第5章 第1节 新知探究课2 硫酸 硫酸根离子的检验-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步讲义(人教版2019)

新知探究课2　硫酸　硫酸根离子的检验 1．通过实验操作、观察现象以及讨论总结，了解浓硫酸的物理和化学性质，能从化合价、类别两个角度认识硫酸性质。 2．通过实验操作及观察现象，了解硫酸根离子的检验方法，培养科学探究的化学核心素养。 一、硫酸及其盐 1．硫酸的用途和制备 (1)用途：硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。 (2)制备 2．浓硫酸的特性 (1)吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分，气体、液体中的水分子，常用作干燥剂。 (2)脱水性：浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。 实验操作 实验现象 ①蔗糖逐渐变黑； ②蔗糖体积膨胀，形成黑色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 ①浓硫酸具有脱水性； ②浓硫酸具有强氧化性，能将蔗糖氧化成碳单质，自身被还原为SO2 (3)强氧化性：能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 ①与金属的反应 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面有气泡逸出； b试管中的品红溶液逐渐变为无色； c试管中的石蕊溶液逐渐变为红色； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色 化学方程式 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②与非金属的反应 在加热时，浓硫酸与木炭发生反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 3．常见硫酸盐 (1)石膏(化学式为CaSO4·2H2O)，加热失水变为熟石膏(化学式为2CaSO4·H2O)，应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带，工业上还用于调节水泥的硬化速率。 (2)硫酸钡又称“重晶石”或“钡餐”，用于生产其他钡盐的原料或消化系统X射线检查的内服药剂。 (3)硫酸铜为白色粉末，CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为CuSO4·5H2O)，又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。 (4)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，明矾可以净水。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)浓硫酸可用于干燥H2和CO2。 (　　) (2)稀硫酸没有氧化性，一般不能发生氧化还原反应。 (　　) (3)纸张、棉布、木材等遇到浓硫酸会碳化，体现了浓硫酸具有吸水性。 (　　) (4)常温下，铜片能溶于浓硫酸。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 二、硫酸根离子的检验 1．实验探究 在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 滴入几滴 BaCl2溶液 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 分别加入少量稀盐酸并振荡 白色沉淀不溶解 白色沉淀不溶解 白色沉淀溶解 2．实验结论 在溶液中可与Ba2+反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。反应离子方程式为===BaSO4↓。 3．稀盐酸酸化的作用 用可溶性钡盐检验时有干扰，先将溶液用稀盐酸酸化，可以排除等可能造成的干扰。 4．实践应用 除去粗盐中可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)。 杂质 加入的试剂 离子方程式 可溶性 硫酸盐 过量BaCl2溶液 ＋Ba2+===BaSO4↓ CaCl2 过量Na2CO3溶液 ======BaCO3↓ MgCl2 过量NaOH溶液 Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓ 多余的 NaOH、Na2CO3 适量盐酸 OH－＋H＋===H2O、＋2H＋===H2O＋CO2↑ 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)向某溶液中加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中一定含有。 (　　) (2)能与硫酸根离子反应产生沉淀的只有Ba2+。 (　　) (3)要除去氯化钠溶液中含有的氯化镁，可加入适量的氢氧化钠溶液后过滤。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)√ 深度理解浓硫酸的三大特性 探究1：蔗糖的脱水实验 实验现象：蔗糖逐渐变黑。蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。 1．探究1的实验现象体现了浓硫酸的什么特性？产生刺激性气味气体的原因是什么？ 提示：体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性。产生刺激性气味的气体原因是浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2气体放出。 探究2：浓硫酸与Cu的反应 2．a、b、c试管中的现象分别是什么？b中现象产生的原因是什么？ 提示：a中铜丝变黑，有气体逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；c中溶液变为红色。