5.1.2 硫酸　硫酸根离子的检验 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 硫酸　硫酸根离子的检验 ( 钠及其化合物 ) 一、硫酸的性质及工业制法 1．硫酸的工业制法 流程 原理 ①制气：燃烧硫黄：S+O2SO2， 煅烧黄铁矿：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2； ②氧化：2SO2+O22SO3； ③吸收：SO3+H2O===H2SO4。 注意 工业制备硫酸工艺中常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，因为SO3与H2O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO3的吸收。 2． 硫酸 (1)稀硫酸 硫酸是二元强酸，电离方程式为H2SO4===2H++SO42-，具有酸的通性。 (2)浓硫酸 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。 ③强氧化性 铁、铝 常温下，铁、铝遇到浓硫酸发生钝化 强氧化性 加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性、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 强氧化性、酸性 较不活泼金属(如：铜、银等) 金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O 强氧化性、酸性 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 强氧化性 (3)浓硫酸与铜反应： 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面变黑，有气泡生成； b试管中的溶液逐渐变为无色； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色 实验结论 在加热条件下，Cu与浓硫酸反应，在反应中，浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂 特别提醒 ①随着反应进行，硫酸浓度降低到一定程度后变为稀硫酸，与铜不反应。 ②把铜片换为锌片，会得到SO2和H2的混合气体，因为浓硫酸和锌反应生成SO2，浓硫酸变成稀硫酸后，锌和稀硫酸反应生成H2。 【特别提醒】 ①浓硫酸不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。 ②蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑说明有炭生成，体现了浓硫酸的脱水性；体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有大量气体产生，刺激性气味的气体可能是SO2，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的强氧化性。 ③常温下，Fe、Al遇浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜，阻止酸与内部金属进一步反应，故可以用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸。 3． 常见的硫酸盐 硫酸钙 2(CaSO4·2H2O)2CaSO4·H2O+3H2O 　 石膏　　　　　　　　熟石膏 主要用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带，调节水泥的硬化速率。 硫酸铜 CuSO4+5H2O===CuSO4·5H2O(胆矾) 白色　 　　　　　　蓝色 主要用于检验水的存在，胆矾与石灰乳混合制备波尔多液。 硫酸钡 又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过。主要用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”。 【课堂小练1】 1．硫酸是重要的化工原料，工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述中错误的是（ ） A．黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 B．控制温度400~500℃可增大催化剂的活性，使SO2全部转化为SO3 C．吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸 D．工业上可用氨水处理尾气中的SO2 2．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 3．蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。 下列关于该过程的分析不正确的是(　　) A.过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性 B.过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性 D.蔗糖是非电解质 4．硫酸盐种类繁多，用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是（ ） A．硫酸钙常以石膏形式存在，建筑上用来调节水泥硬化速率 B．硫酸钡以重晶石形式存在，医疗上用作X射线检查的内服试剂 C．无水硫酸铜俗称胆矾，可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液 D．芒硝（Na2SO4•10H2O）入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛 二、硫酸根离子的检验 1．