第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
1.全部可用浓硫酸干燥的一组气体是( )
A.CH4、H2、CO、NH3 B.CO2、H2、SO2、Cl2
C.CO、CH4、HCl、HBr D.SO2、CO2、H2、H2S
2.实验室有两瓶硫酸,分别是浓硫酸和稀硫酸,但由于同学的粗心将标签弄混了。请你帮助该同学选择既简单又可靠的区分方法 ( )
A.与铜片反应
B.与石蕊溶液反应
C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D.加入锌片看是否有气体生成
3.下列有关浓H2SO4性质的叙述中,错误的是( )
A.浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖炭化
B.在反应HCOOHCO↑+H2O中,浓H2SO4表现脱水性
C.在反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中,浓H2SO4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
4.(2024·兰州高一期中)已知:稀硝酸可氧化SO2或S。实验室检验溶液中是否存在S,可选用的化学试剂依次为( )
A.KCl(溶液),HCl(溶液)
B.HCl(溶液),BaCl2(溶液)
C.HNO3(溶液),KNO3(溶液)
D.NaNO3(溶液),HNO3(溶液)
5.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是( )
A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl- B.①和③对比可说明氧化性:Br2>SO2
C.②中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl D.③中浓H2SO4被还原成SO2
6.(2024·通化高一月考)如图为黄铁矿(主要成分是FeS2)生产硫酸的简要流程。
回答下列问题:
(1)FeS2(二硫化亚铁)中硫元素的化合价是 。
(2)设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元素被 (填“氧化”或“还原”)。
(3)设备Ⅱ中,在催化剂和加热条件下,即使通入过量空气也不能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是 。
(4)设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
7.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为 。
C装置的作用 。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是 。
在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为 。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→ → → → →a→b→ 。
②能证明上述假设成立的实验现象是 。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处 。
8.实验室中有没贴标签的浓硫酸和稀硫酸,某同学提出的下列鉴别方法不正确的是( )
A.分别取10 mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状粘稠的是浓硫酸
C.把CuSO4·5H2O晶体投入溶液,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶体溶解的是稀硫酸
D.常温下将Al片分别投入溶液,反应快速放出气体的是浓硫酸,放出气体慢的是稀硫酸
9.把一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到 1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1。下列叙述不正确的是( )
A.气体Y是SO2和H2的混合物
B.气体Y中SO2和H2的体积之比为4∶1
C.反应中共消耗锌97.5 g
D.反应中共转移电子3 mol
10.(2024·鹤壁高一期中)化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是( )
A.打开A中分液漏斗的活塞,加入浓硫酸,充分反应后烧瓶内出现黑色膨化固体
B.品红溶液红色褪去,证明有SO2气体生成
C.检验A中产生的气体中含有水蒸气,应将E接在A和B之间
D.D中溶液变浑浊,即可证明反应产生了CO2
11.如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
(1)①中反应的化学方程式是 。
(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中SO2气流带出的硫酸。加热一段时间后,③中溶液依然澄清,④中溶液褪色。若要立即终止铜与硫酸的反应,恰当的方法是 。
a.上移铜丝,使其脱离硫酸
b.撤去酒精灯
c.拔去橡胶塞倒出硫酸
(3)反应停止后,待装置冷却,把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验:
项目 加入试剂 现象 分析与解释
第一份 加入 NaOH 溶液 有白色沉淀生成 沉淀为 (写化学式)
第二份 加入氯水 有白色沉淀生成 沉淀为 (写化学式)
(4)④中棉花团的作用是 (用离子方程式表示)。
(5)上述实验结束后,发现①中试管内有少量白色固体出现,冷却后将试管中的物质缓缓倒入水中,溶液呈蓝色。取少量蓝色溶液于试管中,滴加NaOH溶液至过量,出现的现象是 。
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
1.B 浓硫酸既具有酸性,又具有强氧化性。故不能用来干燥碱性气体(NH3)和强还原性气体(HBr、HI、H2S等),B项正确。
2.C Cu与稀硫酸不反应,与浓硫酸反应需要加热,A不符合题意;与石蕊溶液反应,溶液都变红色,现象不明显,B不符合题意;用玻璃棒各蘸少许涂在纸上,变黑的为浓硫酸,可鉴别,既简单又安全,C符合题意;加入锌片都生成气体,分别为SO2、H2,D不符合题意。
3.C C项中浓硫酸既表现氧化性又表现酸性。
4.B 检验 S 时要避免 S 的影响,就不要加入稀硝酸,因为稀硝酸能把S 氧化为S,从而干扰S 的检验;应先加入过量稀盐酸,以除去 S、C 的影响,同时,当加入稀盐酸时没有沉淀,可排除Cl-的影响。检验S可用BaCl2溶液。综上分析可知,检验某溶液中是否含有S的操作是:首先在试液中加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明有S,B项正确。
5.A A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②生成的白雾是氯化氢遇水蒸气形成的,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应③生成的是二氧化硫气体,是非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型的物质;C项,白雾说明氯化氢易挥发;D项,反应③生成的是二氧化硫气体,是非氧化还原反应。
6.(1)-1 (2)氧化 (3)2SO2+O22SO3
(4)SO3+H2OH2SO4
解析:黄铁矿被空气氧化生成Fe2O3和SO2,SO2和空气中O2在催化剂和加热条件下反应生成SO3,SO3和H2O反应生成H2SO4。(1)FeS2(二硫化亚铁)中铁为+2价,则硫元素的化合价是-1价。(2)设备Ⅰ发生的反应中铁元素化合价从+2价升高到+3价,铁元素被氧化。(3)SO2和O2反应生成SO3,化学方程式为2SO2+O22SO3。(4)设备Ⅲ是SO3被浓硫酸吸收生成H2SO4,即SO3和H2O反应生成H2SO4,反应的化学方程式为SO3+H2OH2SO4。
7.(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
