5.1.2硫酸及硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 同步练习-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

5.1.2硫酸及SO₄²⁻的检验　不同价态含硫物质的转化 一．选择题 1．某工业废水中存在大量的Na＋、Cl－、Cu2+、SO₄²⁻，欲除去其中的Cu2+、SO₄²⁻，设计工艺流程如图所示： 下列有关说法错误的是(　　) A．NaOH的作用是除去Cu2+ B．试剂a为Na2CO3，试剂b为BaCl2 C．操作X为过滤，试剂c为稀盐酸 D．检验SO₄²⁻是否除尽可取适量待测溶液，先加入盐酸，再加入BaCl2溶液 2．下列关于浓硫酸性质的说法不正确的是(　　) A．浓硫酸可使蔗糖脱水，具有脱水性 B．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化 C．浓硫酸敞口放置一段时间后质量减轻 D．浓硫酸沸点高，难挥发，常温下比较稳定 3．利用如图所示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．湿润的石蕊试纸变红，说明SO2属于酸性氧化物 B．浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色，说明SO2具有还原性 C．澄清石灰水变浑浊，说明反应有CO2产生 D．该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性 4．如图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随雨水降到土壤里 5．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，则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为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应 C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可观察到有白色沉淀产生 D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂 6．工业上用克劳斯工艺处理含H2S的尾气，从而获得硫黄，工艺流程如下图所示： 注：已知反应炉中部分H2S发生反应：2H2S＋3O22SO2＋2H2O 下列说法错误的是(　　) A．每回收32 g单质硫，理论上消耗氧气的体积为33.6 L B．催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2S3S＋2H2O C．为提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3% D．可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫 7．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与结论相符的是(　　) 选项 ① ② 预测②中现象 实验结论 A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强 B 浓硫酸 铜片 铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性 C 浓硫酸 CuSO4·5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性，发生物理变化 D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、氧化性 8.某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置，并对气体产物进行检验，实验装置如图所示。下列结论中正确的是(　　) 选项 现象 结论 A Ⅰ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色 体现了浓硫酸的吸水性 B Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色 体现了SO2的漂白性 C Ⅱ中无水硫酸铜变蓝 说明反应产物中有H2O D Ⅲ中溶液颜色变浅，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊 说明有CO2产生 9.(2024·上海进才中学期中)某元素的单质与足量的浓硫酸反应只有一种还原产物SO2。若反应中消耗单质与酸的物质的量之比为1∶2，则生成物中该元素表现的化合价可能为(　　) ①＋1　②＋2　③＋3　④＋4 A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 10.硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车。某工人边吸烟边用水冲洗，结果发生了爆炸事故，下列引起爆炸的原因中正确的是(　　) A．浓硫酸遇明火爆炸 B．浓硫酸遇水发热爆炸 C．铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 D．稀释后的硫酸溶液与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 二．非选择题 11．利用物质类别及核心元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系如图所示。请回答下列问题： (1)质量相同的a和b的物质的量之比为________。 (2)c的浓溶液能与S反应产生一种气体，该气体的化学式为____________。 (3)将足量的a通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是________(填字母序号)。 A．溶液中出现白色沉淀 B．溶液没有明显变化 C．若再通入Cl2或NH3，则溶液中均会出现白色沉淀 12．研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与储存，过程如下： 请回答下列问题： (1)工业生产H2SO4时最后一步反应的化学方程式是___________________。 (2)反应Ⅰ的化学方程式是_________________________________________ _______________________________________________________________。 其中氧化产物与还原产物的物质的量之比是______________。 (3)反应Ⅱ为歧化反应，其中硫元素的化合价是由______价变化为________价。 (4)反应Ⅲ中硫在氧气中燃烧现象是_________________________________ _______________________________________________________________。 