鲁科版高中化学必修第一册第3章物质的性质与转化第2节第2课时硫酸练习含答案

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第3章　物质的性质与转化第2节　硫的转化第2课时　硫酸基础过关练题组一　浓硫酸的吸水性和脱水性1.(经典题)下列有关浓硫酸的说法不正确的是(　　)A.空气中敞口久置的浓硫酸质量增大B.浓硫酸能够干燥SO2气体,体现了浓硫酸的吸水性C.向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑,体现了浓硫酸的吸水性D.将少量胆矾晶体放入盛有10 mL浓硫酸的小烧杯中,晶体变白,体现了浓硫酸的吸水性2.(2024河北保定一中月考)向浓盐酸中加入浓硫酸时,会产生白雾。下列叙述与该现象无关的是(　　)A.浓硫酸具有吸水性B.浓盐酸具有挥发性C.HCl的溶解度随温度的升高而降低D.浓硫酸具有脱水性题组二　浓硫酸的强氧化性3.(2024山东青岛平度一中月考)利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,向蔗糖中滴加少量水,将注射器中的浓硫酸注入其中,反应一段时间后,下列说法正确的是(　　)A.湿润的紫色石蕊试纸变红,说明SO2属于酸性氧化物B.浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,说明SO2具有还原性C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有CO2产生D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性4.(2024河南百师联盟期末联考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列说法不正确的是(　　)A.通过移动①中铜丝可控制生成SO2的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色5.(2024山东青岛58中学月考)研究铜和铁分别与浓硫酸的反应,实验如下:下列说法正确的是(　　)A.常温下不能用铁质容器盛放浓硫酸,可用铜质容器盛放浓硫酸B.实验②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量相等C.依据实验②,可推断出铜和铁分别与浓硫酸反应均可生成SO2D.实验①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率题组三　酸雨及其防治6.(教材习题改编)环境污染是人类社会面临的重大威胁。酸雨是一种严重的环境污染,酸雨形成的主要原因是(　　)A.燃放烟花爆竹B.大气中二氧化碳的含量增加C.乱砍滥伐森林,破坏了生态平衡D.大量燃烧煤炭和石油等含硫化石燃料7.(经典题)(2024江苏南京期中)为防治含硫煤燃烧产生的大气污染,某工厂设计了新的治污方法,工艺流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)A.该流程可以除去煤燃烧时产生废气中的SO2,变废为宝B.该流程中H2SO4和Fe2(SO4)3溶液可以循环利用C.流程中每吸收11.2 L(标准状况)SO2同时产生1 mol Fe2+D.流程中涉及的Fe2+被氧化的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O 4Fe3++4OH-8.(2024福建龙岩一中月考)酸雨可分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。(1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)有学者提出利用Fe2+、Fe3+等离子的催化作用,将SO2氧化成SO42-从而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42-的转化率。①测定模拟烟气中SO2的体积分数:该小组采用如图装置进行测定,X溶液可以是　　　　(填字母)。 a.氯化钡溶液b.酸性高锰酸钾溶液c.氢氧化钠溶液②测定转化器中SO2氧化成SO42-的转化率:若上述实验是在标准状况下进行的,已知气体流速,还需测定的数据有　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 (3)如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图。①请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②废气脱硫以后含量明显增加的气体是　　　　　(填化学式),它对环境的负面影响是　　　　　　　　　　　。 ③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 能力提升练题组一　浓硫酸的性质1.(经典题)(2024山东德州期末)如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析不正确的是(　　)A.铜丝与浓硫酸的反应体现了浓硫酸的酸性与氧化性B.可观察到a处变红,b、c处均褪色C.若浓硫酸中n(H2SO4)为0.1 mol,则产生的n(SO2)<0.05 molD.试管底部出现白色固体,说明反应中无水生成2.(2024山东青岛期末)探究浓硫酸与蔗糖反应及产物性质的实验设计如图。反应开始时,打开开关A、B,关闭C;当反应停止后,关闭开关A,打开开关C,挤压气囊进行实验,下列说法错误的是(　　)A.