(2)常温下,浓硫酸使Fe钝化 H2
①c d e f g ②E中固体由黑色变红色,H中固体由白色变蓝色 ③应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
解析:(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用吸收尾气,防止污染环境;防倒吸。(2)若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,实验的后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管。
8.D 浓硫酸的密度大,稀硫酸密度小,A项正确;浓硫酸为无色粘稠的油状液体而稀硫酸流动性好,B项正确;浓硫酸具有吸水性,C项正确;铝和浓硫酸在常温下钝化,不易放出气体,D项错误。
9.B 根据S元素守恒可得,根据得失电子守恒得:ZnZn2+,SSO2,2H+H2,此时生成1.5 mol气体,则转移3 mol电子,参与反应的n(Zn)=1.5 mol,m(Zn)=65 g·mol-1×1.5 mol=97.5 g,C、D项正确;n(SO2)=1.85 mol-0.05 mol-1.5 mol=0.3 mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,n(SO2)∶n(H2)=0.3∶1.2=1∶4,A项正确,B项错误。
10.D 浓硫酸有脱水性,向盛有蔗糖的烧瓶中加入浓硫酸,蔗糖脱水炭化并放出大量的热,浓硫酸具有强氧化性,与C反应生成H2O、CO2和SO2,使黑色固体膨化,A正确;反应体系中只有SO2可以使品红溶液褪色,B正确;因为B、C、D中盛放的都是水溶液,所以检验水蒸气时,应将E接在A和B之间,C正确;C中的酸性KMnO4溶液可以除去SO2,只有酸性KMnO4溶液不褪色,D中溶液变浑浊,才能证明反应产生了CO2,D错误。
11.(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)a (3)BaSO3 BaSO4 (4)SO2+2OH-S+H2O (5)开始无明显现象,后来有蓝色沉淀生成
解析:(1)在①中Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应产生硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)SO2气流带出的硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,对二氧化硫的性质检验造成干扰,可以用饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发出的硫酸,要立即终止铜与硫酸的反应,可以上移铜丝,使其脱离硫酸;撤去酒精灯,容易发生倒吸;拔去橡胶塞倒出硫酸,操作复杂,故合理选项是a。(3)二氧化硫为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,其化学式是BaSO3;二氧化硫具有还原性,在溶液中能够被氯气氧化生成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀,故该白色沉淀化学式为BaSO4。(4)棉花团浸有NaOH溶液,可吸收酸性氧化物二氧化硫,防止其污染空气,该反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O。(5)蓝色溶液中含有硫酸和硫酸铜,向其中加入氢氧化钠溶液后,氢氧化钠先与硫酸发生中和反应,然后再与硫酸铜反应,因此看到现象为开始没有明显现象,后来有蓝色沉淀生成。
4 / 4第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
课程 标准 1.了解硫酸的性质,特别是浓硫酸的物理性质和化学性质,能结合具体化学实验认识浓硫酸的性质。 2.了解硫酸根离子的检验方法
分点突破(一) 硫酸
1.硫酸的工业应用及制备
(1)硫酸的用途
①是重要的化工原料,可用于生产 、农药、炸药、染料和盐类等。
②用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做 等。
(2)硫酸的工业制备
①三种原料: 。
②三个阶段(写出下列阶段的化学方程式)
a.二氧化硫的制取和净化: 。
b.SO2氧化成SO3: 。
c.三氧化硫的吸收和硫酸的生成: 。
2.稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
3.浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,常用做 。
(2)脱水性
浓硫酸能将有机物中的 按水的组成比脱去。
【实验探究】 “黑面包”实验
实验现象:向蔗糖中加入浓硫酸,搅拌,可观察到蔗糖变 ,体积 ,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有 气味的气体。
(3)吸水性与脱水性的比较
4.浓硫酸的强氧化性
(1)浓硫酸与Cu反应
实验 操作
实验 现象 a试管中铜丝表面 ; b试管中的溶液 ; 冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中,
实验 结论 在反应中,浓硫酸体现
化学 方程式 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)浓硫酸与非金属(如C、S等)反应,如木炭与浓硫酸反应的化学方程式为 。
结论:浓硫酸具有很强的氧化性,能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
(3)浓硫酸强氧化性的体现
反应物 变化或反应 表现性质
活泼金属 铁、铝 常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧 化性
加热时,反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧 化性 和酸性
锌等其他活泼金属 与浓硫酸反应时,开始产生SO2,金属过量时产生H2
较不活泼金属(如:铜、银等) 金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O
碳、硫、磷等非金属 非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O 强氧 化性
还原性物质 能将还原性物质(如Fe2+、H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
提醒
(1)浓硫酸强氧化性的本质是H2SO4分子中,+6价硫显示强氧化性,得电子被还原为低价含硫物质,即使与较活泼的金属反应也不能产生H2,即氧化性:酸根部分>氢部分。
(2)稀硫酸氧化性是溶液中的H+显示氧化性,H+氧化性较弱,只与较活泼的金属反应,被还原生成H2,即氧化性:H+>S。
(3)铁、铝遇浓硫酸“钝化”不代表金属与酸不反应,而是在金属表面形成一层氧化物,阻止了反应的进一步发生。
5.几种常见的硫酸盐
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
存在 形式 自然界中的硫酸钙常以石膏( )的形式存在 自然界中 的硫酸钡 以重晶石 (BaSO4)的 形式存在 -
性质 及 变化 石膏被加热到150 ℃时,会失去所含大部分结晶水而变成熟石膏(2CaSO4·H2O) 既不溶于水也不溶于酸,且不容易被X射线透过 白色粉末,结合水会变成蓝色晶体,俗称 (CuSO4· 5H2O)
主要 用途 石膏被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带;在工业上,石膏还被用来调节水泥的硬化速率 医疗上作为“ ”,可作为白色颜料,可用于油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂 可检验酒精中是否含有少量水;和石灰乳混合制成农药—— 波尔多液
1.浓硫酸具有吸水性,常用作干燥剂,结合以下反应,说明浓硫酸不能干燥哪些物质?