硫酸根离子的检验操作 检验流程 特别提醒 (1)向待测液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸白色沉淀不溶解，能否说明溶液中含有SO42-？ 答：不能；溶液中存在Ag+时也会产生白色沉淀。 (2)向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，能否说明溶液中含有SO42-？ 答：不能；NO3-在酸性环境中具有强氧化性，可将BaSO3氧化生成BaSO4。 2．粗盐提纯 实验方案 除去粗盐中的杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2) 特别提醒 粗盐提纯过程中，Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入，目的是除去Ca2+和过量的Ba2+，过滤后再加入过量的盐酸，目的是除去过量的OH-、CO32-。 【课堂小练2】 5．下列实验能证明溶液中一定含有SO的是（ ） A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 B．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生 C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生 D．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解 6．粗盐中含可溶性杂质(、、等)和难溶性杂质(泥沙等)，提纯流程图如下，有关说法正确的是（ ） A．操作①为先过滤再溶解 B．步骤⑤除杂所加的适量试剂为称盐酸 C．步骤②与④的顺序可调换 D．通常蒸干NaCl溶液制得NaCl固体 7．某溶液中可能含有SO42-、CO32-、Cl-中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是(　　) A.一定有SO42- B.一定有CO32- C.不能确定Cl-是否存在 D.不能确定SO42-是否存在 【课时对点练习】 题组一　硫酸的性质与制取 1．下列叙述或操作中正确的是（ ） A．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性 B．常温下，浓硫酸不与铁、铝反应，所以可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸 C．蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，浓硫酸主要体现了脱水性和强氧化性 D．浓硫酸和碳单质在加热条件下反应，反应中浓硫酸既体现出酸性，又体现出氧化性 2．(2024·石家庄高一段考)工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是(　　) A.沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，发生反应的化学方程式3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 B.接触室中的反应主要为2SO2+O22SO3 C.吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D.常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 3．若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a-d均为没有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析不正确的是（ ） A．Cu能与浓硫酸反应，说明浓硫酸具有强氧化性 B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物 C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性 D．试管底部出现白色固体，体现了浓硫酸的吸水性 4．(2024·河北沧州高一段考)加热时，浓硫酸能与木炭发生反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。下列说法正确的是(　　) A.该反应中浓硫酸体现了强氧化性和酸性 B.可以用澄清石灰水鉴别CO2和 SO2 C.含2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的炭反应一定生成67.2 L(标准状况)气体 D.将生成的气体通入Ba(NO3)2溶液会产生白色沉淀 5．蔗糖和浓硫酸的反应被称为“黑面包实验”。某兴趣小组将该反应生成的气体X收集起 来，设计以下装置来验证其组成成分。下列说法正确的是（ ） A．蔗糖和浓硫酸反应，蔗糖固体由白变黑，体现浓硫酸的吸水性 B．物质a是碱石灰，用于检验生成的水 C．装置乙用于除去，被还原 D．装置丙中溶液不褪色，装置丁中溶液变浑浊，说明有生成 6.5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是(　　) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 题组二　硫酸根离子的检验 7．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取该少量溶液，滴入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。对此实验，下述结论正确的是(　　) A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化 B.加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4 C.加入稀硫酸后，不溶沉淀可能是BaSO3 D.此实验能确定亚硫酸钠是否被部分氧化 8．