鲁科版 (2019)必修 第一册微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题课时训练

第2课时　硫酸　酸雨及其防治

1.下列可用浓硫酸干燥的气体有(　　)

①H2　②SO2　③H2S　④Cl2　⑤NH3　⑥HCl　⑦CO2　⑧HBr　⑨CO

A.①②④⑥⑧⑨   B.①②④⑥⑦⑨

C.①②④⑥⑦⑧   D.全部

【答案】　B

【解析】　浓硫酸具有吸水性，常做气体的干燥剂，但不能干燥碱性气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、碘化氢、溴化氢等)。

2.某学生为了探究浓硫酸的性质，实验过程及现象如下：向含有少量水分的蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑，体积膨胀，变成多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。该同学在实验中未涉及的浓硫酸性质是(　　)

A.吸水性   B.脱水性

C.酸性   D.强氧化性

【答案】　C

【解析】　浓H2SO4与含有水分的蔗糖作用的过程中，首先表现出吸水性；放出的热量促使浓H2SO4将蔗糖脱水碳化，表现出脱水性；生成的炭又与浓H2SO4发生氧化还原反应产生CO2、SO2等气体，使体积迅速膨胀。可见整个过程中浓硫酸未表现酸性。

3.下列有关说法正确的是(　　)

A.浓硫酸具有吸水性，因而可使蔗糖碳化

B.浓硫酸使蓝色的硫酸铜晶体变白说明浓硫酸具有脱水性

C.浓硫酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性

D.浓硫酸是一种无色、黏稠、易挥发性酸

【答案】　C

【解析】　A选项，浓硫酸与蔗糖反应的实验中，浓硫酸可将蔗糖中的氢、氧元素按水的元素组成比脱去，使之碳化；B选项，浓硫酸使蓝色的硫酸铜晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；C选项，浓硫酸的氧化性体现在＋6价的硫元素上，其还原产物为SO2，浓硫酸能与大部分金属反应，并能与一些具有还原性的物质反应，而稀硫酸的氧化性体现在H＋上，其还原产物为H2，稀硫酸只与还原性强的金属发生氧化还原反应；D选项，浓硫酸沸点高，属于难挥发性酸。

4.下列关于浓硫酸的叙述不正确的是(　　)

A.浓硫酸能与金属、非金属单质反应，做氧化剂，被还原为二氧化硫

B.浓硫酸可将铜、汞等金属氧化，生成高价态金属的硫酸盐

C.浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸

D.浓硫酸具有强氧化性，加热时浓硫酸能将铁、铝钝化

【答案】　D

【解析】　浓硫酸具有强氧化性，加热时能与金属单质(如铜、汞等)、非金属单质(如碳、磷等)反应，浓硫酸做氧化剂，被还原为二氧化硫，金属单质被氧化为金属高价态的硫酸盐，非金属单质被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。常温下，浓硫酸能将铁、铝钝化。

5.如图是Cu与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸(浓度为18 mol·L－1)为50 mL。下列有关判断正确的是(　　)

A.装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2

B.装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中

C.品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体

D.充分反应后，被还原的H2SO4少于0.45 mol

【答案】　D

【解析】　装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误；装置C为集气瓶，收集SO2，B项错误；碱性棉球的作用是吸收SO2，防止其逸出，C项错误；由题意知，H2SO4为0.9 mol，根据反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O及条件“铜片足量”可知，当硫酸完全参与反应时，被还原的H2SO4的物质的量为0.45 mol，但在反应过程中，硫酸的浓度越来越小，而金属铜与稀硫酸不反应，故被还原的H2SO4少于0.45 mol，D项正确。

6.5 mL物质的量浓度为18 mol·L－1的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

【答案】　D

【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，硫酸逐渐消耗，其浓度也逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题n(H2SO4)＝0.005 L×18 mol·L－1＝0.09 mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)＜0.09 mol，被还原的硫酸小于0.045 mol，参加反应的铜小于2.88 g。

