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【同步讲义】高中化学（人教版2019）必修第二册--第02讲 硫酸 硫酸根离子的检验 讲义
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第02讲 硫酸 硫酸根离子的检验
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2．了解浓、稀硫酸的性质差异。
3．掌握SO42－的检验方法
1．能列举、描述、辨识硫酸的重要的物理和化学性质及实验现象。能用化学方程式正确表示硫酸的主要化学性质。
2．能从价态角度，依据氧化还原反应原理，预测硫酸的化学性质和变化，设计实验并能分析、解释有关实验现象。能利用物质的性质和反应，设计SO42－的检验方案。
知识精讲
知识点01 硫酸的工业制备
1．硫酸的用途
（1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
（2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。
2．硫酸的工业制备
（1）三种原料：硫黄或黄铁矿（FeS2）、空气、98.3%的浓硫酸。
（2）三个阶段（写出下列阶段的化学方程式）
①二氧化硫的制取和净化：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。
②SO2氧化成SO3：2SO2+O22SO3。
③三氧化硫的吸收和硫酸的生成：SO3+H2OH2SO4。
【即学即练1】硫酸是一种重要的化工原料，下列关于硫酸的说法不正确的是（ ）。
A．硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B．硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行
D．反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
【解析】选D。硫酸可用于生产化肥，如硫酸铵，生产农药，如制备硫酸铜来配制波尔多液，生产炸药，如做制备TNT的催化剂，A项正确；硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生二氧化硫、二氧化硫和氧气反应产生三氧化硫、三氧化硫溶于水得硫酸，因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫酸，B项正确；工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应在400～500℃、V2O5做催化剂的条件下进行，C项正确；三氧化硫极易溶于水，溶于水易形成酸雾，因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3，D项错误。
知识点02 硫酸的性质
1．硫酸的物理性质
（1）色味态：纯净的硫酸是无色黏稠状液体
（2）密度：比水大
（3）溶解性：能与水以任意比混合，溶解时可放出大量的热。
（4）沸点：沸点高，难挥发。
（5）稀释：将浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．稀硫酸的性质
（1）二元强酸：其电离方程式：H2SO42H++SO42－
（2）稀硫酸具有酸的通性
3．浓硫酸的吸水性与脱水性
（1）吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分（自由水和结晶水），常用做干燥剂。
（2）脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。
①“黑面包”实验操作
②实验现象：向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。
3．浓硫酸的强氧化性
（1）浓硫酸与Cu反应
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面变黑；
b试管中的溶液有气泡冒出，逐渐变为无色；
冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液呈蓝色
实验结论
在反应中，浓硫酸体现强氧化性和酸性
化学方程式
Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）浓硫酸与非金属反应
①浓硫酸具有很强的氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
②碳与浓硫酸反应：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
（3）浓硫酸与金属反应
①常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜
②氢前的活泼金属（如Zn）：常温下与浓硫酸反应先放SO2，后放H2
Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
③氢后的活泼金属（如铜）：加热下与浓硫酸反应先放SO2，后反应停止
Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
【即学即练2】下列事实与浓硫酸表现出的性质（括号中）的对应关系正确的是（ ）。
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大（难挥发性）
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应（强氧化性、酸性）
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的碳生成（吸水性）
D．浓硫酸可用来干燥某些气体（脱水性）
【解析】选B。在空气中敞口久置的浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。
知识点03 硫酸根离子检验及粗盐的提纯
1．SO42－的检验
（1）实验探究
实验
操作
实验
现象
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生
实验
结论
SO42－与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，离子方程式：SO42－+Ba2+BaSO4↓
CO32－与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀盐酸，离子方程式：CO32－+Ba2+BaCO3↓，BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O
（2）检验SO42－的正确操作
2．SO42－检验的应用——粗盐除杂
（1）若除去粗盐中的杂质（硫酸盐、CaCl2、MgCl2），将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
氯化钡溶液
Ba2++SO42－BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++CO32－CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH－Mg（OH）2↓
（2）试剂加入的顺序
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
总结：为保证杂质离子完全除去，只要碳酸钠溶液在氯化钡溶液之后加入即可。
【即学即练3】为了检验某溶液中是否含有硫酸根离子，下列操作最合理的是（ ）。
A．先加氯化钡溶液，再加盐酸
B．先用盐酸酸化，再加氢氧化钡溶液
C．先用盐酸酸化，再加氯化钡溶液
D．用氯化钡溶液
【解析】选C。检验硫酸根离子时常用Ba2+，但是需要排除CO32－、SO32－、Ag+的影响，所以通常先用盐酸酸化溶液，排除CO32－、SO32－、Ag+的影响以后，再用氯化钡溶液检验硫酸根离子。
能力拓展
考法01 工业上制备硫酸
【典例1】（2021·四川学考真题）下图为黄铁矿（主要成分是FeS2）生产硫酸的简要流程。
回答下列问题：
（1）FeS2（二硫化亚铁）中硫元素的化合价是_______。
（2）将黄铁矿粉碎的目的是______________________。
（3）设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元素被_______（填“氧化”或“还原”）。
（4）设备Ⅱ中，在催化剂和加热条件下，即使通入过量空气也不能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是___________________________。
（5）设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是___________________________。
【解析】黄铁矿被空气氧化生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫和空气在催化剂和加热条件下反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸。（1）FeS2（二硫化亚铁）中铁为+2价，则硫元素的化合价是－1；（2）将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率；（3）设备Ⅰ发生的反应中铁元素化合价从+2升高到+3价，铁元素被氧化；（4）二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，方程式为：2SO2+O22SO3；（5）设备Ⅲ是三氧化硫被浓硫酸吸收生成硫酸，即三氧化硫和水反应生成硫酸，发生反应的化学方程式为SO3+H2OH2SO4。
【答案】（1）－1（2）增大接触面积，加快反应速率（3）氧化
（4）2SO2+O22SO3（5）SO3+H2OH2SO4
【知识拓展】硫酸的工业制备
1．三原料：硫黄或黄铁矿（FeS2）、空气，98.3%的浓硫酸
2．三反应：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（或S+O2SO2）、2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4。
3．三步骤：二氧化硫的制取和净化、SO2催化氧化、三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
考法02 浓硫酸的强氧化性及应用
【典例2】（2021~2022河北迁安高一上学期期末）下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是（ ）。
A．浸有碱液的棉花是为了防止SO2逸出污染环境
B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色
C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体
D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】选B。二氧化硫是有毒的大气污染物，浸有碱液的棉花可吸收过量的SO2，防止环境污染，A项正确；冷却后的试管a中有浓硫酸，应将试管a中的物质慢慢倒入盛有水的烧杯中，B项错误；浓硫酸具有强氧化性，铜被氧化生成氧化铜，表面先发黑，浓硫酸具有吸水性，使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体，C项正确；铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，D项正确。
【知识拓展】浓硫酸强氧化性的体现
反应物