(1)2NH3+H2SO4(NH4)2SO4
(2)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
2.足量的金属与浓H2SO4反应
(1)写出足量的Zn与浓H2SO4反应的化学方程式: 、
。
足量的Zn与浓H2SO4反应生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的量为多少?转移电子数为多少?
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反应?
1.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
2.某同学设想用如图所示的装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到实验目的的是( )
实验目的 实验装置
A 吸水性
B 脱水性
C 溶解放热
D 强氧化性
分点突破(二) S的检验
1.S检验的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
先 ,加入稀盐酸后 S与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的 ,离子方程式:S+Ba2+BaSO4↓
先 ,加入稀盐酸后
先 ,加入稀盐酸后 C与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3,可溶于稀盐酸,离子方程式:
2.检验S的实验流程
【交流讨论】
某亚硫酸钠试剂已部分被氧化。为确定它的纯度,要进行如下实验:①称取样品W1 g;②将样品溶解;③给溶液加入稍过量的盐酸酸化的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为W2 g。
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是 。
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是 。
(3)判断操作③是否完成的方法是 。
(4)判断沉淀是否洗净的方法是 。
(5)列式计算Na2SO3的纯度?
1.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀不溶解,则该溶液中( )
A.一定有S
B.可能有S或Ag+
C.一定无Ag+
D.可能有C
2.甲、乙两位同学各设计一个实验来检验S,且都认为自己的试样中含有S,其方案如下:
回答以下问题:
(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨,甲 (填“严谨”或“不严谨”,下同)、乙 ,并说明理由: 。
(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨,请你设计一个合理的实验方案: 。
浓硫酸强氧化性的实验探究(探究与创新)
【典例1】 用6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在试管中加热。
(1)写出反应的化学方程式: 。
(2)浓硫酸表现的性质是 。
(3)反应充分进行,生成的n(SO2) (填“>”“=”或“<”)0.09 mol,原因是 。
【典例2】 用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):A接G,H接C,D接 , 接C,D接B。
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ,
第二次使用的丙中 。
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是 。
(4)写出甲中反应的化学方程式 。
【规律方法】
1.浓硫酸在与锌、铜等金属反应时,浓硫酸表现强氧化性和酸性,但要注意浓硫酸随反应进行浓度变化带来的影响。
2.浓硫酸与碳、硫等非金属单质反应时只表现强氧化性。
【迁移应用】
1.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
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
2.某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。
Ⅰ.验证H2SO3的酸性比H2CO3强,甲同学设计如图装置。
(1)试剂X的作用是 。
(2)当观察到 ,
即证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
Ⅱ.研究铁与硫酸的反应。
已知:浓硫酸的沸点为338.2 ℃。
a.乙同学设计如下表所示的实验1、2:
实验 试剂 现象
1 螺旋状铁丝、稀硫酸 铁丝表面有大量气体产生
2 螺旋状铁丝、浓硫酸 铁丝表面迅速发黑(Fe3O4),有少量气体产生,反应很快停止
(3)实验1中,铁与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(4)实验2中的现象常被称为 。
b.丙同学设计如图所示装置的实验3:
加热试管A,温度保持在250~300 ℃,产生大量气体,B中品红溶液褪色,D处始终未检测到可燃性气体,实验结束后,检验到A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。
(5)A中产生的气体是 ;请设计实验方案检测装置A的溶液中含有Fe3+: (简要说明操作、试剂、现象和结论)。
(6)分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的因素有 。
1.(2024·南通高一月考)硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫酸的说法不正确的是( )
A.硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B.硫黄或黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C.工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行
D.反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸可用作干燥剂
B.浓硫酸能使胆矾变成白色无水硫酸铜,说明浓硫酸具有脱水性
C.浓硫酸只有强氧化性而无酸性
D.常温下,浓硫酸不与铁、铝反应,所以可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸
3.向5 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是( )
A.有0.09 mol的硫酸被还原
B.有0.045 mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
4.硫酸是三大工业用酸之一,在冶金、石油工业、制药、国防等方面都要用到硫酸。将适量的蔗糖放入烧杯中,加少量水拌匀,再加适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。试回答:
(1)加入少量水的原因是 。
(2)生成的黑色物质是 (写出化学式)。
(3)“体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体(SO2)”,写出对应的化学方程式: 。
(4)上述现象体现了浓硫酸的 (填序号)。
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
师生互动
1.(1)①化肥 ②干燥剂 (2)①硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸 ②a.4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2 b.2SO2+O22SO3 c.SO3+H2OH2SO4 3.(1)干燥剂 (2)氢和氧 黑 膨胀 刺激性 4.(1)变黑 有气泡冒出,逐渐变为无色 溶液呈蓝色 强氧化性和酸性 (2)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 5.CaSO4·2H2O 胆矾 钡餐
探究活动
1.提示:不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
2.(1)提示:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 根据反应方程式可知不管生成的是单一气体还是混合气体,生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的量均为1 mol;转移电子数为2NA。
(2)提示:不能。过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度后,浓硫酸变为稀硫酸,反应自动停止,H2SO4不能全部反应。
自主练习
