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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第2课时同步训练题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第2课时同步训练题
第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验[核心素养发展目标] 1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离子的检验方法，强化“科学探究与创新意识”。一、硫酸1.硫酸的工业制法(1)写出由黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的化学方程式：①4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O2eq \o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3；③SO3＋H2O===H2SO4。(2)工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生水雾，影响SO3的吸收。2.硫酸具有酸的共性写出下列反应的离子方程式或现象3.浓硫酸的特性(1)吸水性(2)脱水性(3)强氧化性实验探究：浓硫酸与铜的反应 ③与还原性化合物反应，如H2S、HBr等。相关链接硫酸的性质(1)物理性质①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。②硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84 g·cm－3。③硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。(2)硫酸为二元强酸，具有酸的通性。(3)浓硫酸的特性①浓硫酸能吸收空气中和物质表面的水，还能夺取结晶水合物中的结晶水。前者是物理变化，后者是化学变化。②浓硫酸具有脱水性，能使木炭碳化、白纸变黑、蔗糖变黑等。③浓硫酸具有强氧化性Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O2Fe＋6H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2OC＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OS＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O2P＋5H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))2H3PO4＋5SO2↑＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2OH2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____________。(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____________。(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____________。(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸__________。(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末____________。(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____________。答案 (1)③ (2)① (3)⑤ (4)② (5)⑤ (6)②解析 (1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。2.根据硫酸的性质回答下列问题：(1)实验用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？提示 因为浓硫酸具有强氧化性，与金属反应时生成二氧化硫，无氢气产生。(2)用氧化还原反应的原理解释：具有氧化性的浓硫酸能干燥有还原性的SO2吗？提示 能，因为＋6价的S和＋4价的S之间没有中间价态，不能发生化学反应。(3)实验室用MnO2和浓盐酸加热制取氯气、铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体，其中的酸会不会完全反应？提示 酸都不会完全反应。MnO2和浓盐酸加热制取氯气时，随着反应的进行，盐酸浓度越来越小，当变为稀盐酸时，反应停止；而铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体时，硫酸浓度也会变小，当变为稀硫酸时，反应也停止。(4)将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中，写出可能发生反应的化学方程式。提示 Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2OZn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑浓硫酸与金属反应的规律(1)浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。1.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是( )A.浓硫酸可作氯气的干燥剂B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫答案 B解析 浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A项错误；浓硫酸将蔗糖中的H、O元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B项正确；浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C项错误；浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D项错误。2.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是( )A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化C.红热木炭 D.氧化铝答案 C解析 浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。3.将一定量的锌与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A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则下列叙述中错误的是( )A.气体A为SO2和H2的混合物B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1C.反应中共消耗Zn 97.5 gD.反应中共转移3 mol电子答案 B解析 生成气体的物质的量为eq \f(33.6 L,22.4 L·mol－1)＝1.5 mol，剩余硫酸的物质的量为eq \f(1,2)×1 L×0.1 mol·L－1＝0.05 mol，参加反应的n(H2SO4)＝0.1 L×18.5 mol·L－1－0.05 mol＝1.8 mol，浓硫酸与锌反应生成SO2，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H2，设反应生成x mol SO2，y mol H2，依据反应方程式可得x＋y＝1.5,2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2，所以反应生成0.3 mol SO2和1.2 mol H2，B项错误。二、硫酸根离子的检验1.