4.1 含硫化合物的性质（第2课时 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质）-2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第一册）

专题4 硫与环境保护 第一单元 含硫化合物的性质 第2课时 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质 1．掌握硫酸的工业制备原理及流程。 2．了解浓硫酸的性质。 3．掌握浓硫酸的特性。 重点：浓硫酸的性质。 难点：浓硫酸的强氧化性。 一、硫酸的工业制备 1．工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程 根据上图回答下列问题： (1)填写下列各进口或出口物质的名称： A___________ (如________)；B________；C________________________；D________________。 (2)接触法制硫酸分为三个阶段，填写下表： 三步骤 三原料 三设备 三反应原理 造气 接触氧化 SO3吸收 (3)工业上制备硫酸的问题探究 ①原料硫铁矿粉碎的目的是什么？ ②沸腾炉中产生的气体为什么需要经过净化？ ③接触室中安装热交换器的目的是什么？ ④多余的气体为什么要再充入接触室？ ⑤用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的目的是什么？ 2．化学工业制备的要求 (1)原料廉价且稳定，降低运输成本。 (2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。 (3)制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量尽可能加以循环利用，生成的副产物较少。 (4)制备过程绿色环保，不使用或生成对环境有害的物质。 二、浓硫酸的性质 1．浓硫酸的物理性质 (1)实验室常用的浓硫酸质量分数为________，密度大（1.84 g·cm－3），沸点________，________挥发，常温下比较稳定。 (2)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________________ ________________________________________。 2．浓硫酸的性质 (1)吸水性 浓硫酸具有很强的吸水性，可用作_____________。 在一支洁净的大试管内加入少量胆矾，再向试管中加入3 mL浓硫酸， 搅拌。 实验现象：________________________________。 实验结论：浓硫酸具有________性。 (2)脱水性 观察思考 实验现象 实验结论 浓硫酸按水的组成比，夺取某些有机物中的________原子形成水分子。 (3)强氧化性 ①实验探究：浓硫酸与铜的反应 实验现象 a试管中铜丝表面________________________； b试管中的溶液________________________； c试管中的________________________________； d将a试管里的溶液慢慢倒入水中，________________________ 实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式：________________________________ 在该反应中，氧化剂为________，还原剂为________，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。浓硫酸在反应中既体现出____________性又体现出________性。 ②与铁、铝的反应 常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为________________而钝化，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用____________容器来盛装浓硫酸。 ③与非金属的反应 浓硫酸与木炭反应的化学方程式：________________________________________。 3．浓硫酸和硫酸盐的应用 (1)浓硫酸在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。化肥、________、________的生产，___________的处理，金属材料的________________等都要用到硫酸。 (2)硫酸盐和硫酸盐矿物也是化工生产、药物和颜料制备中的重要原料。 (3)几种重要的硫酸盐 ①生石膏：________________、熟石膏：________________，用于石膏绷带、水泥生产。 ②硫酸钡，天然的硫酸钡称为________。BaSO4用于钡餐、油漆、油墨、造纸等。 ③硫酸亚铁，生产防治缺铁性贫血的药剂，工业上生产铁系净水剂和颜料氧化铁红的原料。 【名师点拨】 1．浓硫酸吸水性和脱水性的区别 吸水性是被干燥物质本身具有H2O水分子被浓硫酸吸走（包括结晶水和自由水）； 脱水性是被脱水物质本身没有H2O水分子，但含有H和O，被浓硫酸按比例脱去（如蔗糖炭化实验）。 2．浓硫酸与稀硫酸的区别 (1)浓硫酸具有强氧化性，主要是构成酸根的中心原子易获得电子，显示出与稀硫酸不同的强氧化性。而稀硫酸具有的氧化性是电离出的H＋得到电子，如氧化较活泼的金属Zn、Fe等。 (2)浓硫酸溶于水放出大量的热，因此稀释浓硫酸时，应把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌。 (3)浓H2SO4与稀H2SO4的区别 方法 现象 浓H2SO4 稀H2SO4 物理性质 加水 放出大量的热 无明显现象 状态 黏稠、油状液体 黏稠度较小 密度 用手掂分量，相同体积时，浓H2SO4质量大 用手掂分量，相同体积时，稀H2SO4质量小 化学性质 铁片 因为铁被钝化，无明显现象 产生大量气泡 铜片(加热) 有气泡产生，溶液变蓝 无明显现象 白纸 立即变黑 无明显现象 胆矾 蓝色晶体变为白色粉末 无颜色变化 3．浓硫酸的氧化性 (1)与金属的反应 ②较不活泼金属：金属＋浓硫酸高价态硫酸盐＋SO2↑＋H2O(体现强氧化性和酸性) 注意：反应条件为加热，浓硫酸的还原产物是SO2。 (2)与非金属反应：与C在加热条件下反应。 (3)与还原性物质反应：浓硫酸具有强氧化性，能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。 4．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．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)接触法制硫酸时，把硫铁矿投入沸腾炉前粉碎，是为了使其与O2充分接触，使反应加快( ) (2)为了防止催化剂中毒，从沸腾炉中出来的气体进入接触室前需先净化( ) (3)为了使SO3被浓硫酸充分吸收，吸收塔中浓硫酸采用从上向下喷( ) (4)接触室中安装热交换器，可以使反应过程中放出的热量得到充分利用( ) (5)2SO2＋O22SO3，反应中体现了SO2的还原性( ) (6)浓硫酸可以作干燥剂，用来干燥所有气体( ) (7)浓硫酸使蓝色硫酸铜晶体变白，体现了吸水性，发生了物理变化( ) (8)可以用硫酸清洗锅炉中的水垢( ) (9)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥SO2和CO( ) (10)用BaCl2溶液鉴别SO和SO( ) (11)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性( ) 2．稀H2SO4具有酸的通性，完成下列离子方程式： (1)使紫色石蕊试液变________。 (2)与活泼金属反应(如Zn) ________________________________。 (3)与碱性氧化物反应(如CuO) ________________________________。 (4)与碱反应(如NaOH) ________________________________。 (5)与某些盐反应(如BaCl2) ________________________________。 3．下列变化过程利用了硫酸的什么性质，请写在空白处： (1)铜与浓硫酸加热反应制取SO2：_____________。 (2)锌与稀硫酸反应制取氢气：____________。 (3)用浓硫酸干燥CO2：______________。 (4)硫酸铜晶体滴加浓硫酸后变白：____________。 (5)蔗糖滴加浓硫酸后变成疏松的“黑面包”并闻到刺激性气味：____________。 4．某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应，并探究产物的性质 (夹持装置已略去)。 (1)试管①中反应的化学方程式是________________________________； (2)若试管②中的试剂为品红溶液，实验中观察到的现象是______________________；若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液，实验时，观察到溶液褪色，则说明生成的气体具有________性。 (3)试管③中的试剂为NaOH溶液，其作用是________，反应的离子方程式是________________________。 ►问题一 硫酸的工业制备 【典例1】在硫酸的工业制法中，下列措施以及采取这些措施的原因分析都正确的是(　　) A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，这样易于向沸腾炉中投料 B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥，因为炉气中的杂质易与SO2反应 C．SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可以使SO2全部转化为SO3 D．SO3的吸收一般用98.3%的浓H2SO4，而不用水，因为用水吸收易形成酸雾，不利于SO3的吸收 【解题必备】 1．接触法制硫酸生产流程及主要设备： 2．在沸腾炉中，将矿石粉碎成细矿粒的目的一是增大接触面积，加快燃烧的速率；二是使原料充分燃烧，提高原料的利用率。将矿石从上部投入，空气从下面充入的目的是增大反应的接触面积，便于加快反应速率。 3．在接触室中，多余的气体再充入接触室中，是为了提高利用率。 4．在吸收塔中，用98.3%的浓硫酸吸收SO3的目的是因为SO3与水反应产生大量酸雾，形成酸雾不利于SO3的吸收，用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，形成发烟硫酸，再用水稀释，效果更好。 【变式1-1】在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列说法中不正确的是(　　) A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式 B．从②处喷下98.3%的浓硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气 D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸 【变式1-2】工业制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔，下图所示的装置是仿照工业上制备硫酸工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。 请回答下列问题 (1)写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式_________________________________。 (2)从乙装置中出来的气体有_________________。 (3)图丙装置的作用为_______________________，丁中的现象为__________________。 (4)本实验设计还存在的较明显的缺陷是______________________。 ►问题二 浓硫酸的性质 【典例2】某同学为探究浓硫酸的吸水性，设计了如下实验，理论上能达到实验目的的有(　　) A．①③　　　 B．②④ C．①③④ D．①②③④ 【解题必备】浓硫酸在化学反应中表现性质的判断 浓硫酸具有强酸性，又具有强氧化性，因此在化学反应中可表现氧化性或酸性，也可同时表现氧化性和酸性。 (1)若硫酸在生成物中以盐的形式存在，反应前后硫元素化合价不变，则只表现酸性。 (2)若硫酸在化学反应中全部被还原，生成物中无硫酸盐生成，则只表现氧化性。 (3)若硫酸在化学反应中硫元素化合价一部分降低生成了SO2，同时生成硫酸盐，则硫酸既表现酸性，又表现了氧化性。 【变式2-1】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方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸表现了其强氧化性 C．把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中，得到气体体积标准状况下为22.4 L D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应 【变式2-2】某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验： (1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。 (2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕。 请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_________________________________________。 (3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是________________，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是________________。 (4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。____________________(实验用品自选)。 1．向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是(　　) A．浓H2SO4具有脱水性 B．浓H2SO4具有吸水性 C．盐酸具有挥发性 D．气态溶质的溶解度随温度的升高而降低 2．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．浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应 3．常温下，可以用铁或铝制的容器贮存浓硫酸，下列叙述中，错误的是(　　) A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应 B．贮存浓硫酸的容器要密封，因为浓硫酸容易吸收空气中的水蒸气 C．贮存浓硫酸的容器应远离热源 D．常温下，浓硫酸可以使铁或铝钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的继续进行 4．