从海水所得的粗盐中含有杂质Mg2+、SO、Ca2+，除去粗盐中的杂质加入药品顺序正确的是（ ） A．NaOH溶液Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸 C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加硫酸 D．Na2CO3溶液NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 9．下列检验试样中有无SO的操作及结论正确的是(　　) A.滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO B.滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，一定没有SO D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO 10．粗盐中含可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2等)和难溶性杂质(泥沙等)，提纯流程图如下，有关说法错误的是（ ） A．操作①为溶解 B．步骤⑤除杂所加的试剂为稍过量的稀盐酸 C．步骤②与④的顺序可调换 D．步骤②中判断SO是否沉淀完全可在上层清液中继续滴加BaCl2溶液 题组三　综合应用题 11．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。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，下列有关说法正确的是（ ） A．X使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性 B．若A为铜，则在图中的反应，X只起氧化的作用 C．若A为碳单质，C常温下为气体，该气体是造成酸雨的主要成分 D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应 12．下列各组实验，根据实验现象得出结论正确的是（ ） 选项 实验操作和实验现象 结论 A 向酸性KMnO4溶液中加入H2O2溶液，产生无色无味的气体，溶液紫红色褪去 氧化性：KMnO4>O2 B 先向某溶液中加入BaCl2溶液，再加入足量盐酸；先产生白色沉淀，后沉淀不溶解 原溶液中一定含有SO C 将红热的木炭放入浓硫酸中，产生的气体通入到澄清石灰水中，石灰水变浑浊 碳被氧化成CO2 D 向CuSO4溶液中通入H2S气体，产生黑色沉淀 酸性：H2S>H2SO4 13．将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量的H2O2，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是(　　) A.反应过程中有具有刺激性气味的气体生成 B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用 C.若Cu和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1 D.反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性 14．根据如图装置完成系列实验(加热装置省略)，下列说法不正确的是（ ） A．NaOH溶液可以吸收尾气，防污染 B．BaCl2溶液中会出现白色沉淀BaSO4 C．H2S溶液中会出现黄色沉淀，体现了SO2的氧化性 D．为验证碳、硅非金属性的强弱，A中的试剂可以是酸性KMnO4溶液 15．工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种流程如图所示。下列说法正确的是（ ） A．碱性条件下，氧化性：Mn(OH)2>MnO>S2O B．过程Ⅱ中，反应的离子方程式为 C．将1molS2-转化为SO理论上需要O2的体积为22.4L(标准状况) D．该过程中涉及的化学反应均是氧化还原反应 16．用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2，主要物质的转化如下图。 下列说法不正确的是（ ） A．过程Ⅰ、Ⅱ中，SO2均发生氧化反应 B．过程Ⅱ中，发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ C．SO2最终转化成SO D．FeSO4溶液吸收SO2后，所得溶液酸性减弱 17．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)。 (1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为　　　 　　　　。  (2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是　　　 　　　　。  (3)A中加入的试剂可能是　　　　　　　，作用是　　　　　　　　；B中加入的试剂可能是　　　，作用是　　　　　　　　　　；E中加入的试剂可能是　　　　，作用是　　　　。  (4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是C中　　　　　　　　，D中　　　　　　　　　。  18．某学习小组在实验室中探究浓硫酸与生铁共热的反应并完成相关性质探究。 （1）有同学认为制得的SO2中可能混有杂质，为验证气体成分，设计了如图所示装置进行实验探究。 ①少量单质铁与浓硫酸共热的化学方程式为 ；装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液，反应的离子方程式为 。 ②装置C中品红溶液的作用是 ；装置D中的试剂是 。 ③实验中可观察到装置F中黑色固体变红，装置G中白色固体变蓝，可证明A中有 生成(填名称)；装置H的作用是 。 （2）学习小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。 ①能验证SO2具有氧化性的实验现象为 。 ②为验证SO2的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三份，分别进行如下实验： 方案I：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去； 方案II：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀； 方案III：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。 上述方案中合理的是 (填I、II或III)。 【参考答案】 【课堂小练1】 1．硫酸是重要的化工原料，工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述中错误的是（ ） A．黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 B．控制温度400~500℃可增大催化剂的活性，使SO2全部转化为SO3 C．吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸 D．工业上可用氨水处理尾气中的SO2 【答案】B 【解析】A．由分析可知，黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，A正确；B．由分析可知，2SO2+O22SO3是一个可逆反应，控制温度400~500℃可增大催化剂的活性，但不可能使SO2全部转化为SO3，B错误；C．由分析可知，为了防止产生酸雾腐蚀设备，工业上用98.3%的浓硫酸来吸收SO3制得发烟硫酸，即吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸，C正确；D．已知SO2是酸性氧化物，而氨水呈碱性，故工业上可用氨水处理尾气中的SO2，反应原理为：2NH3•H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，D正确；故答案为：B。 2．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　上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小，从而可以控制反应生成SO2的量，A正确；SO2可使品红溶液褪色，B正确；SO2有毒，能与NaOH溶液反应，故可用NaOH溶液吸收多余的SO2，C正确；浓硫酸过量，应待①中溶液冷却至室温后，将此溶液慢慢倒入水中，D错误。 3．蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。 下列关于该过程的分析不正确的是(　　) A.过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性 B.过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性 D.蔗糖是非电解质 答案　C 解析　浓硫酸将蔗糖中的H、O按水的组成比脱去，体现浓硫酸的脱水性，脱水过程中产生大量的热，会发生反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O，体现了浓硫酸的强氧化性，产生的气体使固体体积膨胀，生成的SO2能使品红溶液褪色。 4．硫酸盐种类繁多，用途广泛。关于部分硫酸盐的叙述错误的是（ ） A．硫酸钙常以石膏形式存在，建筑上用来调节水泥硬化速率 B．硫酸钡以重晶石形式存在，医疗上用作X射线检查的内服试剂 C．无水硫酸铜俗称胆矾，可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液 D．芒硝（Na2SO4•10H2O）入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛 【答案】C 【解析】A．硫酸钙的化学式为CaSO4，硫酸钙常以石膏（CaSO4·2H2O）形式存在，建筑上用来调节水泥硬化速率，A正确；B．硫酸钡以重晶石形式存在，不溶于水和酸，且不容易被X射线透过，因此医疗上用作X射线检查的内服试剂，B正确；C．无水硫酸铜没有俗称，胆矾是五水硫酸铜的俗称，胆矾可以与石灰乳混合制作农药——波尔多液，C错误；D．芒硝的化学式为Na2SO4•10H2O，医药上入药可用于治疗实热积滞、腹满胀痛等疾病，D正确； 故选C。 【课堂小练2】 5．下列实验能证明溶液中一定含有SO的是（ ） A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 B．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生 C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生 D．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解 【答案】B 【解析】A．能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag+、亚硫酸根、硫酸根、碳酸根等，故A错误；B．先加盐酸酸化，能排除Ag+、亚硫酸根、碳酸根的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子，故B正确；C．硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，所以不能确定原溶液中含有硫酸根离子，故C错误；D．能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag+、硫酸根等，故D错误；故选B。 6．粗盐中含可溶性杂质(、、等)和难溶性杂质(泥沙等)，提纯流程图如下，有关说法正确的是（ ） A．操作①为先过滤再溶解 B．步骤⑤除杂所加的适量试剂为称盐酸 C．步骤②与④的顺序可调换 D．通常蒸干NaCl溶液制得NaCl固体 【答案】B 【解析】A．