高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质精练

第五章　化工生产中的重要非金属元素

第1节　硫及其化合物

第2课时　硫酸

1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是(　　)

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

【答案】　C

【解析】　浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。

2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是(　　)

A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂

B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑

C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末

D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化

【答案】　B

【解析】　区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物质而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物质失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。

3．用下图所示实验装置(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

【答案】　D

【解析】　因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中上层溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。

4．下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　)

A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸

B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、CO

C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性

D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性

【答案】　C

【解析】　常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成CuSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。

5．在如下图所示的实验中，实验开始一段时间后，对看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

【答案】　D

【解析】　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。

6．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

【答案】　B

【解析】　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。

7．如图所示，小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液，与锥形瓶连通的U形管内盛有少量水(为便于观察，预先染成红色)。沿小试管内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸静置片刻，不可能观察到的现象是(　　)

A．小试管内液体分两层，上层蓝色，下层无色

B．U形管内左边液面下降，右边液面升高

C．有少量白色固体析出

D．有少量蓝色固体析出

【答案】　D

【解析】　浓H2SO4的密度大于饱和CuSO4溶液的密度，浓硫酸在下层呈无色；浓H2SO4具有强吸水性，导致CuSO4饱和溶液中水量减少，有胆矾晶体析出，同时胆矾中的水又被浓H2SO4吸收，所以看到有白色固体析出而不是蓝色固体。

8．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是(　　)

途径①：SH2SO4

途径②：SSO2SO3H2SO4

途径③：FeS2SO2SO3H2SO4

A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性

B．途径②③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本

C．由途径①②③分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－

D．途径②③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念

【答案】　C

【解析】　途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确；由途径①②分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－，而途径③转移7.5 mol e－，C项错误。

9．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式____________________________。

(2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________―→________―→________―→________(填装置的编号)。

(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，

B瓶溶液的作用是________________________________________________________，

C瓶溶液的作用是_____________________________________________________。

(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是_________________________________________________________。

(5)装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。

【答案】　(1)C＋2H2SO4(浓)CO2＋2SO2＋2H2O

(2)④　②　①　③

(3)验证SO2的存在　充分吸收SO2　验证SO2是否已被吸收完全

(4)无水硫酸铜　水　由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前

(5)澄清的石灰水　CO2

【解析】　C与浓硫酸发生反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析可知装置的连接顺序是④―→②―→①―→③。

10．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。

实验中某同学将a g铜片和12 mL 18 mol·L－1的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：

(1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________。

(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是____________________________________________。

实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)____________。

装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞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中现象是________________________________。

B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

(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是_____________________________。

足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。

A．Fe         B．BaCl2溶液

C．Ag         D．Na2CO3溶液

(4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是____________。

【答案】　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(2)品红溶液褪色　用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口　试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升　D

(3)随着H2SO4的消耗，浓H2SO4浓度逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应　AD

(4)氧气　2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O

【解析】　(1)Cu与浓H2SO4反应需加热。(2)SO2能使品红溶液褪色，为防止环境污染，可用的简单方法是用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，则SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。关闭K装置内气体压强增大，B广口瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升。B中的液体应不能与SO2反应，而且要防止SO2的溶解。A项，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3；B项，KMnO4氧化SO2；C项，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；D项，SO2难溶于饱和NaHSO3溶液。应选D。(3)浓H2SO4浓度降低，变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应。检验余酸实质是检验H＋的存在。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，Fe和Na2CO3溶液能证明H＋的存在；BaCl2溶液不能证明H2SO4剩余，因为产物CuSO4也能电离出SO；Ag与H＋不反应，不能证明H＋的存在。故选AD。(4)根据题目要求气体单质应为强氧化剂，且仅生成CuSO4溶液，该氧化剂为O2。