下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸 B．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化 C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性 D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性 5．向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量(　　) A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.90 mol之间 D．大于0.90 mol 6．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。下列实验不合理的是(　　) A．上下移动①中铜丝可控制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SO2 D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 7．下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是(　　) A．2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑ B．Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O C．C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O D．2FeO＋4H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O 8．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 9．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示， 其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　) A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性 B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应 C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最后有白色沉淀产生 D．工业上，B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂 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)判断铜与浓硫酸反应有二氧化硫生成所依据的现象是_____________________________。 (2)甲装置中发生的主要反应的化学方程式是__________________________________，浓硫酸表现的性质是____________。 (3)装置乙中试管口放有一团浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的棉花，请写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_______________________________________________。 (4)该反应中若有3.2 g铜参加反应，则被还原的硫酸的物质的量为__________，起酸的作用的硫酸的物质的量为________。 (5)含有0.2 mol硫酸的浓硫酸，在加热时能否溶解6.4 g铜，结论和理由是 __________________________________________________________。 1．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是(　　) 途径①：SH2SO4 途径②：SSO2SO3H2SO4 途径③：FeS2SO2SO3H2SO4 A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性 B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以用空气代替O2来降低成本 C．由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4，理论上各转移6 mol e－ D．工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收 2．在表中，欲用一种试剂Z来检验盐溶液中的离子X，在同时有离子Y存在时，此检验仍可以判别的是(　　) 试剂Z 离子X 离子Y A NaOH Mg2＋ Ba2＋ B AgNO3 Cl－ SO C H2SO4 Ba2＋ Ca2＋ D BaCl2 SO CO 3．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．①和③相比可说明氧化性Br2＞SO2 C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4＞HCl D．③中浓H2SO4被还原成SO2 4．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。 实验中某同学将a g铜片和12 mL 18 mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。 请回答： (1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：_______________________________。 (2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是_______________。 实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选) ____________________________________________________________。 装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是____________________________________________。B中应放置的液体是________(填字母)。 A．饱和Na2SO3溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液 (3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是_______________________。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。 A．Fe B．BaCl2溶液 C．Ag D．Na2CO3溶液 (4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质并加热，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是_______________________________。 5．某化学课外活动小组围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究： 将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。