变化或反应
表现性质
活泼
金属
铁、铝
常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化
强氧化性
加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2
强氧化性和酸性
锌等其他活泼金属
与浓硫酸反应时，开始产生SO2，金属过量时产生H2
较不活泼金属（如：铜、银等）
金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O
碳、硫、磷等非金属
非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O
强氧化性
还原性物质
能将还原性物质（如Fe2+、H2S、HI）氧化，如：H2S+H2SO4（浓）S↓+SO2↑+2H2O
【特别提醒】在化学反应中，硫酸所体现的性质的判断方法：
①生成硫酸盐和挥发性酸：体现酸性和难挥发性，如与NaCl固体反应。
②全部转化为SO2：只体现强氧化性，如与C、H2S、HI反应。
③生成硫酸盐和SO2：既体现酸性又体现强氧化性，如与Cu、FeO反应。
考法03 浓硫酸的吸水性和脱水性
【典例3】（2021·鹤壁高一检测）化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是（ ）。
A．打开A中分液漏斗的活塞，加入浓硫酸，充分反应后烧瓶内出现黑色膨化固体
B．品红溶液红色褪去，证明有SO2气体生成
C．检验A中产生的气体中含有水蒸气，应将E接在A和B之间
D．D中溶液变浑浊，即可证明反应产生了CO2
【解析】选D。浓硫酸有脱水性，向盛有蔗糖的烧瓶中加入浓硫酸，蔗糖脱水炭化并放出大量的热，浓硫酸具有强氧化性，与C反应生成H2O、CO2和SO2，使黑色固体膨化，故A正确；反应体系中只有SO2可以使品红溶液褪色，故B正确；因为B、C、D中盛放的都是水溶液，所以检验水蒸气时，应将E接在A和B之间，故C正确；C中的酸性KMnO4溶液可以除去SO2，只有酸性KMnO4溶液不褪色，D中溶液变浑浊，才能证明反应产生了CO2，故D错误。
【知识拓展】浓硫酸的吸水性和脱水性
1．吸水性
（1）含义：浓H2SO4具有吸收水（如气体中、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等）的性能。
（2）原因：H2SO4分子与水分子可形成一系列稳定的水合物。
（3）应用：用作干燥剂
①能够干燥中性气体和酸性气体。如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。
②不能干燥碱性气体（如NH3）和常温还原性气体（如H2S、HBr、HI）。
2．脱水性
（1）含义：浓H2SO4将有机物中的H原子和O原子按水的组成比（2∶1）脱去。
（2）浓H2SO4能使蓝色石蕊试纸先变红后再变黑，是由于其具有强酸性和脱水性。
（3）蔗糖脱水炭化
①反应现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭
②反应过程：C12H22O11（蔗糖）12C+11H2O；C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
③体现性质：浓H2SO4的脱水性和氧化性
考法04 鉴别浓硫酸和稀硫酸
【典例4】实验室中有没贴标签的浓H2SO4和稀H2SO4，某同学提出的下列鉴别方法不正确的是（ ）。
A．分别取10mL溶液，质量大的是浓H2SO4，质量小的是稀H2SO4
B．观察液体流动性，流动性好的是稀H2SO4，油状粘稠的是浓H2SO4
C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液，逐渐变为白色粉末的是浓H2SO4，晶体溶解的是稀H2SO4
D．常温下将Al片分别投入溶液，反应快速放出气体的是浓H2SO4，放出气体慢的是稀H2SO4
【解析】选D。浓硫酸的密度大，稀硫酸密度小，A项正确；浓硫酸为无色粘稠的液体而稀硫酸流动性好，B项正确；浓硫酸具有吸水性，C项正确；铝和浓硫酸在常温下钝化，不易放出气体，D项错误。
【知识拓展】浓硫酸和稀硫酸的组成与性质比较
组成性质
浓硫酸
稀硫酸
电离情况
极少量电离
H2SO42H++SO42－
主要粒子
H2SO4分子
H+、SO42－、H2O
颜色、状态
无色黏稠油状液体
无色液体
化学性质
三大特性：强氧化性、吸水性、脱水性
酸的通性
起氧化作用的元素
分子中的
电离出来的H+
还原产物
一般是SO2
H2
与非金属单质、H2S、HI、
HBr等物质的反应情况
加热时能氧化非金属单质，
常温下能氧化H2S、HI、HBr
均不能反应
与Fe、Al的反应情况
常温下将Fe、Al钝化，加热时能继续氧化
发生置换反应
氧化性的强弱情况
氧化性强
氧化性弱
考法05 粗盐提纯及硫酸根离子的检验
【典例5】（2022·广东省等级考）实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和SO42－，所用试剂包括BaCl2以及（ ）。
A．Na2CO3、NaOH、HCl
B．Na2CO3、HCl、KOH
C．K2CO3、HNO3、NaOH
D．Na2CO3、NaOH、HNO3
【解析】选A。粗盐中主要成分为NaCl。除去Ca2+选用CO32－将其转化为沉淀，为了不引入新杂质，所加物质的阳离子为Na+，即选用Na2CO3除去Ca2+，同理可知，除去Mg2+需选用NaOH，除去SO42－需选用BaCl2，因所加除杂试剂均过量，因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序中，BaCl2先于Na2CO3加入，利用Na2CO3除去Ca2+和多余的BaCl2，因Na2CO3、NaOH均过量，成为新杂质，需要过滤后向滤液中加入HCl，至溶液中不再有气泡产生，以此除去Na2CO3、NaOH，然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品。
【知识拓展】粗盐提纯过程分析
1．除去粗盐中杂质的过程
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
BaCl2
SO42－+Ba2+BaSO4↓
MgCl2
NaOH
Mg2++2OH-Mg（OH）2↓
CaCl2
Na2CO3
CO32－+Ca2+CaCO3↓
过量BaCl2
CO32－+Ba2+BaCO3↓
过量NaOH
过滤之后加入过量稀盐酸
H++OH－H2O
过量Na2CO3
CO32－+2H+CO2↑+H2O
2．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：尽量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。
【特别提醒】物质除杂和分离应注意的问题
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。
分层提分
题组A 基础过关练
1．常温下，将铁片放到浓硫酸中，下列叙述正确的是（ ）。
A．溶液呈黄色
B．铁片变轻
C．铁片表面产生大量气泡
D．铁片表面产生致密的氧化膜
【解析】选D。常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，无明显现象，且铁片质量增加，溶液无色，只有D合理。
2．实验室有两瓶硫酸，分别是浓硫酸和稀硫酸，但由于同学的粗心将标签弄混了，请你帮助该同学选择区分的既简单又可靠的方法（ ）。
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
【解析】选C。常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应，无法区别。向两种酸中加入锌片二者都反应：浓硫酸反应产生SO2，稀硫酸产生H2，可以区别，但不是最简单、最好的方法。只有C是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别，方法简单，所以选择C。
3．（2021~2022学年安徽六安高一上学期期末）下列叙述或操作中正确的是（ ）。
A．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿着量筒壁慢慢地注入盛有水的量筒中，并不断搅拌
B．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
C．浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗
D．浓硫酸与铜的反应中，被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶2
【解析】选C。稀释浓硫酸时，不能在量筒中进行；浓硫酸和稀硫酸都有氧化性，只是被还原的元素不同，浓硫酸中是+6价S，而稀硫酸中是H+；浓硫酸与铜的反应中，被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶1。
4．全部可用浓硫酸干燥的一组气体是（ ）。
A．CH4、H2、CO、NH3
B．CO2、H2、SO2、Cl2
C．CO、CH4、HCl、HBr
D．SO2、CO2、H2、H2S
【解析】选B。浓硫酸既具有酸性，又具有强氧化性。故不能用来干燥碱性气体（NH3）和强还原性气体（HBr、HI、H2S等），B项正确。
5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是（ ）。
A．酸性 B．脱水性 C．吸水性 D．强氧化性
【解析】选A。浓硫酸与含有水分的蔗糖作用的过程中，首先表现出吸水性；放出的热量促使浓硫酸将蔗糖脱水炭化，表现出脱水性；生成的炭又与浓硫酸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。
6．浓硫酸会与可燃性、还原性物质激烈反应，稀硫酸相对温和。下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是（ ）。
A．都能作干燥剂
B．都具有一定的氧化性
C．加热时都能与铜发生反应
D．在常温下都能用铁质容器贮存
【解析】选B。稀硫酸不能作干燥剂，A项错误；浓硫酸与金属反应生成二氧化硫，硫元素化合价降低，体现浓硫酸的氧化性，稀硫酸与活泼金属反应生成氢气，氢元素化合价降低，体现稀硫酸的氧化性，B项正确；加热时稀硫酸与铜不反应，C项错误；稀硫酸不能用铁质容器贮存，D项错误。
7．在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是（ ）。
A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧
B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收更充分
【解析】选D。将硫铁矿粉碎是为了增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；SO2转化为SO3为可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确。
8．（2021年6月·山东省合格考真题）利用下图可以从不同角度研究含硫物质的性质及其转化关系。
回答下列问题：
（1）H2S与SO2反应的化学方程式为__________________________，反应中H2S体现___________（填“氧化性”或“还原性”）。
（2）加热时，浓硫酸与木炭反应的化学方程式为_____________________________，下列试剂不能用于验证生成物中含有SO2的是___________（填标号）。
A．品红溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水