1.B Cu与浓硫酸反应,生成硫酸铜,体现浓硫酸的酸性,同时浓硫酸得电子价态降低生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,A错误;二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,使品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部能产生白色的无水硫酸铜,D错误。
2.D 由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸气会不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧的,A项正确;滤纸片放入浓硫酸后,很快会因脱水而变黑,B项正确;浓硫酸滴到小试管内的水中,放出大量的热量,会使锥形瓶内压强增大,故U形管内液面会出现左低右高的现象,C项正确;因常温下铜片与浓硫酸不反应,所以无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,D项错误。
分点突破(二)
探究活动
生成白色沉淀 沉淀不溶解 生成白色沉淀 沉淀不溶解
白色沉淀 生成白色沉淀 沉淀溶解,且有气泡产生 C+Ba2+BaCO3↓,BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O
交流讨论
(1)提示:防止BaSO3沉淀的产生而引起误差
(2)提示:使试样中的S完全转化为BaSO4沉淀
(3)提示:将混合液静置,取上层清液少许,继续滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则操作③完成
(4)提示:取最后一次洗涤液少许,滴加AgNO3溶液,若无沉淀出现,则已洗净,反之则未洗净
(5)提示:n(Na2SO4)=n(BaSO4)= mol,m(Na2SO3)=W1 g-m(Na2SO4)=W1 g-×142 g,则Na2SO3纯度为×100%。
自主练习
1.B 该沉淀可能是BaSO4或AgCl,所以含有的离子可能是S或Ag+。
2.(1)不严谨 不严谨 甲没有排除Ag+的干扰,乙没有排除S的干扰
(2)向试样中先加过量的盐酸酸化,无沉淀产生,然后再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明含有S,若无沉淀生成,则说明不含S
解析:(2)检验S的正确实验操作是先向待检液中加入足量稀盐酸酸化,若无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,看是否有不溶于盐酸的白色沉淀产生,从而作出相应判断。
【关键能力·细培养】
【典例1】 提示:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)氧化性和酸性
(3)< 随着反应的进行,硫酸的浓度减小,稀硫酸不与Cu反应
【典例2】 提示:(1)F E (2)澄清石灰水变浑浊 品红不褪色 (3)除去气体中的SO2
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
迁移应用
1.D 本题考查铜和浓硫酸反应的实验,意在考查对化学实验原理的分析能力。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;待①中溶液冷却至室温,将此溶液慢慢倒入盛有少量水的试管中观察溶液呈蓝色,确认生成CuSO4,D项错误。
2.(1)检验SO2是否除尽
(2)品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
(3)Fe+2H+Fe2++H2↑
(4)钝化
(5)SO2 取少量溶液,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色则证明有Fe3+存在
(6)反应的温度、反应物的浓度、反应物用量等
解析:(1)验证H2SO3的酸性比H2CO3强,可将SO2通入NaHCO3溶液中,反应生成CO2,利用澄清石灰水检验CO2,检验CO2之前要排除SO2的干扰,可用酸性KMnO4溶液除去SO2,试剂X用于检验SO2是否除尽,则试剂X是品红溶液。(2)观察到试剂X(品红溶液)不褪色、澄清石灰水变浑浊,说明反应生成了CO2,即可证明H2SO3的酸性比H2CO3的强。(3)铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑。(4)实验2中铁丝表面迅速发黑,有少量气体产生,反应很快停止,说明铁在浓硫酸中发生了钝化。(5)铁丝与浓硫酸在加热时反应生成SO2,则A中产生的气体是SO2。检验装置A溶液中含有Fe3+,可滴加KSCN溶液,溶液变成红色,则证明有Fe3+存在。(6)分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的因素有反应的温度、反应物的浓度、反应物的用量等。
【教学效果·勤检测】
1.D 硫酸可用于生产化肥,如硫酸铵,生产农药,如制备硫酸铜来配制波尔多液,生产炸药,如制备TNT作催化剂,A项正确;硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生SO2,SO2和O2反应产生SO3,SO3溶于H2O得硫酸,因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫酸,B项正确;工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应在400~500 ℃、V2O5做催化剂的条件下进行,C项正确;SO3极易溶于水,溶于水易形成酸雾,因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,D项错误。
2.A 浓硫酸具有吸水性,可以作干燥剂,A正确;浓H2SO4使蓝色胆矾变成白色,说明蓝色胆矾失去了结晶水,体现了浓H2SO4的吸水性而不是脱水性,B错误;浓硫酸既有酸性又有氧化性,C错误;由于浓硫酸的氧化性很强,故常温下,浓硫酸能与铁和铝反应,在其表面形成一层致密的氧化膜,导致铝和铁在浓硫酸中会钝化,所以不可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸,D错误。
3.D 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应的进行,硫酸逐渐被消耗,其浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止,因此,硫酸不会完全参与反应。由题意知,n总(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)<0.09 mol;根据化学方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,则被还原的硫酸的物质的量小于0.045 mol,参加反应的铜的质量小于2.88 g。
4.(1)浓硫酸和少量水混合时会放出大量的热,加快反应速率
(2)C (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (4)②③④
解析:(1)加入少量水主要是利用水与浓硫酸混合放出大量的热,加快反应速率。(2)浓硫酸与蔗糖混合,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水,因此生成的黑色物质是C。(3)生成的碳和浓硫酸混合,在受热的条件下反应放出二氧化碳和二氧化硫气体,对应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(4)因浓硫酸具有吸水性,浓硫酸吸水稀释会放出大量的热,浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖脱水而变黑,生成的黑色物质是C,碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成水、二氧化碳和二氧化硫气体,其中二氧化硫具有刺激性气味,浓硫酸表现强氧化性,因此体现吸水性、脱水性、强氧化性,②③④正确。
8 / 8(共100张PPT)
第2课时
硫酸 硫酸根离子的检验
课
程 标
准 1.了解硫酸的性质,特别是浓硫酸的物理性质和化学性质,能结
合具体化学实验认识浓硫酸的性质。
2.了解硫酸根离子的检验方法
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 硫酸
1. 硫酸的工业应用及制备
(1)硫酸的用途
①是重要的化工原料,可用于生产 、农药、炸药、
染料和盐类等。
②用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、
做 等。
化肥
干燥剂
(2)硫酸的工业制备
①三种原料:
。
②三个阶段(写出下列阶段的化学方程式)
硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓
硫酸
a.二氧化硫的制取和净化:
。
b.SO2氧化成SO3: 。
c.三氧化硫的吸收和硫酸的生成: 。
4FeS2+11O2 2Fe2O3+
8SO2或S+O2 SO2