可以在步骤④之后一次性过滤，则操作①为溶解，A错误；B． 据分析，步骤⑤除杂所加的适量试剂为称盐酸，B正确；C． 据分析，步骤②与④的顺序不可调换，否则过量的钡离子没法除去，C错误；D． 通常用蒸发结晶从NaCl溶液制得NaCl固体、但不可以蒸干，D错误；答案选B。 7．某溶液中可能含有SO42-、CO32-、Cl-中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是(　　) A.一定有SO42- B.一定有CO32- C.不能确定Cl-是否存在 D.不能确定SO42-是否存在 答案　D 【课时对点练习】 题组一　硫酸的性质与制取 1．下列叙述或操作中正确的是（ ） A．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性 B．常温下，浓硫酸不与铁、铝反应，所以可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸 C．蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，浓硫酸主要体现了脱水性和强氧化性 D．浓硫酸和碳单质在加热条件下反应，反应中浓硫酸既体现出酸性，又体现出氧化性 【答案】C 【解析】A．稀硫酸中的H＋具有较弱的氧化性，A错误；B．因Al在浓硫酸中发生钝化，与稀硫酸快速反应生成气体，则放出气体快的是稀硫酸，故B错误。C．蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖变黑并有气体生成，浓硫酸主要体现了脱水性和强氧化性，故C正确；D．浓硫酸和C单质在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，反应中浓硫酸只体现氧化性，故D错误；故选C。 2．(2024·石家庄高一段考)工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是(　　) A.沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，发生反应的化学方程式3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 B.接触室中的反应主要为2SO2+O22SO3 C.吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D.常温下，铁粒与足量浓硫酸混合会发生化学反应，但最终铁粒仍有剩余 答案　A 3．若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a-d均为没有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析不正确的是（ ） A．Cu能与浓硫酸反应，说明浓硫酸具有强氧化性 B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物 C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性 D．试管底部出现白色固体，体现了浓硫酸的吸水性 【答案】C 【解析】A．Cu和浓硫酸反应生成CuSO4、SO2、H2O，生成CuSO4和H2O体现了H2SO4的酸性，生成SO2体现了H2SO4的强氧化性，A正确；B．a处变红是因为SO2与H2O反应生成H2SO3，可说明SO2是酸性氧化物，B正确；C．b处品红褪色，体现了SO2的漂白性，c处酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，C错误；D．试管底部出现的白色固体是CuSO4，因为浓硫酸具有吸水性，将反应生成的水吸收了，D正确；故选C。 4．(2024·河北沧州高一段考)加热时，浓硫酸能与木炭发生反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。下列说法正确的是(　　) A.该反应中浓硫酸体现了强氧化性和酸性 B.可以用澄清石灰水鉴别CO2和 SO2 C.含2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的炭反应一定生成67.2 L(标准状况)气体 D.将生成的气体通入Ba(NO3)2溶液会产生白色沉淀 答案　D 5．蔗糖和浓硫酸的反应被称为“黑面包实验”。某兴趣小组将该反应生成的气体X收集起 来，设计以下装置来验证其组成成分。下列说法正确的是（ ） A．蔗糖和浓硫酸反应，蔗糖固体由白变黑，体现浓硫酸的吸水性 B．物质a是碱石灰，用于检验生成的水 C．装置乙用于除去，被还原 D．装置丙中溶液不褪色，装置丁中溶液变浑浊，说明有生成 【答案】D 【解析】品红溶液用于检验SO2气体，酸性高锰酸钾溶液用于除去二氧化硫，装置丙的品红溶液用来检验除尽二氧化硫，最后用澄清石灰水检验二氧化碳气体；A．蔗糖与浓硫酸反应，蔗糖脱水后生成的碳和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。气体X的成分为SO2、CO2、H2O。浓硫酸使蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，A错误；B．碱石灰用于干燥气体，应用无水硫酸铜检验水的生成，B错误；C．用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，二氧化硫被氧化，生成硫酸根离子，C错误；D．装置丙中品红不褪色，说明二氧化硫已除尽，装置丁中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，D正确；故选D。 6.5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是(　　) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 答案　D 解析　浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应的进行，浓度逐渐下降，当变为稀硫酸时反应就会停止，因此，实际参加反应的硫酸的量要比理论值小。