第5章　化工生产中的重要非金属元素 分层作业2　硫酸　硫酸根离子的检验--2025人教版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025人教版化学必修第二册
分层作业2　硫酸　硫酸根离子的检验
A 级　必备知识基础练
题组1.浓硫酸的性质及应用
1.(2024·河北承德高一期末)浓硫酸具有酸性,又具有三大特性(吸水性、脱水性、强氧化性),下列没有体现硫酸三大特性的是(　　)
A.工业上用铝槽车储存和运输浓硫酸
B.在实验室中用浓硫酸作干燥剂
C.实验室中用硫酸酸化高锰酸钾溶液
D.蔗糖中加入浓硫酸产生“黑面包”
2.(2024·山东青岛高一统考)下列有关浓硫酸性质的叙述错误的是(　　)
A.在反应NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑中,浓硫酸表现酸性
B.在反应HCOOHCO↑+H2O中,浓硫酸只表现脱水性
C.在反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中,浓硫酸只表现氧化性
D.浓硫酸具有吸水性,因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4
3.(2024·山东省实验中学高一期末)下列有关浓硫酸的说法正确的是(　　)
A.常温下,浓硫酸可用铝质容器储存,说明铝与浓硫酸不反应
B.浓硫酸中加入红热的炭块,产生的气体中有两种酸性氧化物
C.浓硫酸可用于Cl2、SO2、NH3的干燥,体现了浓硫酸的吸水性
D.分别向胆矾和滤纸表面滴加浓硫酸,胆矾变白,滤纸变黑,均体现浓硫酸的脱水性
4.(2024·安徽淮北实验高中高一期末)某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质,实验现象正确且能达到目的的是(　　)
A.点燃硫黄,产生刺激性气味气体,该气体可以漂白纸浆
B.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑色,说明浓硫酸具有强的吸水性
C.将浓硫酸滴到pH试纸上,试纸变红色,说明浓硫酸具有酸性
D.常温下,将Fe片加入浓硫酸中,反应剧烈,说明浓硫酸具有强的氧化性
5.(2024·河北邯郸六校联考)如图为某兴趣小组探究金属与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)。下列实验操作或叙述错误的是(　　)
A.为确定浓硫酸中生成的白色固体是否为硫酸铜,可向试管中注入水,振荡后观察现象可确定白色固体是否为硫酸铜
B.A溶液可以是NaOH溶液
C.反应一段时间后,紫色石蕊溶液变为红色
D.其他条件不变,用热铁丝代替热铜丝,品红溶液变化的实验现象相同
6.(2024·湖北武汉重点校联考)探究浓硫酸与蔗糖反应及产物性质的实验设计如图。反应开始时,打开开关A、B,关闭C;当反应停止后,关闭开关A,打开C,挤压气囊进行实验。下列说法错误的是(　　)
A.蔗糖中加水的目的是使浓硫酸遇水放热,加快反应速率
B.两颈烧瓶内蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性
C.品红溶液Ⅰ褪色,说明有SO2生成
D.酸性高锰酸钾溶液褪色,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
7.(2024·河南南阳高一期末)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量的浓硫酸反应。下列说法错误的是(　　)
A.上下移动①中铜丝可控制生成SO2的量
B.①中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
题组2.硫酸根离子的检验
8.已知稀硝酸具有强氧化性,下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
9.(2024·湖北A9高中联盟高一联考)为从粗食盐中除去Ca2+、Mg2+、S等离子,以制得精盐,某同学设计如下方案:
以下说法正确的是(　　)
A.A中只有Mg(OH)2和BaSO4,B中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2+、Ca2+
B.D中只有C、Cl-、Na+这3种离子,D中发生的反应只有2H++CH2O+CO2↑