【解析】（1）H2S与SO2反应生成单质S和水，化学方程式为：2H2S+SO23S↓+2H2O，H2S中S化合价升高，体现了还原性；（2）加热时，浓硫酸与木炭反应生成CO2、SO2和水，化学方程式为：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O；SO2具有漂白性和还原性，可以用品红溶液及酸性KMnO4溶液检验，而CO2也能是澄清石灰水变浑浊，故不能用澄清石灰水检验产生的SO2。
【答案】（1）①2H2S+SO23S↓+2H2O②还原性（2）①C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O②c
题组B 能力提升练
1．（2021~2022学年河南南阳高一下学期期末）狐刚子在“炼石胆取精华法”中作如下叙述：“以士擊（即砖坯）垒作两个方头炉，一炉中著铜盘，使定，即密泥之，一炉中以炭烧石胆（CuSO4·5H2O）使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷……”。狐刚子所取“精华”为（ ）。
A．H2O B．SO2 C．稀硫酸 D．CuSO4溶液
【解析】选C。高温煅烧硫酸铜晶体时，晶体先失去结晶水，然后硫酸铜分解为氧化铜固体和三氧化硫蒸气，文中所说的“烟”是三氧化硫与水蒸气的混合物，冷却后两者化合生成硫酸，硫酸溶于多余的水中得到硫酸溶液。所以，狐刚子所取的“精华”为稀硫酸。
2．下列装置不能实现相应实验目的的是（ ）。
【解析】选A。稀硫酸与铜不反应，不能用来制取SO2。
3．（2021·北京丰台区高一上期末）下列实验所得结论不正确的是（ ）。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
产生大量
无色气体
铁片表面迅速变暗，
之后无明显变化
加热后产生大量无色
有刺激性气味的气体
A．实验Ⅰ中气体是H2
B．实验Ⅱ中没有发生化学反应
C．实验Ⅲ中气体是SO2
D．浓度、温度影响实验现象
【解析】选B。稀硫酸和铁片反应产生H2，A正确；常温下，铁片遇浓硫酸发生钝化：浓硫酸将铁片表面氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应的进行，该过程发生了化学变化，B错误；加热条件下，铁片可以溶解于浓硫酸中，浓硫酸做氧化剂，生成的无色有刺激性气味的气体是SO2，C正确；实验I、II说明浓度影响实验，实验II、III说明温度影响实验，D正确。
4．（2022·广东省等级考）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图（a~d均为浸有相应试液的棉花）所示的探究实验，下列分析正确的是（ ）。
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
【解析】选B。铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误。
5．粗盐中常含有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，为将杂质除尽设计如下步骤：
下列有关说法不正确的是（ ）。
A．除去Ca2+的主要反应：Ca2++ CO32－CaCO3↓
B．检验SO42－是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液
C．试剂①②③分别是Na2CO3、NaOH、BaCl2
D．加稀盐酸调节pH，可除去NaOH、Na2CO3等杂质
【解析】选C。除去Ca2+的主要试剂是Na2CO3，则除去Ca2+的主要反应是Ca2++ CO32－CaCO3↓，故A正确；检验滤液中是否有SO42－的方法是取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有沉淀，则有SO42－，否则没有，故B正确；经分析除去粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4所加试剂顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH，故C错误；经分析，除杂试剂要过量，过量的NaOH、Na2CO3可用稀盐酸调节pH除去，故D正确。
6．已知①Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是（ ）。
A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸
B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等
【解析】选A。从化学方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A项错误；过量的15．Zn在浓硫酸中反应先生成SO2，硫酸变稀后生成H2，B项正确；Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中，有1molH2SO4被还原时分别生成1molSO2和1molH2，D项正确。
7．用25mL18.4mol·L－1的浓硫酸与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液稀释到100mL，所得溶液中SO42－浓度为3mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为（ ）。
A．0.5mol·L－1 B．1.6mol·L－1
C．1.8mol·L－1 D．3mol·L－1
【解析】选B。反应前n（H2SO4）＝0.025L×18.4mol·L－1＝0.46mol，n（SO42－）＝0.46mol，反应后n（SO42－）＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，则减少的n（SO42－）＝0.46mol－0.3mol＝0.16mol，所以生成二氧化硫为0.16mol，由Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑，可知n（CuSO4）＝0.16mol，则c（CuSO4）＝＝1.6mol·L－1。
8．（2021·青岛高一检测）“探险队员”——稀硫酸，不小心走进了有许多“吃人的野兽”（即能与稀硫酸发生化学反应的物质）的小山，如图所示逃生线路有多种，但有一种线路是完全行不通的，处处为陷阱，即为入口→③→⑤→⑦→⑨→出口，则该线路涉及的物质为（ ）。
A．Na2CO3、Fe（OH）3、Zn、Fe2O3
B．SO3、Cu、BaCl2、HCl
C．Zn、Fe（OH）3、KNO3、CuO
D．SO3、Cu、NaCl、CuO
【解析】选A。稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体、与氢氧化铁生成硫酸铁和水、与Zn反应生成硫酸锌和氢气、与氧化铁反应生成硫酸铁和水，故A选；SO3、Cu、HCl均与稀硫酸不反应，故B不选；KNO3与稀硫酸不反应，故C不选；SO3、Cu、NaCl均与稀硫酸不反应，故D不选。
9．按下图装置进行实验，可证明碳与浓硫酸反应放出的气体是SO2和CO2。
（1）木炭与浓硫酸反应的化学方程式是__________________________________，该反应的氧化剂为________（填化学式），当转移2mol电子时，生成标准状况下的SO2和CO2共________L。
（2）洗气瓶①②中溶液褪色，体现的二氧化硫的性质依次为________（填字母）。
A．氧化性、还原性 B．漂白性、还原性
C．漂白性、氧化性 D．还原性、漂白性
（3）证明二氧化碳存在的现象为______________________________________。
【解析】（1）木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O，化学方程式为C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O，在该反应中，C元素的化合价升高，S元素的化合价降低，所以氧化剂是H2SO4，由化学方程式可知，每消耗1molC，转移4mol电子，生成1molCO2和2molSO2，所以转移2mol电子时，生成0.5molCO2和1molSO2，在标准状况下的体积为（0.5+1）mol×22.4L·mol－1＝33.6L。（2）洗气瓶①中品红溶液褪色，体现了二氧化硫的漂白性，洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故选B。（3）当洗气瓶③中品红溶液不褪色，证明SO2已被除尽，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊，即可证明有二氧化碳存在。
【答案】（1）C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O；H2SO4；33.6
（2）B（3）洗气瓶③中品红溶液不褪色，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊
10．（2021~2022学年四川攀枝花高一下学期期末检测）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，而乙同学认为产生的气体除二氧化硫外，还可能有氢气。为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了如图所示的实验装置（锌与浓硫酸反应产生的气体为X，且该反应装置已略去）。
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）装置A中加入的试剂可能是________，作用是__________________；装置B中加入的试剂可能是________，作用是_______________；装置E中加入的试剂可能是________，作用是_____________________。
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象：装置C中________________，装置D中__________________。
【解析】（1）二氧化硫由锌和浓硫酸反应得到，锌和浓硫酸反应得二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。（2）在Zn与浓H2SO4反应的过程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4浓度逐渐减小，变成稀H2SO4，Zn与稀H2SO4反应生成H2。（3）分析装置图可知，装置A可用品红溶液验证二氧化硫的存在；通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气；氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响装置D中水的检验，装置E中的试剂为碱石灰。（4）证明气体X中含有氢气的现象是装置C中黑色粉末变为红色，装置D中白色粉末变为蓝色。
【答案】（1）Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O
（2）Zn与浓硫酸反应，H2SO4被消耗且有水生成，浓硫酸逐渐变稀，Zn与稀硫酸反应可产生H2
（3）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；
（4）黑色粉末变为红色；白色粉末变为蓝色
题组C 培优拔尖练
1．（2022·武汉高一期末检测）宋代《本草图经》中，关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴硝（Na2SO4·10H2O）而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金计者是真也。”下列说法错误的是（ ）。
A．“色赤”物质是Fe（OH）3