蔗糖中加水的目的是使浓硫酸遇水放热,加快反应速率B.两颈烧瓶内蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性C.品红溶液Ⅰ褪色,说明有SO2生成D.酸性高锰酸钾溶液褪色,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成3.(2023北京八中期中)某小组同学进行铜与浓硫酸反应时,发现有黑色物质产生。该小组同学猜测,黑色物质中可能含有CuO、Cu2S和CuS。针对产生的黑色物质,该小组同学继续进行实验探究,获得数据如表所示。下列推测不合理的是(　　)A.硫酸浓度越大,黑色物质越易出现、越难消失B.黑色物质消失过程中伴随大量H2S生成C.硫酸浓度为16 mol·L-1时,若先升温至250 ℃以上,再将铜丝与浓硫酸接触,可以避免黑色物质产生D.若取黑色物质洗涤、干燥后,加足量稀硫酸,固体质量不变,说明黑色物质中不含CuO　4.(2024福建厦门二中月考)浓硫酸分别和三种钠盐反应,下列分析正确的是(　　)A.对比①和②,可以说明还原性Br->Cl-B.对比①和③,可以说明氧化性Br2>SO2C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性H2SO4>HClD.③中浓H2SO4被还原成SO2题组二　以硫酸为载体的综合实验5.(2024山东新泰第一中学阶段测试)某化学学习小组为了探究碳素钢(含铁)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行实验探究活动。请回答下列问题:(1)实验开始后,观察到B中品红溶液褪色,则C中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)实验过程中观察到H中无水硫酸铜由白色固体变成蓝色晶体,则G中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　,说明反应产物中有还原性气体　　　　　　(填化学式)产生,试解释产生该气体的原因:　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若装置D中品红溶液没有褪色,装置E中澄清石灰水变浑浊,推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体有　　　　　　;装置H后增加装置I的目的是　　　　　　　　　　　　。 6.(2024河南郑州第四高级中学二调)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略去,装置气密性已检验)。已知:在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性。实验操作和现象: (1)A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)C中白色沉淀是　　　　　(填化学式)。 (3)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因:甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。①为证实各自的观点,在原实验基础上进行改进:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是　　　　　　;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是　　　　　　　　　　。 ②进行实验,B中现象:检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸,请写出乙同学实验时B中产生少量白色沉淀的离子方程式:　　　　　　　　。 (4)合并(3)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,根据甲、乙同学的实验目的可得出的结论是　　　　　　　　。 答案与分层梯度式解析第3章　物质的性质与转化第2节　硫的转化第2课时　硫酸基础过关练1.C　浓硫酸具有吸水性,敞口久置的浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使质量增大,故A正确;浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,能够干燥SO2气体,故B正确;向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑,体现了浓硫酸的脱水性,故C不正确;浓硫酸具有吸水性,能吸收胆矾晶体中的水,使晶体变白,故D正确。名师点睛浓硫酸的吸水性和脱水性的比较2.D　浓硫酸加入浓盐酸中,浓硫酸吸收水分并放出大量的热,使溶液的温度升高,加快了HCl的挥发,HCl与空气中的水蒸气结合形成白雾,故选D。3.B　浓硫酸与蔗糖反应产生SO2和CO2,SO2和CO2均能使湿润的紫色石蕊试纸变红,所以湿润的紫色石蕊试纸变红不能说明SO2属于酸性氧化物,A错误;浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,酸性KMnO4被SO2还原,说明SO2具有还原性,B正确;SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水变浑浊不能说明有CO2产生,C错误;该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性,D错误。