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O H2SO4
2. 稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
3. 浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,常用做
。
(2)脱水性
浓硫酸能将有机物中的 按水的组成比脱去。
干燥
剂
氢和氧
【实验探究】 “黑面包”实验
实验现象:向蔗糖中加入浓硫酸,搅拌,可观察到蔗糖变 ,体
积 ,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有 气味
的气体。
黑
膨胀
刺激性
(3)吸水性与脱水性的比较
4. 浓硫酸的强氧化性
(1)浓硫酸与Cu反应
实
验 操
作
实验 现象 a试管中铜丝表面 ;
b试管中的溶液 ;
冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中,
变黑
有气泡冒出,逐渐变为无色
溶液呈蓝色
实验结论 在反应中,浓硫酸体现
化学方程式
强氧化性和酸性
(2)浓硫酸与非金属(如C、S等)反应,如木炭与浓硫酸反应的
化学方程式为
。
结论:浓硫酸具有很强的氧化性,能氧化大多数金属单质和
部分非金属单质。
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+
2H2O
(3)浓硫酸强氧化性的体现
反应物 变化或反应 表现性质
活泼
金属 铁、铝 常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧化性
加热时,反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性
和酸性
锌等其他活泼金属 与浓硫酸反应时,开始产生
SO2,金属过量时产生H2 较不活泼金属(如:铜、银等) 金属+浓硫酸 高价态硫酸盐
+SO2↑+H2O 反应物 变化或反应 表现性质
碳、硫、磷等非金属 非金属单质+浓硫酸 高价态
氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O 强氧
化性
还原性物质 提醒
(1)浓硫酸强氧化性的本质是H2SO4分子中,+6价硫显示强氧化
性,得电子被还原为低价含硫物质,即使与较活泼的金属反应
也不能产生H2,即氧化性:酸根部分>氢部分。
(2)稀硫酸氧化性是溶液中的H+显示氧化性,H+氧化性较弱,只与
较活泼的金属反应,被还原生成H2,即氧化性:H+>S 。
(3)铁、铝遇浓硫酸“钝化”不代表金属与酸不反应,而是在金属
表面形成一层氧化物,阻止了反应的进一步发生。
5. 几种常见的硫酸盐
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
存在 形式 自然界中的硫酸钙常以石
膏( )
的形式存在 自然界中的硫酸
钡以重晶石
(BaSO4)的形
式存在 -
CaSO4·2H2O
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
性质 及 变化 石膏被加热到150 ℃时,
会失去所含大部分结晶水
而变成熟石膏
(2CaSO4·H2O) 既不溶于水也不溶于酸,且不容易被X射线透过 白色粉末,结
合水会变成蓝
色晶体,俗称
(CuSO4·5H2O)
胆矾
硫酸盐 硫酸钙 硫酸钡 硫酸铜
主要 用途 石膏被用来制作各种模型
和医疗用的石膏绷带;在
工业上,石膏还被用来调
节水泥的硬化速率 医疗上作为“
”,可作
为白色颜料,可
用于油漆、油
墨、造纸、塑
料、橡胶的原料
及填充剂 可检验酒精中
是否含有少量
水;和石灰乳
混合制成农
药——
波尔多液
钡餐
1. 浓硫酸具有吸水性,常用作干燥剂,结合以下反应,说明浓硫酸不
能干燥哪些物质?
(1)2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4
(2)H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O
提示:不可干燥的气体:碱性气体(如NH3)和某些还原性
气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、
SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
2. 足量的金属与浓H2SO4反应
(1)写出足量的Zn与浓H2SO4反应的化学方程
式: 、
。
足量的Zn与浓H2SO4反应生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的
量为多少?转移电子数为多少?
提示:Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O Zn+
H2SO4 ZnSO4+H2↑ 根据反应方程式可知不管生成的是
单一气体还是混合气体,生成1 mol气体时消耗的Zn的物质的
量均为1 mol;转移电子数为2NA。
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反
应?
提示:不能。过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,随着反应
的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度后,浓
硫酸变为稀硫酸,反应自动停止,H2SO4不能全部反应。
1. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉
花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A. Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B. a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C. b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D. 试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
解析: Cu与浓硫酸反应,生成硫酸铜,体现浓硫酸的酸性,同
时浓硫酸得电子价态降低生成二氧化硫,体现浓硫酸的氧化性,A
错误;二氧化硫具有漂白性,能漂白品红,使品红溶液褪色,二氧
化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪
色,C错误;浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部能
产生白色的无水硫酸铜,D错误。
2. 某同学设想用如图所示的装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能
达到实验目的的是( )
实验目的 实验装置
A 吸水性
B 脱水性
实验目的 实验装置
C 溶解放热
D 强氧化性
解析: 由于分子是在不断运动着的,故玻璃罩内空气中的水蒸
气会不断地被浓硫酸吸收,导致左侧烧杯中的水不断挥发,最后左
侧烧杯内的液体量明显少于右侧的,A项正确;滤纸片放入浓硫酸
后,很快会因脱水而变黑,B项正确;浓硫酸滴到小试管内的水
中,放出大量的热量,会使锥形瓶内压强增大,故U形管内液面会
出现左低右高的现象,C项正确;因常温下铜片与浓硫酸不反应,
所以无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性,D项错误。
实验操作 实验现象 实验结论
先 ,加入稀
盐酸后
先 ,加入稀
盐酸后 生成白色沉淀
沉淀不溶解
白
色沉淀
生成白色沉淀
沉淀不溶解
分点突破(二) S 的检验
1. S 检验的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
先
,加入稀盐酸
后
生成白色沉
淀
沉淀溶解,且
有气泡产生
C +Ba2+ BaCO3↓,
BaCO3+2H+ Ba2++CO2↑+
H2O
2. 检验S 的实验流程
【交流讨论】
某亚硫酸钠试剂已部分被氧化。为确定它的纯度,要进行如下实
验:①称取样品W1 g;②将样品溶解;③给溶液加入稍过量的盐酸酸
化的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为W2 g。
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是
。
提示:防止BaSO3沉淀的产生而引起误差
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是
。
提示:使试样中的S 完全转化为BaSO4沉淀
(3)判断操作③是否完成的方法是
。
提示:将混合液静置,取上层清液少许,继续滴加盐酸酸化的
BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则操作③完成
(4)判断沉淀是否洗净的方法是
。
提示:取最后一次洗涤液少许,滴加AgNO3溶液,若无沉淀出
现,则已洗净,反之则未洗净
(5)列式计算Na2SO3的纯度?
