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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课时同步练习题
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知识梳理
一、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 \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3+8SO2;
②2SO2+O2eq \(,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))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。
二、硫酸具有酸的共性
三、浓硫酸的特性
1.吸水性
【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
2.脱水性
【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
【总结】
3.强氧化性
【实验探究】浓硫酸与铜的反应
【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 \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。
三、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。
典例分析
题型一:酸的通性
【典例1】硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车,某新工人违反规定,边吸烟边用水冲洗该车,结果发生了爆炸。下列对引起爆炸的原因分析正确的是( )
A.浓硫酸遇明火爆炸
B.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸
C.浓硫酸遇水发热爆炸
D.稀释后的硫酸与铁反应生成的氢气接触空气遇明火爆炸
【答案】D
【详解】A.浓硫酸不是易燃物,不会遇明火发生爆炸,所以说法A不正确;
B.常温下,铁与水不会发生反应产生氢气,所以说法B不正确;
C.稀释浓硫酸会放出热量,放出大量的热可使水沸腾,不至于发生爆炸,所以说法C不正确;
D.浓硫酸稀释后变成稀硫酸,与铁反应生成氢气,氢气与空气混合,达到爆炸极限,遇到明火发生了爆炸,所以说法D正确;故选:D。
【变式练】
1.下列有关硫酸的叙述中不正确的是( )
A.硫酸溶液中K+、Ca2+、OH-、Cl-可以大量共存
B.硫酸和盐酸溶液中都含有H+,因此它们的化学性质相似
C.在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌
D.稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中,出现白色沉淀,即可说明中和反应已经发生
【答案】A
【详解】A.在硫酸溶液中,Ca2+与SO生成的CaSO4微溶于水,会出现沉淀,OH-和H+会中和为H2O,A不正确;
B.硫酸和盐酸溶液中都含有H+,因此它们的化学性质相似,B正确;
C.稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,C正确;
D.稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中,出现白色沉淀,说明有硫酸钡沉淀生成,即可说明中和反应已经发生,D正确.
故选A。
2.相同质量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制单质铜,有人设计以下两种方案:
①FeH2Cu,
②CuOCuSO4Cu。
若实验过程中,根据一般的实验方法和实验操作规则进行操作,对两者制得单质铜的量作比较正确的是
A.相等B.①多C.②多D.无法判断
【答案】C
【详解】根据反应方程式:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,H2+CuOCu+H2O;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知,方案①中氢气还原氧化铜实验,开始时需先通入一部分氢气,排除装置中的空气,实验结束时还要通一会氢气,以防止生成的铜被氧化,如果不考虑先通后停,相同质量的铁生成铜的质量是相同的,但是由于有部分氢气被浪费,所以导致方案①对应的铜减少。故方案②生成的铜多,故答案为:C。
题型二:浓硫酸的吸水性
【典例2】下列有关化合物的性质说法正确的是( )
A.使品红、溴水褪色,都体现了的漂白性
B.常温下浓硫酸可以用铝罐贮存,说明常温下铝与浓硫酸不反应
C.气体有还原性,故不能用浓硫酸干燥
D.水溶液暴露在空气中会产生浑浊的现象,体现了的还原性
【答案】D
【详解】A.使品红体现了的漂白性;二氧化硫使溴水褪色是发生了氧化还原反应,体现了的还原性,A错误;
B.浓硫酸可以用铝罐贮存是因为常温下铝与浓硫酸发生钝化反应生产成一层氧化膜阻碍了反应的进行,B错误;
