5.1 第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验 课后达标 素养提升(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版）

1．(2024·南阳高一期末)炼丹家狐刚子在“炼石胆取精华法”中作如下叙述：“以土墼(即砖坯)垒作两个方头炉……一炉中著铜盘，使定，即密泥之；一炉中以炭烧石胆(CuSO4·5H2O)使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷……”。狐刚子所取的“精华”为(　　) A．H2O B．SO2 C．稀硫酸 D．CuSO4溶液 解析：选C。高温煅烧硫酸铜晶体时，晶体先失去结晶水，然后硫酸铜分解为氧化铜固体和三氧化硫蒸气，文中所说的“烟”是三氧化硫与水蒸气的混合物，冷却后二者化合生成硫酸。所以，狐刚子所取的“精华”为稀硫酸。 2．探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是(　　) A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量 B．装置乙可用于收集SO2气体 C．为确认装置甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色 D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O 解析：选B。二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，导气管应长进短出。 3．已知NO在酸性条件下具有强氧化性。向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X)，再向试管中加入足量盐酸并充分振荡，静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是(　　) A．X可能是BaSO3 B．X一定是BaCO3 C．Y与X的成分不可能相同 D．该盐溶液中一定含有SO 解析：选A。若X是BaSO3，加入足量盐酸，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将BaSO3氧化成BaSO4，溶液中仍存在白色沉淀，故A正确；若X是BaCO3，加入足量盐酸，发生反应BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑，溶液中没有沉淀，故B错误；若X是BaSO4，加入足量盐酸，沉淀不溶解，所以沉淀Y还是BaSO4，Y与X的成分相同，故C错误；该盐溶液中若含有SO，沉淀X是BaSO3、沉淀Y是BaSO4，该盐溶液中不一定含有SO，故D错误。 4．下列实验所得结论不正确的是(　　) 实验 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 装置 现象 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中产生的气体是氢气 B．实验Ⅱ中没有发生化学反应 C．实验Ⅲ中产生的气体是二氧化硫 D．浓度、温度会影响实验现象 解析：选B。稀硫酸和铁反应生成的气体是氢气，A项正确；常温下，铁片遇到浓硫酸发生钝化，该过程中发生了化学变化，B项错误；加热条件下，铁片可以溶于浓硫酸中，浓硫酸为氧化剂，生成的无色、有刺激性气味的气体是二氧化硫，C项正确；实验Ⅰ、Ⅱ中硫酸的浓度不同，说明浓度会影响实验现象，实验Ⅱ、Ⅲ中温度不同，说明温度会影响实验现象，D项正确。 5．将碳和浓硫酸反应产生的气体X通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中(如右图所示)。下列说法正确的是(　　) A．洗气瓶中会产生沉淀，该沉淀是BaCO3和BaSO3的混合物 B．洗气瓶中发生的离子反应可能为SO2＋H2O＋Ba2＋===BaSO3↓＋2H＋ C．Y处逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明反应产生了CO2 D．若将BaCl2溶液改为煮沸后冷却的Ba(NO3)2溶液，会有白色沉淀产生(NO在酸性条件下具有强氧化性) 解析：选D。碳与浓硫酸共热产生的气体X为CO2和SO2的混合气体，二者均不与BaCl2溶液反应，洗气瓶中没有沉淀产生，故A、B错误；CO2和SO2均能使澄清石灰水变浑浊，故Y处逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊，不能说明反应产生了CO2，故C错误；若将BaCl2溶液改为煮沸后冷却的Ba(NO3)2溶液，二氧化硫与水反应生成的亚硫酸根离子被NO(H＋)氧化为硫酸根离子，会有BaSO4白色沉淀产生，故D正确。 6．下列实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有吸水性 B 向某溶液中滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中含有SO C 将浓硫酸和铜加热，冷却后用水稀释 产生有刺激性气味的气体，稀释后溶液呈蓝色 浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性 D 将足量锌和浓硫酸共热，将气体通入品红溶液 产生有刺激性气味的气体，品红溶液褪色 产生的气体只有SO2　 解析：选C。将浓硫酸滴到蔗糖表面，变黑与浓硫酸的脱水性有关，膨胀是C与浓硫酸发生氧化还原反应生成气体，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，A不符合题意；与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子，可能是SO，也可能是Ag＋等，B不符合题意；浓硫酸和铜在加热条件下发生反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸在反应中既表现氧化性，又表现酸性，C符合题意；锌和浓硫酸反应，首先生成SO2，当浓硫酸变为稀硫酸时，锌和稀硫酸反应生成H2，因此，生成的气体应为SO2和H2的混合气体，D不符合题意。 7．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药等，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物如黄铁矿(主要成分FeS2)为原料制备硫酸，制备原理示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为2FeS2＋11O2Fe2O3＋4SO2 B．尾气中的SO2可回收循环利用，增大原料利用率 C．用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全 D．为减少SO2对大气的污染，可选用CaO作为固硫剂把尾气中的SO2以盐的形式固定 解析：选A。黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式是4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，故A说法不正确；回收循环利用SO2可增大原料利用率，故B说法正确；工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全，故C说法正确；为减少SO2对大气的污染，可选用CaO与SO2反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙进一步被氧化成硫酸钙，故D说法正确。 8．硫酸是当今世界最重要的化工产品之一。 Ⅰ.硫酸的各种制法 (1)早在1 000多年前，我国就已采用加热绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。 ①将FeSO4受热产生的气体通入下图1所示的装置中，以检验产生的气体中是否含有SO3和SO2。能说明SO2存在的实验现象是 ________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ②有同学提出图1虚线框内盛装NaOH溶液的装置可以换成a装置，其中多孔玻璃球泡的作用是_____________________________________________ ___________________________________________________________。 (2)目前工业上主要采用接触法制备硫酸，其中一步为2SO2＋O22SO3。实验室模拟该过程常用下图2所示的装置进行实验。b装置中盛有浓硫酸，写出b装置的作用：_________________________________(写出两点)。 Ⅱ.硫酸的性质 (3)下图3所示的装置中甲试管内发生反应的化学方程式为 ___________________________________________________________， 该反应体现了浓硫酸的性质为___________________________________。 解析：Ⅰ.(1)①SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，故能说明SO2存在的实验现象是品红溶液褪色。②a装置中多孔玻璃球泡的作用是增大接触面积，提高气体的吸收效率。 (2)b装置中盛有浓硫酸，混合气体通过b装置，b装置的作用为干燥气体；使气体混合均匀；控制气流速率，调整气流比例。 Ⅱ.(3)加热条件下，Cu能与浓硫酸反应生成CuSO4、SO2和H2O，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，该反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。 答案：Ⅰ.(1)①品红溶液褪色　②增大接触面积，提高气体的吸收效率　(2)干燥气体；使气体混合均匀；控制气流速率，调整气流比例(任写两点) Ⅱ.(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　强氧化性和酸性 9．某厂漂白车间需要22.4 L(标准状况下)SO2，某化学小组经计算后，取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓硫酸(含2 mol H2SO4)充分反应，锌全部溶解后，即将收集所得气体全部送至车间，不料经质检科检验后，发现产品存在严重的质量问题，气体随即被退回。 (1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：_____________________________ ___________________________________________________________。 (2)该化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是________(填化学式)，造成这种结果的主要原因是__________________________________ ___________________________________________________________。 (3)为了验证所制气体的成分，该化学小组设计了如下图所示的实验装置。 ①连接好仪器，开始实验前，必须进行的操作是 _________________________________________________。 ②A中盛装的试剂是________，酸性KMnO4溶液的作用是________________。B中盛装的试剂是________，作用是 ___________________________________________________________。 ③证明气体中混有某杂质气体的实验现象： C中___________________________________________________________， D中___________________________________________________________。 解析：(1)锌与浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O。(2)Zn与浓硫酸反应放出SO2气体，随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，而Zn与稀硫酸反应放出H2。(3)连接好仪器后，应先检查装置的气密性。气体中主要有SO2和H2，所以A中可盛装品红溶液用来验证SO2，通过酸性KMnO4溶液除去SO2；B中可盛装浓硫酸用来干燥H2；H2先通过红热的CuO(C中)，再通过无水CuSO4(D中)，若C中黑色的CuO变为红色，D中无水CuSO4变为蓝色，则证明原混合气体中有H2。 答案：(1)Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)H2　随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，Zn与稀硫酸反应放出H2　(3)①检查装置的气密性　②品红溶液　除去SO2　浓硫酸　干燥H2 ③黑色CuO变为红色　无水CuSO4变为蓝色 10．为精制食盐，需除去粗盐水中的Ca2＋、SO和Mg2＋，下列说法正确的是(　　) A．①②③依次加入过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液 B．取滤液a，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明SO没有除尽 C．加入稀盐酸初期，溶液中无明显现象，后期会生成无色气体 D．用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时，应在溶液蒸干后再停止加热 解析：选C。Na2CO3主要除去Ca2＋和过量的Ba2＋，因此Na2CO3溶液要加在BaCl2溶液后面，故A项错误；取滤液a，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，可能生成了碳酸钡沉淀，不能说明SO没有除尽，故B项错误；加入稀盐酸初期，主要是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，溶液中无明显现象，后期主要是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，有无色气体生成，故C项正确；用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时，应在得到大量晶体后停止加热，利用余热蒸干，故D项错误。 