B．流出的液体中可能含有硫酸
C．可以通过焰色试验区分绿矾和朴硝
D．绿矾分解过程中硫元素部分被还原
【解析】选A。Fe（OH）3受热易分解，与题意反应条件不符，Fe的氧化物只有氧化铁为红色，则“色赤”物质可能是Fe2O3，故A错误；FeSO4•7H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫，三氧化硫与水结合生成硫酸，则流出的液体中可能含有硫酸，故B正确；绿矾和朴硝中含有的金属元素不同，可以通过焰色试验区分，故C正确；绿矾分解过程中铁元素被氧化，根据氧化还原反应的规律，硫元素会部分被还原，故D正确。
2．实验探究活动中某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是（ ）。
选项
A
B
C
D
实验目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验装置
【解析】选D。A项中由于分子是在不断运动的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内气压增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否具有强氧化性，不能达到实验目的。
3．利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是（ ）。
选项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
【解析】选C。SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，A项错误；在常温下，Cu和浓硫酸不发生反应，B项错误；盐酸的酸性比碳酸强，根据强酸制弱酸的原理可知，CO2不与CaCl2反应，C项正确；溴水褪色说明产生了SO2，证明了浓硫酸的强氧化性，D项错误。
4．下列实验操作和现象以及所得结论均正确的是（ ）。
选项
实验操作和现象
实验结论
A
将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生（NO3－在酸性条件下具有强氧化性）
样品已变质
B
将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
溶液中有CO32－
C
先向某溶液中加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解
溶液中有SO42－
D
向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生的具有刺激性气味的气体可使品红溶液褪色
酸性：HCl＞H2SO3
【解析】选D。酸性条件下，NO3－能把SO32－氧化为SO42－，将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生，不能证明亚硫酸钠样品已变质，故A错误；将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中可能有HSO3－、SO32－、CO32－或HCO3－，故B错误；不能排除Ag+的干扰，故C错误；根据强酸制弱酸，向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生可使品红溶液褪色的二氧化硫气体，说明酸性：HCl＞H2SO3，故D正确。
5．向一定体积的浓H2SO4中加入0.5molZn后并加热，充分反应后Zn完全溶解，同时收集到两种气体。下列说法中不正确的是（ ）。
A．收集到的气体是SO2和H2
B．收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2L
C．溶解过程转移电子数为NA
D．该反应体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
【解析】选D。先发生Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O，浓硫酸变稀后发生Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。收集到的气体是SO2和H2，故A正确；由化学方程式可知，0.5molZn产生0.5mol气体，收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2L，故B正确；1molZn反应转移2mol电子，溶解0.5molZn转移电子数为NA，故C正确；该反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，故D错误。
6．如图是硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是（ ）。
A．该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L－1
B．该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49%
C．50mL该H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为0.46mol
D．2.7gAl与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H23.36L
【解析】选A。A项，c＝＝18.4mol·L－1；B项，等体积水的质量小于浓硫酸的质量，故混合所得溶液的质量分数大于49%；C项，由Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O可知，当0.05L×18.4mol·L－1＝0.92mol的H2SO4完全参加反应时，被还原的H2SO4为0.46mol，由于反应后期，H2SO4浓度减小，稀硫酸与Cu不反应，则被还原H2SO4的物质的量小于0.46mol；D项，Al遇浓硫酸“钝化”。
7．（2021·济南高一检测）（1）化学兴趣小组根据老师要求用如图所列装置设计一个实验，来验证加热条件下浓硫酸将木炭粉氧化的反应所产生的各种产物。
编号
①
②
③
④
装置
这些装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是（填装置的编号）：________→________→________→________。
（2）实验时可观察到装置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_____________________。
（3）装置②中所加固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中位置的理由是___________________________________。
（4）装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。
【解析】（1）浓硫酸与木炭反应产物是SO2、CO2和H2O。由于①、③中装的都是溶液，气流经过后一定会带出水蒸气，必须先验证产物中的水蒸气，然后再验证SO2和CO2，由于SO2和CO2都能与石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊，因此必须先验证和除去SO2后再验证CO2，由此可以得出连接顺序应当是④②①③。（2）A瓶中品红溶液褪色，可证明产物中有SO2，C瓶溶液不褪色说明进入C瓶的气体中已没有SO2，从而推断出B瓶溶液的作用是氧化吸收从A瓶出来的全部SO2，因而C瓶溶液的作用是确认这时气流中SO2已被B瓶溶液全部吸收。（3）②是验证水蒸气的，白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝。（4）由于从①中C瓶出来的气流中已确定没有SO2，③中盛澄清石灰水，用来验证气流中的CO2。
【答案】（1）④；②；①；③
（2）验证产物中有SO2气体；将产物中SO2气体全部氧化吸收；确认产物中SO2已被B瓶溶液全部吸
（3）无水硫酸铜；水蒸气；由于产物通过装置①、③时会带出水蒸气，所以装置②必须在装置①、③之前
（4）澄清石灰水；CO2
8．常用于印染工业的连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如图：
请回答下列问题：
（1）保险粉应如何保存？____________（填一个注意事项）。
（2）由锌块制备锌粉的目的是____________；向液锌中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm（1m＝106μm）的锌粉。鼓入气体M为常见的双原子单质分子，则M的化学式为__________；分散系A为______（填“溶液”“胶体”或“悬浊液”）。
（3）流程②的化学方程式为_________________________________。
（4）流程③的分离方法步骤为__________________、洗涤、干燥，其中洗涤所用试剂是____________。
（5）保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子（Cr2O72－被转化为Cr3+，S2O42－被转化为SO42－），这是目前除去酸性废水中Cr2O72－的有效方法之一，写出该反应的离子方程式___________________________。
（6）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化，其方程式为：①2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3+NaHSO4。若在此条件下NaHSO3不会被氧化，请设计实验证明氧化时发生的反应是②________________________。
【解析】（1）保险粉遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，故需密封、阴凉处保存；（2）由锌块制备锌粉的目的是：增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，锌是活泼金属，雾化的液态锌更容易被空气中的氧气氧化，所以应该先鼓入保护气，鼓入气体M为常见的双原子单质，则M的为N2。因为180μm＝180×10－6m＝180×10－6×109nm＝180×103nm＞100nm，则粒度约为180μm的锌粉溶于水得到的分散系A为悬浊液；（3）流程②步骤中Zn与二氧化硫反应生成ZnS2O4，反应方程式为：Zn+2SO2ZnS2O4；（4）流程③是分离固体与溶液，分离方法为过滤、洗涤、干燥，为减少溶解导致的损失，用甲醇洗涤；（5）根据题意Cr2O72－被转化为Cr3+，S2O42－被转化为SO42－，依据电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得配平的离子反应方程式为：S2O32－+Cr2O72－+6H+2SO42－+2Cr3++3H2O；（6）反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠，而反应②中还产生硫酸氢钠，硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子，可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子，具体操作为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②。也可以根据：HSO3+H+SO2↑+H2O，将样品溶于水，看是否能够产生剌激性气味的气体。
【答案】（1）密封、阴凉处保存（或其他合理答案）
（2）N2；悬浊液
（3）Zn+2SO2ZnS2O4
（4）过滤；甲醇
（5）S2O32－+Cr2O72－+6H+2SO42－+2Cr3++3H2O