C.气体有还原性但不和浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥,C错误;
D.水溶液暴露在空气中会产生浑浊的现象是和空气中氧气发生氧化还原反应,体现了的还原性,D正确;故选D。
【变式练】
1.如图所示,A处持续通入干燥的氯气,打开B阀后,C处的红布条不褪色,关闭B阀时,C处的红布条褪色,则D瓶中装的不可能是( )
A.饱和硫酸钠溶液B.浓硫酸C.浓盐酸D.饱和NaCl溶液
【答案】B
【详解】A.氯气混合锥形瓶中的水蒸气生成由漂白性的次氯酸,能够漂白C中布条,A正确;
B.浓硫酸吸收水蒸气,氯气通过浓硫酸后无法使布条褪色,B错误;
C.氯气混合锥形瓶溶液中的水蒸气,生成的次氯酸使布条褪色,C正确;
D.饱和氯化钠溶液抑制氯气溶液,氯气与水蒸气混合通入C中使布条褪色,D正确;
故选B。
2.下列有关物质性质的应用叙述中正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥氯气B.漂白液用于游泳池池水的消毒是利用其还原性
C.SO2用于漂白纸浆利用了SO2的还原性D.食品加工、消毒、防腐常使用福尔马林
【答案】A
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,是一种酸性液体干燥剂,可用来干燥氯气,A正确;
B.漂白液用于游泳池池水的消毒是利用其强氧化性,B错误;
C.SO2用于漂白纸浆利用了SO2的漂白性,C错误;
D.甲醛有毒,对身体有害,食品加工中不能使用福尔马林,D错误;
故选A。
题型三:浓硫酸的脱水性
【典例3】下列有关说法错误的是( )
A.氯气通入到石蕊试液中与二氧化硫通入到石蕊试液中的现象相同
B.锌与硫酸反应,因为硫酸浓度不同可生成不同的物质
C.复合膨松剂一般由碳酸氢盐类、酸性物质和助剂组成
D.加入浓硫酸后蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性
【答案】A
【详解】A.氯气通入到石蕊试液中先变红后褪色,而二氧化硫通入到石蕊试液中只变红,二者现象不相同,A错误;
B.锌与硫酸反应,因为硫酸浓度不同可生成不同的物质,稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气,而浓硫酸与锌反应生成硫酸锌和二氧化硫,B正确;
C.复合膨松剂一般由碳酸氢盐类、酸性物质和助剂组成,C正确;
D.加入浓硫酸后蔗糖变黑,是由于蔗糖中氢和氧按2:1的比例脱去,说明浓硫酸具有脱水性,D正确;
故选A。
【变式练】
1.下列关于H2SO4性质描述中,不属于酸的通性的是( )
A.使紫色石蕊溶液变红B.与NaOH发生中和反应
C.浓硫酸滴到白纸上使纸变黑D.与Mg反应放出氢气
【答案】C
【详解】A.硫酸能使紫色石蕊溶液变红,其它酸也能使紫色石蕊溶液变红,属于酸的通性,A不合题意;
B.硫酸与NaOH发生中和反应,其它酸也能与氢氧化钠发生中和反应,属于酸的通性,B不合题意;
C.浓硫酸滴到白纸上使纸变黑,是因为浓硫酸具有脱水性,其它酸不能,不属于酸的通性,C符合题意;
D.硫酸能与Mg反应放出氢气,硫酸等酸也能与Zn反应放出氢气,属于酸的通性,D不合题意;
故答案为:C。
2.下列实验说明浓硫酸有强腐蚀性的是( )
A.浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热
B.含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气
C.浓硫酸久置在空气中质量增加
D.用小木棍蘸少量浓硫酸,小木棍变黑
【答案】D
【详解】A.浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热,浓硫酸稀释放热,是物理变化,A错误;
B.含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气,浓硫酸具有吸水性,是物理变化,B错误;
C.浓硫酸久置在空气中质量增加,浓硫酸吸收空气中的水蒸气,吸水性,是物理变化,C错误;
D.用小木棍蘸少量浓硫酸,小木棍变黑,浓硫酸具有脱水性,小木棍被腐蚀,是化学变化,具有腐蚀性,D正确;故答案为:D。
题型四:浓硫酸的强氧化性
【典例4】某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到目的的是( )
A.图1实验目的验证浓硫酸的吸水性
B.图2实验目的验证浓硫酸的脱水性
C.图3实验目的验证浓硫酸溶解放热
D.图4实验目的验证浓硫酸的强氧化性
【答案】D
【详解】A.该实验中可观察到盛有水的烧杯液面降低,盛有浓硫酸的烧杯液面上升,整个体系不与外界接触,可证明硫酸具有吸水性,故A正确;
B.该实验中可观察到滤纸片放入浓硫酸后会变黑,说明浓硫酸具有脱水性,故B正确;
C.该实验中将胶头滴管中的水滴入浓硫酸后会观察到导管最右侧液面上升,说明锥形瓶内气体受热膨胀,说明浓硫酸稀释放热,故C正确;
D.浓硫酸与铜单质反应时需要加热,仅将铜片放入浓硫酸中不反应,故D错误;
故选D。
【变式练】
1.下列变化,能体现浓H2SO4脱水性的是( )
A.Cu与浓H2SO4反应B.用浓H2SO4干燥氧气
C.Fe在冷的浓H2SO4中钝化D.浓H2SO4使蔗糖炭化
【答案】D
【详解】A.Cu与浓H2SO4反应生成硫酸铜、SO2、H2O,体现浓硫酸的酸性和氧化性,A不选;
