内容正文:
第2课时 硫酸、硫酸根离子的检验
课程标准
核心素养
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫酸的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫酸根离子的检验方法,认识其在粗盐提纯中的应用
①宏观辨识与
微观探析
能从物质类别元素化合价的角度,预测硫酸的性质及转化
②科学探究与
创新意识
能根据教材中给出的有关硫酸的性质,设计简单的实验方案,完成操作,观察现象,对实验现象作出解释
③科学态度与
社会责任
具有理论联系实际的观念,能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法提出粗盐提纯的解决措施,逐步形成节约成本、循环利用、保护环境等观念
一、硫酸
1.硫酸的用途与工业制备
(1)用途
①重要的化工原料,可用于制 化肥、农药 、炸药、染料、盐类等;
②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。
(2)工业制备
空气, SO2 SO3 H2SO4
写出工业制备硫酸有关反应的化学方程式:
①制备SO2: 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 或S+O2SO2;
②制备SO3: 2SO2+O22SO3 ;
③吸收SO3: SO3+H2O===H2SO4 。
2.稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性。
写出下列反应的离子方程式:
(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 。
3.浓硫酸的特性
(1)吸水性与脱水性
吸水性
脱水性
原理
浓硫酸能够吸收 气体、液体中的水分子 及固体中的结晶水
浓硫酸能把有机物中 氢、氧元素按水的组成比 脱去,剩余黑色的炭
区别
物质中含有H2O
物质中不含有H2O,只含有氢元素和氧元素
应用
作干燥剂
(2)强氧化性
二、SO的检验
试样取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是 防止CO、SO、Ag+干扰 。
浓硫酸的强氧化性
1.浓硫酸强氧化性的本质
浓硫酸具有强氧化性是因为硫酸分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。
2.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
硫酸盐和SO2
锌等其他
活泼金属
与浓硫酸反应时,
开始产生SO2,
后来产生H2
强氧化性
和酸性
较不活泼金
属(如:铜、银等)
金属+浓硫酸
高价态硫酸盐
+SO2↑+H2O
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H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
3.区分浓硫酸和稀硫酸的方法
方法
操作
结论
脱水法
用玻璃棒蘸取两种酸分别涂在纸上
变黑者是浓硫酸
稀释法
分别加入盛水的试管中
放热者是浓硫酸
吸水法
分别滴到硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)上
蓝色晶体变白者是浓硫酸
钝化法
常温下,取已去氧化膜的两块铝片(或铁片)分别放入盛有浓、稀硫酸的试管中
有大量气泡冒出的是稀硫酸,无明显现象的是浓硫酸
生雾法
分别滴到浓盐酸中
有白雾产生的是浓硫酸
黏度法
分别用玻璃棒蘸取两种酸
黏稠状的是浓硫酸
密度法
分别称量相同体积的两种酸
质量大的是浓硫酸
氧化法
分别取两支试管,加入铜片后再分别加入两种酸,加热
溶液变蓝,有刺激性气味气体产生的是浓硫酸
[典例示范]
[典例1] 根据如图所示装置,回答下列问题。
(1)开始加热后,产生的现象是
a处 ________________ ;b处 ________________ 。
(2)停止反应后,用酒精灯在b处微微加热,产生的现象是
________________________________________________________________________。
(3)写出a处发生反应的化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 ________ (填字母)。
a.铁粉 B.BaCl2溶液
c.银粉 D.NaHCO3溶液
[解题指南] 解答本题需注意以下两点:
(1)明确浓硫酸的强氧化性。
(2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。
[解析] (1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体,SO2能使品红褪色,生成的CuSO4使溶液变蓝色。(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。(4)SO2有毒,不能直接排放在空气中,用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应,可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生则可证明确有余酸。
[答案] (1)有气泡产生,溶液变蓝 纸条褪色
(2)纸条由无色恢复为红色
