必修 第二册第一节 硫及其化合物课时作业

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一、硫酸的工业制备
1．硫酸的用途
(1)重要的化工原料，可用于制________、________、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、作干燥剂等。
2．硫酸的工业制法
(1)三种原料：________或_____________、________，98.3%的浓硫酸(代替水)。
(2)三个阶段
①造气：二氧化硫的制取和净化。
②接触氧化：SO2氧化成SO3。
③吸收：三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
(3)三个反应
①________________________________或________________________________。
②________________________________。
③________________________________。
工业上制取硫酸常用________而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收。
二、硫酸
1．物理性质
纯净的硫酸是______色黏稠状液体，密度比水_____(实验室通常用的浓H2SO4的质量分数为98.3%，密度为1.84 g·cm－3)，能与水以________混合，沸点_____，______挥发。
2．硫酸的酸性
硫酸在水里很容易电离出________，具有_____的通性，能使石蕊溶液________，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。
写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式。
①活泼金属Fe：________________________________；
②金属氧化物CuO：________________________________；
③碱Mg(OH)2：________________________________；
④盐BaCO3：________________________________。
3．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________。
(2)脱水性
浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等________中的氢元素和氧元素按________________脱去。
如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成________固体，并放出________气味的气体。
(3)强氧化性
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。
①浓硫酸与金属反应
实验探究——浓硫酸与铜反应
实验结论：在加热条件下，Cu与浓硫酸反应，化学方程式为________________________________。在该反应中，浓硫酸是________剂，铜是________剂。
常温下，Al、Fe遇浓硫酸发生________（金属表面形成一层________的________）。
②浓硫酸与非金属单质反应
浓硫酸与木炭在加热条件下反应：________________________________________。
三、几种常见的硫酸盐
四、硫酸根离子的检验
1．实验探究：SOeq \\al(2－,4)的检验
2．检验SOeq \\al(2－,4)的正确操作及解释
(1)待测液eq \(――――→,\s\up7(稀盐酸酸化))无明显现象eq \(―――→,\s\up7(BaCl2溶液))出现________沉淀，即可确定存在SOeq \\al(2－,4)。
(2)理论解释
①先加稀盐酸的目的是排除________________等离子的干扰(注：必须用稀盐酸酸化，不能用稀HNO3，其氧化性可将SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4))。
②再加入BaCl2溶液，若存在SOeq \\al(2－,4)，发生反应的离子方程式为________________________。
3．SOeq \\al(2－,4)检验的应用——粗盐除杂
(1)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：
(2)试剂加入的顺序
原则：Na2CO3溶液加入顺序在________溶液之后；加入盐酸在________之后。通常顺序可以为
BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸；
NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸；
BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。
►问题一 硫酸的性质
【典例1】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________。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________________。
【归纳小结】
1．浓硫酸强氧化性的体现
2．浓硫酸作干燥剂的注意点
(1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。
(2)不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
【变式练1-1】硫酸能在金星的上层大气中找到，离星球表面约45～70公里的硫酸云层覆盖整个金星表面。下列叙述正确的是( )
A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B．浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋Seq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使铁、铝钝化
D．把足量铜粉投入只含2 ml H2SO4的浓硫酸中并加热，得到气体的体积在标准状况下为22.4 L
【变式练1-2】浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是( )
①炽热的木炭 ②H2S气体 ③Cu(加热条件下) ④FeO ⑤NH3 ⑥蔗糖 ⑦CuSO4·5H2O ⑧铁、铝(常温下)
A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．⑥⑦
►问题二 硫酸与金属的反应
【典例2】根据如图所示装置，回答下列问题。
(1)开始加热后，产生的现象是
a处____________________________；b处_____________________________。
(2)停止反应后，用酒精灯在b处微微加热，产生的现象是___________________________。
(3)写出a处发生反应的化学方程式：__________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________。