硫酸根离子实验探究硫酸根离子的检验方法未知溶液eq \o(―――――→,\s\up7(加盐酸酸化))无明显现象eq \o(―――――→,\s\up7(加氯化钡溶液))产生白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(说明))原未知液中含SOeq \o\al(2－,4)上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除COeq \o\al(2－,3)等离子的干扰。2.问题讨论某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)：试液eq \o(――→,\s\up7(加BaCl2))白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(稀盐酸))白色沉淀不溶解。结论：试液中有SOeq \o\al(2－,4)。(1)该方案是否严密？不严密。(2)请说明理由：如果该溶液中含有Ag＋而不含SOeq \o\al(2－,4)，溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀。1.经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。(1)若除去粗盐中的上述杂质，将选用的试剂及反应的离子方程式填入表中：(2)除去粗盐中可溶性杂质的原理(3)为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在____________之后加入。(4)最后加入盐酸的目的是________________________________________________。答案 (1)氯化钡溶液 Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓ 碳酸钠溶液 Ca2＋＋COeq \o\al(2－,3)===CaCO3↓ 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(3)氯化钡溶液(4)除去溶液中过量的OH－和COeq \o\al(2－,3)(1)物质除杂和分离的基本原则①不增(不引入新的杂质)。②不减(不减少被提纯的物质)。③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。④易复原(被提纯的物质易复原)。(2)物质除杂和分离注意的问题①除杂试剂要过量。②后续试剂应能除去过量的前一试剂。③尽可能将杂质转化为所需物质。④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。2.某溶液中含有硫酸镁和硫酸钠两种溶质，选择适当试剂将溶液中的镁离子转化为沉淀或固体分离出来，设计实验流程如下：(1)欲证明滤液中存在SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)，选用的方案是先取少量的滤液滴加过量的________，发现有气泡生成，再向其中加入________溶液，出现白色沉淀，则可证明SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)均存在。(2)如何洗涤碳酸镁沉淀？(3)如何检验碳酸镁沉淀是否洗涤干净？答案 (1)稀盐酸 氯化钡(答案合理均可) (2)沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次。(3)取少量最后一次洗涤液，滴加稀盐酸和氯化钡溶液。若有沉淀生成则说明没有洗净；反之，已洗涤干净(答案合理均可)。解析 (1)熟悉COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,4)检验所用的试剂和加入的先后顺序。常用含有H＋的酸来检验COeq \o\al(2－,3)，常用含有Ba2＋的可溶性钡盐检验SOeq \o\al(2－,4)。因COeq \o\al(2－,3)可与Ba2＋生成碳酸钡沉淀，干扰SOeq \o\al(2－,4)的检验，故在检验SOeq \o\al(2－,4)之前应先检验COeq \o\al(2－,3)，并将其除去。(2)过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液溶质离子，用蒸馏水在原过滤器中冲洗即可。(3)检验沉淀是否洗净时，实际上是检验最后一次洗涤液是否含有母液中的溶质离子，此题可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)达到目的。沉淀的洗涤(1)洗涤沉淀的原因：过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液。(2)洗涤沉淀的方法：沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水流下，直到固体表面洗涤干净为止(洗涤2～3次)。(3)沉淀是否洗涤干净，检验方法：取最后一次洗涤液，加入相关试剂后观察现象。1.下列检验试样中有无SOeq \o\al(2－,4)的操作及结论正确的是( )A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)B.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SOeq \o\al(2－,4)D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)答案 D解析 A中可能为COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)或Ag＋；B中可能为Ag＋；Ag2SO4是微溶物，只有当浓度较大时才出现沉淀，所以C选项中不能排除有SOeq \o\al(2－,4)存在的可能。2.依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：eq \x(溶液)eq \o(――→,\s\up7(加过),\s\do5(量A))eq \x(滤液)eq \o(――→,\s\up7(加过量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq \x(滤液)eq \o(――→,\s\up7(加适),\s\do5(量C))eq \o(――→,\s\up7(加热),\s\do5(煮沸))纯净氯化钾溶液(1)B的化学式是________，C的化学式是__________。(2)加入过量A的目的是___________________________________________________。(3)加入过量B的目的是___________________________________________________。(4)加热煮沸的目的是______________________________________________________。(5)操作Ⅰ的名称是________________________________________________________。答案 (1)K2CO3 HCl (2)除尽镁离子和硫酸根离子 (3)除尽过量的钡离子 (4)使氯化氢挥发逸出 (5)过滤解析 先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。课时对点练A组 基础对点练题组一 硫酸的性质及其应用1.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是( )A.SO2、O2、N2 B.HCl、Cl2、CO2C.CH4、H2、CO D.SO2、O2、Cl2答案 C解析 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)。2.《华西都市报》曾报道，一辆载有25吨浓硫酸的槽罐车与3辆大货车发生连环相撞，造成浓硫酸大量泄漏。消防官兵冒着被腐蚀的危险成功将险情排除。此处的“腐蚀”不包括浓硫酸下列性质中的( )A.强酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性答案 B解析 浓硫酸因具有强酸性、脱水性、强氧化性而导致腐蚀性很强。3.(2019·齐齐哈尔八中期末)下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是( )A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖碳化B.