请回答： (1)经测定，上述黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，这两种气体的平均相对分子质量约为__________。 (2)经另外研究发现，上述黑色物质与浓硫酸反应，生成的气体之一有刺激性气味，另外的气体的平均相对分子质量为36，这种黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为___________________________________。 (3)根据上述蔗糖与浓硫酸的反应，说明浓硫酸具有__________(填字母序号)。 A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．强氧化性 (4)能否用澄清石灰水鉴别上述(1)中反应生成的两种气体？__________(填“能”或“不能”)。若不能，请填写两种能鉴别的试剂_________________________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题4 硫与环境保护 第一单元 含硫化合物的性质 第2课时 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质 1．掌握硫酸的工业制备原理及流程。 2．了解浓硫酸的性质。 3．掌握浓硫酸的特性。 重点：浓硫酸的性质。 难点：浓硫酸的强氧化性。 一、硫酸的工业制备 1．工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程 根据上图回答下列问题： (1)填写下列各进口或出口物质的名称： A含硫矿石(如FeS2)；B炉渣；C二氧化硫、氧气、氮气；D尾气(SO2、O2、N2)。 (2)接触法制硫酸分为三个阶段，填写下表： 三步骤 三原料 三设备 三反应原理 造气 S或FeS2 沸腾炉 4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3 接触氧化 O2 接触室 2SO2＋O22SO3 SO3吸收 98.3%浓H2SO4 吸收塔 SO3＋H2O===H2SO4 (3)工业上制备硫酸的问题探究 ①原料硫铁矿粉碎的目的是什么？ 使反应物充分接触，增大接触面积，提高反应速率，使反应物充分反应，提高原料的利用率。 ②沸腾炉中产生的气体为什么需要经过净化？ 防止催化剂中毒。 ③接触室中安装热交换器的目的是什么？ a．利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气。 b．冷却反应生成的三氧化硫。 ④多余的气体为什么要再充入接触室？ 为了提高原料的利用率。 ⑤用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的目的是什么？ 防止SO3溶于水放出大量热导致酸雾，降低吸收效率。 2．化学工业制备的要求 (1)原料廉价且稳定，降低运输成本。 (2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。 (3)制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量尽可能加以循环利用，生成的副产物较少。 (4)制备过程绿色环保，不使用或生成对环境有害的物质。 二、浓硫酸的性质 1．浓硫酸的物理性质 (1)实验室常用的浓硫酸质量分数为98.3%，密度大（1.84 g·cm－3），沸点高，难挥发，常温下比较稳定。 (2)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．浓硫酸的性质 (1)吸水性 浓硫酸具有很强的吸水性，可用作干燥剂。 在一支洁净的大试管内加入少量胆矾，再向试管中加入3 mL浓硫酸， 搅拌。 实验现象：蓝色晶体变为白色粉末。 实验结论：浓硫酸具有吸水性。 (2)脱水性 观察思考 实验现象 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 实验结论 浓硫酸具有脱水性、强氧化性 浓硫酸按水的组成比，夺取某些有机物中的氢、氧原子形成水分子。 (3)强氧化性 ①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； d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)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 在该反应中，氧化剂为浓H2SO4，还原剂为Cu ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1。浓硫酸在反应中既体现出强氧化性又体现出酸性。 ②与铁、铝的反应 常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁、铝质容器来盛装浓硫酸。 ③与非金属的反应 浓硫酸与木炭反应的化学方程式：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 3．浓硫酸和硫酸盐的应用 (1)浓硫酸在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。化肥、医药、农药的生产，金属矿石的处理，金属材料的表面清洗等都要用到硫酸。 (2)硫酸盐和硫酸盐矿物也是化工生产、药物和颜料制备中的重要原料。 (3)几种重要的硫酸盐 ①生石膏：CaSO4·2H2O、熟石膏：2CaSO4·H2O，用于石膏绷带、水泥生产。 ②硫酸钡，天然的硫酸钡称为重晶石。BaSO4用于钡餐、油漆、油墨、造纸等。 ③硫酸亚铁，生产防治缺铁性贫血的药剂，工业上生产铁系净水剂和颜料氧化铁红的原料。 【名师点拨】 1．浓硫酸吸水性和脱水性的区别 吸水性是被干燥物质本身具有H2O水分子被浓硫酸吸走（包括结晶水和自由水）； 脱水性是被脱水物质本身没有H2O水分子，但含有H和O，被浓硫酸按比例脱去（如蔗糖炭化实验）。 2．浓硫酸与稀硫酸的区别 (1)浓硫酸具有强氧化性，主要是构成酸根的中心原子易获得电子，显示出与稀硫酸不同的强氧化性。而稀硫酸具有的氧化性是电离出的H＋得到电子，如氧化较活泼的金属Zn、Fe等。 (2)浓硫酸溶于水放出大量的热，因此稀释浓硫酸时，应把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌。 (3)浓H2SO4与稀H2SO4的区别 方法 现象 浓H2SO4 稀H2SO4 物理性质 加水 放出大量的热 无明显现象 状态 黏稠、油状液体 黏稠度较小 密度 用手掂分量，相同体积时，浓H2SO4质量大 用手掂分量，相同体积时，稀H2SO4质量小 化学性质 铁片 因为铁被钝化，无明显现象 产生大量气泡 铜片(加热) 有气泡产生，溶液变蓝 无明显现象 白纸 立即变黑 无明显现象 胆矾 蓝色晶体变为白色粉末 无颜色变化 3．浓硫酸的氧化性 (1)与金属的反应 ②较不活泼金属：金属＋浓硫酸高价态硫酸盐＋SO2↑＋H2O(体现强氧化性和酸性) 注意：反应条件为加热，浓硫酸的还原产物是SO2。 (2)与非金属反应：与C在加热条件下反应。 (3)与还原性物质反应：浓硫酸具有强氧化性，能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。 4．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．