检验生成的二氧化硫的方法是______________________________________ _______________________________________________________________， 观察到的现象是__________________________________________________ ______________________________________________________________。 5.1.2硫酸及SO2－4的检验　不同价态含硫物质的转化 一．选择题 1．B　解析：工业废水中存在大量的Na＋、Cl－、Cu2+、，欲除去其中的Cu2+、，由实验流程可知，先加NaOH除去Cu2+，然后加试剂a BaCl2可除去，再加试剂b Na2CO3，试剂b可除去过量Ba2+，操作X为过滤，分离出的溶液含NaCl、NaOH、Na2CO3，最后加试剂c稀盐酸可除去NaOH、Na2CO3。NaOH的作用是除去Cu2+，生成Cu(OH)2沉淀，故A正确；试剂a为BaCl2，试剂b为Na2CO3，Na2CO3加在BaCl2之后可除去过量的Ba2+，故B错误；操作X为过滤，试剂c为稀盐酸，故C正确；检验是否除尽可取适量待测溶液，先加入盐酸，排除干扰离子，再加入BaCl2溶液，若不生成白色沉淀，则除尽，反之没有除尽，故D正确。 2．C　解析：浓硫酸可使蔗糖脱水，具有脱水性，A正确；常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，铁表面形成致密的氧化物保护膜，B正确；浓硫酸具有吸水性，敞口放置一段时间后质量增加，C错误；浓硫酸沸点高，难挥发，常温下比较稳定，D正确。 3．B　解析：浓硫酸与蔗糖反应产生SO2和CO2，SO2和CO2均能使湿润的石蕊试纸变红，不能说明SO2属于酸性氧化物，A错误；浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色，说明SO2具有还原性，B正确；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误；该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，D错误。 4．D　解析：D项，大气中的硫元素部分转化成H2SO4随雨水降到土壤里，错误。 5．D　解析：X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性，A项不正确；常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，B项错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生，且C也可为H2O，C项错误；工业上，SO2转化为SO3的条件是500 ℃左右、常压、使用催化剂，D项正确。 6．A　解析：没有指明标准状况，因此无法计算氧气的体积，故A错误；反应炉中有部分硫化氢转化为二氧化硫，因此催化转化器中发生的反应为SO2＋2H2S3S＋2H2O，故B正确；根据反应：SO2＋2H2S3S＋2H2O和2H2S＋3O22SO2＋2H2O分析，为提高H2S转化为S的比例，则理论上在反应炉中应控制有三分之一的H2S变为SO2，即转化率约为33.3%，故C正确；可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫，若褪色，说明含有二氧化硫，故D正确。 7． D　解析：将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸溶解，放出大量的热，促进了氯化氢的逸出，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，是浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热量，进而与生成的碳反应生成SO2，D项正确。 8.　D 解析　Ⅰ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色，体现浓硫酸的脱水性，故A错误；Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色，a体现了SO2的漂白性，b体现了SO2的还原性，故B错误；Ⅱ中无水硫酸铜变蓝，不能证明有水生成，Ⅱ中品红溶液、溴水均可提供水，故C错误；Ⅲ中溶液颜色变浅未褪色，可排除SO2的影响，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2产生，故D正确。 9.　D 解析　若X为金属，X与H2SO4反应生成硫酸盐、SO2、H2O，令X元素在生成物中的化合价为n,1 mol Xn＋与 mol硫酸根离子结合，则1 mol×n＝×(6－4)，解得n＝＋2；若X为非金属，X与H2SO4反应生成X的氧化物、SO2、H2O，令X元素在生成物中的化合价为m，则1 mol×m＝2 mol×(6－4)，解得m＝＋4，综上分析可知，故选D。 10.　D解析　浓硫酸加水稀释变成稀硫酸后，与金属铁反应产生氢气，氢气在空气中遇明火发生爆炸。 二．非选择题 11． 解析：(1)由图可知，a是SO2，b是SO3，由公式m＝nM可得，质量相同的a和b，物质的量之比为摩尔质量的反比，即n(SO2)∶n(SO3)＝80∶64＝5∶4。(2)由图可知，c是H2SO4，浓硫酸会和S发生归中反应生成SO2。(3)将足量的SO2通入BaCl2溶液中，溶液没有明显变化，若再通入Cl2会发生氧化还原反应，最后生成硫酸钡沉淀，若通入NH3，则会在碱性环境下生成亚硫酸钡沉淀。 答案：(1)5∶4　(2)SO2　(3)BC 12． 解析：(1)工业生产 H2SO4时最后一步反应是三氧化硫和水反应生成硫酸，反应的化学方程式是SO3＋H2O===H2SO4。(2)反应Ⅰ是硫酸分解生成氧气、二氧化硫和水，反应的化学方程式是2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O↑。反应中氧元素化合价升高，氧气是氧化产物，硫元素化合价降低，SO2是还原产物，则其中氧化产物与还原产物的物质的量之比是1∶2。(3)反应Ⅱ为歧化反应，反应为二氧化硫转化为硫酸和单质硫，因此其中硫元素的化合价是由＋4价变化为＋6价和0价。(4)反应Ⅲ中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，燃烧现象是产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。二氧化硫能使品红溶液褪色，加热后又恢复原来的颜色。 答案：(1)SO3＋H2O===H2SO4 (2)2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O↑　1∶2 (3)＋4　0、＋6 (4)产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体　将气体通入品红溶液中，过一会儿后再加热　品红溶液褪色， 加热后又恢复原来的颜色 1/8 学科网（北京）股份有限公司 $