浓硫酸在常温下能够使铁、镁等金属形成氧化膜而钝化C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥二氧化硫、氢气等气体D.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体答案 C解析 浓硫酸具有脱水性，使蔗糖碳化；浓硫酸具有强氧化性，可使铁、铝钝化，但不能使镁钝化；浓硫酸具有吸水性，可干燥酸性气体或中性气体；浓硫酸和铜在加热条件下发生反应。4.(2019·安徽芜湖一中月考)如图是铜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SO2B.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，被还原的硫酸少于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)eq \o(=====,\s\up7(△))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。5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( )A.都能与Mg、Zn、Fe、Al反应产生氢气B.都能与铜在加热条件下反应C.都具有脱水性D.都能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀答案 D解析 浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化，与Mg、Zn反应生成SO2，A项错误；稀硫酸在加热的情况下也不与铜反应，B项错误；稀硫酸没有脱水性，C项错误；不论是浓硫酸还是稀硫酸，在水溶液中均能产生SOeq \o\al(2－,4)，Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓，D项正确。题组二 硫酸根离子的检验6.某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子，除氯化钡溶液外，还需要的溶液是( )A.硫酸溶液 B.盐酸C.氢氧化钠溶液 D.硝酸钠溶液答案 B解析 检验某溶液中是否含有硫酸根离子的方法：先用盐酸酸化(若有沉淀，过滤)，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明含有硫酸根离子。7.某溶液中加入稀硫酸，能产生使石灰水变浑浊的无色无味的气体；再加入氯化钡溶液，能产生白色沉淀。关于该溶液的下列结论中正确的是( )A.一定含有碳酸根离子B.一定含有碳酸氢根离子C.一定含有硫酸根离子D.可能含有硫酸根离子答案 D解析 加入稀硫酸，能产生二氧化碳气体，原溶液中可能含有碳酸根离子或碳酸氢根离子；因为稀硫酸引入硫酸根离子，该溶液中不一定含有硫酸根离子。8.下列离子的检验能达到目的的是( )A.检验某溶液是否含有SOeq \o\al(2－,4)时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸B.检验某溶液是否含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀硝酸C.检验某溶液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)，依次加入足量稀盐酸和BaCl2溶液D.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在COeq \o\al(2－,3)答案 C解析 A项，若溶液中含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸时生成AgCl沉淀，不能达到实验目的；B项，若溶液中含有SOeq \o\al(2－,4)，加入BaCl2溶液时生成BaSO4沉淀，不能达到实验目的；C项，可排除Ag＋、COeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，能达到实验目的；D项，不能排除HCOeq \o\al(－,3)、SOeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，不能达到实验目的。9.除去氯化钠溶液中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \o\al(2－,4)、HCOeq \o\al(－,3)等杂质，通常采用以下四种试剂：①Na2CO3 ②BaCl2 ③NaOH ④盐酸，加入试剂顺序合理的是( )A.④②①③ B.①③②④C.③②①④ D.①②③④答案 C解析 先加入足量的③NaOH除去镁离子，将HCOeq \o\al(－,3)转化成碳酸根；然后加入过量②BaCl2除去SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)；再加入过量①Na2CO3除去Ca2＋、Ba2＋；过滤后，滤液中加入过量的④盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，合理顺序是③②①④。10.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)判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成所依据的现象是________________________________，甲装置中发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________，该反应中若有3.2 g Cu参加反应，则被还原的H2SO4的物质的量为________ mol。(2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，请写出SO2与NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。(3)欲观察生成的CuSO4溶液的颜色，应采取的操作是________________________________________________________________________。(4)若铜片还有剩余，硫酸________(填“有”或“没有”)消耗完毕。其理由是_________________________________________________________________________________。答案 (1)乙中品红溶液褪色 Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O 0.05(2)2OH－＋SO2===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O(3)将反应后的液体慢慢注入水中，边加边搅拌，而后观察颜色(4)没有 因随反应的进行，硫酸变稀，而稀H2SO4不与Cu反应，故H2SO4不会消耗完解析 (1)铜与浓硫酸发生反应Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，SO2能使品红溶液褪色，若有3.2 g Cu参加反应，则被还原的H2SO4的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·mol－1)＝0.05 mol。(2)SO2为酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。(3)观察CuSO4溶液颜色实质上是考查浓H2SO4的稀释方法。(4) Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，随反应的进行，浓H2SO4逐渐变稀，Cu不与稀H2SO4反应，故硫酸不会消耗完。B组 综合强化练1.(2018·安徽安庆期末)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。2.用如图所示装置进行下列实验：将①中的浓硫酸滴入②中，预测的现象与结论相符的是( )A.若②为浓盐酸；有大量气体产生；说明硫酸的酸性比盐酸强B.若②为铜片；有气泡产生，底部生成灰白色固体；说明浓硫酸有强氧化性C.若②为蓝色硫酸铜晶体；蓝色晶体变为白色；说明浓硫酸有吸水性，发生物理变化D.