11．利用如下图所示的装置进行下列实验，能达到实验目的的是 (　　) 选项 ① ② ③ 实验目的 A 浓硫酸 Cu 溴水 验证浓硫酸具有强氧化性 B 浓硫酸 Na2SO3 酸性高锰酸钾溶液 验证SO2的氧化性 C 稀硫酸 Zn 空气 制取并收集H2 D 稀硫酸 Na2CO3 澄清石灰水 验证非金属性：S ＞ C 解析：选D。A．铜与浓硫酸反应需要加热，常温下不发生反应，故A不能达到实验目的；B．浓硫酸与亚硫酸钠混合反应生成二氧化硫，二氧化硫能把高锰酸钾还原为锰离子，溶液变为无色，体现了二氧化硫的还原性，故B不能达到实验目的；C．稀硫酸与锌反应生成氢气，氢气的密度小于空气的密度，应采用向下排空气法收集，即③号试管中导气管应短进长出，故C不能达到实验目的；D．稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，体现了强酸制弱酸的规律，由于碳酸、硫酸分别是碳、硫元素对应的最高价含氧酸，所以可以验证非金属性：S＞C，故D能达到实验目的。 12．已知X为某种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A、B、C、D、X五种物质的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去。下列有关说法错误的是(　　) A．X使蓝矾晶体变白的现象体现了X的吸水性 B．若A为铜，则A与X在常温下不反应 C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最终没有白色沉淀产生 D．1 mol B与足量氧气混合，在一定条件下反应生成D，转移2 mol电子 解析：选D。A．浓硫酸具有吸水性，可以吸收蓝矾晶体中的结晶水，从而使其变白，A正确；B．Cu在常温下不与浓硫酸反应，B正确；C．碳单质与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2、CO2和H2O，则B为SO2，C为CO2，若将CO2通入少量的澄清石灰水中，最终生成可溶于水的碳酸氢钙，没有白色沉淀产生，C正确；D．SO2与O2的反应为可逆反应，1 mol SO2不能完全反应，转移电子的物质的量小于2 mol，D错误。 13．用20 mL 18.4 mol/L的浓硫酸和铜共热一段时间后，待反应混合物冷却，滤去多余的铜，将滤液稀释到100 mL，所得溶液中SO浓度为2.68 mol/L。下列说法不正确的是(　　) A．溶解的铜的质量为6.4 g B．标准状况下生成SO2的体积为2.24 L C．反应中消耗硫酸的物质的量为0.2 mol D．滤液稀释后c(CuSO4)＝0.1 mol/L 解析：选D。20 mL 18.4 mol/L的浓硫酸中n(SO)＝0.02 L×18.4 mol/L＝0.368 mol，反应后n(SO)＝0.1 L×2.68 mol/L＝0.268 mol，减少的n(SO)＝0.1 mol；由铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，生成的n(CuSO4)＝生成的n(SO2)＝溶液中减少的n(SO)。A．根据上述分析可知，有0.1 mol铜参加反应，质量为0.1 mol×64 g/mol＝6.4 g，A正确；B．根据上述分析可知，生成SO2的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L，B正确；C．根据反应的化学方程式可知，0.1 mol Cu参加反应时消耗0.2 mol硫酸，C正确；D．消耗0.1 mol Cu，生成0.1 mol CuSO4，稀释后溶液体积为100 mL，所以c(CuSO4)＝1.0 mol/L，D错误。 14．某兴趣小组以铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜。 方法一：甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L－1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到了灰白色沉淀。 (1)甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验： [实验步骤]　冷却后倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。 [实验现象]　____________________________________________。 [实验结论]　所得灰白色固体的化学式为__________。 (2)乙同学还观察到在加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________(用化学方程式表示)。 反应完毕后，发现试管中还有铜片剩余，乙同学根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 方法二：丙同学认为甲同学设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。 (3)对比甲同学的方案，你认为丙同学的方案的优点是 ①___________________________________________________________； ②___________________________________________________________。 方法三：丁同学取一片铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入H2O2溶液发现溶液逐渐变为蓝色。 (4)写出发生反应的化学方程式：_______________________________ ___________________________________________________________。 解析：(1)浓硫酸具有吸水性、强氧化性，在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。(2)反应中生成的淡黄色固体是硫单质，持续加热，硫单质被浓硫酸氧化。(3)产生等量的CuSO4时，丙同学的方案所用的硫酸的量少，且没有产生有毒气体SO2。(4)铜具有还原性，能被氧化成铜离子，过氧化氢具有氧化性，能被还原为水，稀硫酸提供氢离子。 答案：(1)灰白色物质溶解，溶液变为蓝色　CuSO4 (2)S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O　随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜发生反应 (3)①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少 ②不产生有毒气体SO2 (4)H2SO4＋Cu＋H2O2===CuSO4＋2H2O 学科网（北京）股份有限公司 $