内容正文:
第3章 硫、氮及其循环
3.1 硫及其化合物
第2课时 浓硫酸和硫酸盐
教学目标
掌握浓硫酸的物理性质,理解其吸水性、脱水性及强氧化性,能书写相关反应方程式;
了解常见硫酸盐(如硫酸钙、硫酸钡)的性质与用途;
学会检验硫酸根离子,培养实验操作与安全意识,认识硫酸工业的重要性。
重点和难点
重点:浓硫酸的强氧化性、硫酸根离子的检验方法。
难点:理解浓硫酸强氧化性的反应原理,区分其吸水性与脱水性。
◆知识点一 硫酸
1.硫酸
(1)稀硫酸的性质
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn: 。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO: 。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH: 。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3: 。
(2)浓硫酸的物理性质:硫酸是一种 色、 的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出 ,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿 慢慢注入水中,并用 不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,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元素和氧元素按水的组成比脱去。
实验
操作
实验
现象
①蔗糖逐渐 ;
②蔗糖体积 ,形成 色、疏松多孔的海绵状的 ;
③放出 的气体。
实验
结论
①浓硫酸具有 性;
②浓硫酸具有 性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为
③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质(如Cu)的反应:
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中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
b.与非金属单质(C、S)的反应: ;
。
(4)硫酸的用途
①化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
②化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
特别提醒
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。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
即学即练
1.下图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。下列说法中正确的是
A.该硫酸可用来干燥硫化氢气体
B.若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应立即用NaOH溶液冲洗
C.该硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1
D.该硫酸能使纸张变黑,体现其吸水性
2.下列物质不会钝化的是
A.Fe和浓硫酸 B.Fe和稀硝酸 C.Al和浓硫酸 D.Al和浓硝酸
3.实验室用下图装置探究碳和浓硫酸的反应,并检验各产物的生成,有下列说法错误的是
A.②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气
B.④装置中的溴水也可以改为酸性高锰酸钾溶液
C.③和⑤装置中的品红溶液均褪色
D.碳和浓硫酸反应后的尾气可通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气
◆知识点二 硫酸盐
1.常见的硫酸盐
①硫酸钙(CaSO4):石膏( )、熟石膏( ),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
②硫酸钡(BaSO4):不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称 。
③硫酸亚铁(FeSO4):FeSO4·7H2O,俗称 ,作治疗缺铁性贫血的药剂。
④硫酸铜(CuSO4):CuSO4·5H2O,俗称 ,作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。
⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]:KAl(SO4)2·12H2O,俗称 ,作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。
2.硫酸根离子的检验
①方法:被检液取清液观察有无 产生(判断有无SO42-)。
②试剂:先加 的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加 溶液,有 产生。
③原理:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-===BaSO4↓。
3.应用:除去粗盐中的可溶性杂质(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
SO42-+Ba2+== BaSO4↓
CaCl2
Ca2++CO32- ==CaCO3↓、Ba2++CO32-==BaCO3↓
MgCl2
Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓
多余的NaOH、Na2CO3
OH-+H+== H2O、CO32-+2H+ ==H2O+CO2↑
即学即练
4.有四位学生设计下列四个方案验证溶液中含有SO,你认为合理的是
A.试液白色沉淀沉淀不溶解
B.试液无沉淀白色沉淀
C.试液无沉淀白色沉淀
D.试液白色沉淀沉淀不溶解
5.下列物质的俗称及其对应的化学式错误的是
A.重晶石 BaCO3 B.金刚砂 SiC
C.胆矾 CuSO4•5H2O D.石膏 CaSO4•2H2O
6.硫酸盐在我们生活中有很多应用,下列说法不正确的是
A.芒硝的化学式为Na2SO4•10H2O
B.重晶石的主要成分为BaCO3,可作医疗上的“钡餐”
C.“波尔多液”是一种常见的农药,是由胆矾和石灰乳混合制得
D.石膏(CaSO4•2H2O)受热形成熟石膏(2CaSO4•H2O)
一、 浓硫酸的强氧化性
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)
如:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O;
2.与非金属反应:与C在加热条件下反应。
如:C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
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)。
如:H2S + H2SO4 (浓) ===S+ SO2↑+ 2H2O
实践应用
1.某化学兴趣小组改进了铜与浓硫酸的反应装置,新的设计如图。小磁铁在试管外壁控制磁力搅拌子(不与沸腾的浓硫酸反应)。按图装置进行实验,下列分析正确的是
A.铜与浓硫酸反应,浓硫酸只体现氧化性
B.浸有紫色石蕊溶液的滤纸先变红后褪色
C.冷却后,向反应后的试管A内倒入少量水,溶液变蓝色
D.通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸
2.已知实验室制SO2的其中一种原理如下:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,下列说法正确的是
A.该反应中还原剂与氧化剂微粒个数之比为1:2
B.该反应中还原剂是Cu,还原产物是CuSO4
C.该反应中体现了浓硫酸的酸性和氧化性
D.随反应进行硫酸浓度逐渐减低,则可能发生反应Cu + 2H+ = Cu2++ H2↑
3.利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,敞口瓶中的蔗糖滴有少量水,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.湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,说明具有漂白性
B.浸有酸性溶液的滤纸条褪色,说明具有还原性
C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有产生
D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
考点一 浓硫酸的吸水性和脱水性
【例1】下列有关浓硫酸的性质叙述正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下能使铁铝等金属钝化