（6）取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②（或取少许固体溶于水中，若闻到剌激性气味，则证明是②）
第02讲 硫酸 硫酸根离子的检验
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2．了解浓、稀硫酸的性质差异。
3．掌握SO42－的检验方法
1．能列举、描述、辨识硫酸的重要的物理和化学性质及实验现象。能用化学方程式正确表示硫酸的主要化学性质。
2．能从价态角度，依据氧化还原反应原理，预测硫酸的化学性质和变化，设计实验并能分析、解释有关实验现象。能利用物质的性质和反应，设计SO42－的检验方案。
知识精讲
知识点01 硫酸的工业制备
1．硫酸的用途
（1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
（2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。
2．硫酸的工业制备
（1）三种原料：硫黄或黄铁矿（FeS2）、空气、98.3%的浓硫酸。
（2）三个阶段（写出下列阶段的化学方程式）
①二氧化硫的制取和净化：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。
②SO2氧化成SO3：2SO2+O22SO3。
③三氧化硫的吸收和硫酸的生成：SO3+H2OH2SO4。
【即学即练1】硫酸是一种重要的化工原料，下列关于硫酸的说法不正确的是（ ）。
A．硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等
B．硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行
D．反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
【解析】选D。硫酸可用于生产化肥，如硫酸铵，生产农药，如制备硫酸铜来配制波尔多液，生产炸药，如做制备TNT的催化剂，A项正确；硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生二氧化硫、二氧化硫和氧气反应产生三氧化硫、三氧化硫溶于水得硫酸，因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫酸，B项正确；工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应在400～500℃、V2O5做催化剂的条件下进行，C项正确；三氧化硫极易溶于水，溶于水易形成酸雾，因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3，D项错误。
知识点02 硫酸的性质
1．硫酸的物理性质
（1）色味态：纯净的硫酸是无色黏稠状液体
（2）密度：比水大
（3）溶解性：能与水以任意比混合，溶解时可放出大量的热。
（4）沸点：沸点高，难挥发。
（5）稀释：将浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．稀硫酸的性质
（1）二元强酸：其电离方程式：H2SO42H++SO42－
（2）稀硫酸具有酸的通性
3．浓硫酸的吸水性与脱水性
（1）吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分（自由水和结晶水），常用做干燥剂。
（2）脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。
①“黑面包”实验操作
②实验现象：向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。
3．浓硫酸的强氧化性
（1）浓硫酸与Cu反应
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面变黑；
b试管中的溶液有气泡冒出，逐渐变为无色；
冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液呈蓝色
实验结论
在反应中，浓硫酸体现强氧化性和酸性
化学方程式
Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）浓硫酸与非金属反应
①浓硫酸具有很强的氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
②碳与浓硫酸反应：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
（3）浓硫酸与金属反应
①常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜
②氢前的活泼金属（如Zn）：常温下与浓硫酸反应先放SO2，后放H2
Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
③氢后的活泼金属（如铜）：加热下与浓硫酸反应先放SO2，后反应停止
Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
【即学即练2】下列事实与浓硫酸表现出的性质（括号中）的对应关系正确的是（ ）。
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大（难挥发性）
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应（强氧化性、酸性）
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的碳生成（吸水性）
D．浓硫酸可用来干燥某些气体（脱水性）
【解析】选B。在空气中敞口久置的浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。
知识点03 硫酸根离子检验及粗盐的提纯
1．SO42－的检验
（1）实验探究
实验
操作
实验
现象
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生
实验
结论
SO42－与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，离子方程式：SO42－+Ba2+BaSO4↓
CO32－与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀盐酸，离子方程式：CO32－+Ba2+BaCO3↓，BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O
（2）检验SO42－的正确操作
2．SO42－检验的应用——粗盐除杂
（1）若除去粗盐中的杂质（硫酸盐、CaCl2、MgCl2），将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
氯化钡溶液
Ba2++SO42－BaSO4↓
CaCl2
碳酸钠溶液
Ca2++CO32－CaCO3↓
MgCl2
烧碱溶液
Mg2++2OH－Mg（OH）2↓
（2）试剂加入的顺序
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
总结：为保证杂质离子完全除去，只要碳酸钠溶液在氯化钡溶液之后加入即可。
【即学即练3】为了检验某溶液中是否含有硫酸根离子，下列操作最合理的是（ ）。
A．先加氯化钡溶液，再加盐酸
B．先用盐酸酸化，再加氢氧化钡溶液
C．先用盐酸酸化，再加氯化钡溶液
D．用氯化钡溶液
【解析】选C。检验硫酸根离子时常用Ba2+，但是需要排除CO32－、SO32－、Ag+的影响，所以通常先用盐酸酸化溶液，排除CO32－、SO32－、Ag+的影响以后，再用氯化钡溶液检验硫酸根离子。
能力拓展
考法01 工业上制备硫酸
【典例1】（2021·四川学考真题）下图为黄铁矿（主要成分是FeS2）生产硫酸的简要流程。
回答下列问题：
（1）FeS2（二硫化亚铁）中硫元素的化合价是_______。
（2）将黄铁矿粉碎的目的是______________________。
（3）设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元素被_______（填“氧化”或“还原”）。
（4）设备Ⅱ中，在催化剂和加热条件下，即使通入过量空气也不能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是___________________________。
（5）设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是___________________________。
【解析】黄铁矿被空气氧化生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫和空气在催化剂和加热条件下反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸。（1）FeS2（二硫化亚铁）中铁为+2价，则硫元素的化合价是－1；（2）将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率；（3）设备Ⅰ发生的反应中铁元素化合价从+2升高到+3价，铁元素被氧化；（4）二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，方程式为：2SO2+O22SO3；（5）设备Ⅲ是三氧化硫被浓硫酸吸收生成硫酸，即三氧化硫和水反应生成硫酸，发生反应的化学方程式为SO3+H2OH2SO4。
【答案】（1）－1（2）增大接触面积，加快反应速率（3）氧化
（4）2SO2+O22SO3（5）SO3+H2OH2SO4
【知识拓展】硫酸的工业制备
1．三原料：硫黄或黄铁矿（FeS2）、空气，98.3%的浓硫酸
2．三反应：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（或S+O2SO2）、2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4。
3．三步骤：二氧化硫的制取和净化、SO2催化氧化、三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
考法02 浓硫酸的强氧化性及应用
【典例2】（2021~2022河北迁安高一上学期期末）下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是（ ）。
A．浸有碱液的棉花是为了防止SO2逸出污染环境
B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色
C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体
D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】选B。二氧化硫是有毒的大气污染物，浸有碱液的棉花可吸收过量的SO2，防止环境污染，A项正确；冷却后的试管a中有浓硫酸，应将试管a中的物质慢慢倒入盛有水的烧杯中，B项错误；浓硫酸具有强氧化性，铜被氧化生成氧化铜，表面先发黑，浓硫酸具有吸水性，使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体，C项正确；铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，D项正确。
【知识拓展】浓硫酸强氧化性的体现
反应物
变化或反应
表现性质
活泼
金属
铁、铝
常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化
强氧化性
加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2
