性，要证明HSO的电离程度大于水解程度，则证明NaHSO3溶液显酸性即可，故可通过测定溶液的pH，或用蓝色石蕊试纸检测等方法。(5)Na2S2O5晶体被空气氧化的产物为Na2SO4，故可通过检验SO离子来检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，其具体方案为：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BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则说明Na2S2O5晶体已被氧化。‎ 答案　(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4(浓)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O)　(2)过滤　(3)d　(4)a、e　(5)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