C.浓硫酸具有脱水性,能干燥氢气、氧气等气体
D.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应,放出二氧化硫气体
解题要点
浓硫酸的吸水性是物理变化;脱水性是化学变化。
【变式1-1】向浓盐酸中加入浓硫酸会产生大量白雾,下列关于原因的分析正确的是
①浓硫酸具有脱水性 ②浓硫酸具有吸水性
③浓硫酸具有强氧化性 ④盐酸具有挥发性
⑤盐酸具有还原性 ⑥气态物质的溶解度随温度的升高而降低
A.①③⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③④⑤
【变式1-2】物质存放在烧杯中一段时间后,质量变大且变质的是
①浓盐酸 ②浓硫酸 ③烧碱 ④食盐 ⑤生石灰 ⑥稀硫酸
A.①⑥ B.②③⑤ C.③⑤ D.②③④
考点二 浓硫酸的强氧化性
【例2】实验室用下图装置探究碳和浓硫酸的反应,并检验各产物的生成,有下列说法错误的是
A.②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气
B.④装置中的溴水也可以改为酸性高锰酸钾溶液
C.③和⑤装置中的品红溶液均褪色
D.碳和浓硫酸反应后的尾气可通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气
解题要点
1.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2.硫酸是具有不挥发性(高沸点)的强酸,除具有酸的通性外,还有吸水性、脱水性、强氧化性。
(1)如果生成物中有SO42-或HSO4-,说明H2SO4在反应中提供了H+,显示的是酸性,如:Zn+H2SO4(稀) = ZnSO4+H2↑。
(2)如果生成物中有较弱的酸,则显示的是H2SO4的强酸性(即强酸制弱酸),如:FeS+H2SO4(稀) = FeSO4+H2S↑。
(3)如果生成物中有挥发性酸,则显示的H2SO4的不挥发性(即高沸点),如:NaCl + H2SO4(浓) NaHSO4+2HCl↑。(在该反应中,同时还显示了H2SO4的酸性。)
(4)如果生成物中有低于+6价的硫,且该硫元素来自于H2SO4,则显示H2SO4的强氧化性,如:C +2H2SO4(浓) CO2↑ + 2SO2↑+2H2O。又如,Cu与浓H2SO4的反应同时显示了强氧化性和酸性:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
【变式2-1】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
【变式2-2】验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
考点三 硫酸盐
【例3】下列矿物名称与对应主要成分不匹配的是
A.黄铜矿: B.黄铁矿:
C.熟石膏: D.钡餐:
解题要点
记住常见硫酸盐的化学式和主要用途。
重晶石:BaSO4 石膏:CaSO4·2H2O
胆矾:CuSO4·5H2O 明矾:KAl(SO4)2·12H2O
【变式3-1】在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂“钡餐”的是
A.BaO B.BaCO3 C.BaSO4 D.Ba
【变式3-2】下列物质对应的组成不正确的是
A.重晶石: BaSO4 B.熟石灰: CaSO4·2H2O
C.干冰: CO2 D.苏打: Na2CO3
考点四 硫酸根检验
【例4】检验硫酸根离子时,合理的试剂及操作是
A.直接加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀
B.先加稀盐酸酸化,再加氯化钡溶液,看是否产生白色沉淀
C.加硝酸银溶液,观察白色沉淀
D.加稀硫酸,看是否有气泡
解题要点
1.方法:被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
2.试剂:先加稀盐酸的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
【变式4-1】向四支试管中分别加入适量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
加入NaOH溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定存在Mg2+
B
加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定存在
C
加入盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液有白色沉淀生成
溶液中一定存在
D
加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失
溶液中一定含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
【变式4-2】实验室有两瓶失去标签的溶液,其中一瓶是溶液,另一瓶是蔗糖溶液,鉴别时,下列选用的试纸或试剂不正确的是
A.试纸 B.溶液 C.溶液 D.溶液
基础达标
1.(23-24高一上·上海·期末)下列物质长期露在空气中,质量会增加的是
A.浓硫酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸 D.胆矾
2.(23-24高一上·上海·期末)在常温下可用铁质容器盛放的物质是
A.稀硫酸 B.浓硫酸 C.浓盐酸 D.硫酸铜溶液
3.(23-24高一下·上海·期中)浓硫酸可用作多种气体的干燥剂,下列气体:①SO2 ②H2S ③H2 ④O2 ⑤CO2 ⑥NH3 不能用浓H2SO4干燥的是
A.①②④ B.②⑥ C.①②④⑥ D.①③⑤⑥
4.(23-24高一下·上海·期中)用铁铝合金片制造的铁芯,涡流损耗小,重量较轻,有良好的耐中子辐射性能。下列关于铁、铝两种元素的说法中错误的是
A.Fe(OH)3和Al(OH)3都不溶于氨水
B.常温下,浓硫酸可用铝制或者铁制容器贮存、运输
C.控制发生条件,可将铁盐和铝盐转化为Fe(OH)3和Al(OH)3胶体
D.两金属与稀硫酸反应,若消耗金属的物质的量相等,则产生气体的量一定相等
5.(22-23高一上·江苏扬州·阶段练习)下列物质转化在给定条件下能实现的是
A. B.
C. D.
6.(22-23高一下·广东江门·阶段练习)部分含硫物质中硫元素的价态与相应物质的类别的关系如图所示,下列有关说法不正确的是
A.S在过量中燃烧生成X B.V不可以用Z的浓溶液干燥。
C.将V通入Y的溶液中可产生浑浊 D.可实现W→Y→Z→W的循环转化
7.(23-24高一下·全国·课后作业)下列有关物质的性质与用途正确且对应关系也正确的是
A.BaSO4不溶于盐酸,“钡餐”常用作医疗上消化系统检查的造影剂
B.浓硝酸有强氧化性,常温下可以和铁反应生成Fe(NO3)3
C.金属铁比铜活泼,可以用FeCl3溶液刻蚀覆铜板
D.二氧化碳不支持燃烧,二氧化碳可用于金属钠着火后灭火
8.(23-24高一下·天津·阶段练习)下列关于溶液中某些常见离子检验的说法正确的是
A.加入溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
B.加入溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
C.进行焰色试验时,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明含,不含
D.加入浓溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明一定含
9.(24-25高一上·浙江·期中)下列实验操作、现象和结论均正确的是
操作
现象
结论
A
先滴加溶液再滴加溶液
生成白色沉淀
原溶液中有
B
将钠燃烧后的固体投入水中
有气体产生
固体产物中只有过氧化钠
C
用洁净铁丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中一定有,也可能有
D
滴加溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无
A.A B.B C.C D.D
10.(24-25高一上·上海·阶段练习)实验室利用如下装置完成CO气体相关实验
(1)盛放甲酸的实验仪器的名称是 。
(2)利用浓硫酸的脱水性,使甲酸(HCOOH)在装置A中产生CO,反应的化学方程式为 ,当硫酸浓度下降至一定值后,反应停止,证明反应后有硫酸剩余的实验方法是 。
(3)装置B可用于吸收挥发出的甲酸,装置C可用于 。
综合应用
1.(24-25高一下·上海·期中)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,下列说法不合理的是
A.上下移动①中铜丝可控制产物SO2的量
B.②中选用品红溶液或溴水均可验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认反应中有Cu2+生成,可向①中加水,观察溶液颜色