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)吸收多余的SO2,以防止污染环境
(5)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②a、d
[学以致用]
1.浓硫酸在下列物质的转化中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是( )
A.Cu―→CuSO4
B.C―→CO2
C.蔗糖―→“黑面包”
D.Fe2O3―→Fe2(SO4)3
答案:A
SO的检验及粗盐的提纯
1.SO的检验
(1)检验方法
(2)原理
①先加稀盐酸的目的:防止CO、SO、Ag+的干扰。
②过程中可能发生反应的离子方程式:
CO+2H+===H2O+CO2↑、SO+2H+===H2O+SO2↑、Ag++Cl-===AgCl↓、SO+Ba2+===BaSO4↓。
2.粗盐的提纯
(1)除去粗盐中不溶性杂质——过滤
(2)除去粗盐中可溶性杂质
①原理:
②加试剂的先后顺序
原则:Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后;加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为
BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸;
BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。
[典例示范]
[典例2] 同学们都喜欢照相,在照相机底片的处理过程中,照相显影剂(或称显影剂)是一种让感光产生的隐藏影像或印记在底片上显现的化学用剂。亚硫酸钠是照相显影剂中的一种成分。
某亚硫酸钠试剂已部分被氧化,为确定它的纯度,要进行如下实验:
试回答:
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是什么?(科学探究与创新意识)
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是什么?(科学探究与创新意识)
(3)判断操作③是否完成的方法是什么?(科学探究与创新意识)
(4)判断沉淀是否洗净的方法是什么?(科学探究与创新意识)
(5)列式计算Na2SO3的纯度。(证据推理与模型认知)
[解析] (1)BaCl2与Na2SO3反应也会生成BaSO3白色沉淀,干扰实验。
(2)加入稍过量的BaCl2目的是使SO完全沉淀。
(3)操作③是为了使SO沉淀完全,只要检验溶液中有无SO即可。
(4)沉淀可以吸附溶液中的Cl-,若沉淀洗涤干净,则检验不出Cl-。
(5)最后沉淀为BaSO4,由硫元素守恒可知n(Na2SO4)=n(BaSO4)= mol,m(Na2SO3)=W1 g-m(Na2SO4)=W1 g-×142,则Na2SO3纯度为(1-)×100%。
[答案] (1)防止BaSO3沉淀的产生而引起误差。
(2)使试样中的SO完全转化为BaSO4沉淀。
(3)将混合液静置,取上层清液少许,继续滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则操作③完成。
(4)取最后一次洗涤液少许,滴加AgNO3溶液,若无沉淀出现,则已洗净,反之则未洗净。
(5)n(Na2SO4)=n(BaSO4)= mol,m(Na2SO3)=W1 g-m(Na2SO4)=W1g-×142,则Na2SO3纯度为×100%。
[典例3] 我国有三大盐场,分别是长芦盐场、布袋盐场和莺歌海盐场。
盐场制得的粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外,还含有泥沙等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验完成下列问题:
(1)实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:
①固定铁圈位置 ②加热搅拌 ③放置酒精灯
④停止加热 ⑤放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)。写出正确的操作顺序
________ 。(科学探究与创新意识水平1)
(2)如何运用最简单的方法检验溶液中有无SO?如果有,应该如何除去SO?(科学探究与创新意识水平2)
(3)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是什么?(科学探究与创新意识水平3)
(4)将经过操作(3)后的溶液过滤。请问这一操作哪些杂质离子不能除净?(已知MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大)(科学探究与创新意识水平4)
[解析] (1)实验室在组装仪器时所遵循的原则是自下而上,从左到右,故操作顺序为③①⑤②④。
(2)由于SO可与Ba2+生成BaSO4白色沉淀,故可向溶液中加入可溶性钡盐,但要遵循不带入新杂质的原则。
(3)为了使杂质离子除净,所用试剂均应稍过量,因此(2)中除SO时所加入的可溶性钡盐应过量。加Na2CO3的目的是除去Ca2+和少量Mg2+及过量的Ba2+。
(4)由于MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大,除Mg2+一般用NaOH溶液,所以此时Mg2+不能除净。
[答案] (1)③①⑤②④
