非金属氧化物二氧化硫与二氧化碳,两者间存在着诸多共性与差异。
在常态下,它们都是无色气体,具备水溶性。其中,二氧化硫的溶解度相对更高。二氧化硫带有毒性并具有刺激性气味,而二氧化碳则是无毒且无味的。
一、制备方法
(1) 反应原理:
实验室中,我们可以通过亚硫酸钠固体与浓硫酸的反应来制备二氧化硫气体。而二氧化碳气体则是由大理石或石灰石与稀盐酸反应得到的。
(2) 实验装置与收集方法:
这两种气体都是通过固体与液体的反应来制备的,因此都不需要额外加热。它们都可以使用“固体+液体→气体”的发生装置。
由于两者都能溶于水,所以不适合使用排水法进行收集。由于它们的密度都大于空气,因此都可以通过瓶口向上的排空气法进行收集。
值得注意的是,由于二氧化硫有毒,因此必须配备尾气处理装置,通常使用NaOH溶液来吸收多余的二氧化硫,以防止其污染环境。而二氧化碳因无毒则无需此处理。
由于二氧化硫在NaOH溶液中极易溶解,还需要考虑防倒吸的问题。
对于二氧化硫的检验,因其具有漂白性,常使用品红溶液,溶液会出现褪色现象。而二氧化碳则通常用澄清石灰水进行检验。
值得注意的是,尽管二氧化硫也可能使澄清石灰水变浑浊,但由于其溶解度较大,实际检验中往往不会产生浑浊现象,因此仍可用澄清石灰水来检验二氧化碳。
二、鉴别与除杂
二氧化硫与二氧化碳在化学性质上同样存在相似与差异。
它们都是酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水。而且它们对应的酸——亚硫酸和碳酸——都是二元弱酸,具有不稳定性并容易分解。
两者都表现出微弱的氧化性。具体来说,二氧化硫具有强还原性和漂白性,而这些都是二氧化碳所不具备的。
对于两者的鉴别:
二氧化硫能使品红溶液褪色,而二氧化碳则不能。利用二氧化硫的还原性,通入酸性高锰酸钾溶液或溴水中,能使溶液褪色的为二氧化硫。
若两种气体同时存在,应先检验并去除二氧化硫,然后再检验二氧化碳。
关于除杂:
可通过二氧化硫的还原性和亚硫酸的酸性比碳酸强来除去混合气体中的二氧化碳。
练习题:
关于烟雾中的气体检测,通过无水硫酸铜、澄清石灰水、红热氧化铜、碱石灰、品红溶液和足量酸性高锰酸钾溶液等试剂的组合使用,正确的检测顺序应为( )
答案:C