4.D　A项,当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当移动铜丝,使铜丝与浓硫酸不接触,反应停止,故通过移动①中铜丝可控制生成SO2的量,正确;B项,SO2具有漂白性,可用品红溶液验证SO2的生成,正确;C项,SO2可与碱反应,可用NaOH溶液吸收多余的SO2,正确;D项,反应停止后,①中浓硫酸有剩余,将水加入①中会造成试管中液体飞溅,发生危险,不正确;故选D。5.C　常温下铁遇浓硫酸发生钝化,可以用铁质容器盛放浓硫酸,故A错误;随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,Cu与稀硫酸不反应,而Fe能与稀硫酸反应生成氢气,所以实验②中铜丝或铁丝均有剩余时,产生气体的物质的量不一定相等,故B错误;实验②中,在加热条件下,铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色,说明反应中生成SO2,故C正确;实验①②中现象的差异,还与金属自身性质有关,故D错误。6.D　大量燃烧煤炭和石油等含硫化石燃料,产生大量二氧化硫,是形成硫酸型酸雨的主要原因,故选D。7.D　由工艺流程图可知,该流程中SO2、氧气和水反应生成硫酸,故A正确;由工艺流程图可知,该流程中H2SO4和Fe2(SO4)3可以循环利用,故B正确;吸收SO2过程中,硫元素化合价由+4价升高为+6价、铁元素化合价由+3价降低为+2价,11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,根据得失电子守恒,每吸收11.2 L(标准状况)SO2,同时产生1 mol Fe2+,故C正确;酸性环境,Fe2+被氧化的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,故D错误。8.答案　(1)SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2 2H2SO4(或2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O H2SO4)　(2)①b　②实验时间　加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量　(3)①CaCO3+SO2 CaSO3+CO2　2CaSO3+O2 2CaSO4[或2CaSO3+O2+4H2O 2(CaSO4·2H2O)]　②CO2　使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖　③将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2解析　(1)硫酸型酸雨的形成途径为2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O H2SO4或SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2 2H2SO4。(2)①根据设计方案可知,测定模拟烟气中SO2的体积分数,需要将烟气中的SO2吸收,不能吸收O2、CO2、N2,结合选项可知应选用酸性高锰酸钾溶液,故选b。②根据气体流速和实验时间计算出气体的体积,再根据测定出的SO2的体积分数,计算出处理前SO2的量,然后根据加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀BaSO4的质量,计算出SO2的转化量,进而求出转化器中SO2氧化成SO42-的转化率。(3)①对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理主要是吸收SO2,根据流程图可知,发生的反应有CaCO3+SO2 CaSO3+CO2、2CaSO3+O2 2CaSO4或2CaSO3+O2+4H2O 2(CaSO4·2H2O)。②根据流程图可知,废气中含有O2、CO2、N2、SO2,用碳酸钙浆状物脱硫消耗O2、SO2,生成CO2,所以废气脱硫以后含量明显增加的气体是CO2;CO2会使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖。③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2。能力提升练1.D　根据Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O可知,体现了浓硫酸的氧化性和酸性,故A正确;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不会褪色,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液反应而使其褪色,故B正确;随着反应的进行,硫酸的浓度减小,由于铜只能与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,所以产生的n(SO2)<0.05 mol,故C正确;反应所生成的水变成水蒸气挥发或被浓硫酸吸收,故D不正确。2.D　由题给装置可知,浓硫酸使蔗糖脱水后,碳与浓硫酸反应生成气体;在蔗糖中加水的目的是使浓硫酸遇水放热,加快反应速率,故A正确;两颈烧瓶内蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性,故B正确;品红溶液Ⅰ褪色,说明碳与浓硫酸反应生成的气体中含有SO2,故C正确;酸性高锰酸钾溶液褪色,澄清石灰水变浑浊,不能说明有CO2生成,故D错误。