(2)加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则有SO;加过量BaCl2溶液,过滤
(3)除去Ca2+、少量的Mg2+及过量的Ba2+
(4)Mg2+不能除净
[学以致用]
2.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀不溶解,则该溶液中( )
A.一定有SO
B.可能有SO或Ag+
C.一定无Ag+
D.可能有CO
答案:B
3.下列关于粗盐提纯的说法中正确的是( )
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀一些,防止食盐不完全溶解
B.滤去不溶性杂质后,将滤液移至坩埚内加热浓缩
C.当蒸发到剩余少量液体时停止加热,利用余热将液体蒸干
D.将制得的晶体转移到新制过滤器中,用大量水洗涤
解析:C [A项中,溶解粗盐时,在保证粗盐溶解的前提下应尽量少加水,避免蒸发时困难;B项中,该操作应在蒸发皿中进行;D项中,用大量水洗涤会造成食盐损失过多。]
1.下列关于硫酸的叙述中,正确的是( )
A.浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸具有强氧化性,不可贮存在铝、铁容器中
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D.稀释浓硫酸时,应将水沿着器壁慢慢加入到浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
解析:A [使蔗糖炭化,表现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸具有强氧化性,可使铝、铁在常温下发生钝化,浓硫酸可贮存在铝、铁容器中,B项错误;浓硫酸与氨气反应,不能用于干燥氨气,C项错误;浓硫酸密度比水大,稀释浓硫酸时,为防止酸液飞溅,应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌,D项错误。]
2.下列溶液中,不能区别SO2和CO2气体是( )
①石灰水 ②KMnO4溶液 ③溴水 ④用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑤品红溶液
A.①②③⑤ B.②③④⑤
C.只有① D.①②
解析:C [CO2和SO2通入澄清石灰水中,都是先生成白色沉淀,气体过量时沉淀又溶解,所以石灰水不能区别;SO2有还原性,能使KMnO4溶液褪色,也能使溴水褪色,而CO2不能,所以KMnO4溶液和溴水能区别这两种气体;NO在酸性条件下能将SO2氧化成SO,SO与Ba2+结合成BaSO4沉淀;而CO2与Ba(NO3)2溶液不反应,所以HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液能区别;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色;而CO2不能,所以品红溶液能区别。]
3.某学生为了探究浓硫酸的性质,实验过程及现象如下:向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖变黑,体积膨胀,变成多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味气体。该同学在实验中未涉及的浓硫酸性质是( )
A.吸水性 B.脱水性
C.酸性 D.强氧化性
解析:C [浓硫酸将有机物中的H、O元素以2∶1水分子的形式脱去,体现脱水性,脱水生成的碳与热的浓硫酸反应有气体放出,是浓硫酸的强氧化性,同时浓硫酸还具有吸水性,该过程中不能体现浓硫酸的酸性。]
4.下列说法不正确的是( )
A.检验Cl-的试剂是稀硝酸和硝酸银
B.检验SO的试剂是BaCl2和稀HCl
C.向溶液中加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明原溶液一定含CO
D.向溶液中加入BaCl2生成白色沉淀,则溶液中可能有SO
解析:C [A.检验Cl-,加入硝酸银和稀硝酸,若有白色沉淀生成,证明含有Cl-,选项A正确;B.检验SO,先加入稀盐酸,无明显现象,再加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,证明含有SO,选项B正确;C.向某溶液中加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,二氧化硫和二氧化碳均可以使石灰水变浑浊,说明溶液中有碳酸盐,碳酸氢盐、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,选项C错误;D.向溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,溶液中可能含有SO、CO或Ag+,选项D正确。]
5.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用如图所示装置进行有关实验。
请回答下列问题:
(1)试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为:___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可抽动铜丝的作用是______________________________________________________。