提示:n(Na2SO4)=n(BaSO4)= mol,m(Na2SO3)=
W1 g-m(Na2SO4)=W1 g- ×142 g,则Na2SO3纯度为
×100%。
1. 向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀
不溶解,则该溶液中( )
C. 一定无Ag+
解析: 该沉淀可能是BaSO4或AgCl,所以含有的离子可能是
S 或Ag+。
2. 甲、乙两位同学各设计一个实验来检验S ,且都认为自己的试
样中含有S ,其方案如下:
(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨,甲
(填“严谨”或“不严谨”,下同)、乙 ,并说
明理由: 。
不严
谨
不严谨
甲没有排除Ag+的干扰,乙没有排除S 的干扰
回答以下问题:
(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨,请你设计一个合理的实验
方案:
。
解析:检验S 的正确实验操作是先向待检液中加入
足量稀盐酸酸化,若无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,看是否
有不溶于盐酸的白色沉淀产生,从而作出相应判断。
向试样中先加过量的盐酸酸化,无沉淀产生,然后再
加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明含有S ,若
无沉淀生成,则说明不含S
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
浓硫酸强氧化性的实验探究(探究与创新)
【典例1】 用6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在试管中加热。
(1)写出反应的化学方程
式: 。
提示:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)浓硫酸表现的性质
是 。
提示:氧化性和酸性
(3)反应充分进行,生成的n(SO2) (填“>”“=”或
“<”)0.09 mol,原因是 。
提示:< 随着反应的进行,硫酸的浓度减小,稀硫酸不与Cu
反应
【典例2】 用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉
在加热条件下反应产生的各种产物。
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接
口字母):A接G,H接C,D
接 ,
接C,D接B。
提示:F E
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ,
第二次使用的丙
中 。
提示:澄清石灰水变浑浊 品红不褪色
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是
。
提示:除去气体中的SO2
(4)写出甲中反应的化学方程式
。
提示:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
1. 浓硫酸在与锌、铜等金属反应时,浓硫酸表现强氧化性和酸性,但
要注意浓硫酸随反应进行浓度变化带来的影响。
2. 浓硫酸与碳、硫等非金属单质反应时只表现强氧化性。
【规律方法】
【迁移应用】
1. 用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的
反应。下列实验不合理的是( )
A. 上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B. ②中选用品红溶液验证SO2的生成
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
解析: 本题考查铜和浓硫酸反应的实验,意在考查对化学实验
原理的分析能力。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的
大小,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶
液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;待
①中溶液冷却至室温,将此溶液慢慢倒入盛有少量水的试管中观察
溶液呈蓝色,确认生成CuSO4,D项错误。
2. 某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。
Ⅰ.验证H2SO3的酸性比H2CO3强,甲同学设计如图装置。
(1)试剂X的作用是 。
解析: 验证H2SO3的酸性比H2CO3强,可将SO2通入NaHCO3溶
液中,反应生成CO2,利用澄清石灰水检验CO2,检验CO2之前
要排除SO2的干扰,可用酸性KMnO4溶液除去SO2,试剂X用于
检验SO2是否除尽,则试剂X是品红溶液。
(2)当观察到 ,
即证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
检验SO2是否除尽
品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
Ⅱ.研究铁与硫酸的反应。
已知:浓硫酸的沸点为338.2 ℃。
a.乙同学设计如下表所示的实验1、2:
实验 试剂 现象
1 螺旋状铁丝、稀
硫酸 铁丝表面有大量气体产生
2 螺旋状铁丝、浓
硫酸 铁丝表面迅速发黑(Fe3O4),有少量气体
产生,反应很快停止
解析:观察到试剂X(品红溶液)不褪色、澄清石灰水变浑浊,说明
反应生成了CO2,即可证明H2SO3的酸性比H2CO3的强。
解析:铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,反应的离子方程式为Fe
+2H+ Fe2++H2↑。
Fe+2H+ Fe2+
+H2↑
(4)实验2中的现象常被称为 。
b.丙同学设计如图所示装置的实验3:
加热试管A,温度保持在250~300 ℃,产生大量气体,B中品红
溶液褪色,D处始终未检测到可燃性气体,实验结束后,检验到
A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。
钝化
解析:实验2中铁丝表面迅速发黑,有少量气体产生,反应很快
停止,说明铁在浓硫酸中发生了钝化。
(5)A中产生的气体是 ;请设计实验方案检测装置A的溶液中含
有Fe3+:
(简要说明操作、试剂、现象和结论)。
解析:铁丝与浓硫酸在加热时反应生成SO2,则A中产生的气体
是SO2。检验装置A溶液中含有Fe3+,可滴加KSCN溶液,溶液
变成红色,则证明有Fe3+存在。
SO2
取少量溶液,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色则证明
有Fe3+存在
(6)分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的因素有
。
解析:分析实验1、2、3可知,造成铁和硫酸反应产物多样性的
因素有反应的温度、反应物的浓度、反应物的用量等。
反应的温度、反应物的浓度、反应物用量等
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. (2024·南通高一月考)硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫
酸的说法不正确的是( )
A. 硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B. 硫黄或黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C. 工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在
的条件下进行
D. 反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
解析: 硫酸可用于生产化肥,如硫酸铵,生产农药,如制备硫
酸铜来配制波尔多液,生产炸药,如制备TNT作催化剂,A项正
确;硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生SO2,SO2和O2反应产生SO3,
SO3溶于H2O得硫酸,因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫
酸,B项正确;工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应在400~500
℃、V2O5做催化剂的条件下进行,C项正确;SO3极易溶于水,溶
于水易形成酸雾,因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,
D项错误。
2. 下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A. 浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸可用作干燥剂
B. 浓硫酸能使胆矾变成白色无水硫酸铜,说明浓硫酸具有脱水性
C. 浓硫酸只有强氧化性而无酸性
D. 常温下,浓硫酸不与铁、铝反应,所以可以用铁、铝制容器盛装
浓硫酸
解析: 浓硫酸具有吸水性,可以作干燥剂,A正确;浓H2SO4使
蓝色胆矾变成白色,说明蓝色胆矾失去了结晶水,体现了浓H2SO4
的吸水性而不是脱水性,B错误;浓硫酸既有酸性又有氧化性,C
错误;由于浓硫酸的氧化性很强,故常温下,浓硫酸能与铁和铝反
应,在其表面形成一层致密的氧化膜,导致铝和铁在浓硫酸中会钝
化,所以不可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸,D错误。
3. 向5 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下
列说法正确的是( )
A. 有0.09 mol的硫酸被还原
B. 有0.045 mol的硫酸被还原
C. 充分反应后体系无硫酸剩余
D. 消耗的铜的质量一定小于2.88 g
解析: 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生