b中品红溶液逐渐变为无色是因为SO2具有漂白性。 3．Cu与浓硫酸的反应中，浓硫酸表现了哪些性质？ 提示：强氧化性和酸性。 4．50 mL 98%的浓硫酸与足量Cu共热，放出SO2的物质的量总小于0.46 mol的原因是什么？ 提示：浓硫酸在反应过程中逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不再与Cu反应，故生成SO2的物质的量小于0.46 mol。 5．浸NaOH溶液的棉团的作用是什么？写出反应的离子方程式。 提示：吸收尾气SO2，防止污染空气。===＋H2O。 1．浓硫酸吸水性和脱水性的区别 2．浓硫酸与金属反应的一般规律 (1)与活泼金属(如Zn)反应：开始产生SO2，硫酸浓度变小后，会产生H2。 (2)与某些不活泼金属(如Cu)反应：开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成SO2的物质的量小于1 mol。 (3)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性(如浓硫酸与炭的反应)。 3．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 1．下列有关浓硫酸的说法正确的是(　　) A．常温下，浓硫酸可用铝制容器储存，说明铝与浓硫酸不反应 B．浓硫酸中加入红热的炭块，产生的气体中有两种酸性氧化物 C．浓硫酸可用于Cl2、SO2、NH3的干燥，体现了浓硫酸的吸水性 D．分别向胆矾和滤纸表面滴加浓硫酸，胆矾变白，滤纸变黑，均体现浓硫酸的脱水性 B　[常温下浓硫酸可以用铝制容器贮存，原因是在常温下，铝与浓硫酸发生钝化，在铝的表面生成致密氧化物薄膜，阻止了铝与浓硫酸的反应，A错误；浓硫酸中加入红热的炭块，发生的反应化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，产生SO2和CO2两种酸性氧化物，B正确；NH3可以和浓硫酸反应，生成硫酸铵和水，浓硫酸不可用于NH3的干燥，C错误；向胆矾滴加浓硫酸，胆矾变白，原因是浓硫酸吸收了胆矾中的结晶水，体现了浓硫酸的吸水性，D错误。] 2．某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。实验中甲同学将a g Cu片和12 mL 18 mol·L-1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。 请回答下列问题： (1)写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)D内盛品红溶液，当C中气体集满后，D中有可能观察到的现象是________________。实验装置中有可能造成环境污染，试用最简单的方法解决(实验用品自选)：_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)装置B的作用是贮存多余的气体。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，此时装置B中的现象是_____________________________________________________________________。 (4)F中应盛放的液体是________(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 (5)为什么有一定量的余酸，但未能使Cu完全溶解，你认为原因是____________________________________________________________________。 (6)下列足量药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。 A．Fe粉　　　 B．BaCl2溶液 C．Ag D．Na2CO3溶液 (7)甲同学向A中反应后的溶液中通入一种气体单质，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)，反应化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　(1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)由于反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，D内盛品红溶液，当C中气体集满后，D中有可能观察到的现象是品红溶液褪色；将浸有NaOH溶液的棉花团塞在D试管口吸收过量的二氧化硫。(3)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，B中压强增加，此时B装置中的现象是集气瓶F中液面下降，长颈漏斗中液面上升。(4)F中应盛放饱和NaHSO3溶液，以减少SO2的溶解。(5)随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与Cu不反应，所以虽然有一定量的余酸，但未能使Cu完全溶解。(6)余酸与铁粉反应生成气体、与碳酸钠反应生成气体，由于产物含有硫酸铜，不论酸是否剩余都会与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故选AD。(7)要使Cu片全部溶解，应该加入氧化剂，通入的单质气体应为O2，可不引入新的杂质；反应化学方程式是2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O。 [答案]　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)品红溶液褪色　将浸有NaOH溶液的棉花团塞在D试管口　(3)集气瓶F中液面下降，长颈漏斗中液面上升　(4)D　(5)随着反应的进行，浓硫酸的浓度不断减小，稀硫酸与Cu不反应　(6)AD　(7)氧气　2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O 的检验和粗盐的提纯 1．