(3)试管Ⅱ中现象为______________________________________________________;
可证明_____________________________________________________。
(4)试管Ⅲ的管口用浸有碱(NaOH溶液)的棉团塞住,其作用是________________________________________________________________________。
解析:(1)试管Ⅰ中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)通过抽动铜丝,以随时中止反应,避免浪费原料、减少污染气体的产生。
(3)二氧化硫具有漂白性,所以试管Ⅱ中品红溶液褪色。
(4)二氧化硫有毒,多余的气体不能直接排放,需要用氢氧化钠溶液吸收SO2气体,防止空气污染,反应的化学方程式为:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)可控制反应随时停止
(3)品红溶液褪色 SO2具有漂白性
(4)吸收未反应完的SO2,防止SO2污染环境
一、单项选择题
1.在粗盐的提纯实验中,下列说法正确的是( )
A.该实验得到的NaCl中无其他任何杂质
B.检验所得NaCl中是否混有BaCl2,可用AgNO3溶液
C.不必考虑所加试剂的顺序
D.该实验分为溶解、过滤和蒸发三个步骤除去杂质
解析:D [A.粗盐通过溶解、过滤、蒸发后可除掉难溶性杂质泥沙,再溶解,通过添加过量氢氧化钠溶液(除Mg2+)、过量氯化钡溶液(除SO)、过量碳酸钠溶液(除Ca2+、以及过量的Ba2+),过滤,向滤液中加入过量稀盐酸,除掉过量的氢氧根离子以及过量的碳酸根离子,最后蒸发结晶,氯化氢挥发,得到精盐,不含任何杂质太绝对了,故A错误;B.检验所得NaCl中是否混有BaCl2,应检验阳离子钡离子,因为NaCl中有氯离子,正确的方法是:取少量NaCl配成溶液,滴加Na2SO4溶液,若有白色沉淀产生,说明混有BaCl2,故B错误;C.BaCl2必须放在Na2CO3之前,否则不能除去过量的Ba2+,C错误;D.根据A的分析,粗盐的提纯实验基本操作分为溶解、过滤和蒸发三个步骤,D正确。]
2.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是( )
A.SO2、Cl2、H2S B.O2、H2、SO2
C.O2、H2、NO D.HCl、CO、NH3
解析:B [A项,H2S与SO2、Cl2会发生氧化还原反应,不能大量共存,而且H2S不能用浓硫酸干燥,错误;B项,O2、H2、SO2不发生反应,可以大量共存,而且都与浓硫酸不发生反应,可以用浓硫酸干燥,正确;C项,NO和O2不能大量共存,错误;D项,HCl、NH3会发生反应产生NH4Cl,不能大量共存,而且NH3与浓硫酸会发生反应,因此不能使用浓硫酸干燥。]
3.在如图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是( )
A.①中苹果块会干瘪
B.②中胆矾晶体表面有“白斑”
C.③中小试管内有晶体析出
D.④中pH试纸变红
解析:D [浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸气。苹果块中散发的水分、胆矾风化产生的水、饱和KNO3溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收,从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水CuSO4,饱和KNO3溶液失水而有晶体析出,浓硫酸中不能电离出H+,因此pH试纸不会变红,但会被炭化而变黑。]
4.除去NaCl溶液中混有的MgCl2应选用的试剂和操作方法是( )
A.加入适量Na2SO4溶液后过滤
B.加入适量NaOH溶液后过滤
C.加入过量NaOH溶液后蒸发
D.加入过量Na2CO3溶液后过滤
解析:B [A.加入适量Na2SO4会引入硫酸根离子,且它和镁离子不反应,不能除去,故A错误;B.加入适量NaOH后,生成氯化钠和氢氧化镁沉淀,过滤可以得到滤液氯化钠,故B正确;C.加入过量NaOH后,生成氯化钠和氢氧化镁沉淀,过滤后滤液中含有氯化钠和氢氧化钠,蒸发结晶会得到氯化钠和氢氧化钠固体混合物,故C错误;D.加入过量Na2CO3后会引入杂质离子碳酸根离子,故D错误。]
5.在反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中,浓硫酸的作用是( )
A.酸性 B.强氧化性
C.酸性和强氧化性 D.还原性
解析:B [加热条件下,C和H2SO4(浓)反应生成CO2、SO2和H2O;反应方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,浓H2SO4中S元素的化合价均由+6价降为+4价,所以该反应表明浓硫酸具有强氧化性,故选B。]
6.下列有关浓H2SO4的叙述正确的是( )
A.浓H2SO4与铜片共热的反应中,浓H2SO4既表现出强氧化性,又表现出酸性
B.浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2
C.常温下,铁或铝不与浓H2SO4反应,所以可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4
D.浓H2SO4是不挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸,所以可用浓H2SO4与FeS反应制取H2S气体