B.用浓H2SO4干燥氧气体现浓硫酸的吸水性,B不选;
C.Fe在冷的浓H2SO4中钝化体现浓硫酸的强氧化性,C不选;
D.浓H2SO4使蔗糖炭化体现浓硫酸的脱水性,D选;
故选D。
2.在下述反应中,浓H2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性的是:
A.C+H2SO4B.Na2SO3+H2SO4C.NaCl+H2SO4D.Cu+H2SO4
【答案】D
【详解】A. C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ,浓硫酸显氧化性,A错误;
B. Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+H2O,硫酸表现酸性,B错误;
C.2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCl↑,硫酸表现酸性,C错误;
D. Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,浓H2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性,D正确;
故答案选D。
跟踪训练
一、单选题
1.下列金属中,不能与稀H2SO4反应产生H2的是( )
A.ZnB.NaC.CuD.Mg
【答案】C
【详解】Na、Mg、Zn均排在金属活动顺序表H之前的金属,均能与稀硫酸反应生成H2,反应方程式分别为:2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑、Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,而Cu则排在H之后的金属,不与稀硫酸反应,故答案为:C。
2.下列说法不正确的是( )
A.硫在自然界只有游离态
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫
C.SO2能使品红溶液褪色
D.浓硫酸具有强氧化性
【答案】A
【详解】A.硫在自然界主要以化合态存在,火山口附近有游离态的硫存在,A错误;
B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫,B正确;
C.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,D正确;
故选A。
3.下列操作不正确的是( )
A.加热固体B.取固体粉末
C.稀释浓硫酸D.检查气密性
【答案】C
【详解】A.给试管中的液体加热,取用的液体的用量不能超过试管溶积的三分之一,要外焰加热,试管夹夹在中上部,故A正确;
B.取用粉末状药品,试管横放,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,故B正确;
C.稀释浓硫酸时不能将水倒入浓硫酸中,要将浓硫酸倒入水中,,并用玻璃棒不断搅拌防止水浮在浓硫酸的水面上沸腾溅出,故C不正确;
D.检查装置的气密性先将导管放入水中然后用手握住试管外壁看导管口是否有气泡冒出,故D正确。
故答案选:C。
4.下列实验方案中,使用浓硫酸或稀硫酸合理的是( )
A.常温下浓硫酸与氯化钠制取氯化氢
B.常温下浓硫酸与铁制取硫酸铁
C.稀硫酸与铜加热制取二氧化硫
D.稀硫酸与氧气、Cu 共热制取硫酸铜
【答案】D
【详解】A.常温下浓硫酸和氯化钠不能生成氯化氢,应该加热,A项不合理;
B.常温下铁在浓硫酸中钝化,不能制取硫酸铁,B项不合理;
C.稀硫酸和铜不反应,C项不合理;
D.稀硫酸和铜和氧气在加热条件下反应生成硫酸铜,D项合理。
故选D。
5.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸可作干燥剂,能够干燥H2、O2、HI、H2S等气体
B.2H2SO4(浓)+S= 3SO2↑+2H2O,该反应中,浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.把足量铜粉投入含2ml H2SO4的浓硫酸中,得到的气体体积为22. 4L (标准状况下)
D.为确认铜和浓硫酸反应的产物有CuSO4生成,将反应液倒入水中,观察颜色
【答案】D
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂,能够干燥H2、O2等气体,但不能干燥还原性的HI、H2S等气体或碱性的NH3,A错误;
B.2H2SO4(浓)+S=3SO2↑+2H2O, 该反应中,浓硫酸的S元素化合价降低,被还原,作氧化剂,反应中未生成硫酸盐,浓硫酸只表现了强氧化性,B错误;
C.把足量铜粉投入含2ml H2SO4的浓硫酸中,由于铜只与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变稀,H2SO4浓度减小到一定程度时,反应停止,即2ml H2SO4 不能完全反应,则得到的气体体积小于22.4L (标准状况下),C错误;
D.为确认铜和浓硫酸反应的产物有CuSO4生成,将反应液倒入水中,由于铜离子在溶液中显蓝色,则观察溶液的颜色即可确定产物中是否有CuSO4,D正确;
故选D。
6.下列气体不能用浓硫酸干燥的是( )
A.NOB.C.D.