2.(24-25高一上·上海·期末)下列气体中①②③④⑤⑥不能用浓硫酸作干燥剂的是
A.②⑤ B.①②⑤ C.②④⑤⑥ D.①②④⑤
3.(23-24高一上·上海·期末)下列在常温下进行的实验过程中,始终无明显现象的是
A.Cl2与硝酸银溶液 B.SO2与紫色石蕊溶液
C.浓硫酸与铁片 D.盐酸与碳酸氢钠溶液
4.(23-24高一下·上海·期中)1.以浓硫酸为干燥剂,选用的下列装置及气体流向均正确的是
A. B. C. D.
5.(23-24高一下·青海·期中)某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
6.(23-24高一上·上海·期末)下列对实验过程的评价不正确的是
A.将某气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,该气体一定是
B.向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加溶液,产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
C.向某溶液中滴加淀粉溶液,无明显现象,再加入氯水,溶液变蓝,该溶液中一定有
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中一定有
7.(25-26高一·上海·假期作业)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
拓展培优
8.(24-25高二上·广东广州·开学考试)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,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.过程中产生刺激性气体,体现了浓硫酸的酸性
D.反应后蔗糖分子中所有的化学键都发生了断裂
9.(25-26高一上·全国·课堂例题)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是
A.32 g 硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为 6NA
B.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
C.0.1 mol 氯气充分反应,转移的电子数不一定为0.2NA
D.钢铁在空气中发生电化学腐蚀,若生成16 g Fe2O3,则负极失去的电子数为0.4NA
10.(24-25高一下·上海浦东新·期中)亚硫酸氢钠主要用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、细菌抑制剂。某学习小组制备并进行有关性质研究,制备溶液的实验装置如图所示(经检验装置气密性良好)。
(1)仪器a的名称是 ,该实验中浓硫酸体现出的性质是 。
A.吸水性 B.脱水性 C.氧化性 D.酸性
(2)制备的离子方程式是 。进行制备实验时,关于装置、的分析正确的是 。
A.装置中产生
B.装置中产生
C.装置C、D中发生的反应完全相同
D.混合装置、溶液,可以获得更多
(3)为判断制备实验的结束时间,可以在装置 前(填字母符号)再增加一个洗气瓶;其中盛有的溶液可以是 。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.品红溶液
11.(24-25高一下·上海·期中)某研究小组利用如图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。
实验步骤与现象如下:
①检查装置气密性,向A中加入5mL浓硫酸,打开K,将铜丝伸入浓硫酸中,给A处加热,观察到B中品红溶液褪色,再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑,产生气泡,液面上方产生大量白雾,一段时间后溶液中有白色固体出现,拉出铜丝,停止加热。
将回答下列问题:
(1)溶液中白色固体是 (填化学式),C中CCl4的作用是 。
(2)取出铜丝,用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中,铜丝变亮、溶液变蓝,写出A中可能发生反应的化学方程式① ;② 。
(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。分离出C中上层液体的操作名称为 ;白色沉淀为 。
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第3章 硫、氮及其循环
3.1 硫及其化合物
第2课时 浓硫酸和硫酸盐
教学目标
掌握浓硫酸的物理性质,理解其吸水性、脱水性及强氧化性,能书写相关反应方程式;
了解常见硫酸盐(如硫酸钙、硫酸钡)的性质与用途;
学会检验硫酸根离子,培养实验操作与安全意识,认识硫酸工业的重要性。
重点和难点
重点:浓硫酸的强氧化性、硫酸根离子的检验方法。
难点:理解浓硫酸强氧化性的反应原理,区分其吸水性与脱水性。
◆知识点一 硫酸
1.硫酸
(1)稀硫酸的性质
①稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:Zn+2H+==Zn2++H2↑。
②稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:CuO+2H+==Cu2++H2O。
③稀硫酸与碱反应,如NaOH:OH-+H+==H2O。
④稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:CO+2H+===CO2↑+H2O。
(2)浓硫酸的物理性质:硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)浓H2SO4的三大特性:吸水性、脱水性、强氧化性。
①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,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元素和氧元素按水的组成比脱去。
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;
③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,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,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。
a.与金属单质(如Cu)的反应:
实验操作
实验现象
试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中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
b.与非金属单质(C、S)的反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(4)硫酸的用途
①化工原料:可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
②化工工业:用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
特别提醒
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。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4发生钝化,可用铝槽车运输浓H2SO4;体现了浓硫酸的强氧化性。
⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等),如2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑。
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1.下图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。下列说法中正确的是
A.该硫酸可用来干燥硫化氢气体
B.若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应立即用NaOH溶液冲洗
C.该硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1
D.该硫酸能使纸张变黑,体现其吸水性
【答案】C