C.将精盐水倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌,直至将滤液蒸干
D.蒸发结晶后,用预热过的坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却得到精盐
B 级　关键能力提升练
10.(2024·广东六校联盟联考)某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与蔗糖反应生成的气体成分。下列说法不正确的是(　　)
A.使浓硫酸与蔗糖反应发生的操作是将a中的Y形管向左倾斜
B.装置b中若出现白色沉淀,可能是BaSO4
C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有CO2
D.装置e中可以盛放KMnO4溶液,f的作用为防倒吸
11.(2024·山西平遥五校高一统考)化学反应中绚丽的颜色变化往往展现了化学的神奇,体现了化学之美。下列变化中的a、b、c、d可以是混合物。下列关于稀硫酸发生的反应及描述一定正确的是(　　)
A.变化①一定不属于氧化还原反应
B.变化②得到的白色沉淀一定是硫酸盐
C.物质c中一定不能含有铁红或磁性氧化铁
D.物质d可能是石蕊溶液
12.(2024·广东梅州高一期末)按图装置进行实验。将浓硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ中试管内有“黑面包”生成,说明浓硫酸体现了吸水性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,说明Ⅰ中浓硫酸还体现了强氧化性
C.Ⅲ中的溶液一段时间后才会变浑浊,说明SO2有氧化性
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色褪去变慢
13.(2024·湖南雅礼中学月考)某研究性小组探究不同金属和浓硫酸的反应,向三等份浓硫酸中分别加入大小相同的不同金属片,加热,用生成的气体进行下表实验操作并记录实验现象。
实验操作 实验① 实验② 实验③
金属为铜 金属为锌 金属为铝
点燃 不燃烧 燃烧 燃烧
通入酸性KMnO4溶液 褪色 褪色 褪色
通入CuSO4溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀
通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色
已知:H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4(CuS为黑色固体);H2S可燃。下列说法中不正确的是(　　)
A.实验①中,使酸性KMnO4溶液褪色的气体是SO2
B.实验③中,燃烧现象能证明生成气体中一定含有H2S
C.实验②中,生成的气体一定是混合气体
D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属的活动性顺序有关
14.(2024·四川遂宁部分重点校联考)下图为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物的实验装置图。下列说法正确的是(　　)
A.浓硫酸在反应中表现酸性和强氧化性
B.若按①→③→②顺序连接,可检验所有气体产物
C.若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,同样可以达到实验目的
D.实验中a、b、c溶液均褪色且反应后b溶液的酸性减弱
15.(2024·河南郑州四十七中高一期末)用如图所示装置进行下列实验,将①中溶液滴入②中,预测的现象与实验结论相符的是(　　)
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4· 5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性,发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
16.(2024·浙江宁波鄞州中学阶段考)将一定量的锌放入200 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸中加热,充分反应后锌完全溶解,同时生成气体X 44.8 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至0.8 L,测得溶液c(H+)=0.2 mol·L-1。下列判断错误的是(　　)