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)接触法制硫酸时，把硫铁矿投入沸腾炉前粉碎，是为了使其与O2充分接触，使反应加快(√) (2)为了防止催化剂中毒，从沸腾炉中出来的气体进入接触室前需先净化(√) (3)为了使SO3被浓硫酸充分吸收，吸收塔中浓硫酸采用从上向下喷(√) (4)接触室中安装热交换器，可以使反应过程中放出的热量得到充分利用(√) (5)2SO2＋O22SO3，反应中体现了SO2的还原性(√) (6)浓硫酸可以作干燥剂，用来干燥所有气体(×) (7)浓硫酸使蓝色硫酸铜晶体变白，体现了吸水性，发生了物理变化(×) (8)可以用硫酸清洗锅炉中的水垢(×) (9)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥SO2和CO(×) (10)用BaCl2溶液鉴别SO和SO(×) (11)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(√) 2．稀H2SO4具有酸的通性，完成下列离子方程式： (1)使紫色石蕊试液变红。 (2)与活泼金属反应(如Zn)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (3)与碱性氧化物反应(如CuO)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。 (4)与碱反应(如NaOH)OH－＋H＋===H2O。 (5)与某些盐反应(如BaCl2)Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 3．下列变化过程利用了硫酸的什么性质，请写在空白处： (1)铜与浓硫酸加热反应制取SO2：_____________。 (2)锌与稀硫酸反应制取氢气：____________。 (3)用浓硫酸干燥CO2：______________。 (4)硫酸铜晶体滴加浓硫酸后变白：____________。 (5)蔗糖滴加浓硫酸后变成疏松的“黑面包”并闻到刺激性气味：____________。 答案 (1)强氧化性、酸性　(2)酸性　(3)吸水性　(4)吸水性　(5)脱水性和强氧化性 解析 硫酸是高沸点的难挥发性强酸；浓硫酸还有吸水性、脱水性和强氧化性。(1)中与不活泼金属反应，利用了浓硫酸的强氧化性；生成硫酸盐也反映了酸性；(2)中酸和金属的置换反应反映了酸的通性，虽是氧化还原反应，但它是H＋表现出来的，利用了硫酸的酸性；(3)中湿润气体中的水和(4)中结晶水合物中的结晶水都是“现成”的，利用了浓硫酸的吸水性；(5)浓硫酸将蔗糖中的氢、氧原子以个数比2∶1夺取后转化成炭，炭又被浓硫酸氧化为CO2，同时有SO2生成，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性。 4．某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应，并探究产物的性质 (夹持装置已略去)。 (1)试管①中反应的化学方程式是________________________________； (2)若试管②中的试剂为品红溶液，实验中观察到的现象是______________________；若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液，实验时，观察到溶液褪色，则说明生成的气体具有________性。 (3)试管③中的试剂为NaOH溶液，其作用是________，反应的离子方程式是________________________。 答案　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)品红溶液褪色　还原 (3)吸收尾气　SO2＋2OH－===SO＋H2O 解析　(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜和二氧化硫气体和水，反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)SO2气体具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以试管②品红溶液褪色；SO2气体具有强的氧化性，可以被强氧化剂氧化为硫酸，若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液，实验时，观察到溶液褪色，二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色，体现二氧化硫的还原性。(3)SO2是有毒气体，不能直接排放到空气中，由于SO2属于酸性氧化物，所以可用NaOH溶液进行尾气处理，反应的离子方程式为：SO2＋2OH－===SO＋H2O。 ►问题一 硫酸的工业制备 【典例1】在硫酸的工业制法中，下列措施以及采取这些措施的原因分析都正确的是(　　) A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，这样易于向沸腾炉中投料 B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥，因为炉气中的杂质易与SO2反应 C．SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可以使SO2全部转化为SO3 D．SO3的吸收一般用98.3%的浓H2SO4，而不用水，因为用水吸收易形成酸雾，不利于SO3的吸收 答案 D 解析 将硫铁矿石粉碎，能增大矿粒与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，从而提高硫铁矿的利用率，故A不正确。净化SO2的目的是防止杂质使催化剂中毒，干燥的目的是防止水蒸气与SO2、SO3反应生成的酸腐蚀设备，B错。SO2转化为SO3的反应是可逆的，不可能完全转化为SO3，C错。D正确。 【解题必备】 1．接触法制硫酸生产流程及主要设备： 2．在沸腾炉中，将矿石粉碎成细矿粒的目的一是增大接触面积，加快燃烧的速率；二是使原料充分燃烧，提高原料的利用率。将矿石从上部投入，空气从下面充入的目的是增大反应的接触面积，便于加快反应速率。 3．在接触室中，多余的气体再充入接触室中，是为了提高利用率。 4．在吸收塔中，用98.3%的浓硫酸吸收SO3的目的是因为SO3与水反应产生大量酸雾，形成酸雾不利于SO3的吸收，用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，形成发烟硫酸，再用水稀释，效果更好。 【变式1-1】在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列说法中不正确的是(　　) A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式 B．从②处喷下98.3%的浓硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气 D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸 答案 C 解析 三氧化硫的吸收通常使用98.3%的浓硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾，吸收效率低，不利于三氧化硫的吸收；气体的吸收常采用逆流原理，这样有利于气、液的充分接触，吸收效果好；从吸收塔上部导出的气体是没有起反应的O2和少量二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以应用吸收剂吸收或循环使用。 【变式1-2】工业制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔，下图所示的装置是仿照工业上制备硫酸工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。 请回答下列问题 (1)写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式_________________________________。 (2)从乙装置中出来的气体有_________________。 (3)图丙装置的作用为_______________________，丁中的现象为__________________。 (4)本实验设计还存在的较明显的缺陷是______________________。 答案　(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　(2)SO2、O2、SO3　(3)吸收SO3　有酸雾生成 (4)缺少尾气吸收装置 解析　乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，由于该反应是一个可逆反应，故从乙装置出来的气体中应含有SO2、O2、SO3；丙装置相当于吸收塔，用浓硫酸吸收SO3；丁装置是用水吸收SO3，SO3溶于水会放出大量的热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本实验中缺少尾气吸收装置。 ►问题二 浓硫酸的性质 【典例2】某同学为探究浓硫酸的吸水性，设计了如下实验，理论上能达到实验目的的有(　　) A．①③　　　 B．②④ C．①③④ D．①②③④ 答案 D 解析 图①袋内的Na2CO3·10H2O晶体的质量逐渐减小；图②袋内的鲜梨块逐渐干瘪；图③试管底部析出晶体；图④盛水的烧杯内水面逐渐降低。 【解题必备】浓硫酸在化学反应中表现性质的判断 浓硫酸具有强酸性，又具有强氧化性，因此在化学反应中可表现氧化性或酸性，也可同时表现氧化性和酸性。 (1)若硫酸在生成物中以盐的形式存在，反应前后硫元素化合价不变，则只表现酸性。 (2)若硫酸在化学反应中全部被还原，生成物中无硫酸盐生成，则只表现氧化性。 (3)若硫酸在化学反应中硫元素化合价一部分降低生成了SO2，同时生成硫酸盐，则硫酸既表现酸性，又表现了氧化性。 【变式2-1】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方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸表现了其强氧化性 C．把足量铜粉投入只含有2 mol H2SO4的浓硫酸中，得到气体体积标准状况下为22.4 L D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为在常温下浓硫酸不与铁和铝反应 答案 B 解析 A项浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH3)；B项金属与浓硫酸反应时，生成相应的盐和SO2，此时浓硫酸显示酸性和强氧化性，而与S、C等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性；C项Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐降低，当降到一定程度时变为稀硫酸，反应自行停止，故产生的SO2在标准状况下小于22.4 L；D项常温下铝、铁遇浓硫酸发生钝化，生成一层致密的氧化膜。 【变式2-2】某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验： (1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。 (2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕。 请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_________________________________________。 (3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是________________，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是________________。 (4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。____________________(实验用品自选)。 答案 (1) (2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)红色褪去　恢复红色 (4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口 解析 Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。 1．向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是(　　) A．浓H2SO4具有脱水性 B．浓H2SO4具有吸水性 C．盐酸具有挥发性 D．气态溶质的溶解度随温度的升高而降低 答案　A 解析　浓硫酸具有吸水性且溶于水放热，加快了盐酸的挥发。 2．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．浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应 答案　B 解析　区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否直接含H2O，如：C6H12O66C＋6H2O(脱水性)CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O(吸水性)。 3．常温下，可以用铁或铝制的容器贮存浓硫酸，下列叙述中，错误的是(　　) A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应 B．贮存浓硫酸的容器要密封，因为浓硫酸容易吸收空气中的水蒸气 C．贮存浓硫酸的容器应远离热源 D．常温下，浓硫酸可以使铁或铝钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的继续进行 答案　A 解析　常温下，浓硫酸可在Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，体现其强氧化性。 4．下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸 B．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化 C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性 D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性 答案　C 解析　钝化不是不反应，A错误；蔗糖炭化浓硫酸表现出吸水性、脱水性和强氧化性，B错误；浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫时体现其酸性，D错误。 5．向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量(　　) A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.90 mol之间 D．大于0.90 mol 答案　A 解析　Cu与稀硫酸不反应，在加热条件下铜和浓硫酸能发生反应。由反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，参加反应的H2SO4有一半被还原，在Cu与浓硫酸的反应过程中，浓硫酸的浓度逐渐降低，变成稀硫酸时反应将停止，所以0.9 mol H2SO4与足量铜片反应时，被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol。 6．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。下列实验不合理的是(　　) A．