【答案】D
【详解】A.NO不能与浓硫酸发生反应也不能溶于浓硫酸,可以用浓硫酸干燥,A不符合题意;
B.SO2虽然有较强的还原性,但是SO2的+4价的S和浓硫酸的+6价的S之间没有中间价态,故不能反应,可以用浓硫酸干燥,B不符合题意;
C.Cl2不能与浓硫酸发生反应也不能溶于浓硫酸,可以用浓硫酸干燥,C不符合题意;
D.NH3是碱性气体可以与酸反应,所以NH3不能用浓硫酸干燥,D符合题意;
故选D
7.下列有关浓硫酸性质的叙述,正确的是( )
A.浓硫酸具有脱水性,因此可用作干燥剂
B.浓硫酸具有强酸性,可与金属铜反应制备氢气
C.浓硫酸具有吸水性,可干燥任何气体
D.浓硫酸具有强氧化性,常温下使铁、铝钝化,固而可用铁、铝制容器贮存
【答案】D
【详解】A.浓硫酸的脱水性为化学性质,即将有机物中的H、O元素按照原子个数2:1的比例进行脱除。浓硫酸用作干燥剂是基于其强吸水性,A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,与铜反应会生成SO2气体,B错误;
C.浓硫酸作为干燥剂,不能干燥碱性气体,如NH3,C错误;
D.浓硫酸具有强氧化性,常温下使铁、铝钝化,固而可用铁、铝制容器贮存,D正确。
因此,本题选D。
8.下列变化的实质最相似的是( )
A.浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小
B.二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫也能使品红褪色
C.氨气不能用浓硫酸干燥,碘化氢气体也不能用浓硫酸干燥
D.常温下浓硫酸能用铁制的容器盛放,也能用铝制的容器盛放
【答案】D
【详解】A.浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小,其实质分别是浓硫酸的吸水性和浓盐酸的挥发性,A错误;
B.二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色实质是体现了二氧化硫的还原性;二氧化硫也能使品红褪色实质是体现了二氧化硫的漂白性,B错误;
C.氨气不能用浓硫酸干燥实质是由于氨气属于碱性气体,碘化氢气体也不能用浓硫酸干燥实质则是碘化氢的还原性易被浓硫酸氧化,C错误;
D.常温下浓硫酸能用铁制的容器盛放,也能用铝制的容器盛放,是因为常温下浓硫酸能使铁、铝钝化,其实质最相似,D正确;
故选D。
9.往混少量水的蔗糖中加入浓硫酸后并搅拌,放热,同时有黑色物质和气体产生,这表明浓硫酸不具有( )
A.吸水性B.脱水性C.强酸性D.强氧化性
【答案】C
【详解】往混少量水的蔗糖中加入浓硫酸后并搅拌,放热,说明浓硫酸具有吸水性,稀释时放热;同时有黑色物质产生说明浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化;有气体产生,说明浓硫酸具有强氧化性,生成了二氧化碳和二氧化硫,故选C。
10.化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.酿酒工艺中加入的“酒曲”与面包工艺中加入的“发酵粉”作用相同
B.浓硫酸和稀硫酸均可以用铁罐车运输
C.葡萄酒中通常添加微量的SO2,既可以杀菌消毒,又可以防止营养成分被氧化
D.大多数胶体的胶粒带电,利用这一性质可进行“血液透析”和“静电除尘”
【答案】C
【详解】A.加酒曲是为了生成酶,加速乙醇的生成;发酵粉是中和发酵过程中产生的酸,并在烘烤中产生CO2,使面包更蓬松可口,两者作用不同,故A错误;
B.稀硫酸能与Fe迅速反应,不会产生钝化,故B错误;
C.SO2的加入可以对葡萄酒生产设备杀菌消毒,并防止葡萄酒被氧化,保持其稳定性。故C正确;
D.“血液透析”是利用了胶粒不能通过半透膜的性质,与胶粒是否带电无关,故D错误;
答案选C。
11.下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.把水加入浓硫酸中可稀释浓硫酸
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化
【答案】D
