人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物第二课时课后作业题

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学生自主学习
硫酸的性质
1．稀硫酸的化学性质
具有酸的通性，溶于水完全电离：eq \(□,\s\up3(01))H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
2．浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。
(2)脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去纸、棉布、木条等有机物中的eq \(□,\s\up3(05))氢、氧元素。
向蔗糖中加入浓硫酸时，观察到的现象有：
①蔗糖变eq \(□,\s\up3(06))黑；
②蔗糖体积eq \(□,\s\up3(07))膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭；
③放出有刺激性气味的气体。
(3)强氧化性
①与金属的反应：除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
与铜反应的实验探究
②与非金属的反应
浓硫酸与木炭的反应：eq \(□,\s\up3(13))2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
3．硫酸的用途
(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于金属加工前的酸洗除锈及制取各种挥发性酸，作干燥剂等。
硫酸盐、SOeq \\al(2－,4)的检验
1.eq \(\(□,\s\up3(01))CaSO4·2H2O,\s\d14(石膏)) eq \a\vs4\al(\(,\s\up15(150 ℃),\s\d15(H2O)))eq \(\(□,\s\up3(02))2CaSO4·H2O,\s\d14(熟石膏))
2.eq \(□,\s\up3(03))BaSO4在医疗上被用作“钡餐”，自然界中以eq \(□,\s\up3(04))重晶石(BaSO4)形式存在。
3．硫酸铜是白色粉末，结合水后会变成蓝色晶体，俗称eq \(□,\s\up3(05))胆矾，化学式为eq \(□,\s\up3(06))CuSO4·5H2O。
4．硫酸根离子的检验
试剂：eq \(□,\s\up3(07))稀盐酸、BaCl2溶液。
通常将溶液先用eq \(□,\s\up3(08))稀盐酸酸化，以eq \(□,\s\up3(09))排除COeq \\al(2－,3)等可能造成的干扰，然后加入eq \(□,\s\up3(10))BaCl2溶液来检验SOeq \\al(2－,4)的存在。
粗盐中SOeq \\al(2－,4)检验的流程如下
eq \x(\a\al(取少量,粗盐))eq \(――→,\s\up15(加水),\s\d15(溶解))eq \x(溶液A)eq \(――→,\s\up15(试剂①),\s\d15( ))eq \x(\a\al(无明显,现象))eq \(――→,\s\up15(试剂②))eq \x(\a\al(白色,沉淀B))
1．上述实验，利用SOeq \\al(2－,4)的什么性质？
提示：SOeq \\al(2－,4)能与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀。
2．实验中，试剂①、试剂②分别是什么？为什么加入试剂①？
提示：盐酸、BaCl2溶液。加盐酸可以排除COeq \\al(2－,3)等的干扰。
课堂互动探究
知识点一 浓硫酸的性质
1．浓硫酸吸水性、脱水性的区别
由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
2．浓硫酸的强氧化性
(1)本质
浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律
①常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸浓度变小后，生成的气体为H2。
②与较不活泼金属反应
金属＋浓硫酸eq \(――→,\s\up15(△))高价态硫酸盐＋SO2↑＋H2O
a．反应需要加热(否则不反应)；
b．浓硫酸的还原产物是SO2。
③与非金属反应
非金属单质＋浓硫酸eq \(――→,\s\up15(△))高价态氧化物＋SO2↑＋H2O
④与还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性，能将还原性物质(如H2S、HI、HBr)氧化。
1 向50 mL 18 ml·L－1的浓H2SO4中加入过量的铜片并加热。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量是( )
A．小于0.45 ml B．等于0.45 ml
C．在0.45～0.90 ml之间 D．大于0.45 ml
[批注点拨]
[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。随着反应的进行，浓硫酸变稀到一定程度时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算量小。由反应Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，硫酸被还原的理论值为n(H2SO4)＝eq \f(1,2)×18 ml·L－1×0.05 L＝0.45 ml，故实际被还原的H2SO4的物质的量必小于0.45 ml。
[答案] A
[练1] 将蔗糖放在小烧杯中，一边搅拌一边慢慢加入浓硫酸，可以看到蔗糖颜色逐渐变黑，体积不断膨胀，最终变成疏松多孔的海绵状固体，且伴有刺激性气味。上述过程中主要体现出浓硫酸( )
A．有强氧化性、酸性 B．有脱水性、酸性
C．有吸水性、脱水性 D．有脱水性、强氧化性
答案 D
解析 在此过程中，浓H2SO4先将蔗糖脱水，然后与C反应C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，故选D。
[练2] 下列物质的转化中，浓H2SO4既表现了氧化性，又表现了酸性的是( )
A．Cu―→CuSO4 B．C―→CO2
C．CuO―→CuSO4 D．Fe2O3―→Fe2(SO4)3
答案 A
解析 H2SO4中所含元素化合价降低，则H2SO4作氧化剂，表现氧化性；生成物中有硫酸盐生成，则可说明硫酸在反应中表现酸性，故选A。
规律方法
解有关浓硫酸的氧化性类型题的注意事项
一是理解题意，明确题目要求。如例1中求“被还原的H2SO4的物质的量”。二是硫酸的浓度对反应的影响。类似问题还有MnO2与浓盐酸在加热条件下产生氯气，而稀盐酸不与MnO2反应。因此，一切因浓度不同而产生不同产物(或不发生反应)的反应都会遇到上述问题，计算时要考虑反应的实际情况。
知识点二 硫酸盐、SOeq \\al(2－,4)的检验
除去粗盐中少量可溶性杂质
(1)除去粗盐中可溶性杂质的原理
(2)试剂加入的先后顺序
根据原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去过量的BaCl2，故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，故应最后加入，因此各试剂的加入顺序可以为：
①BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸；
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸；
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸。
[特别提醒] 除杂实验的关键是Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液后面加入，而稀盐酸是在过滤完后加入。概括为：钡碳先，碱随便，接过滤，后盐酸。