7.下列关于酸雨的认识错误的是(　　)

A.正常条件下，pH小于5.6的降雨属于酸雨

B.冰岛火山喷发产生的大量SO2可在局部区域形成酸雨

C.全球“低碳”行动能减少CO2排放量，进而降低酸雨的形成及危害

D.汽车尾气中含有氮氧化物，过量排放会造成酸雨

【答案】　C

【解析】　正常雨水中由于含有CO2而显酸性，只有pH小于5.6的降雨属于酸雨，A项正确；SO2是形成酸雨的一种物质，B项正确；CO2能引起温室效应，但不是引起酸雨的物质，C项错误；汽车尾气中的氮氧化物也能形成酸雨，D项正确。

8.酸雨形成的主要原因是(　　)

A.汽车排出大量尾气

B.自然界中硫化物分解

C.工业上大量燃烧含硫燃料

D.可燃冰燃烧

【答案】　C

【解析】　酸雨形成的主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料产生的二氧化硫气体排放到大气中；汽车排放的尾气主要成分是氮氧化物、一氧化碳等，氮氧化物可以发生反应生成硝酸，是形成酸雨的原因，但不是主要原因；自然界中硫化物分解的量较少，不是形成酸雨的主要原因；可燃冰是甲烷水合物，燃烧后生成二氧化碳而不是二氧化硫，不能形成酸雨。

9.酸雨对下列物质的腐蚀作用最小的是(　　)

A.汉白玉石雕   B.铜质雕塑

C.铝合金门窗   D.钢铁制品

【答案】　B

【解析】　酸雨中含较多的H＋，则：汉白玉石雕中含碳酸钙，与氢离子反应，腐蚀较重；铜质雕塑，与氢离子不反应，腐蚀很小；铝合金门窗中，Al与氢离子反应，腐蚀较重；钢铁制品中的铁与氢离子反应，腐蚀较重。

10.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是(　　)

A.推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染

B.实施绿化工程，防止扬尘污染

C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染

D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量

【答案】　D

【解析】　A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NOx含量的增加。

11.下列物质制备实验设计中，能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是(　　)

A.铜与浓硫酸共热制备硫酸铜

B.Cu(OH)2与稀硫酸反应制备硫酸铜

C.先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解制备硫酸铜

D.适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解制备硫酸铜

【答案】　D

【解析】　选项A，该法有环境污染物SO2生成；选项B，该法原料有Cu(OH)2，不经济；选项C，该法需要灼烧，耗能过多。

12.在实验探究课上，同学们积极思考，设计出如图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是(　　)

A.①②③④  B.仅①③④

C.仅①②④   D.仅②③④

【答案】　A

【解析】　①中暴露在空气中的浓硫酸因吸收空气中的水而放热，故可由温度变化来验证；②放置一段时间后，胆矾晶体表面会因失去结晶水而变白；③放置一段时间后，饱和硝酸钾溶液会因失去部分水而析出晶体；④放置一段时间后，因烧瓶中的浓硫酸吸收了烧瓶中的水蒸气而使烧瓶中的压强变小，故试管中的水会在导管中形成一段水柱。

13.如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。下列有关说法正确的是(　　)

A.使用此装置处理过的废气不会再对大气造成污染

B.该过程涉及的反应类型有化合反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应

C.整个过程的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2

D.可用澄清石灰水检验经过处理的废气是否达标

【答案】　C

【解析】　由题图可知，该废气处理的工作原理为碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与燃煤燃烧产生的二氧化硫结合生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙，涉及的化学反应有分解反应、化合反应和氧化还原反应。A项，使用此装置处理过的废气只能减少对环境的污染，错误；B项，该过程涉及的反应类型有化合反应、分解反应和氧化还原反应，没有置换反应，错误；C项，整个过程发生的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2，正确；D项，经过处理的废气含有二氧化碳，也可使澄清石灰水变浑浊，错误。