【详解】A.由图可知,试剂瓶中所盛放试剂为浓硫酸,浓硫酸有强氧化性,不能干燥具有还原性的硫化氢气体,A错误;
B.若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应立即用干抹布擦拭,然后用大量水冲洗,最后涂抹稀碳酸氢钠溶液,B错误;
C.由c=可知,浓硫酸的浓度为mol·L-1=18.4mol·L-1,C正确;
D.浓硫酸能使纸张变黑,体现了浓硫酸的脱水性,D错误;
故选C。
2.下列物质不会钝化的是
A.Fe和浓硫酸 B.Fe和稀硝酸 C.Al和浓硫酸 D.Al和浓硝酸
【答案】B
【详解】A.常温,铁遇浓硫酸被钝化,A不符合题意;
B.常温,稀硝酸能将铁氧化,但不会生成致密氧化膜,不能将铁钝化,B符合题意;
C.常温,铝遇浓硫酸会被钝化,C不符合题意;
D.常温,铝遇浓硝酸会被钝化,D不符合题意;
故答案为:B。
3.实验室用下图装置探究碳和浓硫酸的反应,并检验各产物的生成,有下列说法错误的是
A.②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气
B.④装置中的溴水也可以改为酸性高锰酸钾溶液
C.③和⑤装置中的品红溶液均褪色
D.碳和浓硫酸反应后的尾气可通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气
【答案】C
【详解】A.无水硫酸铜遇水变蓝,②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气,A正确;
B.④装置中的溴水也改为酸性高锰酸钾溶液可以同样的吸收二氧化硫,B正确;
C.③中的品红溶液褪色证明了二氧化硫的存在,④装置中的溴水吸收了二氧化硫,所以⑤装置中的二氧化硫不一定褪色,C错误;
D.碳和浓硫酸反应后的尾气为二氧化硫和二氧化碳,可将反应后的尾气通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气,D正确;
故选C。
◆知识点二 硫酸盐
1.常见的硫酸盐
①硫酸钙(CaSO4):石膏(CaSO4·2H2O)、熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏与水混合很快凝固,常制作模型和石膏绷带,调节水泥的凝结时间。
②硫酸钡(BaSO4):不溶于水、酸,不被X射线透过,作检查肠胃的药剂,俗称钡餐。
③硫酸亚铁(FeSO4):FeSO4·7H2O,俗称绿矾,作治疗缺铁性贫血的药剂。
④硫酸铜(CuSO4):CuSO4·5H2O,俗称胆矾,作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。
⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]:KAl(SO4)2·12H2O,俗称明矾,作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。
2.硫酸根离子的检验
①方法:被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
②试剂:先加稀盐酸的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
③原理:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、SO32-+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO42-===BaSO4↓。
3.应用:除去粗盐中的可溶性杂质(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
SO42-+Ba2+== BaSO4↓
CaCl2
过量Na2CO3溶液
Ca2++CO32- ==CaCO3↓、Ba2++CO32-==BaCO3↓
MgCl2
过量NaOH溶液
Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓
多余的NaOH、Na2CO3
适量稀盐酸
OH-+H+== H2O、CO32-+2H+ ==H2O+CO2↑
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4.有四位学生设计下列四个方案验证溶液中含有SO,你认为合理的是
A.试液白色沉淀沉淀不溶解
B.试液无沉淀白色沉淀
C.试液无沉淀白色沉淀
D.试液白色沉淀沉淀不溶解
【答案】B
【详解】A.先加入BaCl2溶液可能引入Cl-,若溶液含Ag+会生成AgCl沉淀,后续加盐酸无法区分,A错误;
B.先加足量盐酸排除Ag+、等干扰,再加BaCl2生成沉淀可确证,B正确;
C.使用稀硝酸可能将氧化为,导致误判,C错误;
D.先加Ba(NO3)2可能引入,在酸性条件下氧化其他离子生成,无法排除干扰,D错误;
故答案为B。
5.下列物质的俗称及其对应的化学式错误的是
A.重晶石 BaCO3 B.金刚砂 SiC
C.胆矾 CuSO4•5H2O D.石膏 CaSO4•2H2O
【答案】A
【详解】A.重晶石对应的化学式是BaSO4,故A错误;
B.金刚砂对应的化学式是SiC,故B正确;
C.胆矾对应的化学式是CuSO4•5H2O,故C正确;
D.石膏对应的化学式是CaSO4•2H2O,故D正确;
答案A。
6.硫酸盐在我们生活中有很多应用,下列说法不正确的是
A.芒硝的化学式为Na2SO4•10H2O
B.重晶石的主要成分为BaCO3,可作医疗上的“钡餐”
C.“波尔多液”是一种常见的农药,是由胆矾和石灰乳混合制得
D.石膏(CaSO4•2H2O)受热形成熟石膏(2CaSO4•H2O)
【答案】B
【详解】重晶石的主要成分为BaSO4,故B错误;
故选:B。
一、 浓硫酸的强氧化性
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)
如:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O;
2.与非金属反应:与C在加热条件下反应。
如:C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
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)。
如:H2S + H2SO4 (浓) ===S+ SO2↑+ 2H2O
实践应用
1.某化学兴趣小组改进了铜与浓硫酸的反应装置,新的设计如图。小磁铁在试管外壁控制磁力搅拌子(不与沸腾的浓硫酸反应)。按图装置进行实验,下列分析正确的是
A.铜与浓硫酸反应,浓硫酸只体现氧化性
B.浸有紫色石蕊溶液的滤纸先变红后褪色
C.冷却后,向反应后的试管A内倒入少量水,溶液变蓝色
D.通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸
【答案】D
【详解】A.铜与浓硫酸反应,体现了浓硫酸的酸性和氧化性,A错误;
B.二氧化硫只能使紫色石蕊试液变红不能使其褪色,B错误;
C.试管中含有浓硫酸,故稀释时应将试管中溶液倒入水中,C错误;
D.二氧化硫易溶于水,故通过气球打气筒向装置内部通入空气能防止NaOH溶液倒吸,D正确;
故选D。
2.已知实验室制SO2的其中一种原理如下:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,下列说法正确的是
A.该反应中还原剂与氧化剂微粒个数之比为1:2
B.该反应中还原剂是Cu,还原产物是CuSO4
C.该反应中体现了浓硫酸的酸性和氧化性
D.随反应进行硫酸浓度逐渐减低,则可能发生反应Cu + 2H+ = Cu2++ H2↑
【答案】C
【详解】A.该反应中有1mol硫酸中S的化合价降低,为氧化剂,Cu为还原剂,故还原剂与氧化剂物质的量之比为1:1,A错误;
B.CuSO4是被氧化得到的产物,为氧化产物,B错误;
C.该反应中硫酸有一半作氧化剂,另一半化合价没有变化,起酸的作用,C正确;
D.浓硫酸浓度变稀后,Cu与稀硫酸不能反应,D错误;
故选C。
3.利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验,敞口瓶中的蔗糖滴有少量水,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.湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,说明具有漂白性
B.浸有酸性溶液的滤纸条褪色,说明具有还原性
C.澄清石灰水变浑浊,说明反应有产生
D.该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性