反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应的进行,硫酸逐渐被消耗,其
浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止,因此,
硫酸不会完全参与反应。由题意知,n总(H2SO4)=0.005 L×18
mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)<
0.09 mol;根据化学方程式Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+
2H2O,则被还原的硫酸的物质的量小于0.045 mol,参加反应的铜
的质量小于2.88 g。
4. 硫酸是三大工业用酸之一,在冶金、石油工业、制药、国防等方面
都要用到硫酸。将适量的蔗糖放入烧杯中,加少量水拌匀,再加适
量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,
体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。试回答:
(1)加入少量水的原因是
。
解析:加入少量水主要是利用水与浓硫酸混合放出大量的
热,加快反应速率。
浓硫酸和少量水混合时会放出大量的
热,加快反应速率
(2)生成的黑色物质是 (写出化学式)。
解析:浓硫酸与蔗糖混合,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱
水,因此生成的黑色物质是C。
解析:生成的碳和浓硫酸混合,在受热的条件下反应放出二
氧化碳和二氧化硫气体,对应的化学方程式:C+2H2SO4
(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
C
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+
2H2O
(4)上述现象体现了浓硫酸的 (填序号)。
①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性
解析:因浓硫酸具有吸水性,浓硫酸吸水稀释会放出大量的
热,浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖脱水而变黑,生成的黑色
物质是C,碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成水、二氧化碳
和二氧化硫气体,其中二氧化硫具有刺激性气味,浓硫酸表
现强氧化性,因此体现吸水性、脱水性、强氧化性,②③④
正确。
②③④
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 全部可用浓硫酸干燥的一组气体是( )
A. CH4、H2、CO、NH3 B. CO2、H2、SO2、Cl2
C. CO、CH4、HCl、HBr D. SO2、CO2、H2、H2S
解析: 浓硫酸既具有酸性,又具有强氧化性。故不能用来干
燥碱性气体(NH3)和强还原性气体(HBr、HI、H2S等),B
项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2. 实验室有两瓶硫酸,分别是浓硫酸和稀硫酸,但由于同学的粗心将
标签弄混了。请你帮助该同学选择既简单又可靠的区分方法
( )
A. 与铜片反应
B. 与石蕊溶液反应
C. 用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D. 加入锌片看是否有气体生成
1
2
3
4
5
6
7
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解析: Cu与稀硫酸不反应,与浓硫酸反应需要加热,A不符合
题意;与石蕊溶液反应,溶液都变红色,现象不明显,B不符合题
意;用玻璃棒各蘸少许涂在纸上,变黑的为浓硫酸,可鉴别,既简
单又安全,C符合题意;加入锌片都生成气体,分别为SO2、H2,D
不符合题意。
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3. 下列有关浓H2SO4性质的叙述中,错误的是( )
A. 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖炭化
B. 在反应HCOOH CO↑+H2O中,浓H2SO4表现脱水性
D. 浓硫酸具有吸水性,因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4
解析: C项中浓硫酸既表现氧化性又表现酸性。
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4. (2024·兰州高一期中)已知:稀硝酸可氧化SO2或S 。实验室
检验溶液中是否存在S ,可选用的化学试剂依次为( )
A. KCl(溶液),HCl(溶液)
B. HCl(溶液),BaCl2(溶液)
C. HNO3(溶液),KNO3(溶液)
D. NaNO3(溶液),HNO3(溶液)
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解析: 检验 S 时要避免 S 的影响,就不要加入稀硝酸,
因为稀硝酸能把S 氧化为S ,从而干扰S 的检验;应先
加入过量稀盐酸,以除去 S 、C 的影响,同时,当加入稀
盐酸时没有沉淀,可排除Cl-的影响。检验S 可用BaCl2溶液。
综上分析可知,检验某溶液中是否含有S 的操作是:首先在试
液中加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证
明有S ,B项正确。
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5. 浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是
( )
A. 对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B. ①和③对比可说明氧化性:Br2>SO2
C. ②中试管口的白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
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解析: A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②生成
的白雾是氯化氢遇水蒸气形成的,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴
单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应③生成的是二氧化
硫气体,是非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型
的物质;C项,白雾说明氯化氢易挥发;D项,反应③生成的是二
氧化硫气体,是非氧化还原反应。
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6. (2024·通化高一月考)如图为黄铁矿(主要成分是FeS2)生产硫
酸的简要流程。
回答下列问题:
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(1)FeS2(二硫化亚铁)中硫元素的化合价是 。
解析:黄铁矿被空气氧化生成Fe2O3和SO2,SO2和空气中O2
在催化剂和加热条件下反应生成SO3,SO3和H2O反应生成
H2SO4。 FeS2(二硫化亚铁)中铁为+2价,则硫元素的化合
价是-1价。
(2)设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元
素被 (填“氧化”或“还原”)。
解析:设备Ⅰ发生的反应中铁元素化合价从+2价升高到+3
价,铁元素被氧化。
-1
氧化
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(3)设备Ⅱ中,在催化剂和加热条件下,即使通入过量空气也不
能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是
。
解析:SO2和O2反应生成SO3,化学方程式为2SO2+
O2 2SO3。
2SO2+
O2 2SO3
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(4)设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。
解析:设备Ⅲ是SO3被浓硫酸吸收生成H2SO4,即SO3和H2O反
应生成H2SO4,反应的化学方程式为SO3+H2O H2SO4。
SO3+H2O H2SO4
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7. 某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列
问题:
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(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为
。
C装置的作用 。
解析:浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成
CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用吸收尾气,防止污染环
境;防倒吸。
Cu
+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
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(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其
原因是 。
在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气
体冒出,该气体可能为 。验证该气体的实验方案如下:
常温下,浓硫酸使Fe钝化