3.B　A项,从表中数据可以看出,硫酸浓度越大,黑色物质越易出现、越难消失,合理;B项,浓硫酸有氧化性,会将硫化氢氧化,所以不会生成大量H2S,不合理;C项,由表中数据可知,硫酸浓度为16 mol·L-1时,黑色物质消失的温度约250 ℃,先升温至250 ℃以上,再将铜丝与浓硫酸接触,可以避免产生黑色物质,合理;D项,黑色物质中若含CuO,加入稀硫酸充分混合,氧化铜会与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,固体质量会减小,若取黑色物质洗涤、干燥后,加足量稀硫酸,固体质量不变,说明黑色物质中不含CuO,合理;故选B。4.A　①试管上部出现红棕色气体,说明产生Br2(g),Br-被氧化,②试管口出现白雾,白雾是盐酸小液滴,Cl-没有被氧化,说明Br-的还原性强于Cl-,A项正确;③产生的气体为SO2,反应为Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+SO2↑+H2O,不属于氧化还原反应,对比①③,不能说明Br2的氧化性强于SO2,B、D项错误;②中反应是利用高沸点酸制取低沸点酸,C项错误。5.答案　(1)5SO2+2MnO4-+2H2O 5SO42-+2Mn2++4H+　(2)CuO+H2 Cu+H2O　H2　随着反应的进行,硫酸浓度减小,稀硫酸与铁发生反应生成H2　(3)CO2　防止空气中的水蒸气进入H中,影响实验结果解析　(1)B中品红溶液褪色,说明有SO2生成,C中SO2与酸性高锰酸钾溶液反应,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O 5SO42-+2Mn2++4H+。(2)实验过程中观察到H中无水硫酸铜由白色固体变成蓝色晶体,说明G中有水生成,从而说明碳素钢与硫酸的反应产物中有氢气,产生的原因是随着反应的进行,硫酸浓度减小,稀硫酸与铁发生反应放出H2;G中发生反应的化学方程式为CuO+H2 Cu+H2O。(3)D中品红溶液没有褪色,装置E中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳产生;装置H后增加装置I,防止空气中的水蒸气进入H中,影响实验结果。名师点睛　检验产物中含有SO2、CO2、H2,要注意检验顺序:应先检验SO2,然后除去SO2,再检验SO2是否被除尽(以防干扰CO2的检验),而后检验二氧化碳,最后检验H2。该题中用无水硫酸铜检验产物中有水生成时,应排除右边空气中水蒸气和从左边澄清石灰水中出来的气体中含有的水蒸气的干扰。6.答案　(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O　(2)BaSO4　(3)①先通一段时间的N2,排除装置中的空气　饱和NaHSO3溶液　②2Ba2++2SO2+O2+2H2O 2BaSO4↓+4H+　(4)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀解析　(1)铜和浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)A中生成SO2气体,C中的白色沉淀不溶于稀盐酸,说明C中沉淀为BaSO4,根据信息可知其原因是硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化为SO42-,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4。(3)①A中白雾可能含有H2SO4,由于B中白色沉淀不溶于稀盐酸,说明该白色沉淀为BaSO4,甲同学为排除装置内空气对实验结果的影响,在Cu与浓硫酸反应前,可先通一段时间N2;乙同学为除去白雾,可在A、B间增加一个盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶。②乙同学没有排除空气的干扰,实验时B中生成BaSO4的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O 2BaSO4↓+4H+。(4)合并(3)中甲、乙两同学的方案进行实验时,B中无沉淀生成,C中产生白色沉淀,说明SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。实验①实验②铜丝表面无明显现象,铁丝表面迅速变黑,之后无明显现象铜丝或铁丝逐渐溶解,产生大量气体,品红溶液褪色硫酸浓度/(mol·L-1)黑色物质出现的温度/℃黑色物质消失的温度/℃15约150约23616约140约25018约120不消失实验操作实验现象关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热A中有白雾生成,铜片表面产生气泡;B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀;C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭弹簧夹—从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸白色沉淀不溶解甲产生大量白色沉淀乙产生少量白色沉淀浓硫酸吸水性脱水性作用对象含有水分子或结晶水的物质一般为含氢、氧元素的有机物变化类型物理变化或化学变化化学变化本质区别看与浓硫酸接触的物质是否含有“H2O”,一般若含有“H2O”,则浓硫酸表现吸水性,若不含“H2O”,只是含氢、氧元素的有机物,则浓硫酸表现脱水性实验现象结论①试管上部有红棕色气体Br-被氧化为Br2②试管口有白雾反应生成HCl③产生能使品红溶液褪色的刺激性气味的气体反应生成SO2