A.气体X为SO2和H2的混合物
B.反应中共转移4 mol电子
C.气体X中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共消耗65 g Zn
C 级　学科素养拔高练
17.(2024·北京海淀区高一期末)铸铁的主要成分为Fe和C,研究小组用下图所示实验探究铸铁与热的浓硫酸的反应(夹持和加热装置已略去)。
(1)同学们猜想A中生成的气体可能含有两种酸性氧化物SO2、CO2,他们依据的反应为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、 　　　　　　　　。
(2)检测到反应后A中所得溶液中含有Fe3+,实验方案是取少量待测溶液,将其加入适量水中稀释, 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验现象证明A中确实有SO2、CO2生成。
①U形管a侧棉花的紫红色褪去,证明有　　　　生成。
②证明有CO2生成的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　、澄清石灰水中生成白色浑浊物。
(4)下列试剂中,也可用于该实验中检验SO2的是　　　　(填字母)。
a.Na2S溶液 b.品红溶液
c.KI溶液 d.紫色石蕊溶液
(5)取上述反应生成的0.56 L(标准状况下)混合气体通入足量H2O2溶液中,发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
反应完全后,向溶液中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀,分离、干燥后得到固体4.66 g。混合气体中SO2的体积分数为　　　　　　　　　　。
答案：
1.C　解析 常温下,铝在浓硫酸中发生钝化,表面生成致密氧化膜保护内层铝,防止被腐蚀,故常用铝槽车储存和运输浓硫酸,体现浓硫酸的强氧化性,A正确;在实验室中利用浓硫酸作干燥剂,利用了其吸水性,B正确;实验室用硫酸酸化高锰酸钾溶液,未发生化学反应,没有体现浓硫酸的三大特性,C错误;蔗糖中加入浓硫酸产生“黑面包”,蔗糖脱水炭化,生成的碳与浓硫酸反应生成CO2,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,D正确。
2.C　解析 浓硫酸与氯化钠中元素化合价无变化,浓硫酸只提供H+,表现为酸性,A正确;甲酸中的H和O能被浓硫酸以H2O的形式脱出,B正确;金属与浓硫酸的反应,浓硫酸既表现氧化性也表现酸性,C错误;CuSO4·5H2O中的水分子被浓硫酸夺取,表现为吸水性,D正确。
3.B　解析 常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,原因是在常温下,铝与浓硫酸发生钝化,在铝的表面生成致密氧化物薄膜,阻止了铝与浓硫酸的反应,A错误;浓硫酸中加入红热的炭块,发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生SO2和CO2两种酸性氧化物,B正确;NH3可以和浓硫酸反应,生成硫酸铵和水,浓硫酸不可用于NH3的干燥,C错误;向胆矾滴加浓硫酸,胆矾变白,原因是浓硫酸吸走了胆矾中的结晶水,体现了浓硫酸的吸水性,D错误。
4.A　解析 硫黄燃烧生成SO2,该气体具有漂白性,可以漂白纸浆,A正确;蔗糖中加入浓硫酸后变黑色,此时浓硫酸表现出脱水性,B错误;将浓硫酸滴到pH试纸上,浓硫酸可使pH试纸脱水炭化,试纸变成黑色,说明浓硫酸具有脱水性,C错误;常温下,铁遇浓硫酸钝化,产生致密的氧化物薄膜,阻止金属与酸的进一步反应,D错误。
5.A　解析 反应后的溶液还有大量没有反应的浓硫酸,不可以向试管中注入水,应将试管中的液体缓慢倒入盛有蒸馏水的试管中并不断振荡,A错误;A溶液是为了除去尾气SO2,NaOH溶液可以和SO2反应吸收没有反应完的SO2,B正确;SO2溶于水形成亚硫酸,通过紫色石蕊溶液时溶液变红,C正确;其他条件不变,用热铁丝和浓硫酸反应也是发生氧化还原反应生成SO2,故品红溶液变化的实验现象相同,D正确。
6.D　解析 蔗糖中加水的目的是使浓硫酸遇水放热,加快反应速率,A正确;两颈烧瓶内蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化,B正确;品红溶液Ⅰ褪色,说明有具有漂白性的气体SO2生成,C正确;不确定品红溶液Ⅱ是否褪色,SO2与澄清石灰水中的Ca(OH)2反应产生CaSO3沉淀,也能够使澄清石灰水变浑浊,因此不能根据澄清石灰水变浑浊,判断有CO2生成,D错误。