某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有：试液白色沉淀白色沉淀不溶解。 结论是试液中有。该方案是否严密？请说明理由。 提示：不严密。如果该溶液中含有Ag＋而不含，溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于盐酸的白色沉淀。 2．粗盐中除含有不溶性的泥沙外，还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、硫酸钠，我们可以通过分离、提纯制取纯净的氯化钠。 (1)经过溶解、过滤和蒸发可以将不溶性泥沙除去，但是可溶性杂质无法除去，实验过程中为了将可溶性杂质除净，应该怎样操作？ 提示：为了将可溶性杂质除净，除杂试剂应稍过量，这样才能使杂质离子全部除去。 (2)设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？ 提示：应合理安排除杂试剂的加入顺序，应满足加入的过量试剂在后续操作中能够除去。 (3)在粗盐的提纯实验中，为何氯化钡溶液要在碳酸钠溶液之前加入？加入碳酸钠溶液的目的是什么？ 提示：加入碳酸钠溶液目的是除去钙离子，同时还要除去加入过量的氯化钡溶液中的Ba2+，所以氯化钡溶液要在碳酸钠溶液之前加入。 的检验 (1)原理与试剂 利用===BaSO4↓(白色)，BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的性质。 试剂：稀盐酸和BaCl2溶液。 (2)操作及现象： 待测液无白色沉淀观察是否有白色沉淀生成 若无白色沉淀，则说明不含有，若产生白色沉淀，说明含有。 (3)检验的关键：既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序，不能颠倒。先加稀盐酸的目的是排除、Ag＋干扰，无白色沉淀后，再加BaCl2溶液后产生白色沉淀才能证明存在硫酸根离子。 2．粗盐中可溶性杂质的提纯 (1)常用试剂的加入顺序： 为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂，后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，通常加入试剂的几种顺序有：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。 (2)注意：保证BaCl2溶液一定在Na2CO3溶液之前加入，其他试剂加入顺序无要求；应在过滤后再加入盐酸。 3．检验某溶液中是否含有时，为防止Ag＋、等的干扰，下列实验方案比较严密的是(　　) A．先加稀盐酸将溶液酸化，再滴加BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀 B．先加稀硝酸将溶液酸化，再滴加BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀 C．向溶液中滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀 D．向溶液中滴加稀硝酸酸化的BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀 A　[先加稀盐酸将溶液酸化，可排除Ag＋、的干扰，然后加入BaCl2溶液，如果生成白色沉淀，可证明溶液中含有，A正确；先加稀硝酸将溶液酸化，不能排除Ag＋、的干扰，如果溶液中含有，HNO3能将氧化成，B错误；向溶液中滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，不能排除Ag＋的干扰，C错误；向溶液中滴加稀硝酸酸化的BaCl2溶液，不能排除Ag＋、的干扰，D错误。] 4．为除去粗盐水中含有的杂质、Ca2+和Mg2+，得到精制食盐水，某同学利用NaOH溶液、盐酸、Na2CO3溶液和BaCl2溶液，设计了如下实验流程： (1)操作a的名称是________。 (2)沉淀A的化学式是________。 (3)溶液B中主要含有的离子有__________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)写出试剂2参与反应的离子方程式：__________________________________ ____________________________________________________________________。 (5)某小组认为也可以选用Ba(OH)2溶液作为除杂试剂，若采用此方案，加入试剂的顺序依次为______________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　为除去粗盐水中含有的杂质、Ca2+和Mg2+，得到精制食盐水，在粗盐水中加入氯化钡溶液，生成硫酸钡沉淀，经过滤得到溶液A，在溶液A中加入氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀，经过滤得到溶液B，在溶液B中加入碳酸钠溶液生成碳酸钡和碳酸钙，经过滤得到溶液C，在溶液C中加入适量盐酸得到精制食盐水。 [答案]　(1)过滤　(2)BaSO4　(3)Ba2+、Cl－、Ca2+、Na＋、OH－　＋2H＋===H2O＋CO2↑、OH－＋H＋===H2O　(5)Ba(OH)2溶液、Na2CO3溶液、盐酸 1．熟记浓硫酸三个特性：强氧化性、吸水性、脱水性。 2．注意浓硫酸的三个易错点 (1)钝化是化学变化，体现浓硫酸的强氧化性。 (2)浓硫酸不能干燥NH3、H2S等气体。 (3)浓硫酸变成稀硫酸，性质会发生改变。 3．牢记两个重点化学方程式 (1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 1．下列关于浓硫酸的叙述中，错误的是(　　) A．常温下可以使某些金属钝化 B．具有脱水性，故能作干燥剂 C．能与水任意比例互溶放出大量的热 D．