【答案】B
【分析】浓硫酸使得蔗糖脱水生成碳,碳和浓硫酸反应产生SO2和CO2。
【详解】A.SO2能使湿润石蕊试纸变红,但SO2不能使石蕊褪色,A错误;
B.浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,说明SO2具有还原性,B正确;
C.SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C错误;
D.蔗糖变黑,则发生脱水炭化,该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性,D错误;
故选B。
考点一 浓硫酸的吸水性和脱水性
【例1】下列有关浓硫酸的性质叙述正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下能使铁铝等金属钝化
C.浓硫酸具有脱水性,能干燥氢气、氧气等气体
D.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应,放出二氧化硫气体
【答案】B
【详解】A.浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化,A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,在常温下能使铁铝等金属钝化,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,能干燥氢气、氧气等气体,C错误;
D.浓硫酸在常温下与铜片不反应,加热才能放出二氧化硫气体,D错误;
故选B。
解题要点
浓硫酸的吸水性是物理变化;脱水性是化学变化。
【变式1-1】向浓盐酸中加入浓硫酸会产生大量白雾,下列关于原因的分析正确的是
①浓硫酸具有脱水性 ②浓硫酸具有吸水性
③浓硫酸具有强氧化性 ④盐酸具有挥发性
⑤盐酸具有还原性 ⑥气态物质的溶解度随温度的升高而降低
A.①③⑥ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③④⑤
【答案】B
【详解】浓硫酸具有吸水性,而且浓硫酸的稀释过程是一个放热过程,浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴而产生白雾,因此将浓硫酸倒入浓盐酸中,相当于浓硫酸稀释,放出的热量导致混合物温度升高,促进浓盐酸中溶解的氯化氢挥发,挥发出的HCl遇空气中的水蒸气而产生白雾;
故选B。
【变式1-2】物质存放在烧杯中一段时间后,质量变大且变质的是
①浓盐酸 ②浓硫酸 ③烧碱 ④食盐 ⑤生石灰 ⑥稀硫酸
A.①⑥ B.②③⑤ C.③⑤ D.②③④
【答案】C
【详解】① 浓盐酸具有挥发性,存放在烧杯中一段时间后,质量会变小,但不变质,不符合题意;
② 浓硫酸具有吸水性,吸收空气中的水蒸气而使质量变大,但不变质,不符合题意;
③ 烧碱易吸收空中的水分而潮解,还能与空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钠,质量变大且变质,符合题意;
④ 食盐是氯化钠的俗称,不和空气中的物质反应,不会发生变质,质量不会变化,不符合题意;
⑤ 生石灰会和空气中的水蒸气反应生成氢氧化钙,氢氧化钙又吸收CO2变成碳酸钙,质量变大且变质,符合题意;
⑥稀硫酸吸水性较弱,且不与空气中的成分反应,不会发生变质,质量几乎不变,不符合题意;
符合题意的为③⑤,故答案选C。
考点二 浓硫酸的强氧化性
【例2】实验室用下图装置探究碳和浓硫酸的反应,并检验各产物的生成,有下列说法错误的是
A.②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气
B.④装置中的溴水也可以改为酸性高锰酸钾溶液
C.③和⑤装置中的品红溶液均褪色
D.碳和浓硫酸反应后的尾气可通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气
【答案】C
【详解】A.无水硫酸铜遇水变蓝,②装置中白色粉末变蓝证明产物中有水蒸气,A正确;
B.④装置中的溴水也改为酸性高锰酸钾溶液可以同样的吸收二氧化硫,B正确;
C.③中的品红溶液褪色证明了二氧化硫的存在,④装置中的溴水吸收了二氧化硫,所以⑤装置中的二氧化硫不一定褪色,C错误;
D.碳和浓硫酸反应后的尾气为二氧化硫和二氧化碳,可将反应后的尾气通入到氢氧化钠溶液中,防止污染空气,D正确;
故选C。
解题要点
1.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2.硫酸是具有不挥发性(高沸点)的强酸,除具有酸的通性外,还有吸水性、脱水性、强氧化性。
(1)如果生成物中有SO42-或HSO4-,说明H2SO4在反应中提供了H+,显示的是酸性,如:Zn+H2SO4(稀) = ZnSO4+H2↑。
(2)如果生成物中有较弱的酸,则显示的是H2SO4的强酸性(即强酸制弱酸),如:FeS+H2SO4(稀) = FeSO4+H2S↑。
(3)如果生成物中有挥发性酸,则显示的H2SO4的不挥发性(即高沸点),如:NaCl + H2SO4(浓) NaHSO4+2HCl↑。(在该反应中,同时还显示了H2SO4的酸性。)
(4)如果生成物中有低于+6价的硫,且该硫元素来自于H2SO4,则显示H2SO4的强氧化性,如:C +2H2SO4(浓) CO2↑ + 2SO2↑+2H2O。又如,Cu与浓H2SO4的反应同时显示了强氧化性和酸性:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
【变式2-1】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
【分析】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;
【详解】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、、。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。
【变式2-2】验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
【答案】D
【分析】浓硫酸与木炭粉反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,为检验三种产物,让产物先通过无水硫酸铜,若变蓝,则证明加热条件下有水蒸气生成,再通过品红溶液,用于检验二氧化硫的生成,后通过酸性高锰酸钾,目的是为了除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,所以再通入澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成,据此分析解答。
【详解】A.无水硫酸铜可用于检验水蒸气的存在,反应有水生成,因此A中固体由白色变蓝色,故A正确;
B.二氧化硫能使品红溶液褪色,因此装置B中品红溶液褪色说明产物中有,故B正确;
C.根据分析可知,装置C是除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,装置D是检验二氧化碳的生成,因此装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,故C正确;
D.必须说明装置C中的现象,因此若是装置C中紫色褪去,则SO2有可能过量,过量的SO2也能使澄清石灰水变浑浊,根据此现象不能由此证明产物中有CO2,故D错误;
故答案选D。
考点三 硫酸盐
【例3】下列矿物名称与对应主要成分不匹配的是
A.黄铜矿: B.黄铁矿:
C.熟石膏: D.钡餐:
【答案】C
【详解】A.黄铜矿的主要成分为CuFeS2,CuFeS2俗称黄铜矿,故A正确;
B.黄铁矿的主要成分为,故B正确;
C.熟石膏的化学式为2CaSO4•H2O,CaSO4•2H2O是生石膏,故C错误;
D.BaSO4不溶于胃酸盐酸,且不被X射线透过,所以可用作钡餐,故D正确;
故选:C。
解题要点
记住常见硫酸盐的化学式和主要用途。
重晶石:BaSO4 石膏:CaSO4·2H2O
胆矾:CuSO4·5H2O 明矾:KAl(SO4)2·12H2O
【变式3-1】在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂“钡餐”的是
A.BaO B.BaCO3 C.BaSO4 D.Ba
【答案】C
【详解】在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂“钡餐”的是BaSO4,故答案选C。
【变式3-2】下列物质对应的组成不正确的是