上下移动①中铜丝可控制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SO2 D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 答案　D 解析　移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品红溶液褪色，故B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，故C合理；浓硫酸过量，试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故D不合理。 7．下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是(　　) A．2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑ B．Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O C．C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O D．2FeO＋4H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O 答案　D 解析　A项和B项中硫元素的化合价不变，均生成硫酸盐，故浓硫酸只表现出酸性；C项中硫元素的化合价全部降低，未生成硫酸盐，故浓硫酸只表现出强氧化性；D项中有一部分硫元素的化合价降低，一部分硫元素的化合价不变，生成了SO2和硫酸盐，所以浓硫酸在该反应中既表现出强氧化性又表现出酸性。 8．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 答案　B 解析　稀硫酸和铁片反应产生H2，A项正确；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项错误；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项正确；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项正确。 9．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示， 其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　) A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性 B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应 C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最后有白色沉淀产生 D．工业上，B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂 答案　D 解析　X为常见酸，其浓溶液能使蔗糖变黑，说明X为H2SO4，D和水反应生成H2SO4，则D为SO3，B为SO2。蔗糖变黑，体现浓硫酸的脱水性，A项错误；浓硫酸和铁在常温下，发生钝化反应，产生一层致密氧化物薄膜，阻碍反应的进行，B项错误；C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C为CO2，与少量澄清石灰水反应，生成Ca(HCO3)2，没有沉淀产生，C项错误；SO2→SO3需要催化剂和加热才能实现，D项正确。 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)判断铜与浓硫酸反应有二氧化硫生成所依据的现象是_____________________________。 (2)甲装置中发生的主要反应的化学方程式是__________________________________，浓硫酸表现的性质是____________。 (3)装置乙中试管口放有一团浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的棉花，请写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_______________________________________________。 (4)该反应中若有3.2 g铜参加反应，则被还原的硫酸的物质的量为__________，起酸的作用的硫酸的物质的量为________。 (5)含有0.2 mol硫酸的浓硫酸，在加热时能否溶解6.4 g铜，结论和理由是 __________________________________________________________。 答案 (1)乙中品红溶液褪色 (2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　强氧化性、酸性 (3)2OH－＋SO2===SO＋H2O (4)0.05 mol　0.05 mol (5)溶解铜的质量小于6.4 g，因为随反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸就不再与铜反应了 解析 (4)由Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，被还原的硫酸的物质的量＝＝0.05 mol。(5)0.2 mol 硫酸完全反应时需铜的质量＝×64 g·mol－1＝6.4 g，反应中实际溶解铜的质量小于6.4 g，因为随着铜与浓硫酸反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸不再与铜反应，0.2 mol硫酸不能完全反应。 1．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是(　　) 途径①：SH2SO4 途径②：SSO2SO3H2SO4 途径③：FeS2SO2SO3H2SO4 A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性 B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以用空气代替O2来降低成本 C．由途径①、②、③分别制取1 mol H2SO4，理论上各转移6 mol e－ D．工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收 答案 C 解析 途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，只表现了浓硝酸的强氧化性，A正确；可以用空气代替O2来降低成本，B正确；由途径①、②分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－，而途径③硫元素的化合价从－1价→＋6价，制取1 mol H2SO4，转移大于6 mol e－，C错误；工业制硫酸的尾气可以用氨水吸收，D正确。 2．在表中，欲用一种试剂Z来检验盐溶液中的离子X，在同时有离子Y存在时，此检验仍可以判别的是(　　) 试剂Z 离子X 离子Y A NaOH Mg2＋ Ba2＋ B AgNO3 Cl－ SO C H2SO4 Ba2＋ Ca2＋ D BaCl2 SO CO 答案 A 解析 A项，Mg2＋与OH－反应生成白色沉淀，Ba2＋与OH－不反应，能检验Mg2＋的存在；B项，Cl－和SO与AgNO3反应均生成白色沉淀，不能检验Cl－的存在，应先加过量Ba(NO3)2除去SO才能检验Cl－；C项，Ba2＋与SO反应生成BaSO4白色沉淀，Ca2＋与SO反应生成CaSO4白色微溶物，不可检验Ba2＋的存在；D项，两种阴离子与BaCl2反应均生成白色沉淀，不能检验SO的存在，应先加盐酸，后加BaCl2。 3．