据题n(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)<0.09 mol，被还原的硫酸小于0.045 mol，参加反应的铜小于2.88 g。 题组二　硫酸根离子的检验 7．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取该少量溶液，滴入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。对此实验，下述结论正确的是(　　) A.亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化 B.加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4 C.加入稀硫酸后，不溶沉淀可能是BaSO3 D.此实验能确定亚硫酸钠是否被部分氧化 答案　B 解析　若Na2SO3溶液没有被氧化，加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀，再加入稀H2SO4反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水；若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，再加入稀H2SO4，反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水；根据上述分析，不论Na2SO3溶液是否被氧化，都能产生与题中描述相同的现象，即此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。 8．从海水所得的粗盐中含有杂质Mg2+、SO、Ca2+，除去粗盐中的杂质加入药品顺序正确的是（ ） A．NaOH溶液Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸 C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加硫酸 D．Na2CO3溶液NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 【答案】B 【解析】粗盐中含有杂质Mg2+常用NaOH溶液除掉，SO常用BaCl2溶液除掉、Ca2+常用Na2CO3溶液除掉，除杂时要将杂质离子尽量除尽，则加入的试剂要过量，由于过量会引入新的杂质，因此后面加入的试剂要将前面的过量杂质也要除尽即钡离子要用碳酸根除掉，因此BaCl2溶液要加在Na2CO3溶液前面，碳酸钠不仅除掉钙离子，还除掉多余的钡离子，沉淀完离子后先过滤，多余的碳酸钠、氢氧化钠加入盐酸来除掉，因此加入顺序为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，故B正确。综上所述，答案为B。 9．下列检验试样中有无SO的操作及结论正确的是(　　) A.滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO B.滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，一定没有SO D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SO 答案　D 10．粗盐中含可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2等)和难溶性杂质(泥沙等)，提纯流程图如下，有关说法错误的是（ ） A．操作①为溶解 B．步骤⑤除杂所加的试剂为稍过量的稀盐酸 C．步骤②与④的顺序可调换 D．步骤②中判断SO是否沉淀完全可在上层清液中继续滴加BaCl2溶液 【答案】C 【解析】用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO，所选试剂分别是碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液和氯化钡溶液；Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入，其作用除了除去Ca2+外，还要除去过量的Ba2+，过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠，故滤液中需加入盐酸，调节溶液的pH等于7。A．可以在步骤④之后一次性过滤，则操作①为溶解，A正确；B．据分析，步骤⑤除杂所加的适量试剂为稀盐酸，除去多余的氢氧化钠和碳酸钠，B正确；C．不可调换，否则多余的BaCl2溶液无法除去，C错误；D．操作正确，若不出现浑浊，表面已沉淀完全，D正确；故选C。 题组三　综合应用题 11．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。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，下列有关说法正确的是（ ） A．X使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性 B．若A为铜，则在图中的反应，X只起氧化的作用 C．若A为碳单质，C常温下为气体，该气体是造成酸雨的主要成分 D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应 【答案】D 【解析】X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X为硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫。A．浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性，故A错误；B．