若②为蔗糖；白色固体变为黑色海绵状，有气体放出；说明浓硫酸有脱水性、氧化性答案 D解析 选项A，在浓盐酸中加入浓硫酸时，浓硫酸溶解放出大量的热，使氯化氢气体逸出，这一现象与浓硫酸酸性无关；选项B，铜与浓硫酸的反应需要加热才能进行，无加热条件反应不能发生；选项C，硫酸铜晶体遇浓硫酸，晶体由蓝色变为白色，是因为浓硫酸具有吸水性，硫酸铜晶体失去结晶水发生的是化学变化；选项D，蔗糖由白色变黑说明浓硫酸具有脱水性，产生刺激性气体二氧化硫，说明浓硫酸具有强氧化性。3.5 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。4.将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量的H2O2溶液，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是( )A.反应过程中有刺激性气味的气体产生B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C.若该过程中Cu和稀硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L－1D.反应中H2SO4既表现出酸性又表现出氧化性答案 C解析 H2O2有强氧化性，能将Cu氧化，在稀硫酸存在时，反应生成CuSO4和水，反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，反应过程中没有气体产生，A项错误；H2O2在反应中是氧化剂，B项错误；若该过程中3.2 g Cu与100 mL稀硫酸恰好完全反应，则H2SO4的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·mol－1)＝0.05 mol，故稀硫酸的物质的量浓度为eq \f(0.05 mol,0.1 L)＝0.5 mol·L－1，C项正确；反应中参加反应的H2SO4只表现出酸性，D项错误。5.(2018·柯城区校级期中)某溶液中含有Ba2＋、Ag＋、Cu2＋三种离子，现有①NaOH溶液、②K2SO4溶液、③盐酸，将这三种离子逐一沉淀并加以分离，则加入试剂顺序正确的是( )A.①②③ B.②③①C.③①② D.②①③答案 C解析 逐一沉淀并加以分离，则应先加盐酸使Ag＋沉淀，再加NaOH溶液使Cu2＋沉淀，最后加硫酸钾溶液使Ba2＋沉淀，则试剂的加入顺序为③①②或③②①。6.某同学从一瓶未知的无色溶液中检验出有Ba2＋、Ag＋，同时溶液的酸性较强，他还准备继续检验溶液中是否含有Cu2＋、Cl－、COeq \o\al(2－,3)、K＋、SOeq \o\al(2－,4)、NOeq \o\al(－,3)等离子。显然，有些离子还必须检验，有些离子已不需检验。你认为还必须检验的离子有( )A.仅K＋ B.仅NOeq \o\al(－,3)C.K＋和NOeq \o\al(－,3) D.K＋或NOeq \o\al(－,3)答案 A解析 由溶液呈无色，推知无Cu2＋；因含有大量H＋、Ba2＋、Ag＋，故与之不能大量共存的离子有Cl－、SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)，其中阴离子只有NOeq \o\al(－,3)，根据电中性原理，无需检验。剩余K＋还须检验。7.(2019·重庆高一检测)对一份稀溶液做初步分析发现，溶液无色、澄清，其中可能含有SOeq \o\al(2－,4)、Na＋、COeq \o\al(2－,3)、H＋、HCOeq \o\al(－,3)、Cl－等离子中的若干种，然后又做了如下实验，以确定这些离子是否大量共存。①用pH试纸测溶液pH，pH试纸显红色。②取2 mL溶液，用氯化钡溶液和稀硝酸进行检验，结果生成了白色沉淀。③将②中所得混合物充分静置后，取上层清液用硝酸银溶液和稀硝酸检验，结果又生成了白色沉淀。回答下列问题：(1)原溶液中一定存在的离子是________；一定不存在的离子是________。(2)上述实验中不能肯定是否存在的离子是__________。答案 (1)H＋、SOeq \o\al(2－,4) COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3) (2)Na＋、Cl－解析 由①知溶液呈酸性，则含有H＋，COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3)不能大量共存。由②知和BaCl2反应后生成沉淀，沉淀不溶于稀HNO3，则一定含SOeq \o\al(2－,4)，但BaCl2带入了Cl－，因此第③步无法得知原淀液中是否含有Cl－，由信息也无法肯定Na＋是否存在。8.某课外活动小组的同学在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了图中的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该反应装置略去)。试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是______________________________。(4)A中加入的试剂可能是__________________________________________________，作用是__________________；B中加入的试剂可能是____________，作用是__________________；E中加入的试剂可能是______________，作用是________________。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是C中：________________________________________________________________________，D中：________________________________________________________________________。如果去掉装置B，________(填“能”或“不能”)根据D中的现象判断气体X中有氢气，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Zn＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O(2)当Zn与浓硫酸反应时，浓硫酸逐渐变稀，Zn与稀硫酸反应可产生H2(3)检查装置的气密性(4)品红溶液 检验SO2 浓硫酸 吸收水蒸气 碱石灰 防止空气中的水蒸气进入装置D中(5)黑色粉末变成红色 白色粉末变成蓝色 不能 因为混合气体中含有水蒸气，会干扰对H2的检验解析 本题对Zn与浓硫酸反应的产物进行两种推测，而后设计实验进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2可用品红溶液；验证H2可利用它的还原性，使其通过灼热的CuO，再通过无水硫酸铜检验是否有水生成来推断H2是否存在。同时应注意通入装置C中的气体必须干燥，也要防止空气中水蒸气进入装置D中，以免对H2的检验产生干扰。 观察思考描述现象蓝色的硫酸铜晶体变为白色的无水硫酸铜粉末结论浓硫酸具有吸水性观察思考描述现象蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并释放出有刺激性气味的气体结论浓硫酸具有脱水性吸水性脱水性原理浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水浓硫酸能把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭区别物质中含有H2O物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素应用作干燥剂实验现象a试管中铜丝表面有气泡产生；b试管中的溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液显蓝色实验结论Cu和浓硫酸反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O实验操作实验现象离子方程式加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀不溶解SOeq \o\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀溶解，生成无色无味气体Ba2＋＋COeq \o\al(2－,3)===BaCO3↓，BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐CaCl2MgCl2