H2
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①装置连接顺序:X→ → → → →a→b→ 。
②能证明上述假设成立的实验现象是
。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为
是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之
处 。
c
d
e
f
g
E中固体由黑色变红
色,H中固体由白色变蓝色
应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
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解析:若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明
显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件
下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,
实验的后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实
验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越
快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可
供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然
后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接
顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;
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②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时
H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可
证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱
石灰的球形干燥管。
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8. 实验室中有没贴标签的浓硫酸和稀硫酸,某同学提出的下列鉴别方
法不正确的是( )
A. 分别取10 mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸
B. 观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,油状粘稠的是浓硫酸
C. 把CuSO4·5H2O晶体投入溶液,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶
体溶解的是稀硫酸
D. 常温下将Al片分别投入溶液,反应快速放出气体的是浓硫酸,放
出气体慢的是稀硫酸
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解析: 浓硫酸的密度大,稀硫酸密度小,A项正确;浓硫酸为
无色粘稠的油状液体而稀硫酸流动性好,B项正确;浓硫酸具有吸
水性,C项正确;铝和浓硫酸在常温下钝化,不易放出气体,D项
错误。
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9. 把一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶
解,同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀
释到 1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1。下列叙述不正确的
是( )
A. 气体Y是SO2和H2的混合物
B. 气体Y中SO2和H2的体积之比为4∶1
C. 反应中共消耗锌97.5 g
D. 反应中共转移电子3 mol
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解析: 根据S元素守恒可得 ,根
据得失电子守恒得:Zn Zn2+,S SO2,2H
+ H2,此时生成1.5 mol气体,则转移3 mol电子,参与反
应的n(Zn)=1.5 mol,m(Zn)=65 g·mol-1×1.5 mol=97.5
g,C、D项正确;n(SO2)=1.85 mol-0.05 mol-1.5 mol=0.3
mol,n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,n(SO2)∶n
(H2)=0.3∶1.2=1∶4,A项正确,B项错误。
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10. (2024·鹤壁高一期中)化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做
浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是
( )
A. 打开A中分液漏斗的活塞,加入
浓硫酸,充分反应后烧瓶内出现
黑色膨化固体
B. 品红溶液红色褪去,证明有SO2气体生成
C. 检验A中产生的气体中含有水蒸气,应将E接在A和B之间
D. D中溶液变浑浊,即可证明反应产生了CO2
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解析: 浓硫酸有脱水性,向盛有蔗糖的烧瓶中加入浓硫酸,
蔗糖脱水炭化并放出大量的热,浓硫酸具有强氧化性,与C反应
生成H2O、CO2和SO2,使黑色固体膨化,A正确;反应体系中只
有SO2可以使品红溶液褪色,B正确;因为B、C、D中盛放的都是
水溶液,所以检验水蒸气时,应将E接在A和B之间,C正确;C中
的酸性KMnO4溶液可以除去SO2,只有酸性KMnO4溶液不褪色,
D中溶液变浑浊,才能证明反应产生了CO2,D错误。
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11. 如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
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(1)①中反应的化学方程式是
。
解析:在①中Cu与浓硫酸混合加热,发生氧化还原反应产
生硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式是Cu+
2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+
SO2↑+2H2O
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(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中SO2气流带出的硫
酸。加热一段时间后,③中溶液依然澄清,④中溶液褪色。
若要立即终止铜与硫酸的反应,恰当的方法是 。
a.上移铜丝,使其脱离硫酸
b.撤去酒精灯
c.拔去橡胶塞倒出硫酸
a
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解析:SO2气流带出的硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉
淀,对二氧化硫的性质检验造成干扰,可以用饱和亚硫酸氢
钠溶液除去挥发出的硫酸,要立即终止铜与硫酸的反应,可
以上移铜丝,使其脱离硫酸;撤去酒精灯,容易发生倒吸;
拔去橡胶塞倒出硫酸,操作复杂,故合理选项是a。
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(3)反应停止后,待装置冷却,把③取下后将其中溶液分成两份
做如下实验:
项目 加入试剂 现象 分析与解释
第一份 加入NaOH溶
液 有白色沉淀生
成 沉淀为 (写化学
式)
第二份 加入氯水 有白色沉淀生
成 沉淀为 (写化学
式)
BaSO3
BaSO4
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解析:二氧化硫为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成亚硫酸
钠溶液,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,其化学
式是BaSO3;二氧化硫具有还原性,在溶液中能够被氯气氧
化生成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀,故该
白色沉淀化学式为BaSO4。
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(4)④中棉花团的作用是 (用离
子方程式表示)。
解析:棉花团浸有NaOH溶液,可吸收酸性氧化物二氧化
硫,防止其污染空气,该反应的离子方程式为SO2+2OH-
S +H2O。
SO2+2OH- S +H2O
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(5)上述实验结束后,发现①中试管内有少量白色固体出现,冷
却后将试管中的物质缓缓倒入水中,溶液呈蓝色。取少量蓝
色溶液于试管中,滴加NaOH溶液至过量,出现的现象是
。
解析:蓝色溶液中含有硫酸和硫酸铜,向其中加入氢氧化钠
溶液后,氢氧化钠先与硫酸发生中和反应,然后再与硫酸铜
反应,因此看到现象为开始没有明显现象,后来有蓝色沉淀
生成。
开
始无明显现象,后来有蓝色沉淀生成
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感谢欣赏
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