A.重晶石: BaSO4 B.熟石灰: CaSO4·2H2O
C.干冰: CO2 D.苏打: Na2CO3
【答案】B
【详解】重晶石为BaSO4,熟石灰为Ca(OH)2,干冰为固态的CO2,苏打为Na2CO3,故选B。
考点四 硫酸根检验
【例4】检验硫酸根离子时,合理的试剂及操作是
A.直接加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀
B.先加稀盐酸酸化,再加氯化钡溶液,看是否产生白色沉淀
C.加硝酸银溶液,观察白色沉淀
D.加稀硫酸,看是否有气泡
【答案】B
【详解】检验时,先用盐酸酸化,消除、、Ag+等干扰,再加BaCl₂生成白色沉淀,可证明含有,故答案选B。
解题要点
1.方法:被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
2.试剂:先加稀盐酸的目的是排除CO32-、SO32-、Ag+干扰,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
【变式4-1】向四支试管中分别加入适量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
加入NaOH溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定存在Mg2+
B
加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定存在
C
加入盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液有白色沉淀生成
溶液中一定存在
D
加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失
溶液中一定含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.加入NaOH溶液,生成白色沉淀,此沉淀可能为Mg(OH)2,也可能为Al(OH)3等,则原溶液中不一定含有Mg2+,A不正确;
B.加入Ca(OH)2溶液,生成白色沉淀,此沉淀可能为CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2等,则原溶液中不一定含有,B不正确;
C.加入盐酸无明显现象,则溶液中不含有、、Ag+等,再加BaCl2溶液有白色沉淀生成,此沉淀一定为BaSO4,则原溶液中一定存在,C正确;
D.加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,此沉淀可能为AgCl、AgOH、Ag2CO3等,加稀盐酸沉淀不消失,可能是由AgOH、Ag2CO3与盐酸反应生成的AgCl,则原溶液中不一定含有Cl-,D不正确;
故选C。
【变式4-2】实验室有两瓶失去标签的溶液,其中一瓶是溶液,另一瓶是蔗糖溶液,鉴别时,下列选用的试纸或试剂不正确的是
A.试纸 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【详解】A.硫酸可使试纸变红色,可鉴别,故A正确;
B.与反应生成沉淀,可鉴别,故B正确;
C.硫酸、蔗糖与硝酸铜均不反应,不能鉴别,故C错误;
D.碳酸钠与硫酸反应生成气体,可鉴别,故D正确;
答案选C。
基础达标
1.(23-24高一上·上海·期末)下列物质长期露在空气中,质量会增加的是
A.浓硫酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸 D.胆矾
【答案】A
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中水蒸气,溶液质量增加,故A符合题意;
B.浓盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,溶质质量减少,溶液质量也减少,故B不符合题意;
C.稀硫酸不具有吸水性,溶质、溶剂都不变,溶液质量也不变,故C不符合题意;
D.胆矾的分子式是,会发生风化,质量减小,故D不符合题意;
故选A。
2.(23-24高一上·上海·期末)在常温下可用铁质容器盛放的物质是
A.稀硫酸 B.浓硫酸 C.浓盐酸 D.硫酸铜溶液
【答案】B
【详解】A.铁能够与稀硫酸反应,被硫酸腐蚀,所以不能用铁制容器盛放,故A错误;
B.浓硫酸具有强的氧化性,常温下遇到铁能够发生钝化生成致密氧化膜,阻止反应进行,所以可用铁制容器盛放浓硫酸,故B正确;
C.铁能够与盐酸反应,被盐酸腐蚀,所以不能用铁制或铝制容器盛放,故C错误;
D.铁的金属活动性强于铜,与硫酸铜溶液能够发生置换反应,所以不能用铁制容器盛放,故D错误;
故选B。
3.(23-24高一下·上海·期中)浓硫酸可用作多种气体的干燥剂,下列气体:①SO2 ②H2S ③H2 ④O2 ⑤CO2 ⑥NH3 不能用浓H2SO4干燥的是
A.①②④ B.②⑥ C.①②④⑥ D.①③⑤⑥
【答案】B
【分析】浓硫酸具有酸性、强氧化性,不可用于干燥碱性气体、还原性气体。
【详解】H2S具有还原性,能被浓硫酸氧化;NH3溶于水显碱性,与浓硫酸发生中和反应,因此不能用浓H2SO4干燥的是②⑥,答案选B。
4.(23-24高一下·上海·期中)用铁铝合金片制造的铁芯,涡流损耗小,重量较轻,有良好的耐中子辐射性能。下列关于铁、铝两种元素的说法中错误的是
A.Fe(OH)3和Al(OH)3都不溶于氨水
B.常温下,浓硫酸可用铝制或者铁制容器贮存、运输
C.控制发生条件,可将铁盐和铝盐转化为Fe(OH)3和Al(OH)3胶体
D.两金属与稀硫酸反应,若消耗金属的物质的量相等,则产生气体的量一定相等
【答案】D
【详解】A.Fe(OH)3和Al(OH)3都不溶于氨水,但是Al(OH)3可溶于强碱,A正确;
B.常温下,铝、铁遇浓硫酸发生钝化反应,浓硫酸可用铝制或者铁制容器贮存、运输,B正确;
C.控制发生条件,可将铁盐和铝盐转化为Fe(OH)3和Al(OH)3胶体,例如,在沸水中滴加饱和氯化铁溶液,可制得氢氧化铁胶体,C正确;
D.两金属与稀硫酸反应,若消耗金属的物质的量相等,则产生气体的量不一定相等,比如、,2molAl生成3molH2,2molFe生成2molH2,D错误;
故选D。
5.(22-23高一上·江苏扬州·阶段练习)下列物质转化在给定条件下能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.钠和氧气加热生成过氧化钠,不是氧化钠,给定条件下不能实现,A不符合题意;
B.硫和足量氧气生成二氧化硫,给定条件下能实现,B符合题意;
C.铝和强碱氢氧化钠生成偏铝酸钠,给定条件下不能实现,C不符合题意;
D.铁和浓硫酸常温下发生钝化反应,不生成氢气,给定条件下不能实现,D不符合题意;
故选B。
6.(22-23高一下·广东江门·阶段练习)部分含硫物质中硫元素的价态与相应物质的类别的关系如图所示,下列有关说法不正确的是
A.S在过量中燃烧生成X B.V不可以用Z的浓溶液干燥。
C.将V通入Y的溶液中可产生浑浊 D.可实现W→Y→Z→W的循环转化
【答案】A
【详解】X为三氧化硫,Y为亚硫酸,Z为硫酸,S为硫,V为硫化氢,W为二氧化硫。
A.硫燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,A错误;
B.硫化氢和浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,B正确;
C.硫化氢和亚硫酸反应生成硫和水,硫不溶于水,溶液产生浑浊,C正确;
D.二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸和氧气反应生成硫酸,浓硫酸可以和铜反应生成二氧化硫,故能实现该循环转化,D正确;
故选A。
7.(23-24高一下·全国·课后作业)下列有关物质的性质与用途正确且对应关系也正确的是
A.BaSO4不溶于盐酸,“钡餐”常用作医疗上消化系统检查的造影剂
B.浓硝酸有强氧化性,常温下可以和铁反应生成Fe(NO3)3
C.金属铁比铜活泼,可以用FeCl3溶液刻蚀覆铜板
D.二氧化碳不支持燃烧,二氧化碳可用于金属钠着火后灭火
【答案】A
【详解】A.BaSO4不溶于盐酸,也不溶于水,不会被人体吸收,所以可以用作医疗上消化系统检查的造影剂,A正确;
B.常温下浓硝酸能使铁钝化,不能直接和铁反应生成Fe(NO3)3,B错误;
C.FeCl3溶液蚀刻铜板的原理是:2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+,三价铁离子的氧化性大于铜,C错误;
D.二氧化碳不支持燃烧,但是不能用于金属钠着火后灭火,因为钠燃烧生成的过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,D错误;