若A为铜，浓硫酸与Cu反应中，浓硫酸起到氧化剂和酸的作用，故B错误；C．若A为碳单质，浓硫酸和碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，B为SO2，C为二氧化碳，CO2不是造成酸雨的主要成分，故C错误；D．二氧化硫与氧气反应转化三氧化硫是工业制备硫酸的重要反应，故D正确；答案选D。 12．下列各组实验，根据实验现象得出结论正确的是（ ） 选项 实验操作和实验现象 结论 A 向酸性KMnO4溶液中加入H2O2溶液，产生无色无味的气体，溶液紫红色褪去 氧化性：KMnO4>O2 B 先向某溶液中加入BaCl2溶液，再加入足量盐酸；先产生白色沉淀，后沉淀不溶解 原溶液中一定含有SO C 将红热的木炭放入浓硫酸中，产生的气体通入到澄清石灰水中，石灰水变浑浊 碳被氧化成CO2 D 向CuSO4溶液中通入H2S气体，产生黑色沉淀 酸性：H2S>H2SO4 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．向酸性KMnO4溶液中加入H2O2溶液，产生无色无味的气体(氧气)，溶液紫红色褪去，高锰酸钾是氧化剂，氧气是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，A正确；B．先向某溶液中加入BaCl2溶液，再加入足量盐酸，先产生白色沉淀，后沉淀不溶解，沉淀可能为硫酸钡或者氯化银，不能确定是硫酸根还是银离子，B错误；C．将红热的木炭放入浓硫酸中，生成二氧化碳和二氧化硫，都能石灰水变浑浊，不能确定碳被氧化成CO2，C错误；D．向CuSO4溶液中通入H2S气体，产生黑色沉淀硫化铜，硫化铜为不溶于稀盐酸和稀硫酸的沉淀，故无法判断H2S和H2SO4的酸性，D错误；故答案为：A。 13．将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量的H2O2，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是(　　) A.反应过程中有具有刺激性气味的气体生成 B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用 C.若Cu和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1 D.反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性 答案　C 解析　H2O2具有氧化性，在酸性环境中能将金属铜氧化：Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O，反应过程中无气体生成，A错误；过氧化氢中氧元素的化合价降低，故过氧化氢做氧化剂，B错误；3.2 g铜的物质的量为0.05 mol，从化学方程式看出，消耗0.05 mol硫酸，则硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1，C正确；反应中硫酸表现酸性，没有表现氧化性，D错误。 14．根据如图装置完成系列实验(加热装置省略)，下列说法不正确的是（ ） A．NaOH溶液可以吸收尾气，防污染 B．BaCl2溶液中会出现白色沉淀BaSO4 C．H2S溶液中会出现黄色沉淀，体现了SO2的氧化性 D．为验证碳、硅非金属性的强弱，A中的试剂可以是酸性KMnO4溶液 【答案】B 【解析】A．二氧化硫是酸性氧化物与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，NaOH溶液可以吸收尾气，防污染，故A正确；B．因为SO2的水溶液即亚硫酸的酸性较盐酸弱，不发生反应，BaCl2溶液中不会出现白色沉淀BaSO3，故B错误；C．二氧化硫中硫元素的化合价是+4价，有氧化性，二氧化硫气体与H2S溶液常温下反应，生成黄色固体硫（单质）和水，体现了SO2的氧化性，故C正确；D．二氧化硫具有还原性，当A中KMnO4溶液没有褪色，说明二氧化硫已经完全除尽，避免了二氧化硫和可溶性硅酸盐反应，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和可溶性硅酸盐反应析出硅酸白色沉淀，说明碳酸能制取硅酸，能证明碳酸酸性强于硅酸酸性，故D正确；故选B。 15．工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图所示。下列说法正确的是（ ） A．碱性条件下，氧化性：Mn(OH)2>MnO>S2O B．过程Ⅱ中，反应的离子方程式为 C．将1molS2-转化为SO理论上需要O2的体积为22.4L(标准状况) D．该过程中涉及的化学反应均是氧化还原反应 【答案】B 【解析】CaO与MnSO4溶液反应生成Mn(OH)2，溶液呈碱性，过程I中Mn(OH)2被O2氧化得到MnO，过程II则MnO可以氧化S2-得到S2O，自身被还原生成Mn(OH)2，循环利用，最后被O2氧化得到SO，得到硫酸盐。A．据分析，Mn(OH)2被O2氧化得到MnO，O2是氧化剂，MnO是氧化产物；MnO可以氧化S2-得到，MnO是氧化剂，S2O是氧化产物，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，则有氧化性：O2>MnO>S2O，A项错误； B． 据分析，过程Ⅱ中，MnO可以氧化S2-得到S2O，自身被还原生成Mn(OH)2，根据氧化还原规律配平可得离子方程式为：，B项正确；C．据分析，根据原子守恒、得失电子守恒原理，可得关系S2-~1/2S2O~SO~8e~2O2-，故将1molS2-转化为SO理论上需要O2的物质的量为2mol，标准状况下体积为44.8L，C项错误；D．该过程中CaO与MnSO4溶液反应生成Mn(OH)2的反应是非氧化还原反应，其余反应均是氧化还原反应，D项错误；故选B。 16．用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2，主要物质的转化如下图。 下列说法不正确的是（ ） A．过程Ⅰ、Ⅱ中，SO2均发生氧化反应 B．