(3)除杂原则
2 为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按下列步骤操作：
eq \x(固体)eq \(――→,\s\up15(加水))eq \x(溶液)eq \(――→,\s\up15(加过量A))eq \(――→,\s\up15(加过量B),\s\d15(操作Ⅰ))eq \x(滤液)eq \(――→,\s\up15(加适量C))eq \(――→,\s\up15(加热煮沸))eq \x(KCl溶液)eq \(――→,\s\up15(操作Ⅱ))eq \x(KCl固体)
(1)写出三种试剂的化学式：
A________，B________，C________。
(2)根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是______________________；
②加入过量B的目的是______________________；
③加热煮沸的目的是__________________________。
(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。
[批注点拨]
[解析] 要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除SOeq \\al(2－,4)可用含Ba2＋的试剂，故先加入Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2＋可用K2CO3除去，过量Ba(OH)2中的OH－以及过量K2CO3中的COeq \\al(2－,3)，可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。
[答案] (1)Ba(OH)2 K2CO3 HCl
(2)①除尽Mg2＋和SOeq \\al(2－,4) ②除尽过量的Ba2＋ ③使HCl挥发
(3)过滤 蒸发
[练3] 为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列5项操作：①过滤；②加过量NaOH溶液；③加适量盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是( )
A．⑤②④③① B．④①②⑤③
C．②⑤④①③ D．①④②⑤③
答案 C
解析 Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)均可转化为不同的沉淀物质而除去。这里需要考虑两个问题，一是选用哪种试剂可使某离子沉淀最完全。如除去Mg2＋，可选COeq \\al(2－,3)，也可选OH－作沉淀剂，两者比较，选OH－较好。二是要保证杂质离子除尽，所加试剂应过量。在后续操作中还必须考虑除去前面操作中由于加入了过量试剂留下的杂质。如除去SOeq \\al(2－,4)带入的Ba2＋将和Ca2＋一起用Na2CO3溶液除去，过滤后再加入适量HCl除去过量的OH－和COeq \\al(2－,3)，这样就可确定操作顺序为②⑤④①③。
[练4] 某溶液中可能含有SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)、Cl－。为了检验其中是否含有SOeq \\al(2－,4)，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是( )
A．H2SO4 B．HCl C．NaOH D．NaNO3
答案 B
解析 加入盐酸，排除COeq \\al(2－,3)的干扰，因为BaCO3也是一种不溶于水的白色沉淀。
本课归纳总结
1.浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。
2．浓硫酸在加热条件下，能与Cu、C等反应
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
3．SOeq \\al(2－,4)检验时要注意排除COeq \\al(2－,3)、Ag＋等离子的干扰。
学习效果检测
1．下列叙述或操作中正确的是( )
A．浓硫酸能使硫酸铜晶体失去结晶水，体现了浓硫酸的脱水性
B．浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现
C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
D．浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用布拭去，再涂上稀NaOH溶液
答案 B
解析 浓硫酸使硫酸铜晶体失去结晶水体现浓硫酸的吸水性，A错误；稀硫酸中的H＋具有较弱的氧化性，C错误；NaOH本身具有强腐蚀性，不能涂在皮肤上中和浓硫酸的腐蚀作用，D错误。
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．浓硫酸使火柴梗变黑
C．浓硫酸加热时与炭反应
D．浓硫酸加热与铁反应
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。A选项中浓硫酸表现吸水性；C选项中浓硫酸表现强氧化性；D选项中浓硫酸表现强氧化性和酸性；只有B选项中浓硫酸表现脱水性。
3．在下图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是( )
A．①中苹果块会干瘪
B．②中胆矾晶体表现有“白斑”
C．③中小试管内有晶体析出
D．④中pH试纸变红
答案 D
解析 浓硫酸具有吸水性，能够吸收空气中的水蒸气。苹果块中散发的水分、胆矾晶体的结晶水、饱和KNO3溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收，从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水CuSO4，饱和KNO3溶液失水而有晶体析出，浓硫酸中不能电离出H＋，因此pH试纸不会变红，但会被炭化而变黑。
4．下列各组气体，在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有( )
A．SO2、O2、N2 B．HCl、Cl2、CO2
C．CH4、H2、CO D．SO2、Cl2、O2
答案 C
5．为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：
(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)：________接________，________接________，________接________。
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中______________，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____________________________________。
答案 (1)A F E C D B
(2)出现白色沉淀 品红未褪色
(3)吸收SO2
(4)C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
解析 (1)木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和水，由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前首先要除去SO2，SO2具有还原性，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而除去。为验证是否除尽需要再通过品红溶液检验，所以连接上述装置的正确顺序是A、F、E、C、D、B。
(2)根据以上分析可知乙中出现白色沉淀，而丙中品红未褪色时，即可表明已检验出CO2。
(3)根据以上分析可知，丁中酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2。