故选A。
8.(23-24高一下·天津·阶段练习)下列关于溶液中某些常见离子检验的说法正确的是
A.加入溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
B.加入溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
C.进行焰色试验时,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明含,不含
D.加入浓溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明一定含
【答案】D
【详解】A.能使银离子产生白色沉淀的离子有氯离子、硫酸根离子等,所以加入溶液,有白色沉淀产生,原溶液中不一定含,故A错误;
B.亚硫酸根、碳酸根、硫酸根和钡离子反应都能生成白色沉淀,所以加入溶液,有白色沉淀产生,原溶液不一定含,故B错误;
C.进行焰色试验时,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,透过蓝色钴玻璃目的是滤去黄色光的干扰,证明可能有K元素,不一定是,但不能说明没有Na元素,故C错误;
D.与浓溶液加热,生成氨气是铵盐的性质,可据此检验,故D正确;
故选:D。
9.(24-25高一上·浙江·期中)下列实验操作、现象和结论均正确的是
操作
现象
结论
A
先滴加溶液再滴加溶液
生成白色沉淀
原溶液中有
B
将钠燃烧后的固体投入水中
有气体产生
固体产物中只有过氧化钠
C
用洁净铁丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中一定有,也可能有
D
滴加溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氯化银也是不溶于水的白色沉淀;某溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再滴加稀盐酸,沉淀不溶解,也可能生成氯化银沉淀,故A错误;
B.将钠燃烧后的固体投入水中,有气体产生,说明固体产物中有过氧化钠,同时也可能含有氧化钠,不一定全是过氧化钠,故B错误;
C.观察K的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃,由现象可知一定含钠离子,不能确定是否含钾离子,故C正确;
D.滴加稀NaOH溶液,没有加热,可能生成一水合氨,由实验操作和现象,不能证明原溶液中是否含,故D错误;
答案选C。
10.(24-25高一上·上海·阶段练习)实验室利用如下装置完成CO气体相关实验
(1)盛放甲酸的实验仪器的名称是 。
(2)利用浓硫酸的脱水性,使甲酸(HCOOH)在装置A中产生CO,反应的化学方程式为 ,当硫酸浓度下降至一定值后,反应停止,证明反应后有硫酸剩余的实验方法是 。
(3)装置B可用于吸收挥发出的甲酸,装置C可用于 。
【答案】(1)分液漏斗 (2) HCOOHCO↑+H2O; 取少量剩余液体于试管中,加入铁粉,如果有气泡冒出,说明溶液中含有硫酸 (3)用排水法收集CO
【分析】甲酸与浓硫酸制取CO,用水吸收挥发的甲酸,用排水法收集CO气体,以此分析;
(1)根据图示,盛放甲酸的仪器为分液漏斗;
(2)甲酸利用浓硫酸的脱水性,甲酸分解生成CO,HCOOHCO↑+H2O;浓硫酸浓度降低后,主要显酸性,取少量剩余液体于试管中,加入铁粉,如果有气泡冒出,说明溶液中含有硫酸;
(3)根据分析,装置C用排水法收集CO。
综合应用
1.(24-25高一下·上海·期中)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,下列说法不合理的是
A.上下移动①中铜丝可控制产物SO2的量
B.②中选用品红溶液或溴水均可验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认反应中有Cu2+生成,可向①中加水,观察溶液颜色
【答案】D
【详解】A.向下移动①中铜丝,铜丝与浓硫酸接触,可发生反应生成SO2,向上移动铜丝,铜丝与浓硫酸不接触,反应停止,所以上下移动①中铜丝可控制产物SO2的量,A正确;
B.SO2既能漂白品红,也能还原溴水中的溴,并且都能使溶液的颜色褪去,所以②中选用品红溶液或溴水均可验证SO2的生成,B正确;
C.SO2为酸性氧化物,能与NaOH反应,所以③中可选用NaOH溶液吸收多余的SO2,C正确;
D.①中反应完成后,仍剩余大量的浓硫酸,向①中加水,相当于水加入浓硫酸中,会发生暴沸,从而产生液滴飞溅现象,D错误;
故选D。
2.(24-25高一上·上海·期末)下列气体中①②③④⑤⑥不能用浓硫酸作干燥剂的是
A.②⑤ B.①②⑤ C.②④⑤⑥ D.①②④⑤
【答案】A
【详解】①HCl不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥;
②HI具有强还原性,能被浓硫酸氧化,HI不能用浓硫酸干燥;
③Cl2不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥;
④H2不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥;
⑤H2S具有强还原性,能被浓硫酸氧化,H2S不能用浓硫酸干燥;
⑥SO2不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥;
不能用浓硫酸干燥的是②⑤,A正确;
故选:A。
3.(23-24高一上·上海·期末)下列在常温下进行的实验过程中,始终无明显现象的是
A.Cl2与硝酸银溶液 B.SO2与紫色石蕊溶液
C.浓硫酸与铁片 D.盐酸与碳酸氢钠溶液
【答案】C
【详解】A.Cl2与水反应生成HCl和HClO,HCl与硝酸银溶液反应生成AgCl白色沉淀,故A项不符合题意;
B.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,酸能使紫色石蕊试液变红色,故B项不符合题意;
C.常温下浓硫酸与铁发生钝化反应,阻止反应进一步发生,始终无明显现象,故C项符合题意;
D.盐酸与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡产生,故D项不符合题意;
故本题选:C。
4.(23-24高一下·上海·期中)1.以浓硫酸为干燥剂,选用的下列装置及气体流向均正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.洗气瓶气体流向应该是长进短出,A错误;
B.浓硫酸不能装在U形管中,B错误;
C.洗气瓶气体流向是长进短出,C正确;
D.浓硫酸不能装在干燥管中,D错误;
答案选C。
5.(23-24高一下·青海·期中)某化学兴趣小组用如图所示装置探究浓硫酸与蔗糖(C12H22O11)反应的产物,下列说法正确的是
A.若乙和丁处溶液褪色,均可说明SO2具有漂白性
B.若丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2具有还原性
C.若戊处品红溶液无明显现象,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成
D.若甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,则说明浓硫酸有吸水性
【答案】C
【分析】浓硫酸和蔗糖反应产生SO2、CO2,即甲装置产生的气体为SO2、CO2,SO2具有漂白性,可以用乙装置中的品红溶液进行检验,SO2具有氧化性,可以与H2S溶液反应产生黄色沉淀,SO2具有还原性,可以使酸性刚锰酸钾溶液褪色,戊装置中的品红溶液可以检验SO2是否除尽,己中澄清石灰水用于检验CO2。
【详解】A.丁处酸性刚锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有还原性,A错误;
B.丙处生成淡黄色沉淀,则说明SO2与H2S反应产生S单质,说明SO2具有氧化性,B错误;
C.戊处品红溶液无明显现象,说明SO2已经除尽,己处溶液变浑浊,则说明有CO2生成,C正确;
D.甲处蔗糖由白色变为黄色,最后呈黑色,说明浓硫酸使蔗糖碳化,则说明浓硫酸有脱水性,D错误;
故答案选C。
6.(23-24高一上·上海·期末)下列对实验过程的评价不正确的是
A.将某气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,该气体一定是
B.向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加溶液,产生白色沉淀,则该溶液中一定含有