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．①和③相比可说明氧化性Br2＞SO2 C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4＞HCl D．③中浓H2SO4被还原成SO2 答案 A 解析 反应①出现红棕色气体，说明产生Br2(g)，Br－被氧化，反应②管口出现白雾，白雾是HCl的小液滴，Cl－没有被氧化，说明Br－的还原性强于Cl－，A项正确；反应③产生的气体为SO2，反应③发生Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不属于氧化还原反应，不能说明Br2的氧化性强于SO2，但能说明Br－的还原性强于SO2，B项错误；利用浓硫酸高沸点，HCl易挥发，反应②利用高沸点酸制取低沸点酸，C项错误；反应③的方程式为Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不属于氧化还原反应，D项错误。 4．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。 实验中某同学将a g铜片和12 mL 18 mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。 请回答： (1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：_______________________________。 (2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是_______________。 实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选) ____________________________________________________________。 装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是____________________________________________。B中应放置的液体是________(填字母)。 A．饱和Na2SO3溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液 (3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是_______________________。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。 A．Fe B．BaCl2溶液 C．Ag D．Na2CO3溶液 (4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质并加热，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是_______________________________。 答案　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)品红溶液褪色　用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口　试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升　D (3)随着H2SO4的消耗，浓H2SO4浓度逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应　AD (4)氧气　2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O解析　(1)Cu与浓H2SO4反应需加热。(2)SO2能使品红溶液褪色，为防止环境污染，可用的简单方法是用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，即SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。关闭K装置内气体压强增大，B广口瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升。B中的液体应不能与SO2反应，而且要防止SO2的溶解。A项，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3；B项，KMnO4氧化SO2；C项，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；D项，SO2难溶于饱和NaHSO3溶液。应选D。(3)浓H2SO4浓度降低，变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应。检验余酸实质是检验H＋的存在。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，Fe和Na2CO3溶液能证明H＋的存在；BaCl2溶液不能证明H2SO4剩余，因为产物CuSO4也能电离出SO；Ag与H＋不反应，不能证明H＋的存在。故选AD。(4)根据题目要求气体单质应为强氧化剂，且仅生成CuSO4溶液，该氧化剂为O2。 5．某化学课外活动小组围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究： 将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。请回答： (1)经测定，上述黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，这两种气体的平均相对分子质量约为__________。 (2)经另外研究发现，上述黑色物质与浓硫酸反应，生成的气体之一有刺激性气味，另外的气体的平均相对分子质量为36，这种黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为___________________________________。 (3)根据上述蔗糖与浓硫酸的反应，说明浓硫酸具有__________(填字母序号)。 A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．强氧化性 (4)能否用澄清石灰水鉴别上述(1)中反应生成的两种气体？__________(填“能”或“不能”)。若不能，请填写两种能鉴别的试剂_________________________________________________。 答案 (1)57.3 (2)2C＋3H2SO4(浓)CO2↑＋CO↑＋3SO2↑＋3H2O (3)CD　(4)不能　品红溶液、溴水(或酸性高锰酸钾溶液) 解析 (1)根据题意得化学方程式C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，CO2与SO2的平均相对分子质量：(2×64＋44)÷3≈57.3。 (2)C与浓H2SO4反应，生成SO2和碳的气态氧化物，Mr(CO2)＝44，Mr(CO)＝28，28＜36＜44，则碳的气态氧化物是CO2和CO，并且n(CO2)∶n(CO)＝1∶1。再应用守恒法分析，得：2C＋3H2SO4(浓)CO2↑＋CO↑＋3SO2↑＋3H2O。 (3)蔗糖变为黑色固体，说明浓硫酸有脱水性；C与浓硫酸反应，说明浓硫酸有强氧化性。(4)CO2和SO2都能使澄清石灰水先变浑 浊后变澄清。SO2能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等褪色，而CO2不能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$