14.下表是部分城市某日空气质量日报：

(1)由上表可知，空气质量日报中涉及的污染物主要是________和可吸入颗粒物(PM10)。

(2)SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原因之一可简单表示如下：

请回答下列问题：

①酸雨的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)5.6。

②反应b的化学方程式为_______________________________________________________。

③在一段时间内连续不断测定溶液D的pH，发现pH变小，表示该变化的化学方程式是________________________________________________________________________。

④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

【答案】　(1)SO2、NO2

(2)①＜　②2SO2＋O22SO3  ③2H2SO3＋O2===2H2SO4  ④2OH－＋SO2===SO＋H2O

【解析】　(1)分析图表中的物质和数据可知涉及的污染物主要是SO2、NO2和可吸入颗粒物(PM10)。(2)①酸雨的pH＜5.6。②根据流程图，反应b是二氧化硫的催化氧化反应，反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3。③亚硫酸能够被空气中的氧气氧化生成硫酸，弱酸转化为强酸，pH变小。④用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，该反应的化学方程式为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，离子方程式为2OH－＋SO2===SO＋H2O。

15.实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。

(1)判断铜与浓硫酸反应有二氧化硫生成所依据的现象是___________________。

(2)甲装置中发生的主要反应的化学方程式是________________________________

________________________________________________________________________。

(3)装置乙中试管口放有一团浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的棉花，请写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_________________________________________。

(4)该反应中若有3.2 g铜参加反应，则被还原硫酸的物质的量为________。

(5)含有0.2 mol硫酸的浓硫酸，在加热时能否溶解6.4 g铜，结论和理由是__________________

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)乙中品红溶液褪色

(2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(3)2OH－＋SO2===SO＋H2O

(4)0.05 mol

(5)溶解铜的质量小于6.4 g，因为随反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸就不再与铜反应了

【解析】　(4)由Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，被还原硫酸的物质的量＝＝0.05 mol。(5)0.2 mol 硫酸完全反应时需铜的质量＝×64 g·mol－1＝6.4 g，反应中实际溶解铜的质量小于6.4 g，因为随着铜与浓硫酸反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸不再与铜反应，0.2 mol硫酸不能完全反应。

16.(2018·河北衡水二中期末)某厂漂白车间需 22.4 L(标准状况下)SO2，某化学小组经计算后，取65.0 g 锌粒与110 mL 98%的浓硫酸(含2 mol H2SO4)充分反应，锌全部溶解后，即将收集所得气体全部送至车间，不料经质检科检验后，发现产品存在严重的质量问题，气体随即被退回。

(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：____________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)该化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是______________(填化学式)，造成这种结果的主要原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)为了验证所制气体的成分，该化学小组设计了如图所示的实验装置。

①连接好仪器，开始实验前，必须进行的一个操作是______________________。

②A中加入的试剂是____________________________________________________，酸性KMnO4溶液的作用是_________________________________________________________。B中加入的试剂是______________，作用是_______________________________________

________________________________________________________________________。

③证明气体中混有某杂质气体的实验现象是：C中______________，D中______________。

【答案】　(1)Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O

(2)H2　随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，Zn与稀硫酸反应放出H2　(3)①检查装置的气密性　②品红溶液  除去SO2　浓硫酸　干燥H2　③黑色CuO变为红色　无水CuSO4变为蓝色

【解析】　(1)锌与浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O，据此写出反应方程式即可。(2)Zn与浓硫酸反应时放出SO2气体，随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，而Zn与稀硫酸反应则放出H2。(3)连接好仪器后，应先检查装置的气密性，若气密性良好，才能开始实验。根据分析可知，气体中主要有SO2和H2，所以A中可加入品红溶液，用来验证SO2，然后通过酸性KMnO4溶液，除去SO2；B中加入的浓硫酸是用来干燥H2的，H2先通过红热的CuO(C中)，再通过无水CuSO4(D中)，若C中黑色的CuO变为红色，D中无水CuSO4变为蓝色，则证明原混合气体中有H2。