强氧化性和酸性
锌等其他活泼金属
与浓硫酸反应时，开始产生SO2，金属过量时产生H2
较不活泼金属（如：铜、银等）
金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O
碳、硫、磷等非金属
非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O
强氧化性
还原性物质
能将还原性物质（如Fe2+、H2S、HI）氧化，如：H2S+H2SO4（浓）S↓+SO2↑+2H2O
【特别提醒】在化学反应中，硫酸所体现的性质的判断方法：
①生成硫酸盐和挥发性酸：体现酸性和难挥发性，如与NaCl固体反应。
②全部转化为SO2：只体现强氧化性，如与C、H2S、HI反应。
③生成硫酸盐和SO2：既体现酸性又体现强氧化性，如与Cu、FeO反应。
考法03 浓硫酸的吸水性和脱水性
【典例3】（2021·鹤壁高一检测）化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是（ ）。
A．打开A中分液漏斗的活塞，加入浓硫酸，充分反应后烧瓶内出现黑色膨化固体
B．品红溶液红色褪去，证明有SO2气体生成
C．检验A中产生的气体中含有水蒸气，应将E接在A和B之间
D．D中溶液变浑浊，即可证明反应产生了CO2
【解析】选D。浓硫酸有脱水性，向盛有蔗糖的烧瓶中加入浓硫酸，蔗糖脱水炭化并放出大量的热，浓硫酸具有强氧化性，与C反应生成H2O、CO2和SO2，使黑色固体膨化，故A正确；反应体系中只有SO2可以使品红溶液褪色，故B正确；因为B、C、D中盛放的都是水溶液，所以检验水蒸气时，应将E接在A和B之间，故C正确；C中的酸性KMnO4溶液可以除去SO2，只有酸性KMnO4溶液不褪色，D中溶液变浑浊，才能证明反应产生了CO2，故D错误。
【知识拓展】浓硫酸的吸水性和脱水性
1．吸水性
（1）含义：浓H2SO4具有吸收水（如气体中、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等）的性能。
（2）原因：H2SO4分子与水分子可形成一系列稳定的水合物。
（3）应用：用作干燥剂
①能够干燥中性气体和酸性气体。如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。
②不能干燥碱性气体（如NH3）和常温还原性气体（如H2S、HBr、HI）。
2．脱水性
（1）含义：浓H2SO4将有机物中的H原子和O原子按水的组成比（2∶1）脱去。
（2）浓H2SO4能使蓝色石蕊试纸先变红后再变黑，是由于其具有强酸性和脱水性。
（3）蔗糖脱水炭化
①反应现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭
②反应过程：C12H22O11（蔗糖）12C+11H2O；C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
③体现性质：浓H2SO4的脱水性和氧化性
考法04 鉴别浓硫酸和稀硫酸
【典例4】实验室中有没贴标签的浓H2SO4和稀H2SO4，某同学提出的下列鉴别方法不正确的是（ ）。
A．分别取10mL溶液，质量大的是浓H2SO4，质量小的是稀H2SO4
B．观察液体流动性，流动性好的是稀H2SO4，油状粘稠的是浓H2SO4
C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液，逐渐变为白色粉末的是浓H2SO4，晶体溶解的是稀H2SO4
D．常温下将Al片分别投入溶液，反应快速放出气体的是浓H2SO4，放出气体慢的是稀H2SO4
【解析】选D。浓硫酸的密度大，稀硫酸密度小，A项正确；浓硫酸为无色粘稠的液体而稀硫酸流动性好，B项正确；浓硫酸具有吸水性，C项正确；铝和浓硫酸在常温下钝化，不易放出气体，D项错误。
【知识拓展】浓硫酸和稀硫酸的组成与性质比较
组成性质
浓硫酸
稀硫酸
电离情况
极少量电离
H2SO42H++SO42－
主要粒子
H2SO4分子
H+、SO42－、H2O
颜色、状态
无色黏稠油状液体
无色液体
化学性质
三大特性：强氧化性、吸水性、脱水性
酸的通性
起氧化作用的元素
分子中的
电离出来的H+
还原产物
一般是SO2
H2
与非金属单质、H2S、HI、
HBr等物质的反应情况
加热时能氧化非金属单质，
常温下能氧化H2S、HI、HBr
均不能反应
与Fe、Al的反应情况
常温下将Fe、Al钝化，加热时能继续氧化
发生置换反应
氧化性的强弱情况
氧化性强
氧化性弱
考法05 粗盐提纯及硫酸根离子的检验
【典例5】（2022·广东省等级考）实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和SO42－，所用试剂包括BaCl2以及（ ）。
A．Na2CO3、NaOH、HCl
B．Na2CO3、HCl、KOH
C．K2CO3、HNO3、NaOH
D．Na2CO3、NaOH、HNO3
【解析】选A。粗盐中主要成分为NaCl。除去Ca2+选用CO32－将其转化为沉淀，为了不引入新杂质，所加物质的阳离子为Na+，即选用Na2CO3除去Ca2+，同理可知，除去Mg2+需选用NaOH，除去SO42－需选用BaCl2，因所加除杂试剂均过量，因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序中，BaCl2先于Na2CO3加入，利用Na2CO3除去Ca2+和多余的BaCl2，因Na2CO3、NaOH均过量，成为新杂质，需要过滤后向滤液中加入HCl，至溶液中不再有气泡产生，以此除去Na2CO3、NaOH，然后将溶液蒸干得到较为纯净的食盐产品。
【知识拓展】粗盐提纯过程分析
1．除去粗盐中杂质的过程
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
BaCl2
SO42－+Ba2+BaSO4↓
MgCl2
NaOH
Mg2++2OH-Mg（OH）2↓
CaCl2
Na2CO3
CO32－+Ca2+CaCO3↓
过量BaCl2
CO32－+Ba2+BaCO3↓
过量NaOH
过滤之后加入过量稀盐酸
H++OH－H2O
过量Na2CO3
CO32－+2H+CO2↑+H2O
2．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：尽量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。
【特别提醒】物质除杂和分离应注意的问题
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。
分层提分
题组A 基础过关练
1．常温下，将铁片放到浓硫酸中，下列叙述正确的是（ ）。
A．溶液呈黄色
B．铁片变轻
C．铁片表面产生大量气泡
D．铁片表面产生致密的氧化膜
【解析】选D。常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，无明显现象，且铁片质量增加，溶液无色，只有D合理。
2．实验室有两瓶硫酸，分别是浓硫酸和稀硫酸，但由于同学的粗心将标签弄混了，请你帮助该同学选择区分的既简单又可靠的方法（ ）。
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
【解析】选C。常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应，无法区别。向两种酸中加入锌片二者都反应：浓硫酸反应产生SO2，稀硫酸产生H2，可以区别，但不是最简单、最好的方法。只有C是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别，方法简单，所以选择C。
3．（2021~2022学年安徽六安高一上学期期末）下列叙述或操作中正确的是（ ）。
A．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿着量筒壁慢慢地注入盛有水的量筒中，并不断搅拌
B．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
C．浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗
D．浓硫酸与铜的反应中，被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶2
【解析】选C。稀释浓硫酸时，不能在量筒中进行；浓硫酸和稀硫酸都有氧化性，只是被还原的元素不同，浓硫酸中是+6价S，而稀硫酸中是H+；浓硫酸与铜的反应中，被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶1。
4．全部可用浓硫酸干燥的一组气体是（ ）。
A．CH4、H2、CO、NH3
B．CO2、H2、SO2、Cl2
C．CO、CH4、HCl、HBr
D．SO2、CO2、H2、H2S
【解析】选B。浓硫酸既具有酸性，又具有强氧化性。故不能用来干燥碱性气体（NH3）和强还原性气体（HBr、HI、H2S等），B项正确。
5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是（ ）。
A．酸性 B．脱水性 C．吸水性 D．强氧化性
【解析】选A。浓硫酸与含有水分的蔗糖作用的过程中，首先表现出吸水性；放出的热量促使浓硫酸将蔗糖脱水炭化，表现出脱水性；生成的炭又与浓硫酸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。
6．浓硫酸会与可燃性、还原性物质激烈反应，稀硫酸相对温和。下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是（ ）。
A．都能作干燥剂
B．都具有一定的氧化性
C．加热时都能与铜发生反应
D．在常温下都能用铁质容器贮存
【解析】选B。稀硫酸不能作干燥剂，A项错误；浓硫酸与金属反应生成二氧化硫，硫元素化合价降低，体现浓硫酸的氧化性，稀硫酸与活泼金属反应生成氢气，氢元素化合价降低，体现稀硫酸的氧化性，B项正确；加热时稀硫酸与铜不反应，C项错误；稀硫酸不能用铁质容器贮存，D项错误。
7．在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是（ ）。
A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧
B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收更充分
【解析】选D。将硫铁矿粉碎是为了增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；SO2转化为SO3为可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确。
8．（2021年6月·山东省合格考真题）利用下图可以从不同角度研究含硫物质的性质及其转化关系。
回答下列问题：
（1）H2S与SO2反应的化学方程式为__________________________，反应中H2S体现___________（填“氧化性”或“还原性”）。
（2）加热时，浓硫酸与木炭反应的化学方程式为_____________________________，下列试剂不能用于验证生成物中含有SO2的是___________（填标号）。
A．品红溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水
【解析】（1）H2S与SO2反应生成单质S和水，化学方程式为：2H2S+SO23S↓+2H2O，H2S中S化合价升高，体现了还原性；（2）加热时，浓硫酸与木炭反应生成CO2、SO2和水，化学方程式为：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O；SO2具有漂白性和还原性，可以用品红溶液及酸性KMnO4溶液检验，而CO2也能是澄清石灰水变浑浊，故不能用澄清石灰水检验产生的SO2。