具有氧化性，加热条件下可与木炭发生反应 B　[浓硫酸具有强氧化性，在常温下可以将Fe、Al表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步氧化，即可以使金属发生钝化，A正确；浓硫酸具有吸水性，故能作干燥剂，B错误；浓硫酸能以任意比溶于水，溶解时会放出大量的热，C正确；浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下可与木炭发生反应产生CO2、SO2、H2O，D正确。] 2．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。下述结论中，正确的是(　　) A．亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化 B．加入BaCl2溶液后，产生的沉淀中一定含有硫酸钡 C．加入稀硫酸后，不溶的沉淀一定是硫酸钡 D．此实验能确定亚硫酸钠是否部分被氧化 C　[先加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，该沉淀可能是亚硫酸钡或者硫酸钡，再加入足量稀硫酸，仍然产生沉淀，说明该沉淀是硫酸钡，无法说明该亚硫酸钠是否部分被氧化。] 3．有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作： 则甲、乙、丙三种溶液可能是(　　) A．BaCl2、H2SO4、MgCl2 B．CaCl2、HNO3、BaCl2 C．CaCl2、HNO3、NaCl D．BaCl2、HCl、Na2SO4 D　[碳酸钠溶液与甲反应生成白色沉淀，则甲是氯化钡或氯化钙溶液，白色沉淀是碳酸钡或碳酸钙沉淀。白色沉淀能和过量的乙反应生成气体，因此乙应该是酸。所得溶液中继续加入丙又产生白色沉淀，所以丙可能是硫酸或硫酸盐等，产生的白色沉淀是硫酸钡，则甲是氯化钡溶液。] 4．浓硫酸在常温下为黏稠状液体，且具有吸水性、脱水性和强氧化性。 (1)将浓硫酸敞口放置在空气中其质量会________，溶质的质量分数会________，本过程中浓硫酸表现出________性。 (2)浓硫酸表现吸水性时，可作干燥剂，下列物质可用浓硫酸干燥的是________(填代号)。 A．NH3　B．H2S　C．H2　D．SO2　E．O2　F．HI　G．HBr (3)用蘸有浓硫酸的玻璃棒在木板上写字，字迹一会儿就变黑，浓硫酸表现出______性。 (4)在加热条件下，浓硫酸能与Cu、C等单质反应，反应的化学方程式分别为___________________________________________________________________、____________________________________________________________________。 浓硫酸与Cu反应时，浓硫酸除表现强氧化性外，还表现________性。浓硫酸与C反应时表现为________性。 (5)稀硫酸常用来洗涤金属表面的铁锈和铜锈，这是利用了硫酸的________性，请写出有关反应的化学方程式：_________________________________________ ___________________________________________________________________。 [答案]　(1)增加　减小　吸水　(2)CDE　(3)脱水　(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　酸　强氧化　(5)酸　3H2SO4＋Fe2O3===Fe2(SO4)3＋3H2O，2H2SO4＋Cu2(OH)2CO3===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O 新知探究课固基练(二)　硫酸　硫酸根离子的检验 1．医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂，俗称“钡餐”，碳酸钡却不能作“钡餐”，这是因为(　　) A．硫酸钡不溶于水，碳酸钡溶于水 B．硫酸钡是强酸盐，碳酸钡是弱酸盐 C．硫酸钡不溶于水但溶于酸，碳酸钡不溶于水也不溶于酸 D．硫酸钡不溶于水也不溶于酸，碳酸钡不溶于水但能溶于酸 D　[硫酸钡不溶于水也不溶于酸，可用作钡餐，碳酸钡不溶于水但能溶于酸产生钡离子，钡是重金属，使蛋白质变性，不能用作钡餐。] 2．某溶液中可能含有的阴离子有、Cl－、等，为了检验其中是否含有，除使用BaCl2溶液外，还需要的试剂是(提示：硝酸具有很强的氧化性)(　　) A．盐酸　　　　　 B．NaOH C．硫酸 D．硝酸 A　[只加可溶性钡盐如BaCl2溶液等，如果不加酸酸化或或Ag＋等离子会干扰的检验，且HNO3会氧化转化为，即不能加HNO3，所以应先加盐酸酸化，排除或或Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，说明溶液中含有。] 3．现有两瓶无色溶液，分别是稀硫酸和浓硫酸。下列方法不能将它们鉴别出来的是(　　) A．分别取少量两种溶液加水稀释，比较热效应 B．分别取少量两种溶液滴加到纸张上，观察纸张是否变黑 C．分别取少量两种溶液滴加BaCl2溶液，观察是否产生白色沉淀 D．分别取足量两种溶液向其中加入铁片，一段时间后观察铁片是否溶解 C　[A项，浓硫酸溶于水会放出大量热量使溶液温度升高；B项，浓硫酸具有脱水性；C项，二者溶于BaCl2溶液中都会电离产生，因此能够与溶液中的Ba2+结合形成BaSO4白色沉淀，因此不能使用BaCl2溶液进行鉴别；D项，在室温下铁遇浓硫酸会发生钝化现象。] 4．下列反应既利用了浓硫酸的强氧化性，又利用了浓硫酸的酸性的是(　　) A．碳与浓硫酸加热　 B．浓硫酸与NaCl固体加热制备HCl C．铜与浓硫酸加热 D．蔗糖与浓硫酸混合后炭化发黑 C　[碳与浓硫酸加热只利用了浓硫酸的强氧化性，故A错误；浓硫酸与NaCl固体加热生成氯化氢的反应是复分解反应，不是氧化还原反应，利用了浓硫酸的高沸点，故B错误；浓硫酸中加入铜片后加热生成硫酸铜、二氧化硫和水，既利用了浓硫酸的强氧化性，又利用了浓硫酸的酸性，故C正确；蔗糖与浓硫酸混合后炭化发黑，利用了浓硫酸的脱水性，故D错误。] 5．浓硫酸与铜反应及其反应产物检验的装置如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A．