第5章 第1节 第2课时 硫酸 不同价态含硫物质的转化-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第五章　化工生产中的重要非金属元素 第一节　硫及其化合物 第2课时　硫酸　不同价态 含硫物质的转化 能力作业 02 目录 CONTENTS 基础作业 01 基础作业 (建议用时：10分钟) 考点一　硫酸的性质及工业制法 1．下列关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是(　　) A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性 B．此反应属于复分解反应 C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性 D．每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原，同时生成2 mol SO2 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 4 2．可以鉴别稀硫酸和浓硫酸的简单方法是(　　) A．加酚酞试液 B．与铜片反应 C．加BaCl2溶液和硝酸 D．用玻璃棒各蘸少许点在纸上 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 5 3．下列对工业制硫酸的说法错误的是(　　) A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，这样易于向沸腾炉中投料 B．用硫铁矿制硫酸的过程中发生了化学变化 C．SO2被氧化为SO3时需要使用催化剂 D．一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水，因为用水吸收SO3易形成酸雾，降低吸收效率 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 6 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 7 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 8 考点三　不同价态含硫物质的转化 6．下列有关硫元素循环的说法不合理的是(　　) A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气 C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应 D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4变成酸雨 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 9 1 2 3 4 5 6 7 基础作业 10 能力作业 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 12 一、选择题 1．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下浓硫酸可以用铝罐或铁罐贮存，说明常温下铝、铁与浓硫酸不 反应 B．浓硫酸使蔗糖变黑，并产生大量气体，主要体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性 C．浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2 D．将过量的铜加到少量浓硫酸中加热充分反应，硫酸仍会有剩余 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 13 2．下列现象或用途与浓硫酸的脱水性有关的是(　　) A．浓硫酸可作氯气的干燥剂 B．浓硫酸滴加到蔗糖中，蔗糖变黑 C．浓硫酸滴加到胆矾上，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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 14 重难点拨　吸水性和脱水性的本质区别 看与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”，若含有“H2O”，则被浓硫酸“占为己有”，为吸水性(有水则吸)；若原来无“H2O”，只是含有氢原子和氧原子，则“H2O”是通过反应生成的，为脱水性(无水则脱)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 15 3．单质X与浓硫酸共热，反应中X与硫酸的物质的量之比为1∶2，则X元素在生成物中的化合价可能为(　　) ①＋1　②＋2　③＋3　④＋4 A．②④ B．③④ C．①② D．①③ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 19 5．向60 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硫酸的物质的量为(　　) A．1．08 mol B．小于0．54 mol C．在0．54～1．08 mol之间 D．大于0．54 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 20 重难点拨　浓H2SO4与金属反应的特点 (1)浓H2SO4与金属反应时，不产生H2，生成的是SO2。 (2)浓硫酸与不活泼金属反应时需加热，且随着反应的进行，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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 21 6．下列硫酸铜的制备实验设计中，能体现“经济、高效、环保”思想的最佳方案是(　　) A．铜与浓硫酸共热制备硫酸铜 B．Cu(OH)2与稀硫酸反应制备硫酸铜 C．先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解制备硫酸铜 D．适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解制备硫酸铜 解析：A项，该法有环境污染物SO2生成；B项，该法原料有Cu(OH)2，不经济；C项，该法需要灼烧，耗能过多。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 22 7．(2024·河南南阳高一月考)天然气是一种重要的化工原料和燃料，常含有少量H2S。一种在酸性介质中进行天然气脱硫的原理示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．脱硫过程中Fe2(SO4)3溶液的pH逐渐增大 B．CH4是天然气脱硫过程的催化剂 C．脱硫过程总反应方程式为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O D．整个脱硫过程中参加反应的n(H2S)∶n(O2)＝2∶1 解析：CH4在反应过程中没有参与反应，不是天然气脱硫过程的催化剂，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 25 9．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．为确认有CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 解析：①中发生反应时，铜丝消耗的H2SO4很少，试管中主要是热的浓H2SO4，此时加水，会使液体飞溅而造成危险，D不合理。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 26 10．选用下图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，下列说法正确的是(　　) A．按气流从左向右流向，连接装置的 正确顺序是A→F→E→C→D→B B．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊说 明甲中生成了CO2 C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑 浊说明甲中生成了CO2 D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 27 解析：检验木炭与热浓硫酸反应的生成物中含有CO2，需排除SO2的干扰，再将产物气体通入澄清石灰水中，洗气装置中导管长进短出，A正确；用酸性KMnO4溶液除去SO2时还应再通入品红溶液，不褪色，确认不含SO2，否则结论不可靠，B、C、D均不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 28 重难点拨　验证SO2和CO2性质时的注意事项 (1)SO2和CO2都可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清，所以当SO2和CO2同时存在时，要想证明CO2的存在，应该先将SO2除去再通入澄清石灰水。 (2)CO2和SO2混合气体鉴别的实验中，品红溶液通常要使用两次，分别用于检验SO2的存在以及检验SO2是否被除尽。 (3)SO2不能漂白紫色石蕊溶液，而氯水能漂白紫色石蕊溶液。 (4)检验SO2气体的方法是将气体通入品红溶液中，溶液褪色后加热又恢复到红色。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 29 11．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 30 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，根据强酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀与稀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，根据强酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀与稀H2SO4反应生成BaSO4白色沉淀。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，则不能证明亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化，故A、D错误；根据上述分析，若Na2SO3溶液没有被氧化，加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀；若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，则生成的沉淀中不一定含有BaSO4，故B正确；根据分析，不论Na2SO3溶液是否被氧化，加入稀H2SO4后，根据强酸制弱酸原理，最终生成的沉淀都是BaSO4，不可能含有BaSO3，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 31 12．某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O。实验装置如下图所示，可观察到②中溶液先析出黄色固体，其量先增多后又减少，当溶液pH至7左右时，溶液接近无色，说明反应已完成。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 32 解析：Na2S2O3·5H2O带有结晶水，直接蒸发结晶会失去结晶水，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 33 二、非选择题 13．已知A是一种难溶于水的黄色固体，在一 定条件下有下列转化关系(部分产物及H2O省略)。 (1)写出物质的化学式：A_____，E_______。 (2)写出由B和C反应生成A，由F的浓溶液生成C的化学方程式： B＋C―→A________________________________，F(浓)―→C_____________ ______________________________________________。 S SO3 2H2S＋SO2===3S＋2H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 34 (3)D和F的稀溶液反应可生成B，B在不足量的氧气中燃烧的产物包含A，写出D和F反应的离子方程式及B在少量氧气中燃烧的化学方程式：_____________ ____________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 35 解析：A是一种难溶于水的黄色固体，能与氢气反应又能与氧气反应，结合F的浓溶液与铜在加热条件下生成C，可推测A为S，所以B为H2S，C为SO2，根据题中各物质转化关系可推得E为SO3，F为H2SO4，D为FeS。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 36 14．利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系： (1)从硫元素化合价变化的角度分析，图 中既有氧化性又有还原性的化合物有_______ _______________________(填化学式)。 (2)将X与Y混合，可生成黄色固体，该反 应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。 SO2、H2SO3、Na2SO3 1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 37 (3)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为_________________________________________。 (4)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则24 mL 0．05 mol·L－1的Na2SO3溶液与20 mL 0．02 mol·L－1的K2Cr2O7溶液恰好反应时，Cr元素在还原产物中的化合价为________。 ＋3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 38 解析：由题中图像可知，横坐标表示物质类 别，纵坐标表示S元素的化合价，则X为H2S；Y为 SO2；Z为H2SO4。 (1)处于中间价态的元素具有氧化性和还原性， 则题图中既有氧化性又有还原性的化合物有SO2、 H2SO3、Na2SO3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 39 (2)X为H2S，Y为SO2，发生反应：2H2S＋SO2 ===3S＋2H2O，H2S为还原剂，SO2为氧化剂，则氧 化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。 (4)S元素的化合价由＋4价升高为＋6价，Cr元 素的化合价由＋6价降低，设还原产物中Cr元素的化 合价为x，由得失电子守恒可知，0.024 L×0.05 mol·L－1 ×(6－4)＝0．02 L×0．02 mol·L－1×2×(6－x)，解得x＝＋3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 40 15．某化学兴趣小组设计如下实验探究Fe与硫酸的反应并验证其产物的性质。 已知：浓H2SO4的沸点为338．2 ℃。 回答下列问题： (1)实验Ⅰ的试管中发生反应的离子方程式为__________________________。 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 41 (2)加热实验Ⅱ中的试管A使温度保持在250～300 ℃，观察到A中产生大量气体，此时B中的现象为_______________________；通过C中出现的现象证明该气体具有________性；D中发生反应的化学方程式为____________________________；装置E的作用是___________________________(用离子方程式解释)。 溶液由紫色变为红色 还原 SO2＋2H2S===3S＋2H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 42 (3)实验Ⅱ结束后，冷却试管A中的溶液至室温，经检验其中既有Fe3+又有Fe2+，F处始终未检测到可燃性气体。 ①产生Fe2＋的离子方程式为_________________________。 ②若要检验Fe2＋，下列试剂可行的是_____(填字母)。 a．KSCN溶液 b．酸性KMnO4溶液 c．KSCN溶液、氯水 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 43 解析：(2)铁和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫气体和水，SO2和H2O反应生成H2SO3，H2SO3能使紫色石蕊溶液由紫色变为红色；酸性高锰酸钾溶液褪色证明二氧化硫具有还原性；二氧化硫和硫化氢反应生成硫和水，化学方程式为SO2＋2H2S===3S＋2H2O；二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，可以用NaOH溶液吸收多余的SO2，防止环境污染。 (3)①硫酸铁和铁反应生成硫酸亚铁，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；②在铁离子存在时检验亚铁离子，可以利用亚铁离子具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理进行检验，故选b。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 44 　　　　　　　　　　　　　 R 考点二　SOeq \o\al(2－,4)的检验 4．下列检验试样中有无SOeq \o\al(2－,4)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SOeq \o\al(2－,4) B．滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4) C．滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，一定没有SOeq \o\al(2－,4) 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SOeq \o\al(2－,4) 5．用可溶性钡盐检验SOeq \o\al(2－,4)的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是(　) A．形成较多的白色沉淀 B．使形成沉淀的纯度更高 C．排除SOeq \o\al(2－,4)以外的其他阴离子及Ag＋的干扰 D．排除Ba2＋以外的其他阳离子的干扰 解析：BaSO4和BaCO3都不溶于水，但前者不溶于盐酸，后者可溶于盐酸，另外AgCl也不溶于盐酸，因此，在待测液中先加入盐酸，可以排除COeq \o\al(2－,3)等阴离子及Ag＋的干扰。 7．下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　) A．H2SO3具有还原性，故浓H2SO4能氧化H2SO3 B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2 C．单质eq \o(―→,\s\up16(＋O2))氧化物eq \o(――→,\s\up16(＋H2O))酸或碱eq \o(――――――→,\s\up16(＋NaOH或HCl))盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素 D．硫黄制备硫酸经历两步：Seq \o(――――→,\s\up16(O2/点燃))SO3eq \o(――→,\s\up16(H2O))H2SO4 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 浓硫酸的性质 浓硫酸的脱水性 浓硫酸的性质 SOeq \o\al(2－,4)等离子的检验 Cu与浓硫酸的反应 CuSO4的制备方法及其评价 不同价态含硫物质的转化 粗盐提纯 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 实验探究Cu与浓硫酸的反应 SO2、CO2混合气体的检验 Na2SO3溶液是否变质的判断 Na2S2O3·5H2O的制备 不同价态含硫物质的转化 硫及其化合物的性质 实验探究Fe与浓硫酸的反应并验证产物的性质 解析：区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看物质中是否含有H2O，如C12H22O11 eq \o(=======,\s\up16(浓H2SO4))12C＋11H2O(脱水性)，CuSO4·5H2Oeq \o(=======,\s\up16(浓H2SO4))CuSO4＋5H2O(吸水性)。 解析：若X为金属，X＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))XSO4＋SO2↑＋2H2O，则生成物中X为＋2价。若X为非金属，X＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))XO2＋2SO2↑＋2H2O，则生成物中X为＋4价。 4．下列离子的检验能达到目的的是(　　) A．检验某溶液是否含有SOeq \o\al(2－,4)时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸 B．检验某溶液是否含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀硝酸 C．检验某溶液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)，依次加入足量稀盐酸和BaCl2溶液 D．将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在COeq \o\al(2－,3) 解析：A项，若溶液中含有Ag＋，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸时生成AgCl沉淀，不能达到实验目的；B项，若溶液中含有SOeq \o\al(2－,4)，加入BaCl2溶液时生成BaSO4沉淀，不能达到实验目的；C项，可排除Ag＋、COeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，能达到实验目的；D项，不能排除HCOeq \o\al(－,3)、POeq \o\al(3－,4)、SOeq \o\al(2－,3)等离子的干扰，不能达到实验目的。 重难点拨　SOeq \o\al(2－,4)的检验方法 先加过量的稀盐酸，无明显现象，再加氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有SOeq \o\al(2－,4)。 解析：Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4浓度减小，变为稀硫酸，反应停止，所以硫酸并不能完全反应。参与反应的硫酸中被还原的只占eq \f(1,2)，n(H2SO4)＝0．06 L×18 mol·L－1＝1．08 mol，所以被还原的H2SO4的物质的量小于0．54 mol，B正确。 8．为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq \o\al(2－,4)，可将粗盐溶于水，然后进行下列5项操作：①过滤；②加过量NaOH溶液；③加适量盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是(　　) A．⑤②④③① B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．①④②⑤③ 重难点拨　粗盐提纯所加试剂的先后顺序 粗盐中所含杂质离子有Ca2＋、Mg2＋、SOeq \o\al(2－,4)等，可分别用Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液除杂，根据化学反应原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去过量的BaCl2，故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，且要在过滤后加入[防止溶解Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等]。 下列有关实验说法不正确的是(　　) A．欲检验②中SO2是否被充分吸收，③中试剂可以是品红溶液 B．据反应现象推测②中含硫物质的转化顺序为SO2eq \o(――→,\s\up16(Na2S ))Seq \o(――→,\s\up16(Na2SO3))Na2S2O3 C．蒸发结晶可得到产品Na2S2O3·5H2O D．提纯Na2S2O3·5H2O晶体所用的方法为重结晶 Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))SO2↑＋CuSO4＋2H2O FeS＋2H＋===H2S↑＋Fe2＋，2H2S＋O2(少量)eq \o(=====,\s\up16(点燃))2S＋2H2O Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑ SO2＋2OH－===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O $$