解析:A [浓H2SO4与Cu片共热,反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O,由反应式可知,若2 mol H2SO4参加反应,其中1 mol H2SO4作氧化剂,使Cu氧化,本身被还原为SO2,另外1 mol H2SO4起酸的作用,故A项正确。在浓硫酸中存在的是H2SO4分子,其分子中+6价的硫易得到电子,它把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物SO2,即使是遇到活泼金属如Zn、Fe等也是如此,故B项错误。常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应,而是发生钝化,故C项错误。浓H2SO4有强氧化性,H2S有强还原性,前者能把后者氧化,得不到H2S气体,故D项错误。]
7.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,将粗盐溶于水,进行下列操作;①过滤;②加入适量的盐酸;③加入过量的氯化钡溶液;④加入过量的氢氧化钠溶液;⑤加入过量的碳酸钠溶液。正确的操作顺序是( )
A.④③⑤①② B.④⑤③①②
C.④⑤③②① D.④③⑤②①
解析:A [由于过量的钡离子需要利用碳酸钠除去,因此要先除SO离子,然后再除Ca2+离子;如果加反了,过量的钡离子就没法除去,至于加NaOH除去Mg2+离子顺序不受限制,因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了,只要将三种离子除完了,然后过滤即可,最后加盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子,所以正确的操作顺序为:④③⑤①②或③⑤④①②或③④⑤①②,答案选A。]
二、不定项选择题
8.下列四组实验,根据实验事实得出的结论,正确的是( )
A.在五水合硫酸铜晶体中滴加少量浓硫酸,固体颜色由蓝变白,说明浓硫酸具有吸水性
B.在未知试液中滴加BaCl2溶液得白色沉淀,取该白色沉淀加稀盐酸不溶解,说明原未知试液中含有SO
C.在铜片上滴加少量稀硫酸,无明显现象,说明稀硫酸没有氧化性
D.某未知气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,则原气体不一定是SO2
解析:AD [A.五水合硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)本身含有H2O分子,在浓H2SO4作用下失去其水分子变成白色CuSO4,所以体现了浓硫酸的吸水性,A正确。B.加入BaCl2之后且不溶于HCl的白色沉淀可能是AgCl、BaSO4,那么原溶液可能含有Ag+或SO,B错误。C.稀硫酸的氧化性主要表现在与活泼金属反应,Cu不是活泼金属,C错误。D.能使品红褪色的气体可能是SO2、Cl2,所以未知气体不一定是SO2,D正确。]
9.向盐酸中加浓H2SO4时,会有白雾生成,不是导致产生该现象的原因是( )
A.浓H2SO4具有脱水性
B.浓H2SO4具有吸水性
C.盐酸具有挥发性
D.气态溶质的溶解度随温度的升高而降低
解析:A [A.浓硫酸的脱水性是指浓硫酸把有机物的H、O两元素按原子个数比2∶1的比例脱出来,形成水分子,不属于导致产生该现象的原因,故A正确;B.浓硫酸的吸水性是指吸收现成的水分子,包括水蒸气、湿存水和结晶水,吸收过程中放出热量,是水合的过程,属于导致产生该现象的原因,故B错误;C.白雾生成是溶液温度升高,氯化氢变为气体挥发出去,和水蒸气形成盐酸小液滴,证明盐酸具有挥发性,属于导致产生该现象的原因,故C错误;D.从氯化氢气体的挥发可以说明气体溶解度随温度升高,故D错误。]
10.某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl,先将样品溶于适量水中,搅拌、过滤,再将滤液按如图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法正确的是( )
A.起始滤液常温下pH=7
B.试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液
C.上图过程须经3次过滤
D.步骤③的目的是除去CO
解析:CD [氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质,除去碳酸根离子和硫酸根离子,由流程可知,需要加入试剂Ⅰ为过量氯化钡溶液,然后过滤后获得含氯化钡、氯化钾溶液X,然后加入过量的试剂Ⅱ为碳酸钾溶液除去溶液中的氯化钡,过滤,得到含氯化钾和碳酸钾混合液的Y,再加入试剂Ⅲ为过量盐酸,除去过量的碳酸钾,最后通过加热浓缩、蒸发结晶得到氯化钾。A.碳酸钾溶液水解显碱性,pH>7,故A错误;B.由上述分析可知,试剂Ⅰ为BaCl2溶液,不能引入新杂质,故B错误;C.样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,选择试剂除去杂质还需要2次过滤,共3次,故C正确;D.步骤③中加入试剂Ⅱ为过量盐酸,其目的是除去CO,故D正确;故选D。]
三、非选择题
11.某化学课外活动小组围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究:
将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。
请回答:
(1)经测定:上述黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,另一种气体能使澄清石灰水变浑浊,这两种气体的平均相对分子质量约为 __________ 。
(2)经另外研究发现,上述黑色物质与浓硫酸反应,生成的气体之一有刺激性气味,另外的气体的平均相对分子质量为36,这种黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据上述蔗糖与浓硫酸的反应,说明浓硫酸具有 ________ (填字母序号)。
A.酸性 B.吸水性
C.脱水性 D.强氧化性
(4)能否用澄清石灰水鉴别上述(1)中反应生成的两种气体? ________ (填“能”或“不能”)。若不能,请填写两种能鉴别的试剂_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据题意得化学方程式C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,CO2与SO2的平均相对分子质量:(2×64+44)÷3≈57.3。
(2)C与浓H2SO4反应,生成SO2和碳的气态氧化物,Mr(CO2)=44,Mr(CO)=28,28<36<44,则碳的气态氧化物是CO2和CO,并且n(CO2)∶n(CO)=1∶1。再应用守恒法分析,得:2C+3H2SO4(浓)CO2↑+CO↑+3SO2↑+3H2O。
(3)蔗糖变为黑色固体,说明浓硫酸有脱水性;C与浓硫酸反应,说明浓硫酸有强氧化性。
(4)CO2和SO2都能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清。SO2能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等褪色,而CO2不能。
答案:(1)57.3
(2)2C+3H2SO4(浓)CO2↑+CO↑+3SO2↑+3H2O
(3)CD (4)不能 品红溶液、溴水(或酸性高锰酸钾溶液)
12.某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用如图装置探究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为
_____________________________。
C装置的作用_____________________________________________。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是
________________________________________________________________________。
在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为________________________________________________________________________。
(3)验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→ __________ → ________ → ________ → ________ →a→b→ ________ 。
②能证明上述假设成立的实验现象是_________________________________
________________________________________________________________________。
③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨,你认为是否合理,若合理,则不作答,若不合理,请指出不严谨之处__________________________________________________
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解析:(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;C装置的作用吸收尾气,防止污染环境;防倒吸;(2)若将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是常温下,浓硫酸使Fe钝化;在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,实验后阶段浓硫酸变稀,与铁反应会产生氢气,所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快,该气体可能为H2;①若要验证该气体是氢气,根据可供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接顺序:X→c→d→e→f→a→b→g;②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可证明上述假设成立;③有不严谨之处,应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 吸收尾气,防止污染环境;防倒吸
(2)常温下,浓硫酸使Fe钝化 H2
(3)①c d e f g ②E中固体由黑色变红色,H中固体由白色变蓝色 ③应在h之后添加一个盛装碱石灰的球形干燥管
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