(5)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 ml·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是_______________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a．铁粉 b．BaCl2溶液 c．银粉 d．NaHCO3溶液
【归纳小结】浓硫酸和金属反应的规律
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。
【变式练2-1】探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是( )

A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O
【变式练2-2】下列实验所得结论不正确的是( )
A．实验Ⅰ中气体是氢气
B．实验Ⅱ中没有发生化学变化
C．实验Ⅲ中气体是二氧化硫
D．浓度、温度会影响实验现象
►问题三 硫酸根离子的检验及应用
【典例3】为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 及泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序( )
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
A．④②⑤ B．④②⑤①③
C．②⑤④①③ D．⑤②①③
【归纳小结】
(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。
【变式练3-1】如何设计实验证明在空气中放置的Na2SO3晶体部分被氧化？
【变式练3-2】向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X)，再向试管中加入足量盐酸并充分振荡，静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是( )
A．X可能是BaSO3
B．X是BaCO3
C．Y与X的成分不可能相同
D．该盐溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)
【基础强化】
1．下列有关说法中正确的是( )
A．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化，因此浓硫酸在常温下不能与铁、铝发生反应
B．白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性
C．浓硫酸主要以H2SO4分子存在
D．稀硫酸和浓硫酸性质完全相同
2．向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因的是( )
A．浓硫酸具有脱水性
B．浓硫酸具有吸水性
C．盐酸具有挥发性
D．气体的溶解度随温度升高而降低
3．我国工业上主要以黄铁矿为原料来生产硫酸，其工艺流程如图：
下列说法错误的是( )
A．煅烧黄铁矿发生的反应为4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2
B．二氧化硫、三氧化硫都是酸性氧化物
C．二氧化硫转化为三氧化硫是不可逆反应
D．三氧化硫制硫酸的化学方程式为SO3＋H2O===H2SO4
4．某同学设想用图示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( )
5．在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是( )
A．①②③④ B．①③④
C．①②④ D．②③④
6．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断正确的是( )
A．一定含有SOeq \\al(2－,4)
B．含有SOeq \\al(2－,4)和Ag＋
C．可能含有SOeq \\al(2－,4)、Ag＋、SOeq \\al(2－,3)中的一种或两种
D．可能含有SOeq \\al(2－,3)或COeq \\al(2－,3)
7．为精制食盐，需除去粗盐水中的Ca2＋、SOeq \\al(2－,4)和Mg2＋，下列说法正确的是( )
A．①②③依次是加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B．取滤液a，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明SOeq \\al(2－,4)没有除尽
C．加入稀盐酸初期，溶液中无明显现象，后期则会生成无色气体
D．用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时，应在溶液蒸干后再停止加热
8．下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是( )
9．蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体，会对环境造成污染。某实验小组利用如下装置对该实验进行改进(夹持装置略)。回答下列问题：
注：硬质玻璃管①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸，a和b分别为两个小气球。
(1)图中盛装浓硫酸的仪器名称为______________。
(2)实验开始后先关闭弹簧夹K，硬质玻璃管中①号滤纸变黄，②号和③号滤纸均褪色，a处气球变大。硬质玻璃管中的实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2，①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有______、________和________(填SO2表现出的性质)。
(3)打开弹簧夹K，a处气球变小，b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成，可以在④号位置的滤纸滴加________溶液，该试剂的作用是_____________________________________________。
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________ml。
(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___________________________。
【能力提升】
1．硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸生产流程如图：
eq \x(含硫物质)eq \(――→,\s\up7(空气),\s\d5(燃烧))eq \x(A)eq \(―――――――→,\s\up7(催化剂V2O5),\s\d5(高温400～500 ℃))eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(试剂C))eq \x(H2SO4)
下列说法不正确的是( )
A．含硫物质可以是单质硫，也可以是黄铁矿(FeS2)