第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验[核心素养发展目标] 1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离子的检验方法，强化“科学探究与创新意识”。一、硫酸1.硫酸的工业制法(1)写出由黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的化学方程式：①4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O2eq \o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3；③SO3＋H2O===H2SO4。(2)工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生水雾，影响SO3的吸收。2.硫酸具有酸的共性写出下列反应的离子方程式或现象3.浓硫酸的特性(1)吸水性(2)脱水性(3)强氧化性实验探究：浓硫酸与铜的反应 ③与还原性化合物反应，如H2S、HBr等。相关链接硫酸的性质(1)物理性质①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。②硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84 g·cm－3。③硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。(2)硫酸为二元强酸，具有酸的通性。(3)浓硫酸的特性①浓硫酸能吸收空气中和物质表面的水，还能夺取结晶水合物中的结晶水。前者是物理变化，后者是化学变化。②浓硫酸具有脱水性，能使木炭碳化、白纸变黑、蔗糖变黑等。③浓硫酸具有强氧化性Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O2Fe＋6H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2OC＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OS＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O2P＋5H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))2H3PO4＋5SO2↑＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2OH2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____________。(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____________。(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____________。(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸__________。(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末____________。(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____________。答案 (1)③ (2)① (3)⑤ (4)② (5)⑤ (6)②解析 (1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。2.根据硫酸的性质回答下列问题：(1)实验用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？提示 因为浓硫酸具有强氧化性，与金属反应时生成二氧化硫，无氢气产生。(2)用氧化还原反应的原理解释：具有氧化性的浓硫酸能干燥有还原性的SO2吗？提示 能，因为＋6价的S和＋4价的S之间没有中间价态，不能发生化学反应。(3)实验室用MnO2和浓盐酸加热制取氯气、铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体，其中的酸会不会完全反应？提示 酸都不会完全反应。MnO2和浓盐酸加热制取氯气时，随着反应的进行，盐酸浓度越来越小，当变为稀盐酸时，反应停止；而铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体时，硫酸浓度也会变小，当变为稀硫酸时，反应也停止。(4)将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中，写出可能发生反应的化学方程式。提示 Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2OZn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑浓硫酸与金属反应的规律(1)浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。1.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是( )A.浓硫酸可作氯气的干燥剂B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫答案 B解析 浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A项错误；浓硫酸将蔗糖中的H、O元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B项正确；浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C项错误；浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D项错误。2.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是( )A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化C.红热木炭 D.氧化铝答案 C解析 浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。3.将一定量的锌与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A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则下列叙述中错误的是( )A.气体A为SO2和H2的混合物B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1C.反应中共消耗Zn 97.5 gD.反应中共转移3 mol电子答案 B解析 生成气体的物质的量为eq \f(33.6 L,22.4 L·mol－1)＝1.5 mol，剩余硫酸的物质的量为eq \f(1,2)×1 L×0.1 mol·L－1＝0.05 mol，参加反应的n(H2SO4)＝0.1 L×18.5 mol·L－1－0.05 mol＝1.8 mol，浓硫酸与锌反应生成SO2，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H2，设反应生成x mol SO2，y mol H2，依据反应方程式可得x＋y＝1.5,2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2，所以反应生成0.3 mol SO2和1.2 mol H2，B项错误。二、硫酸根离子的检验1.硫酸根离子实验探究硫酸根离子的检验方法未知溶液eq \o(―――――→,\s\up7(加盐酸酸化))无明显现象eq \o(―――――→,\s\up7(加氯化钡溶液))产生白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(说明))原未知液中含SOeq \o\al(2－,4)上述检验过程中先加入盐酸酸化的目的是排除COeq \o\al(2－,3)等离子的干扰。