【答案】（1）①2H2S+SO23S↓+2H2O②还原性（2）①C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O②c
题组B 能力提升练
1．（2021~2022学年河南南阳高一下学期期末）狐刚子在“炼石胆取精华法”中作如下叙述：“以士擊（即砖坯）垒作两个方头炉，一炉中著铜盘，使定，即密泥之，一炉中以炭烧石胆（CuSO4·5H2O）使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷……”。狐刚子所取“精华”为（ ）。
A．H2O B．SO2 C．稀硫酸 D．CuSO4溶液
【解析】选C。高温煅烧硫酸铜晶体时，晶体先失去结晶水，然后硫酸铜分解为氧化铜固体和三氧化硫蒸气，文中所说的“烟”是三氧化硫与水蒸气的混合物，冷却后两者化合生成硫酸，硫酸溶于多余的水中得到硫酸溶液。所以，狐刚子所取的“精华”为稀硫酸。
2．下列装置不能实现相应实验目的的是（ ）。
【解析】选A。稀硫酸与铜不反应，不能用来制取SO2。
3．（2021·北京丰台区高一上期末）下列实验所得结论不正确的是（ ）。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
产生大量
无色气体
铁片表面迅速变暗，
之后无明显变化
加热后产生大量无色
有刺激性气味的气体
A．实验Ⅰ中气体是H2
B．实验Ⅱ中没有发生化学反应
C．实验Ⅲ中气体是SO2
D．浓度、温度影响实验现象
【解析】选B。稀硫酸和铁片反应产生H2，A正确；常温下，铁片遇浓硫酸发生钝化：浓硫酸将铁片表面氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应的进行，该过程发生了化学变化，B错误；加热条件下，铁片可以溶解于浓硫酸中，浓硫酸做氧化剂，生成的无色有刺激性气味的气体是SO2，C正确；实验I、II说明浓度影响实验，实验II、III说明温度影响实验，D正确。
4．（2022·广东省等级考）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图（a~d均为浸有相应试液的棉花）所示的探究实验，下列分析正确的是（ ）。
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
【解析】选B。铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误。
5．粗盐中常含有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，为将杂质除尽设计如下步骤：
下列有关说法不正确的是（ ）。
A．除去Ca2+的主要反应：Ca2++ CO32－CaCO3↓
B．检验SO42－是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液
C．试剂①②③分别是Na2CO3、NaOH、BaCl2
D．加稀盐酸调节pH，可除去NaOH、Na2CO3等杂质
【解析】选C。除去Ca2+的主要试剂是Na2CO3，则除去Ca2+的主要反应是Ca2++ CO32－CaCO3↓，故A正确；检验滤液中是否有SO42－的方法是取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有沉淀，则有SO42－，否则没有，故B正确；经分析除去粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4所加试剂顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH，故C错误；经分析，除杂试剂要过量，过量的NaOH、Na2CO3可用稀盐酸调节pH除去，故D正确。
6．已知①Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是（ ）。
A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸
B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等
【解析】选A。从化学方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A项错误；过量的15．Zn在浓硫酸中反应先生成SO2，硫酸变稀后生成H2，B项正确；Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中，有1molH2SO4被还原时分别生成1molSO2和1molH2，D项正确。
7．用25mL18.4mol·L－1的浓硫酸与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液稀释到100mL，所得溶液中SO42－浓度为3mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为（ ）。
A．0.5mol·L－1 B．1.6mol·L－1
C．1.8mol·L－1 D．3mol·L－1
【解析】选B。反应前n（H2SO4）＝0.025L×18.4mol·L－1＝0.46mol，n（SO42－）＝0.46mol，反应后n（SO42－）＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，则减少的n（SO42－）＝0.46mol－0.3mol＝0.16mol，所以生成二氧化硫为0.16mol，由Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑，可知n（CuSO4）＝0.16mol，则c（CuSO4）＝＝1.6mol·L－1。
8．（2021·青岛高一检测）“探险队员”——稀硫酸，不小心走进了有许多“吃人的野兽”（即能与稀硫酸发生化学反应的物质）的小山，如图所示逃生线路有多种，但有一种线路是完全行不通的，处处为陷阱，即为入口→③→⑤→⑦→⑨→出口，则该线路涉及的物质为（ ）。
A．Na2CO3、Fe（OH）3、Zn、Fe2O3
B．SO3、Cu、BaCl2、HCl
C．Zn、Fe（OH）3、KNO3、CuO
D．SO3、Cu、NaCl、CuO
【解析】选A。稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体、与氢氧化铁生成硫酸铁和水、与Zn反应生成硫酸锌和氢气、与氧化铁反应生成硫酸铁和水，故A选；SO3、Cu、HCl均与稀硫酸不反应，故B不选；KNO3与稀硫酸不反应，故C不选；SO3、Cu、NaCl均与稀硫酸不反应，故D不选。
9．按下图装置进行实验，可证明碳与浓硫酸反应放出的气体是SO2和CO2。
（1）木炭与浓硫酸反应的化学方程式是__________________________________，该反应的氧化剂为________（填化学式），当转移2mol电子时，生成标准状况下的SO2和CO2共________L。
（2）洗气瓶①②中溶液褪色，体现的二氧化硫的性质依次为________（填字母）。
A．氧化性、还原性 B．漂白性、还原性
C．漂白性、氧化性 D．还原性、漂白性
（3）证明二氧化碳存在的现象为______________________________________。
【解析】（1）木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O，化学方程式为C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O，在该反应中，C元素的化合价升高，S元素的化合价降低，所以氧化剂是H2SO4，由化学方程式可知，每消耗1molC，转移4mol电子，生成1molCO2和2molSO2，所以转移2mol电子时，生成0.5molCO2和1molSO2，在标准状况下的体积为（0.5+1）mol×22.4L·mol－1＝33.6L。（2）洗气瓶①中品红溶液褪色，体现了二氧化硫的漂白性，洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故选B。（3）当洗气瓶③中品红溶液不褪色，证明SO2已被除尽，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊，即可证明有二氧化碳存在。
【答案】（1）C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O；H2SO4；33.6
（2）B（3）洗气瓶③中品红溶液不褪色，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊
10．（2021~2022学年四川攀枝花高一下学期期末检测）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，而乙同学认为产生的气体除二氧化硫外，还可能有氢气。为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了如图所示的实验装置（锌与浓硫酸反应产生的气体为X，且该反应装置已略去）。
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）装置A中加入的试剂可能是________，作用是__________________；装置B中加入的试剂可能是________，作用是_______________；装置E中加入的试剂可能是________，作用是_____________________。
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象：装置C中________________，装置D中__________________。
【解析】（1）二氧化硫由锌和浓硫酸反应得到，锌和浓硫酸反应得二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。（2）在Zn与浓H2SO4反应的过程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4浓度逐渐减小，变成稀H2SO4，Zn与稀H2SO4反应生成H2。（3）分析装置图可知，装置A可用品红溶液验证二氧化硫的存在；通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气；氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响装置D中水的检验，装置E中的试剂为碱石灰。（4）证明气体X中含有氢气的现象是装置C中黑色粉末变为红色，装置D中白色粉末变为蓝色。
【答案】（1）Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O
（2）Zn与浓硫酸反应，H2SO4被消耗且有水生成，浓硫酸逐渐变稀，Zn与稀硫酸反应可产生H2
（3）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；
（4）黑色粉末变为红色；白色粉末变为蓝色
题组C 培优拔尖练
1．（2022·武汉高一期末检测）宋代《本草图经》中，关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴硝（Na2SO4·10H2O）而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金计者是真也。”下列说法错误的是（ ）。
A．“色赤”物质是Fe（OH）3
B．流出的液体中可能含有硫酸
C．可以通过焰色试验区分绿矾和朴硝
D．绿矾分解过程中硫元素部分被还原