B．A到B的反应原理为2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(400～500 ℃))2SO3
C．试剂C可以是纯水
D．制备过程的化学反应不完全为氧化还原反应
2．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法错误的是( )
A．实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否有Fe3＋
B．装置B中酸性KMnO4溶液褪色，装置C中生成淡黄色沉淀，体现了二氧化硫的还原性
C．装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
3．已知NH4CuSO3与足量的1 ml·L－1硫酸溶液混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成；②有刺激性气味气体产生；③溶液呈蓝色。据此判断下列说法合理的是( )
A．NH4CuSO3中硫元素被氧化了
B．刺激性气味的气体是二氧化硫或氨气
C．该反应中NH4CuSO3既是氧化剂又是还原剂
D．该反应中硫酸既体现酸性又体现氧化性
4．为了验证铁(一定量)与浓硫酸反应产生的气体的成分，某小组利用如图所示装置(可重复使用)进行实验(尾气处理省略)。
请回答下列问题：
(1)常温下，铁遇浓硫酸会钝化，钝化属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)气流从左至右，装置连接顺序为A→______→______→B→______→______→______。
(3)装置D中发生反应的离子方程式为__________________________________________________，装置F的作用是________________________________________。
(4)已知浓硫酸已全部加入圆底烧瓶中。随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，装置B、D共增重48.0 g，则刚产生H2时硫酸的浓度为__________________(反应结束后圆底烧瓶中溶液体积为100 mL)。
5．某厂漂白车间需要22.4 L(标准状况下)SO2，某化学小组经计算后，取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓硫酸(含2 ml H2SO4)充分反应，锌全部溶解后，即将收集所得气体全部送至车间，不料经质检科检验后，发现产品存在严重的质量问题，气体随即被退回。
(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________________。
(2)该化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是________(填化学式)，造成这种结果的主要原因是____________________________________。
(3)为了验证所制气体的成分，该化学小组设计了如图所示的实验装置。
①连接好仪器，开始实验前，必须进行的一个操作是__________________________________。
②A中加入的试剂是___________________，KMnO4溶液的作用是_____________________。
B中加入的试剂是_________________________，作用是______________________________。
③证明气体中混有某杂质气体的实验现象：
C中：____________________________________，D中：_______________________________。1．结合工业生产实际，了解硫酸的工业制备原理。
2．通过实验探究，了解硫酸的主要性质。
3．通过实验事实，额硫酸根离子的检验方法。
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面________，有________生成；
b试管中的溶液逐渐变为________；
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色。
硫酸盐
主要性质
主要应用
硫酸钙
①石膏(CaSO4·2H2O)加热到150℃变成熟石膏(2CaSO4·H2O)；
②熟石膏与水混合后凝固，重新变成石膏。
①制作模型和医疗用的_____绷带；
②调节水泥的________速率。
硫酸铜
eq \(CuSO4,\s\d10(白色))eq \(――→,\s\up7(H2O))CuSO4·eq \(5H2O,\s\d10(蓝色)) (胆矾)
①检验酒精中是否含有少量_____；
②与石灰乳混合制备___________。
硫酸钡
自然界中的硫酸钡以________的形式存在，不溶于水和酸，且不易被X射线透过
①生产其他钡盐；
②用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“________”。
实验操作
实验现象
先生成_________沉淀，加入稀盐酸后沉淀__________
先生成________沉淀，加入稀盐酸后沉淀________
先生成________沉淀，加入稀盐酸后沉淀________，且有________产生
离子方程式
________________________；
________________________
实验结论
SOeq \\al(2－,4)与Ba2＋反应生成_____溶于稀盐酸的________BaSO4沉淀
COeq \\al(2－,3)与Ba2＋反应生成的________沉淀BaCO3______溶于稀盐酸
杂质
加入的试剂
离子方程式
硫酸盐
CaCl2
MgCl2
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，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 eq \(――→,\s\up7(△)) 高价态硫酸盐+SO2↑+H2O
碳、硫、磷等非金属
非金属单质+浓硫酸 eq \(――→,\s\up7(△)) 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
实验
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
装置
现象
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
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
选项
实验操作
实验现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性
B
向某溶液中滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中含有SOeq \\al(2－,4)
C
将浓硫酸和铜加热，冷却后用水稀释
产生刺激性气味气体，溶液呈蓝色
浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性
D
将足量锌和浓硫酸共热，将气体通入品红溶液
产生刺激性气味气体，品红溶液褪色
产生的气体只有SO2