【详解】A.浓硫酸使蔗糖炭化,表现出脱水性,A不正确;
B.浓硫酸在常温下与铜片不反应,在加热条件下与铜片反应放出二氧化硫气体,B不正确;
C.稀释浓硫酸时,必须把浓硫酸加入水中,且边加边搅拌,C不正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,在其表面形成氧化膜,D正确;
故选D。
12.将一定量锌与100mL18ml/L浓硫酸充分反应后,若锌完全溶解同时产生气体0.8ml,将反应后的溶液稀释得400mL,测得溶液c(H+)=2ml/L,则下列叙述中错误的是( )
A.反应中生成的气体有SO2和H2B.反应中共消耗锌52.0g
C.气体中SO2和H2物质的量比为4∶1D.反应共转移电子1.6ml
【答案】C
【详解】A.根据以上分析,反应中生成的气体有SO2和H2,故A正确;
B.参加反应的Zn的物质的量0.8ml,消耗锌的质量0.8ml×65g/ml =52.0g,故B正确;
C.生成二氧化硫的物质的量为0.6ml,生成氢气的物质的量为0.2ml,气体中SO2和H2物质的量比为3∶1,故C错误;
D.反应生成二氧化硫、氢气,硫元素化合价由+6降低为+4、氢元素化合价由+1降低为0,反应共生成0.8ml气体,所以共转移电子1.6ml,故D正确;
选C。
二、综合题
13.浓硫酸能使蔗糖、纸屑、棉花等有机物炭化。在浓硫酸使蔗糖炭化实验中,产生了许多气体使炭体积膨胀。且闻到有刺激性气味,某同学猜测气体中可能含有SO2和CO2等,为此,该同学设计了如下实验装置检验气体的成分。
实验时,在试管中先加入适量的蔗糖(C12H22O11),再滴入少量的水,混匀,最后加入一定量的浓硫酸,迅速塞好橡皮塞,振荡试管,将产生的气体通过甲、乙、丙、丁四个洗气瓶。
(1)滴加少量水的目的是为了使反应温度迅速升高,以利于反应进行,写出该试管中产生气体的化学方程式_______。该实验中体现的浓硫酸的特性是_______。
(2)装置乙中的酸性KMnO4溶液的作用是_______,不能用饱和NaHCO3溶液代替酸性KMnO4溶液的理由是_______。
(3)产物中含有CO2的实验现象是:_______;对应的离子方程式:_______ 。
【答案】(1) 2H2SO4(浓)+C2SO2↑+CO2↑+2H2O 脱水性、强氧化性
(2) 除去SO2 有CO2生成,影响产物的检验
(3) 丙试管不褪色,丁试管变浑浊 CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
【详解】(1)浓硫酸具有脱水性,能够将蔗糖脱水生成C,浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与木炭发生氧化还原反应,生成二氧化碳、二氧化硫、水,反应的化学方程式为:2H2SO4(浓)+C2SO2↑+CO2↑+2H2O;故该实验中体现的浓硫酸的特性是脱水性、强氧化性;
(2)SO2也能够使澄清石灰水变浑浊,为了排除检验CO2时SO2的干扰,用酸性高锰酸钾溶液除去SO2,然后用品红溶液检验二氧化硫已经除尽;由于碳酸氢钠溶液能够与二氧化硫发生反应生成二氧化碳气体,则无法证明木炭是否被浓硫酸氧化成二氧化碳,故不能用饱和碳酸氢钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液,则不能用饱和NaHCO3溶液代替酸性KMnO4溶液的理由是有CO2生成,影响产物的检验;
(3)CO2可使澄清石灰水变浑浊,则产物中含有CO2的实验现象是:丙试管不褪色,丁试管变浑浊;对应的离子方程式CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O。
14.为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学实设计的回收利用方案如下:
(1)滤渣B的主要成分为_______,溶液F的主要成分为_______。
(2)检验滤液D是否含有的方法为_______。
(3)从滤液D得到绿矾晶体,须进行的操作为:_______、_______、过滤洗涤、干燥。
(4)试剂Y可能为_______。
A.NO B. C. D.