7.D　解析 当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往上移动铜丝,铜丝与浓硫酸不接触,反应停止,故上下移动①中铜丝可控制生成SO2的量,A正确;SO2是酸性氧化物,可与碱溶液反应生成盐和水,故可用NaOH溶液吸收多余的SO2,C正确;反应停止后,①中浓硫酸过量,有剩余,将水加入①中会造成试管中液体飞溅,发生危险,D错误。
8.C　解析 二氧化硫被硝酸氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀,A正确;亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根,沉淀也是硫酸钡,B正确;所得沉淀可能是氯化银,也可能是BaSO4,C错误;先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡,D正确。
9.D　解析 向粗食盐水中加入过量氢氧化钡溶液可以除去S、Mg2+和部分Ca2+,过滤后得到滤液,加入过量碳酸钠溶液,可以除去Ba2+、Ca2+,过滤后,向滤液中加入适量盐酸除去C、OH-。A中含有Mg(OH)2、BaSO4和Ca(OH)2,B中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Ba2+、Ca2+,A错误;D中含有的离子有C、Cl-、Na+、OH-,D中发生的反应有H++OH-H2O、2H++CH2O+CO2↑,B错误;将精盐水倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌,当蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热将滤液蒸干,C错误;蒸发结晶后,蒸发皿温度较高,应用预热过的坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却,从而得到精盐,D正确。
10.C　解析 葡萄糖为固体,浓硫酸和葡萄糖混合,将Y形管向左倾斜,浓硫酸倒入含少量水的葡萄糖中,A正确;CO2、SO2和氯化钡溶液均不反应,若装置b中出现白色沉淀,是SO2、O2和氯化钡反应生成的BaSO4,B正确;c中的品红溶液不能完全吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C错误;污染性尾气为SO2,可以用NaOH溶液或酸性KMnO4溶液吸收,球形干燥管的作用为防倒吸,D正确。
11.D　解析 变化①中若a是Cu(OH)2、CuO、Cu2(OH)2CO3,则反应为非氧化还原反应,若a是Cu2O或Cu和O2或Cu和H2O2等,则变化①属于氧化还原反应,A错误。与稀硫酸反应得到的白色沉淀可能是由S反应得到的,也可能是由H+反应得到的,若是S反应得到的,则白色沉淀是硫酸盐,若是H+反应得到的,则白色沉淀可以是Al(OH)3,B错误。稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色,若再加入还原剂铁单质就可以变成浅绿色,即c可以为铁红和铁的混合物或磁性氧化铁和铁的混合物,C错误。稀硫酸具有酸的通性,可使石蕊溶液变成红色,D正确。
12.A　解析 Ⅰ中试管内有“黑面包”生成,说明浓硫酸体现了脱水性,A错误;Ⅱ中品红溶液褪色,说明Ⅰ中生成二氧化硫气体,硫元素化合价降低,浓硫酸体现了强氧化性,B正确;Ⅲ中的溶液一段时间后才会变浑浊,说明生成硫单质,二氧化硫中硫元素化合价降低,说明SO2有氧化性,C正确;撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,D正确。
13.B　解析 铜与浓硫酸反应生成的气体,使酸性KMnO4溶液、品红溶液褪色,通入CuSO4溶液,无明显现象,推测气体是SO2,A正确;铝与浓硫酸反应产生的气体,通入CuSO4溶液,出现黑色沉淀,推测生成气体中一定含H2S,但仅据燃烧现象不能证明生成气体中含有H2S,还可能生成H2,B错误;Zn与浓硫酸反应生成气体,可燃烧但通入CuSO4溶液无明显现象,说明反应生成H2,据酸性KMnO4溶液和品红溶液褪色,说明生成SO2,故生成气体为混合气体,C正确;对比表中金属与浓硫酸反应产生气体对应现象,说明还原产物与金属活动性强弱有关,D正确。