2.问题讨论某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)：试液eq \o(――→,\s\up7(加BaCl2))白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(稀盐酸))白色沉淀不溶解。结论：试液中有SOeq \o\al(2－,4)。(1)该方案是否严密？不严密。(2)请说明理由：如果该溶液中含有Ag＋而不含SOeq \o\al(2－,4)，溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀。1.经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。(1)若除去粗盐中的上述杂质，将选用的试剂及反应的离子方程式填入表中：(2)除去粗盐中可溶性杂质的原理(3)为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在____________之后加入。(4)最后加入盐酸的目的是________________________________________________。答案 (1)氯化钡溶液 Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓ 碳酸钠溶液 Ca2＋＋COeq \o\al(2－,3)===CaCO3↓ 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(3)氯化钡溶液(4)除去溶液中过量的OH－和COeq \o\al(2－,3)(1)物质除杂和分离的基本原则①不增(不引入新的杂质)。②不减(不减少被提纯的物质)。③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。④易复原(被提纯的物质易复原)。(2)物质除杂和分离注意的问题①除杂试剂要过量。②后续试剂应能除去过量的前一试剂。③尽可能将杂质转化为所需物质。④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。2.某溶液中含有硫酸镁和硫酸钠两种溶质，选择适当试剂将溶液中的镁离子转化为沉淀或固体分离出来，设计实验流程如下：(1)欲证明滤液中存在SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)，选用的方案是先取少量的滤液滴加过量的________，发现有气泡生成，再向其中加入________溶液，出现白色沉淀，则可证明SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)均存在。(2)如何洗涤碳酸镁沉淀？(3)如何检验碳酸镁沉淀是否洗涤干净？答案 (1)稀盐酸 氯化钡(答案合理均可) (2)沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次。(3)取少量最后一次洗涤液，滴加稀盐酸和氯化钡溶液。若有沉淀生成则说明没有洗净；反之，已洗涤干净(答案合理均可)。解析 (1)熟悉COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,4)检验所用的试剂和加入的先后顺序。常用含有H＋的酸来检验COeq \o\al(2－,3)，常用含有Ba2＋的可溶性钡盐检验SOeq \o\al(2－,4)。因COeq \o\al(2－,3)可与Ba2＋生成碳酸钡沉淀，干扰SOeq \o\al(2－,4)的检验，故在检验SOeq \o\al(2－,4)之前应先检验COeq \o\al(2－,3)，并将其除去。(2)过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液溶质离子，用蒸馏水在原过滤器中冲洗即可。(3)检验沉淀是否洗净时，实际上是检验最后一次洗涤液是否含有母液中的溶质离子，此题可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)达到目的。沉淀的洗涤(1)洗涤沉淀的原因：过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液。(2)洗涤沉淀的方法：沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水流下，直到固体表面洗涤干净为止(洗涤2～3次)。(3)沉淀是否洗涤干净，检验方法：取最后一次洗涤液，加入相关试剂后观察现象。1.下列检验试样中有无SOeq \o\al(2－,4)的操作及结论正确的是( )A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)B.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SOeq \o\al(2－,4)D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4)答案 D解析 A中可能为COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)或Ag＋；B中可能为Ag＋；Ag2SO4是微溶物，只有当浓度较大时才出现沉淀，所以C选项中不能排除有SOeq \o\al(2－,4)存在的可能。2.依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：eq \x(溶液)eq \o(――→,\s\up7(加过),\s\do5(量A))eq \x(滤液)eq \o(――→,\s\up7(加过量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq \x(滤液)eq \o(――→,\s\up7(加适),\s\do5(量C))eq \o(――→,\s\up7(加热),\s\do5(煮沸))纯净氯化钾溶液(1)B的化学式是________，C的化学式是__________。(2)加入过量A的目的是___________________________________________________。(3)加入过量B的目的是___________________________________________________。(4)加热煮沸的目的是______________________________________________________。(5)操作Ⅰ的名称是________________________________________________________。答案 (1)K2CO3 HCl (2)除尽镁离子和硫酸根离子 (3)除尽过量的钡离子 (4)使氯化氢挥发逸出 (5)过滤解析 先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。课时对点练A组 基础对点练题组一 硫酸的性质及其应用1.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是( )A.SO2、O2、N2 B.HCl、Cl2、CO2C.CH4、H2、CO D.SO2、O2、Cl2答案 C解析 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)。2.《华西都市报》曾报道，一辆载有25吨浓硫酸的槽罐车与3辆大货车发生连环相撞，造成浓硫酸大量泄漏。消防官兵冒着被腐蚀的危险成功将险情排除。此处的“腐蚀”不包括浓硫酸下列性质中的( )A.强酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性答案 B解析 浓硫酸因具有强酸性、脱水性、强氧化性而导致腐蚀性很强。3.(2019·齐齐哈尔八中期末)下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是( )A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖碳化B.浓硫酸在常温下能够使铁、镁等金属形成氧化膜而钝化C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥二氧化硫、氢气等气体D.