与直接用浓硫酸与E反应制备相比,用稀硫酸和试剂Y更符合“绿色化学”,的要求,原因是_______、_______。
(5)若气体X为,请写出“滤液A”与过量气体X反应的离子方程式:_______。
【答案】(1) Cu、Fe AlCl3
(2)取少量溶液与试管中,加入KSCN溶液,若溶液变红,则含
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) D 不会产生二氧化硫 稀硫酸的腐蚀性比浓硫酸小,更加安全
(5)AlO+2H2O+CO2=A1(OH)3↓+HCO
【详解】(1)由以上分析可知滤渣B含有Cu、Fe,溶液F中含有AlCl3;
(2)可用KSCN溶液检验铁离子,溶液变为红色,检验滤液D是否含有Fe3+的方法为:取少量溶液与试管中,加入KSCN溶液,若溶液变红,则含Fe3+;
(3)绿矾中含有结晶水,故若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥;
(4)Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜,Y是强氧化剂,且不能引进新的杂质,为H2O2;
故选D;稀硫酸和制备硫酸铜,不会产生二氧化硫,另外稀硫酸的腐蚀性比浓硫酸小,更加安全,故答案为:不会产生二氧化硫;稀硫酸的腐蚀性比浓硫酸小,更加安全;
(5)偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:AlO+2H2O+CO2=A1(OH)3↓+HCO。
15.硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题,根据下面工业生产硫酸的工艺流程图回答有关问题:
(1)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有、、(由与在沸腾炉中化合而成),是黄铁矿的另一成分,写出煅烧的化学方程式___________。
(2)流程图中设备是______(填设备名称),其中该设备上部迅速生成的气体为________。
(3)吸收塔采用浓硫酸吸收的原因是___________。
(4)根据工艺流程图及环保角度判断下列说法正确的是___________(填序号)
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
B.沸腾炉中排出的炉渣可供炼铁
C.使用催化剂可提高的反应速率
D.尾气中可用浓溶液来吸收
E.硫酸厂的厂址宜选在消耗硫酸甚多的工业城市
(5)某硫酸厂为测定设备中所得气体中的体积分数,取(已折算成标准状况)气体样品与足量溶液完全反应后(不考虑氧气的影响),用浓度为的标准溶液滴定至中点,消耗溶液,则接触室所得气体中的体积分数为___________。
【答案】(1)4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2
(2) 接触室 SO2和O2
(3)可以防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全
(4)ABCE
(5)12.00%
【详解】(1)反应物和生成物已知,结合质量守恒来书写化学方程式为:4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2,故答案为:4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2;
(2)SO2和O2的反应在接触室中进行;由图可知:该设备上部循环使用的气体是SO2和O2,下部是产物SO3;
故答案为:接触室;SO2和O2;
(3)SO3与H2O化合时放出大量的热,用水或稀硫酸吸收易形成酸雾,反而不利于成分吸收SO3,所以在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸,用浓硫酸吸收,
故答案为:可以防止形成酸雾,使三氧化硫吸收完全;
(4)A.在沸腾炉中,原料黄铁矿是固体、空气是气体,为了加快反应速率,所以要将黄铁矿粉碎,增大接触面,提高反应速率,选项A正确;
B.沸腾炉排出的矿渣有Fe2O3,Fe2O3可供炼铁,选项B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,可提高的反应速率,选项C正确;
D.因为SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O,所以尾气中SO2可用NaOH浓溶液来吸收,但工业上成本太高,不适合,应该改用石灰乳等,选项D错误;
E.硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题,同时要考虑当地的需求量情况,硫酸厂是一座具有一定污染性的工厂,所以硫酸厂的厂址宜选在消耗硫酸甚多的工业城市的郊区,选项E正确;
故答案为:ABCE;
(5)根据14H+++6Fe2+═2Cr3++6Fe3++7H2O、SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+可得关系式:3SO2~,故n(SO2)=0.02ml/L0.025L3=0.0015ml,则接触室中所得气体中SO2的体积分数为:×100%=12.00%,故答案为:12.00%。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
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