a中反应为Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑ B．b中品红溶液褪色体现SO2的氧化性 C．c中溶液变红的原因有亚硫酸生成 D．棉团中溶液红色逐渐变浅体现SO2的还原性 C　[铜和浓硫酸加热生成二氧化硫、硫酸铜、水，Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑，A错误；b中品红溶液褪色体现SO2的漂白性，B错误；二氧化硫和水生成弱酸亚硫酸，亚硫酸能部分电离出氢离子，使石蕊变红色，C正确；棉团中溶液红色逐渐变浅是因为二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应中没有元素化合价改变，不能体现SO2的还原性，D错误。] 6．某小组同学利用如图装置设计实验验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。 回答下列问题： (1)甲中木炭与浓硫酸共热时反应的化学方程式为________________________。 (2)如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是A→_______ →________→________→________→B(填各接口字母)。 (3)丁中酸性高锰酸钾溶液的作用是______________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2：乙中____________________________________________________________________； 丙中________________。 (5)木炭能与浓硫酸反应，而不能与稀硫酸反应，是因为浓硫酸具有________性。 [解析]　C与浓硫酸加热反应生成CO2、SO2和H2O，用澄清石灰水可以检验CO2。但是二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，因此要先除去二氧化碳气体中的二氧化硫气体，故首先通入装置丁中使二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应，然后用装置丙验证SO2是否除干净，最后再通入装置乙中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明木炭可被浓硫酸氧化成CO2。(1)C与浓硫酸加热反应生成CO2、SO2和H2O，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)由上述分析可知，装置的正确连接顺序是：A→F→E→C→D→B。(3)装置丁中酸性高锰酸钾溶液的作用是除去SO2。(4)装置丙品红溶液未褪色，说明SO2已经除尽，此时，装置乙中出现澄清石灰水变浑浊，说明沉淀只能是碳酸钙，表明反应过程有二氧化碳的生成。(5)浓硫酸具有强氧化性，可以氧化单质碳生成二氧化碳，稀硫酸不具有强氧化性，故木炭能与浓硫酸反应，而不能与稀硫酸反应。 [答案]　(1)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　(2)F　E　C　D　(3)除去SO2　(4)澄清石灰水变浑浊　品红溶液未褪色　(5)强氧化 7．下列反应中，调节反应物用量或浓度，会改变反应产物的是(　　) ①铁在硫蒸气中燃烧　②H2SO4与Cu反应　③氢气在氯气中燃烧　④硫酸中加入锌粉 A．①②　 B．③④　　 C．①③　　 D．②④ D　[①中无论硫蒸气量如何，只发生反应：Fe＋SFeS；②中浓硫酸时产生SO2，稀硫酸时不反应；③氢气和氯气反应生成HCl，与反应物的量无关；④中若为稀硫酸，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，若为浓硫酸，发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，即②④符合题意，故选D。] 8．向一定体积的浓H2SO4中加入0.5 mol Zn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11.2 L 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 D　[先发生Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸变稀后发生Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。收集到的气体是SO2和H2，故A正确；由化学方程式可知，0.5 mol Zn产生0.5 mol气体，收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2 L，故B正确；1 mol Zn反应转移2 mol电子，溶解0.5 mol Zn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。] 9．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 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 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 D　[酸性条件下能把氧化为，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，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，溶液中可能有或，B错误；不能排除Ag＋的干扰，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，D正确。] 10．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：===CaCO3↓ B．