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二氧化碳和二氧化硫比较

来源:未知作者:孙法军 点击:所属专题: 二氧化硫 二氧化碳
硫元素和碳元素在元素周期表中分别位于第三周期第IV A 族和第二周期第VI A 族。虽然它们是不同的周期和不同的主族,但两者氧化物(SO 2 、CO 2 )的性质却有着惊人地相似之处。现将SO 2 和CO 2 的性质归纳如下。 一、相似性 1.通常情况下,二氧化硫和二氧化碳都是无色气体。 2

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硫元素和碳元素在元素周期表中分别位于第三周期第IVA族和第二周期第VIA族。虽然它们是不同的周期和不同的主族,但两者氧化物(SO2、CO2)的性质却有着惊人地相似之处。现将SO2和CO2的性质归纳如下。

一、相似性

1.通常情况下,二氧化硫和二氧化碳都是无色气体。

2.二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,溶解于水均能形成不稳定的二元酸,分别是亚硫酸(H2SO3)和碳酸(H2CO3),SO2+H2O=H2SO3;CO2+H2O=H2CO3

二氧化硫和二氧化碳都具有酸性氧化物的通性,都能与Ca(OH)2溶液反应,少量时分别生成难溶于水的CaCO3和CaSO3;过量时分别生成易溶于水的Ca(HCO3)2和Ca(HSO3)2;所以不能用澄清石灰水鉴别它们。

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2

SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O;SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2

3.在实验室制取SO2和CO2气体时,都是用相对应的含氧酸盐与强酸反应。反应方程式:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;密度都比空气大,能溶于水,收集时都用向上排空气法,都不能用排水法。SO2和CO2都不与浓H2SO4反应,均可以用浓H2SO4干燥。

4.SO2和CO2都能与CaCl2、BaCl2溶液反应生成白色沉淀,所以不能用CaCl2、BaCl2溶液鉴别它们。

5.二氧化硫和二氧化碳都有一定的弱氧化性。SO2+2H2S=3S↓+2H2O;CO2+C=2CO;CO2+2Mg=2MgO+C

6.SO2和CO2二者对应的+4价含氧酸盐的溶解性。除钾、钠、铵盐都易溶于水,镁盐都微溶于水以外,其他盐都难溶于水或在溶液中不存在。

二、差异性

1.从结构上看,SO2是极性分子,而CO2是非极性分子。

2.SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,空气中SO2含量较高会形成酸雨,CO2是无色无味的气体,CO2排放量过多会产生温室效应。

3.SO2和CO2在水中的溶解性差别很大。在通常情况下,1体积水中能溶解40体积的SO2;1体积水中只能溶解1体积CO2

4.SO2容易液化,而CO2不能液化。

5.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2不具有漂白性。因此可利用这一特性鉴别SO2和CO2

6.SO2的水溶液酸性比CO2的水溶液酸性强。即H2SO3>H2CO3.

7.SO2有氧化性。在通常情况下SO2能和还原性强的H2S反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,而CO2不能与H2S反应。

8.SO2有还原性。

(1)SO2在一定条件下能和O2反应:2SO2+O2=2SO3,而CO2不与O2反应。

(2)SO2能和KMnO4(H)溶液反应:2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnsO4+2H2SO4,使酸性KMnO4溶液褪色,而CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色。实验室通常用酸性KMnO4溶液来鉴别SO2和CO2,或除去CO2中混有的SO2

(3)SO2能和溴水反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,使溴水褪色;CO2不能和溴水反应,也不能使溴水褪色。实验室通常用溴水来检验SO2的还原性,或用溴水鉴别SO2和CO2

(4)SO2能和H2O2反应:SO2+H2O2=H2SO4,而CO2不能和H2O2反应。

(5)SO2和Na2O2反应只生成盐:SO2+Na2O2=Na2SO4,而CO2和Na2O2反应除生成正盐以外还要放出O2:2CO2+2Na2O=2Na2CO3+O2↑。

(6)SO2能和FeCl3溶液反应:SO2+2FeCl3+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl,而CO2不能与FeCl3反应。

(7)SO2能和滴有氯水的BaCl2溶液反应产生白色的沉淀:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,而CO2不能发生类似反应。

(8)SO2能和用硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀:3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO↑,H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3,而CO2不能发生此类反应。

9.与某些盐的反应

(1)SO2可以和NaHCO3溶液反应:2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2↑+H2O;而CO2不与NaHCO3溶液反应。实验室通常用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的SO2

(2)SO2和漂白粉溶液反应不能生成次氯酸:Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=CaSO4+H2SO4+2HCl,而CO2和漂白粉溶液反应可以生成次氯酸:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。

三、SO2和CO2的相互鉴别

1.鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液,看能否使其褪色,有时还需要加热观察能否再复原。

2.鉴别CO2气体的常用方法是用澄清的石灰水,看能否使其变浑浊,足量时再变澄清。

适量:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

过量:CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2

3.当混有CO2时不会影响SO2的鉴别,当混有SO2时会干扰CO2的鉴别,应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。

4.除去CO2中的SO2常用的方法:是使混合气体先通过足量的溴水或酸性KMnO4溶液吸收SO2,再通过品红溶液检验SO2是否被除尽。

(责任编辑:化学自习室)
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