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体答案 C解析 浓硫酸具有脱水性，使蔗糖碳化；浓硫酸具有强氧化性，可使铁、铝钝化，但不能使镁钝化；浓硫酸具有吸水性，可干燥酸性气体或中性气体；浓硫酸和铜在加热条件下发生反应。4.(2019·安徽芜湖一中月考)如图是铜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SO2B.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，被还原的硫酸少于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)eq \o(=====,\s\up7(△))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。5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( )A.都能与Mg、Zn、Fe、Al反应产生氢气B.都能与铜在加热条件下反应C.都具有脱水性D.都能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀答案 D解析 浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化，与Mg、Zn反应生成SO2，A项错误；稀硫酸在加热的情况下也不与铜反应，B项错误；稀硫酸没有脱水性，C项错误；不论是浓硫酸还是稀硫酸，在水溶液中均能产生SOeq \o\al(2－,4)，Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓，D项正确。题组二 硫酸根离子的检验6.某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子，除氯化钡溶液外，还需要的溶液是( )A.硫酸溶液 B.盐酸C.氢氧化钠溶液 D.硝酸钠溶液答案 B解析 检验某溶液中是否含有硫酸根离子的方法：先用盐酸酸化(若有沉淀，过滤)，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明含有硫酸根离子。7.某溶液中加入稀硫酸，能产生使石灰水变浑浊的无色无味的气体；再加入氯化钡溶液，能产生白色沉淀。关于该溶液的下列结论中正确的是( )A.一定含有碳酸根离子B.一定含有碳酸氢根离子C.一定含有硫酸根离子D.可能含有硫酸根离子答案 D解析 加入稀硫酸，能产生二氧化碳气体，原溶液中可能含有碳酸根离子或碳酸氢根离子；因为稀硫酸引入硫酸根离子，该溶液中不一定含有硫酸根离子。8.下列离子的检验能达到目的的是( )A.检验某溶液是否含有SOeq \o\al(2－,4)时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸B.检验某溶液是否含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀硝酸C.检验某溶液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)，依次加入足量稀盐酸和BaCl2溶液D.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在COeq \o\al(2－,3)答案 C解析 A项，若溶液中含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸时生成AgCl沉淀，不能达到实验目的；B项，若溶液中含有SOeq \o\al(2－,4)，加入BaCl2溶液时生成BaSO4沉淀，不能达到实验目的；C项，可排除Ag＋、COeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，能达到实验目的；D项，不能排除HCOeq \o\al(－,3)、SOeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，不能达到实验目的。9.除去氯化钠溶液中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \o\al(2－,4)、HCOeq \o\al(－,3)等杂质，通常采用以下四种试剂：①Na2CO3 ②BaCl2 ③NaOH ④盐酸，加入试剂顺序合理的是( )A.④②①③ B.①③②④C.③②①④ D.①②③④答案 C解析 先加入足量的③NaOH除去镁离子，将HCOeq \o\al(－,3)转化成碳酸根；然后加入过量②BaCl2除去SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)；再加入过量①Na2CO3除去Ca2＋、Ba2＋；过滤后，滤液中加入过量的④盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，合理顺序是③②①④。10.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)判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成所依据的现象是________________________________，甲装置中发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________，该反应中若有3.2 g Cu参加反应，则被还原的H2SO4的物质的量为________ mol。(2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，请写出SO2与NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。(3)欲观察生成的CuSO4溶液的颜色，应采取的操作是________________________________________________________________________。(4)若铜片还有剩余，硫酸________(填“有”或“没有”)消耗完毕。其理由是_________________________________________________________________________________。答案 (1)乙中品红溶液褪色 Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O 0.05(2)2OH－＋SO2===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O(3)将反应后的液体慢慢注入水中，边加边搅拌，而后观察颜色(4)没有 因随反应的进行，硫酸变稀，而稀H2SO4不与Cu反应，故H2SO4不会消耗完解析 (1)铜与浓硫酸发生反应Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，SO2能使品红溶液褪色，若有3.2 g Cu参加反应，则被还原的H2SO4的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·mol－1)＝0.05 mol。(2)SO2为酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。(3)观察CuSO4溶液颜色实质上是考查浓H2SO4的稀释方法。(4) Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，随反应的进行，浓H2SO4逐渐变稀，Cu不与稀H2SO4反应，故硫酸不会消耗完。B组 综合强化练1.(2018·安徽安庆期末)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。2.用如图所示装置进行下列实验：将①中的浓硫酸滴入②中，预测的现象与结论相符的是( )A.若②为浓盐酸；有大量气体产生；说明硫酸的酸性比盐酸强B.若②为铜片；有气泡产生，底部生成灰白色固体；说明浓硫酸有强氧化性C.若②为蓝色硫酸铜晶体；蓝色晶体变为白色；说明浓硫酸有吸水性，发生物理变化D.若②为蔗糖；白色固体变为黑色海绵状，有气体放出；说明浓硫酸有脱水性、氧化性答案 D解析 选项A，在浓盐酸中加入浓硫酸时，浓硫酸溶解放出大量的热，使氯化氢气体逸出，这一现象与浓硫酸酸性无关；选项B，铜与浓硫酸的反应需要加热才能进行，无加热条件反应不能发生；选项C，硫酸铜晶体遇浓硫酸，晶体由蓝色变为白色，是因为浓硫酸具有吸水性，硫酸铜晶体失去结晶水发生的是化学变化；选项D，蔗糖由白色变黑说明浓硫酸具有脱水性，产生刺激性气体二氧化硫，说明浓硫酸具有强氧化性。