C.向某溶液中滴加淀粉溶液,无明显现象,再加入氯水,溶液变蓝,该溶液中一定有
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中一定有
【答案】A
【详解】A.将某气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,该气体是或SO2,故A错误;
B.向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加溶液,产生白色沉淀,沉淀一定是硫酸钡,则该溶液中一定含有,故B正确;
C.向某溶液中滴加淀粉溶液,无明显现象,再加入氯水,溶液变蓝,说明有碘单质生成,该溶液中一定有,故C正确;
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明放出氨气,则该溶液中一定有,故D正确;
选A。
7.(25-26高一·上海·假期作业)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
【详解】A.浓硫酸是酸性干燥剂,不能干燥碱性气体如氨气,也不能干燥还原性气体,故A错误;
B.硫与浓硫酸反应中,浓硫酸中硫元素化合价降低被还原为SO2,仅表现强氧化性,故B正确;
C.足量铜与2mol浓硫酸反应时,随浓度降低反应停止,参与反应的硫酸小于2mol,所以生成SO2少于1mol,故C错误;
D.常温下浓硫酸与铁、铝发生钝化反应,而非“不反应”,故D错误;
选B。
拓展培优
8.(24-25高二上·广东广州·开学考试)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,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.过程中产生刺激性气体,体现了浓硫酸的酸性
D.反应后蔗糖分子中所有的化学键都发生了断裂
【答案】C
【详解】A.过程①白色固体变黑,发生了蔗糖脱水生成碳,体现了浓硫酸的脱水性,A正确;
B.蔗糖脱水生成的碳单质与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,使固体体积膨胀,与产生的大量气体有关,B正确;
C.产生刺激性气体是SO2,体现了浓硫酸的强氧化性,C错误;
D.反应后蔗糖分子先生成碳单质和水,最后生成二氧化碳,分子中所有的化学键都发生了断裂,D正确;
答案选C。
9.(25-26高一上·全国·课堂例题)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是
A.32 g 硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为 6NA
B.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
C.0.1 mol 氯气充分反应,转移的电子数不一定为0.2NA
D.钢铁在空气中发生电化学腐蚀,若生成16 g Fe2O3,则负极失去的电子数为0.4NA
【答案】A
【详解】A.硫在足量氧气中燃烧生成SO2,硫从0价升至+4价,1mol S转移4mol电子,32 g 硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为4NA,A错误;
B.浓硫酸与镁反应时,初始为浓硫酸(生成SO2和硫酸镁,1mol H2SO4转移1mole⁻),浓度降低后转为稀硫酸(生成H2,1mol H2SO4转移2mole⁻),含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA,B正确;
C.氯气参与的反应可能为歧化反应,如0.1 mol 氯气与NaOH充分反应,转移电子数为0.1 NA,C正确;
D.16 g Fe2O3物质的量为0.1mol,钢铁电化学腐蚀中,Fe作为负极被氧化为Fe2+,随后Fe2+被氧化为Fe3+(该过程不是在电极上发生的),则生成16 g Fe2O3,则负极失去的电子数为0.4NA,D正确;
故选A。
10.(24-25高一下·上海浦东新·期中)亚硫酸氢钠主要用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、细菌抑制剂。某学习小组制备并进行有关性质研究,制备溶液的实验装置如图所示(经检验装置气密性良好)。
(1)仪器a的名称是 ,该实验中浓硫酸体现出的性质是 。
A.吸水性 B.脱水性 C.氧化性 D.酸性
(2)制备的离子方程式是 。进行制备实验时,关于装置、的分析正确的是 。
A.装置中产生
B.装置中产生
C.装置C、D中发生的反应完全相同
D.混合装置、溶液,可以获得更多
(3)为判断制备实验的结束时间,可以在装置 前(填字母符号)再增加一个洗气瓶;其中盛有的溶液可以是 。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.品红溶液
【答案】(1) 分液漏斗 CD
(2) A
(3) D D
【分析】装置A中浓硫酸与铜共热可生成SO2气体,装置B用作安全瓶,防止装置C中的溶液倒吸入装置A中,SO2气体进入装置C的氢氧化钠溶液中可反应生成,装置D中的NaOH溶液用于吸收多余的SO2,防止污染空气。
【详解】(1)仪器a的名称是分液漏斗;铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫及水,反应的化学方程式为,反应过程中一半浓硫酸被还原为二氧化硫气体,这部分浓硫酸体现出了氧化性,另一半浓硫酸体现酸性(S元素化合价不变),故选CD。
(2)过量的二氧化硫气体和氢氧化钠溶液反应可生成亚硫酸氢钠,则制备的离子方程式是。进行制备实验时,装置中足量的SO2气体和少量的NaOH溶液反应产生,装置中足量的NaOH溶液用于吸收多余的SO2气体(少量),二者反应产生而非,若混合装置、中的溶液,可能由于NaOH溶液的量太多,导致获得的较少甚至无法获得,故选A。
(3)要判断制备实验的结束时间,需检测装置C中的SO2气体是否过量,那么可以在装置D前增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,若品红溶液不褪色,说明制备实验可结束;溶液、溶液、溶液虽然能与SO2气体反应,但无明显“是否过量”的特征现象,不适用,故选D。
11.(24-25高一下·上海·期中)某研究小组利用如图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。
实验步骤与现象如下:
①检查装置气密性,向A中加入5mL浓硫酸,打开K,将铜丝伸入浓硫酸中,给A处加热,观察到B中品红溶液褪色,再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑,产生气泡,液面上方产生大量白雾,一段时间后溶液中有白色固体出现,拉出铜丝,停止加热。
将回答下列问题:
(1)溶液中白色固体是 (填化学式),C中CCl4的作用是 。
(2)取出铜丝,用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中,铜丝变亮、溶液变蓝,写出A中可能发生反应的化学方程式① ;② 。
(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。分离出C中上层液体的操作名称为 ;白色沉淀为 。
【答案】(1) CuSO4 防止倒吸 (2) (3)分液 BaSO4
【分析】浓硫酸在加热时发生反应,由于在浓硫酸中水很少,所以得到是无水硫酸铜CuSO4,颜色为白色,SO2有漂白性,能使某些有色物质如品红变为无色,因此装置B的品红溶液变为无色,SO2是酸性氧化物,能与NaOH发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,导致导气管内的气体压强减小,而引起倒吸现象的发生,但是SO2在CCl4中不容易溶解,因此可以防止倒吸现象的发生,据此回答。
(1)由分析知,溶液中白色固体是CuSO4,C中CCl4的作用是防止倒吸;
(2)由②实验观察到A中液面下铜丝变黑,A中可能生成黑色固体CuO,A中可能发生反应的化学方程式为、;
(3)C中CCl4与NaOH溶液分层,分离上层液体用分液操作;滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生发生Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl、2BaSO3+O2=2BaSO4反应,BaSO4既不溶于水也不溶于酸。因此白色沉淀为BaSO4。
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