高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题4 硫与环境保护第一单元 含硫化合物的性质第2课时巩固练习

硫酸的工业制备　浓硫酸的性质

(建议用时：25分钟)

[合格过关练]

1．在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如图)，按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体含有(　　 )

A．仅SO2　　　 B．SO3、O2

C．SO2、O2   D．SO2、SO3

C　[A处流出的是已经过热交换器预热的原料气SO2和O2。]

2．在如下图所示的实验中，实验开始一段时间后，对观察到的现象叙述错误的是(　　 )

A．苹果块会干瘪

B．胆矾晶体表面“有白斑”

C．小试管内有晶体析出

D．pH试纸变红

D　[浓硫酸具有较强的吸水性、脱水性和强氧化性，因此将苹果块、胆矾晶体和饱和硝酸钾溶液在题中图示装置中放置一段时间后，浓硫酸会吸收它们中的水分，使苹果块萎缩，胆矾晶体变为白色的无水硫酸铜，饱和硝酸钾溶液中析出晶体。D项pH试纸在浓硫酸中先变红后变黑，因浓硫酸具有极强的氧化性和脱水性，能使pH试纸炭化变黑。]

3．下列气体既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是(　　 )

A．Cl2   B．CO

C．SO2   D．NH3

B　[浓硫酸具有吸水性，常用作气体的干燥剂，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)；碱石灰(氧化钙和氢氧化钠的混合物)是一种常用的碱性干燥剂，不能干燥酸性气体(如二氧化碳、二氧化硫、氯气等)。]

4．浓硫酸和2 mol·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是(　　 )

A．a升华、b冷凝   B．a挥发、b吸水

C．a蒸发、b潮解   D．a冷凝、b吸水

B　[本题考查学生对浓、稀硫酸在吸水与其中水分挥发的差异。在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2 mol·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。]

5．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

D　[上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离，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，要用NaOH溶液吸收处理，C项正确；反应液中H2SO4的浓度较高，不能向①中加水，应将①中溶液沿器壁慢慢加入水中，D项错误。]

6．工业上制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔。下面的装置是仿照工业上制备硫酸工艺的流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。

甲　　　乙　　　丙　　　 丁

请回答下列问题：

(1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿的反应方程式        。

(2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的                、                。

(3)从乙装置中出来的气体有                          。

(4)丙装置的作用为      ，丁中的现象为                。

(5)本实验设计还存在的较明显缺陷是                                                      

                                                。

[解析]　乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，由于该反应是一个可逆反应，故从乙装置中出来的气体中含有SO2、O2、SO3；丙装置相当于吸收塔，用浓硫酸吸收SO3；丁装置是用水吸收SO3，SO3溶于水会放出大量的热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本实验中缺少尾气吸收装置。

[答案]　(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　(2)接触室　吸收塔　(3)SO2、O2、SO3　(4)吸收SO3　有酸雾产生　(5)缺少尾气吸收装置

[素养培优练]

7．某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)

下列说法错误的是(　　)

A．反应后，试管Ⅰ中出现白色固体，将其放入水中，溶液显蓝色

B．试管Ⅱ中品红溶液逐渐褪色，对其加热溶液又恢复红色

C．试管Ⅳ中高锰酸钾褪色，体现了SO2的漂白性

D．试管Ⅴ可以改为装有碱石灰的干燥管

C　[铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜，二氧化硫和水，无水硫酸铜是白色的固体，加入水中，溶液呈蓝色，A正确； SO2使品红褪色因为SO2溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合，形成不稳定的无色化合物，加热后这种不稳定的无色物质分解，而恢复原来的红色，B正确；酸性高锰酸钾具有强氧化性，二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色是由于其具有还原性，C错误；氢氧化钠的作用是吸收多余的二氧化硫，可以改为装有碱石灰的干燥管，D正确。]

8．[素养题]将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯，滴入几滴水，搅拌均匀，然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑，片刻后，黑色物质急剧膨胀，同时产生大量刺激性气味的气体，放出大量的热。(如下图所示)

(1)固体变黑体现了浓硫酸的      性(填“吸水”、“脱水”或“强氧化”)。

(2)确定刺激性气味气体的成分。

① 将气体通入品红溶液后，溶液褪色，加热，颜色恢复。说明该气体中一定含有      。

② 将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，      (填“能”或 “不能”)证明气体中含有二氧化碳，其理由是                                  。

③ 刺激性气味气体产生的原因可用如下化学方程式表示，完成化学方程式：

C＋2H2SO4(浓)                              。

[解析]　(1)装置中使蔗糖变黑，是利用浓硫酸的脱水性把蔗糖中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1脱去，形成水。

(2)①有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液褪色，加热，颜色恢复，说明该气体中一定含有二氧化硫。

②二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀，溶液变浑浊，澄清石灰水变浑浊不能证明气体中含有二氧化碳。

③脱水过程中反应放热，所生产的碳和浓硫酸共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

[答案]　(1)脱水　(2)①SO2　②不能　 SO2也可使澄清的石灰水变浑浊　③CO2↑＋2SO2↑＋2H2O