14.C　解析 为检验浓硫酸和木炭反应所得气体产物,装置①用于检验水蒸气,组合装置②中,a装置用于检验二氧化硫,装置b除去二氧化硫,装置c检验二氧化硫是否除尽,装置③检验二氧化碳。在浓硫酸和木炭的反应中,+6价S只转化成二氧化硫,故浓硫酸在反应中只表现强氧化性,A错误;二氧化硫、二氧化碳均可以使澄清石灰水变浑浊,且气体通过水溶液,会带出水蒸气,若按①→③→②顺序连接,无法检验所有气体产物,B错误;若装置②只保留a、b,酸性高锰酸钾溶液足量,通过酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,可以判断二氧化硫除尽,同样可以达到实验目的,通过澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳,C正确;实验中a、b溶液均褪色,装置c检验二氧化硫是否除尽,c溶液不褪色,说明二氧化硫除尽,D错误。
15.D　解析 浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性,浓硫酸吸收浓盐酸中的水,且吸水时放热使溶液温度升高,导致浓盐酸挥发,硫酸和盐酸都是强酸,该实验体现浓盐酸的挥发性和浓硫酸的吸水性,A错误;常温下,浓硫酸和Cu不反应,没有明显现象,B错误;浓硫酸具有吸水性,能吸收五水硫酸铜中的结晶水,使五水硫酸铜变为无水硫酸铜,固体由蓝色变为白色,发生的是化学变化,C错误;浓硫酸能将蔗糖中的H、O元素以2∶1的形式脱去而体现脱水性,脱水时放出大量的热,浓硫酸将单质碳氧化成二氧化碳而体现强氧化性,同时还生成有刺激性气味的二氧化硫,D正确。
16.D　解析 原硫酸溶液中n(H+)=0.2 L×18.4 mol·L-1×2=7.36 mol,反应后的溶液中n(H+)=0.8 L×0.2 mol·L-1=0.16 mol,则参加反应的n(H+)=7.36 mol-0.16 mol=7.2 mol,根据反应Zn+4H++SZn2++SO2↑+2H2O,Zn+2H+Zn2++H2↑,标准状况下反应产生气体为n(X)==2 mol,设反应生成n(H2)=x,n(SO2)=y,列出关系式:,解得x=0.4 mol,y=1.6 mol。
气体X为SO2和H2的混合物,其体积比为V(SO2)∶V(H2)=n(SO2)∶n(H2)=1.6 mol∶0.4 mol=4∶1,A、C正确;生成0.4 mol H2转移电子0.8 mol,生成1.6 mol SO2转移电子3.2 mol,则共转移电子4 mol,B正确;反应中共消耗锌的质量为m(Zn)=2 mol×65 g·mol-1=130 g,D错误。
17.答案 (1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(2)滴加KSCN溶液,反应后溶液显红色
(3)①SO2　②U形管b侧棉花不褪色(或红色变浅)
(4)ab
(5)SO2+H2O2H2SO4　80%
解析 (1)铸铁的主要成分为Fe和C,浓硫酸具有强氧化性,加热条件下,Fe、C都可与浓硫酸发生反应,浓硫酸被还原生成SO2,C则被氧化生成CO2。
(2)利用KSCN溶液检验A中所得溶液中的Fe3+,滴加KSCN溶液后,溶液变成红色。
(3)①酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可被SO2还原为Mn2+而使溶液的紫红色褪去,故U形管a侧棉花的紫红色褪去,证明有SO2生成。
②利用澄清石灰水检验生成的CO2,但要利用酸性KMnO4溶液除去SO2,防止产生干扰,当U形管b侧棉花不褪色(或颜色变浅),且澄清石灰水变浑浊,证明反应生成了CO2。
(4)SO2具有弱氧化性,可将Na2S氧化生成S,溶液出现淡黄色浑浊,可用Na2S溶液检验SO2,a正确;SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,b正确;SO2与KI溶液不发生反应,不能检验SO2,c错误;CO2、SO2都能使紫色石蕊溶液变红,不能检验SO2,d错误。
(5)混合气体中含有SO2、CO2,通入足量H2O2溶液中,SO2与H2O2溶液发生氧化还原反应:SO2+H2O2H2SO4。反应完全后,向溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀BaSO4,据S元素守恒可得关系式:SO2~H2SO4~BaSO4↓,则有n(SO2)=n(BaSO4)==0.02 mol,故标准状况下混合气体中SO2的体积分数为×100%=80%。
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