第一节 硫及其化合物
课时2 硫酸 硫酸根离子的检验
(一)基础巩固
1.(2022·上海卷)下列关于硫酸工业的说法正确的是 ( )
A.在纯氧中煅烧黄铁矿
B.在高压条件下制SO3
C.用98.3%浓硫酸吸收SO3
D.用澄清石灰水吸收尾气
解析:制备硫酸工业中,在沸腾炉中通入空气煅烧黄铁矿制备二氧化硫,不需要纯净的氧气,故A项错误;硫酸工业中催化氧化SO2制备SO3,在常压条件下进行即可,该反应在常压下的转化率已经很大,加压虽然可以使转化率增大,但同时对设备要求提高,经济成本增大,故B项错误;工业上采用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可避免形成酸雾并提高吸收率,故C项正确;硫酸工业产生的尾气主要是SO2,工业上通常采用石灰乳进行吸收,澄清石灰水中Ca(OH)2浓度太低,不适合处理工业尾气,故D项错误。
答案:C
2.浓硫酸与下列物质作用时,只表现强氧化性的是 ( )
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材
C.红热木炭 D.氧化铝
答案:C
3.检验某溶液中是否含有S,常用的方法是 ( )
A.取样,滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
B.取样,滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
C.取样,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
D.取样,滴加稀硫酸,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
答案:C
4.(2024·广东江门高一期中)对下列实验现象的原因分析不正确的一项是 ( )
选项 实验现象 原因分析
A 浓硫酸遇湿润的蓝色石蕊试纸,先变红,后变黑 硫酸有酸性,使石蕊变红,浓硫酸有脱水性,使试纸炭化变黑
B 向一定浓度的CuSO4溶液中通入适量的H2S气体,出现黑色沉淀 H2S的酸性比H2SO4的强
C SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红 SO2与水反应生成H2SO3,使溶液呈酸性
D 向湿润的蔗糖固体中加入浓硫酸,固体迅速变黑,后体积急剧膨胀 在浓硫酸脱水作用下,蔗糖固体被炭化,C与浓硫酸反应生成了CO2、SO2
解析:硫酸有酸性,遇湿润的蓝色石蕊试纸变红,浓硫酸有脱水性,使试纸炭化变黑,A项正确;反应生成的黑色沉淀是CuS,不溶于硫酸,酸性为H2SO4>H2S,B项错误;将SO2通入紫色石蕊溶液中,SO2会与水反应生成H2SO3,H2SO3具有酸性,使紫色石蕊溶液变红,C项正确;向湿润的蔗糖固体中加入浓硫酸,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖炭化变黑,C与浓硫酸反应生成了CO2、SO2,体积急剧膨胀,D项正确。
答案:B
5.如图所示,小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL 浓硫酸,静置片刻后,U形细玻璃管中可观察到的液面现象是 ( )
A.左高右低 B.左低右高
C.左右一样高 D.来回振动
答案:B
6.(2022·广东汕头)某同学在实验室选用下列实验装置,验证浓硫酸与木炭反应的生成物。下列说法正确的是 ( )
A.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,当观察到装置Ⅲ溶液颜色变浅但不褪色,装置Ⅴ溶液变浑浊时,可证明反应产生了CO2
B.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅴ,此时装置Ⅲ两侧的品红溶液在实验设计中的目的和作用相同
C.反应过程中装置Ⅲ的酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的漂白性
D.浓硫酸与木炭的反应中,浓硫酸表现出酸性和强氧化性
解析:在加热时,浓硫酸与木炭反应生成CO2、SO2和H2O;先用无水CuSO4检验H2O,然后用品红溶液检验SO2,再用酸性KMnO4溶液除去SO2,可以用品红溶液来检验SO2是否除尽,最后用澄清石灰水检验CO2。A项,若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,当观察到装置Ⅲ溶液颜色变浅但不褪色,说明SO2气体已经除尽,排除了SO2的干扰,且由于CO2能够使澄清石灰水变浑浊,所以装置Ⅴ溶液变浑浊时,可证明反应产生了CO2,正确;B项,结合以上分析可知,装置Ⅲ前面的品红溶液是用来检验SO2气体的,装置Ⅲ后面的品红溶液是用来检验SO2气体是否除尽的,两者的作用不同,错误;C项,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能够把SO2氧化为S,Mn被还原为Mn2+,两者发生了氧化还原反应,体现了SO2的还原性,错误;D项,在加热时,浓硫酸与木炭发生反应生成CO2、SO2和H2O,只体现了浓硫酸的强氧化性,错误。
答案:A
7.(2024·广东高一期中)某科学小组为研究不同价态含硫物质的转化,设计了如图所示实验,请回答有关问题。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。该反应体现了浓硫酸的 。
(2)B处实验现象是 ,由此推测硫元素从+4价变为+6价。
(3)检验B处有S生成的方法是 。
(4)C处观察到蘸有Na2S溶液的棉花上出现黄色固体,可推测此反应过程中硫元素的价态变化分别是 。
(5)D装置的作用是 ,发生反应的离子方程式为 。
解析: (1)装置A中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,该反应中浓硫酸的部分硫元素化合价降低生成二氧化硫,部分硫元素化合价不变生成硫酸铜,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。(2)B处实验现象是蘸有酸性高锰酸钾溶液的棉花紫色褪去,高锰酸钾被还原,由此推测硫元素从+4价变为+6价。(3)检验B处有S生成的方法是取B处反应后的棉花于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明B处有S生成。(4)SO2中硫元素化合价为+4价,Na2S中硫元素化合价为-2价,C处观察到蘸有Na2S溶液的棉花上出现黄色固体S单质,S单质中硫元素化合价为0,可推测此反应过程中硫元素的价态变化分别是+4价降低为0价、-2价升高为0价。(5)二氧化硫有毒,氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,D装置的作用是吸收尾气,防止污染环境;发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O。