【解析】选A。Fe（OH）3受热易分解，与题意反应条件不符，Fe的氧化物只有氧化铁为红色，则“色赤”物质可能是Fe2O3，故A错误；FeSO4•7H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫，三氧化硫与水结合生成硫酸，则流出的液体中可能含有硫酸，故B正确；绿矾和朴硝中含有的金属元素不同，可以通过焰色试验区分，故C正确；绿矾分解过程中铁元素被氧化，根据氧化还原反应的规律，硫元素会部分被还原，故D正确。
2．实验探究活动中某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是（ ）。
选项
A
B
C
D
实验目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验装置
【解析】选D。A项中由于分子是在不断运动的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内气压增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否具有强氧化性，不能达到实验目的。
3．利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是（ ）。
选项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
【解析】选C。SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，A项错误；在常温下，Cu和浓硫酸不发生反应，B项错误；盐酸的酸性比碳酸强，根据强酸制弱酸的原理可知，CO2不与CaCl2反应，C项正确；溴水褪色说明产生了SO2，证明了浓硫酸的强氧化性，D项错误。
4．下列实验操作和现象以及所得结论均正确的是（ ）。
选项
实验操作和现象
实验结论
A
将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生（NO3－在酸性条件下具有强氧化性）
样品已变质
B
将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
溶液中有CO32－
C
先向某溶液中加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解
溶液中有SO42－
D
向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生的具有刺激性气味的气体可使品红溶液褪色
酸性：HCl＞H2SO3
【解析】选D。酸性条件下，NO3－能把SO32－氧化为SO42－，将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生，不能证明亚硫酸钠样品已变质，故A错误；将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中可能有HSO3－、SO32－、CO32－或HCO3－，故B错误；不能排除Ag+的干扰，故C错误；根据强酸制弱酸，向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生可使品红溶液褪色的二氧化硫气体，说明酸性：HCl＞H2SO3，故D正确。
5．向一定体积的浓H2SO4中加入0.5molZn后并加热，充分反应后Zn完全溶解，同时收集到两种气体。下列说法中不正确的是（ ）。
A．收集到的气体是SO2和H2
B．收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2L
C．溶解过程转移电子数为NA
D．该反应体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
【解析】选D。先发生Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O，浓硫酸变稀后发生Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。收集到的气体是SO2和H2，故A正确；由化学方程式可知，0.5molZn产生0.5mol气体，收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2L，故B正确；1molZn反应转移2mol电子，溶解0.5molZn转移电子数为NA，故C正确；该反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，故D错误。
6．如图是硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是（ ）。
A．该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L－1
B．该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49%
C．50mL该H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为0.46mol
D．2.7gAl与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H23.36L
【解析】选A。A项，c＝＝18.4mol·L－1；B项，等体积水的质量小于浓硫酸的质量，故混合所得溶液的质量分数大于49%；C项，由Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O可知，当0.05L×18.4mol·L－1＝0.92mol的H2SO4完全参加反应时，被还原的H2SO4为0.46mol，由于反应后期，H2SO4浓度减小，稀硫酸与Cu不反应，则被还原H2SO4的物质的量小于0.46mol；D项，Al遇浓硫酸“钝化”。
7．（2021·济南高一检测）（1）化学兴趣小组根据老师要求用如图所列装置设计一个实验，来验证加热条件下浓硫酸将木炭粉氧化的反应所产生的各种产物。
编号
①
②
③
④
装置
这些装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是（填装置的编号）：________→________→________→________。
（2）实验时可观察到装置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_____________________。
（3）装置②中所加固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中位置的理由是___________________________________。
（4）装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。
【解析】（1）浓硫酸与木炭反应产物是SO2、CO2和H2O。由于①、③中装的都是溶液，气流经过后一定会带出水蒸气，必须先验证产物中的水蒸气，然后再验证SO2和CO2，由于SO2和CO2都能与石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊，因此必须先验证和除去SO2后再验证CO2，由此可以得出连接顺序应当是④②①③。（2）A瓶中品红溶液褪色，可证明产物中有SO2，C瓶溶液不褪色说明进入C瓶的气体中已没有SO2，从而推断出B瓶溶液的作用是氧化吸收从A瓶出来的全部SO2，因而C瓶溶液的作用是确认这时气流中SO2已被B瓶溶液全部吸收。（3）②是验证水蒸气的，白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝。（4）由于从①中C瓶出来的气流中已确定没有SO2，③中盛澄清石灰水，用来验证气流中的CO2。
【答案】（1）④；②；①；③
（2）验证产物中有SO2气体；将产物中SO2气体全部氧化吸收；确认产物中SO2已被B瓶溶液全部吸
（3）无水硫酸铜；水蒸气；由于产物通过装置①、③时会带出水蒸气，所以装置②必须在装置①、③之前
（4）澄清石灰水；CO2
8．常用于印染工业的连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如图：
请回答下列问题：
（1）保险粉应如何保存？____________（填一个注意事项）。
（2）由锌块制备锌粉的目的是____________；向液锌中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm（1m＝106μm）的锌粉。鼓入气体M为常见的双原子单质分子，则M的化学式为__________；分散系A为______（填“溶液”“胶体”或“悬浊液”）。
（3）流程②的化学方程式为_________________________________。
（4）流程③的分离方法步骤为__________________、洗涤、干燥，其中洗涤所用试剂是____________。
（5）保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子（Cr2O72－被转化为Cr3+，S2O42－被转化为SO42－），这是目前除去酸性废水中Cr2O72－的有效方法之一，写出该反应的离子方程式___________________________。
（6）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化，其方程式为：①2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3+NaHSO4。若在此条件下NaHSO3不会被氧化，请设计实验证明氧化时发生的反应是②________________________。
【解析】（1）保险粉遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，故需密封、阴凉处保存；（2）由锌块制备锌粉的目的是：增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，锌是活泼金属，雾化的液态锌更容易被空气中的氧气氧化，所以应该先鼓入保护气，鼓入气体M为常见的双原子单质，则M的为N2。因为180μm＝180×10－6m＝180×10－6×109nm＝180×103nm＞100nm，则粒度约为180μm的锌粉溶于水得到的分散系A为悬浊液；（3）流程②步骤中Zn与二氧化硫反应生成ZnS2O4，反应方程式为：Zn+2SO2ZnS2O4；（4）流程③是分离固体与溶液，分离方法为过滤、洗涤、干燥，为减少溶解导致的损失，用甲醇洗涤；（5）根据题意Cr2O72－被转化为Cr3+，S2O42－被转化为SO42－，依据电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得配平的离子反应方程式为：S2O32－+Cr2O72－+6H+2SO42－+2Cr3++3H2O；（6）反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠，而反应②中还产生硫酸氢钠，硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子，可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子，具体操作为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②。也可以根据：HSO3+H+SO2↑+H2O，将样品溶于水，看是否能够产生剌激性气味的气体。
【答案】（1）密封、阴凉处保存（或其他合理答案）
（2）N2；悬浊液
（3）Zn+2SO2ZnS2O4
（4）过滤；甲醇
（5）S2O32－+Cr2O72－+6H+2SO42－+2Cr3++3H2O
（6）取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②（或取少许固体溶于水中，若闻到剌激性气味，则证明是②）
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