3.5 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。4.将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量的H2O2溶液，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是( )A.反应过程中有刺激性气味的气体产生B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C.若该过程中Cu和稀硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L－1D.反应中H2SO4既表现出酸性又表现出氧化性答案 C解析 H2O2有强氧化性，能将Cu氧化，在稀硫酸存在时，反应生成CuSO4和水，反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，反应过程中没有气体产生，A项错误；H2O2在反应中是氧化剂，B项错误；若该过程中3.2 g Cu与100 mL稀硫酸恰好完全反应，则H2SO4的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·mol－1)＝0.05 mol，故稀硫酸的物质的量浓度为eq \f(0.05 mol,0.1 L)＝0.5 mol·L－1，C项正确；反应中参加反应的H2SO4只表现出酸性，D项错误。5.(2018·柯城区校级期中)某溶液中含有Ba2＋、Ag＋、Cu2＋三种离子，现有①NaOH溶液、②K2SO4溶液、③盐酸，将这三种离子逐一沉淀并加以分离，则加入试剂顺序正确的是( )A.①②③ B.②③①C.③①② D.②①③答案 C解析 逐一沉淀并加以分离，则应先加盐酸使Ag＋沉淀，再加NaOH溶液使Cu2＋沉淀，最后加硫酸钾溶液使Ba2＋沉淀，则试剂的加入顺序为③①②或③②①。6.某同学从一瓶未知的无色溶液中检验出有Ba2＋、Ag＋，同时溶液的酸性较强，他还准备继续检验溶液中是否含有Cu2＋、Cl－、COeq \o\al(2－,3)、K＋、SOeq \o\al(2－,4)、NOeq \o\al(－,3)等离子。显然，有些离子还必须检验，有些离子已不需检验。你认为还必须检验的离子有( )A.仅K＋ B.仅NOeq \o\al(－,3)C.K＋和NOeq \o\al(－,3) D.K＋或NOeq \o\al(－,3)答案 A解析 由溶液呈无色，推知无Cu2＋；因含有大量H＋、Ba2＋、Ag＋，故与之不能大量共存的离子有Cl－、SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)，其中阴离子只有NOeq \o\al(－,3)，根据电中性原理，无需检验。剩余K＋还须检验。7.(2019·重庆高一检测)对一份稀溶液做初步分析发现，溶液无色、澄清，其中可能含有SOeq \o\al(2－,4)、Na＋、COeq \o\al(2－,3)、H＋、HCOeq \o\al(－,3)、Cl－等离子中的若干种，然后又做了如下实验，以确定这些离子是否大量共存。①用pH试纸测溶液pH，pH试纸显红色。②取2 mL溶液，用氯化钡溶液和稀硝酸进行检验，结果生成了白色沉淀。③将②中所得混合物充分静置后，取上层清液用硝酸银溶液和稀硝酸检验，结果又生成了白色沉淀。回答下列问题：(1)原溶液中一定存在的离子是________；一定不存在的离子是________。(2)上述实验中不能肯定是否存在的离子是__________。答案 (1)H＋、SOeq \o\al(2－,4) COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3) (2)Na＋、Cl－解析 由①知溶液呈酸性，则含有H＋，COeq \o\al(2－,3)、HCOeq \o\al(－,3)不能大量共存。由②知和BaCl2反应后生成沉淀，沉淀不溶于稀HNO3，则一定含SOeq \o\al(2－,4)，但BaCl2带入了Cl－，因此第③步无法得知原淀液中是否含有Cl－，由信息也无法肯定Na＋是否存在。8.某课外活动小组的同学在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了图中的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该反应装置略去)。试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是______________________________。(4)A中加入的试剂可能是__________________________________________________，作用是__________________；B中加入的试剂可能是____________，作用是__________________；E中加入的试剂可能是______________，作用是________________。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是C中：________________________________________________________________________，D中：________________________________________________________________________。如果去掉装置B，________(填“能”或“不能”)根据D中的现象判断气体X中有氢气，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Zn＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O(2)当Zn与浓硫酸反应时，浓硫酸逐渐变稀，Zn与稀硫酸反应可产生H2(3)检查装置的气密性(4)品红溶液 检验SO2 浓硫酸 吸收水蒸气 碱石灰 防止空气中的水蒸气进入装置D中(5)黑色粉末变成红色 白色粉末变成蓝色 不能 因为混合气体中含有水蒸气，会干扰对H2的检验解析 本题对Zn与浓硫酸反应的产物进行两种推测，而后设计实验进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2可用品红溶液；验证H2可利用它的还原性，使其通过灼热的CuO，再通过无水硫酸铜检验是否有水生成来推断H2是否存在。同时应注意通入装置C中的气体必须干燥，也要防止空气中水蒸气进入装置D中，以免对H2的检验产生干扰。 观察思考描述现象蓝色的硫酸铜晶体变为白色的无水硫酸铜粉末结论浓硫酸具有吸水性观察思考描述现象蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并释放出有刺激性气味的气体结论浓硫酸具有脱水性吸水性脱水性原理浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水浓硫酸能把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭区别物质中含有H2O物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素应用作干燥剂实验现象a试管中铜丝表面有气泡产生；b试管中的溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液显蓝色实验结论Cu和浓硫酸反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O实验操作实验现象离子方程式加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀不溶解SOeq \o\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀溶解，生成无色无味气体Ba2＋＋COeq \o\al(2－,3)===BaCO3↓，BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐CaCl2MgCl2
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