答案: (1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性和酸性
(2)蘸有酸性KMnO4溶液的棉花紫色褪去
(3)取B处反应后的棉花于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明B处有S生成
(4)+4价降低为0价、-2价升高为0价
(5)吸收尾气,防止污染环境 SO2+2OH-S+H2O
(二)拓展提高
8.实验室常用下图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验。下列有关实验现象的描述或试剂的选用错误的是 ( )
A.甲试管内溶液变为蓝色
B.乙试管中品红溶液红色褪去
C.棉花上的溶液可能为氢氧化钠溶液
D.棉花上的溶液可能为饱和碳酸钠溶液
解析:浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,因为浓硫酸具有吸水性,甲试管中生成的硫酸铜为白色固体,而不是蓝色溶液,A项错误;生成的二氧化硫有漂白性,使品红溶液褪色,B项正确;二氧化硫为酸性气体,可用碱性溶液(如氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等)吸收,C、D项正确。
答案:A
9.草木灰中富含钾盐,主要成分是碳酸钾。现从草木灰中提取钾盐,并用实验检验其中的S、C和Cl-。
(1)从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下:①称量样品,②溶解和沉淀,③,④,⑤冷却结晶。
(2)用托盘天平(指针向上的)称量样品时,若指针偏向右边,则表示 (填字母)。
A.左盘重,样品轻 B.左盘轻,砝码重
C.右盘重,砝码轻 D.右盘轻,样品重
(3)在进行②③④操作时都要用到玻璃棒,其作用分别是 ;
; 。
(4)将制得的少量晶体放入试管,加蒸馏水溶解并把溶液分成三份,分装在三支试管里。
①在第一支试管里加入稀盐酸,可观察到有 生成,证明溶液中有 。
②在第二支试管里加入足量稀盐酸后,再加入氯化钡溶液,可观察到有 生成,证明溶液中有 。
③在第三支试管里加入足量稀硝酸后,再加入硝酸银溶液,可观察到有 生成,证明溶液中有 。
解析: (1)草木灰中的钾盐可以溶于水形成溶液,利用过滤的方法可以获得钾盐的水溶液,将所得的水溶液蒸发结晶可以获得钾盐的固体。
(2)用托盘天平称量样品时,若指针偏向右边,则表示左盘轻,砝码重。
(3)在溶解固体时,使用玻璃棒可以搅拌,加快溶解;在过滤操作中,可以用玻璃棒引流;在蒸发操作中,用玻璃棒搅拌,使液体受热均匀,防止局部过热造成液滴飞溅。(4)①碳酸根离子能与盐酸反应生成二氧化碳,向溶液中加入稀盐酸后有气泡生成,发生反应的离子方程式为2H++CH2O+CO2↑。②向溶液中先滴加足量稀盐酸再加入氯化钡溶液,排除了其他离子的干扰,如果产生白色沉淀,就说明溶液中有硫酸根离子,涉及反应的离子方程式为2H++CH2O+CO2↑、S+Ba2+BaS↓。③向溶液中滴加足量稀硝酸后,排除了其他离子的干扰,再加入 AgNO3 溶液,产生白色沉淀,说明溶液中有氯离子,反应的离子方程式为Cl-+Ag+AgCl↓。
答案: (1)过滤 蒸发 (2)B
(3)搅拌,加快溶解 引流 搅拌,防止局部过热造成液滴飞溅
(4)①气泡 C ②白色沉淀 S ③白色沉淀 Cl-
(三)挑战创新
10.(2024·广东广州高一期中)某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图所示装置进行实验。实验中甲同学将a g Cu片和12 mL
18 mol·L-1浓硫酸放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。
请回答下列问题。
(1)写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式: 。
(2)装置D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是 。该实验装置有可能造成环境污染,试用最简单的方法解决: (实验用品自选)。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显现象后,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B装置中的现象是 。
(4)F中应放置的液体是 (填字母)。
A.饱和Na2SO3溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水
D.饱和NaHSO3溶液
解析: (1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)由于反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是品红溶液褪色;为防止环境污染,可用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口,发生反应SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。(3)当D处有明显现象后,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,B中压强增加,此时B装置中的现象是广口瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升。(4)F中应盛放饱和NaHSO3溶液,以减少SO2的溶解。
答案: (1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)品红溶液褪色 将浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口
(3)F中液面下降,长颈漏斗中液面上升
(4)D
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验
装置
实验
现象 试管a中铜丝表面 ;
试管b中的品红溶液逐渐变为 色;
冷却后,将试管a里的溶液慢慢倒入水中,溶液变
为 色
实验
结论 铜与浓硫酸在加热条件下发生反应,化学方程式
为 。
2
2门世2有
3厚
炸药
蓄电池
过磷过磷
酸钙
酸钙
9+0
化肥
酸洗
硫酸的用途
试剂
00p
000
农药
6
医药
干燥剂
铜丝
浸NaOH溶液
的棉团
浓硫酸
b
品红溶液
课堂建构
能与酸碱指示剂作
用，能与活泼金属
酸的
碱、碱性氧化物及
氢离子的性质
通性
某些盐反应
硫酸
吸水性
H2S04分子及：
浓硫酸
特性
脱水性
硫酸根离子的：
强氧化性
性质和检验
宏观辨识
微观探析