检验是否除净的方法：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 C　[除去Ca2+的主要试剂是Na2CO3，则除去Ca2+的主要反应是===CaCO3↓，故A正确；检验滤液中是否有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，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。] 11．(素养探究题)某化学学习小组为了探究铁质材料碳素钢(仅含有C和Fe)和浓硫酸反应的气体产物，利用下列装置(部分夹持仪器已省略)进行了如下实验探究活动： 回答下列问题： (1)仪器X的名称为___________________________________________________。 (2)能证明实验生成SO2的实验现象为________________________；SO2进入装置C中被氧化为被还原为Mn2+，试写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________________。 (3)实验过程中观察到G中无水硫酸铜由白色变成蓝色晶体，F中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________； 产生该气体的原因为__________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)若装置D中澄清石灰水变浑浊，装置H中澄清石灰水未变浑浊，再结合(3)推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体中除了含有SO2外，还有______(填化学式)；铁质材料中碳与浓硫酸反应的化学方程式为_______________________________。 装置H后增加装置I的目的是__________________________________________ ____________________________________________________________________。 (5)称量23 g该材料进行实验，完全反应后，装置D与E的总质量增加0.44 g(忽略水的干扰)，则原碳素钢中铁的质量分数为________(结果保留两位小数)。 [解析]　在装置A中碳素钢中杂质碳与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应产生CO2、SO2、H2O；SO2具有漂白性，能够使品红溶液褪色；SO2具有还原性，可以被装置C中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸，KMnO4被还原为无色Mn2+；装置D中澄清石灰水遇CO2反应产生CaCO3沉淀而使石灰水变浑浊；随着反应的进行，浓硫酸溶液浓度变稀，稀硫酸与Fe反应产生H2，气体中含有的CO2、H2被装置E的碱石灰干燥，其中的CO2被吸收，干燥后的H2与CuO在加热时反应产生Cu和H2O，白色无水CuSO4遇水变为蓝色CuSO4·5H2O，装置I的碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O，防止干扰CO2的检验。(1)根据图示，X是(球形)干燥管。(2)根据分析，能证明实验生成SO2的实验现象为B中品红溶液褪色；SO2具有还原性，可以被装置C中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸，KMnO4被还原为无色Mn2+，反应的离子方程式为===＋2Mn2+＋4H＋。(3)实验过程中观察到G中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体，说明装置F产生了H2O，H2具有还原性，在加热时与CuO反应产生Cu、H2O，则F中发生反应的化学方程式为CuO＋H2Cu＋H2O，H2还原CuO产生H2O，说明反应过程中有H2产生，碳素钢与浓硫酸加热反应开始生成二氧化硫，随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，与铁发生反应放出H2。(4)若装置D中澄清石灰水变浑浊，说明碳素钢与浓硫酸反应产生的气体有CO2，装置H中澄清石灰水未变浑浊，说明F中反应未产生CO2，即碳素钢与浓硫酸反应不会产生CO，再结合G中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体，推知碳素钢与浓硫酸反应还产生了H2去还原氧化铜，所以产生的气体中除了含有SO2外，还有CO2、H2；由此推出碳与浓硫酸反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；根据分析，装置H后增加装置I的目的是吸收空气中的CO2、H2O，防止干扰CO2的检验。(5)根据分析，装置D和E增加的总质量主要是生成的CO2的质量(忽略水的干扰)，根据方程式C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O的化学计量数关系，C、CO2的物质的量之比为1∶1，设生成的CO2的物质的量为x，则有44x＝0.44 g，解得x＝0.01 mol，则m(C)＝0.01 mol×12 g/mol＝0.12 g，23 g碳素钢中铁的质量为23 g－0.12 g＝22.88 g，则铁的质量分数为×100%＝99.48%。 [答案]　(1)(球形)干燥管　(2)装置B中品红溶液褪色(或变浅)　===＋2Mn2+＋4H＋　(3)CuO＋H2Cu＋H2O　随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，与铁发生反应放出H2　(4)CO2、H2　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　防止空气中的CO2进入H中，影响实验结果　(5)99.48% 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$