过程Ⅱ中，发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ C．SO2最终转化成SO D．FeSO4溶液吸收SO2后，所得溶液酸性减弱 【答案】D 【解析】A．过程Ⅰ、Ⅱ中，SO2中S元素化合价升高，SO2均发生氧化反应，故A正确；B．根据图示过程Ⅱ中，二氧化硫被Fe3+氧化为SO ，发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O =2Fe2++SO +4H+，故B正确；C．根据图示，SO2最终转化成SO ，故C正确；D．SO2溶于水生成亚硫酸，FeSO4溶液吸收SO2后，所得溶液酸性增强，故D错误；答案选D。 17．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)。 (1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为　　　 　　　　。  (2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是　　　 　　　　。  (3)A中加入的试剂可能是　　　　　　　，作用是　　　　　　　　；B中加入的试剂可能是　　　，作用是　　　　　　　　　　；E中加入的试剂可能是　　　　，作用是　　　　。  (4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是C中　　　　　　　　，D中　　　　　　　　　。  答案 　(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O　(2)当Zn与浓H2SO4反应时，随着反应的进行，浓H2SO4浓度逐渐降低，Zn与稀H2SO4反应可产生H2　(3)品红溶液　检验SO2　浓硫酸　吸收水蒸气　碱石灰　防止空气中水蒸气进入D中　(4)黑色粉末变成红色　白色粉末变成蓝色 18．某学习小组在实验室中探究浓硫酸与生铁共热的反应并完成相关性质探究。 （1）有同学认为制得的SO2中可能混有杂质，为验证气体成分，设计了如图所示装置进行实验探究。 ①少量单质铁与浓硫酸共热的化学方程式为 ；装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液，反应的离子方程式为 。 ②装置C中品红溶液的作用是 ；装置D中的试剂是 。 ③实验中可观察到装置F中黑色固体变红，装置G中白色固体变蓝，可证明A中有 生成(填名称)；装置H的作用是 。 （2）学习小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。 ①能验证SO2具有氧化性的实验现象为 。 ②为验证SO2的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三份，分别进行如下实验： 方案I：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去； 方案II：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀； 方案III：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。 上述方案中合理的是 (填I、II或III)。 【答案】（1）①2Fe+6H2SO4(浓) ==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O2 MnO+5SO2+2H2O==2Mn2++5SO+4H+ ②验证SO2是否吸收完全 澄清石灰水 ③氢气 防止空气中水蒸气进入干燥管而影响杂质气体的检验 （2）①a试管中有淡黄色沉淀生成 ②II 【解析】装置A是浓硫酸和铁钉的反应装置，装置B是高锰酸钾溶液，吸收生成的二氧化硫，装置C是检验二氧化硫是否吸收完全，避免干扰二氧化碳的检验，装置D应是澄清石灰水，用于检验二氧化碳的存在，装置E干燥气体，装置F是检验生成气体中是否含氢气，生成的水蒸气用G中无水硫酸铜检验，最后H装置防止空气中H2O进入干燥管。 （1）①少量单质铁与浓硫酸共热生成硫酸铁、二氧化硫、水，反应的化学方程式为2Fe+6H2SO4(浓) ==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O2；装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液把二氧化硫氧化为硫酸，高锰酸钾被还原为硫酸锰，根据得失电子守恒，反应的离子方程式为MnO+5SO2+2H2O==2Mn2++5SO+4H+。②二氧化硫能使品红溶液褪色，装置C中品红溶液的作用是验证SO2是否吸收完全，若品红不褪色，说明二氧化硫被完全吸收；装置D的作用是检验二氧化碳，试剂是澄清石灰水。③氢气能还原氧化铜，生成铜和水，实验中可观察到装置F中黑色固体变红，装置G中白色固体变蓝，可证明A中有H2生成；装置H的作用是防止空气中水蒸气进入干燥管而影响杂质气体的检验。 （2）①二氧化硫具有氧化性，可以和最低价的硫化钠发生氧化还原反应，生成淡黄色的沉淀S，能验证SO2具有氧化性的实验现象为a试管中有淡黄色沉淀生成。②方案I：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去，可以是二氧化硫的漂白性也可能氯水中含有的漂白性物质次氯酸起的作用，不能体现二氧化硫的还原性；方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明溶液中出现硫酸根离子，是二氧化硫在酸性环境下和氯水反应生成的，即SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+2Cl-，能说明二氧化硫有还原性；方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，可能是氯水中的氯离子产生的作用，不能说明二氧化硫的还原性，故选Ⅱ。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$