2.课时跟踪检测练 2.第五章 硫酸 硫酸根离子的检验-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本讲义聚焦硫酸及硫酸根离子检验核心知识点，系统梳理硫酸工业制备（沸腾炉、接触室、吸收塔流程）、浓硫酸性质（吸水性、脱水性、强氧化性）、硫酸根离子检验（排除Ag⁺等干扰）及粗盐提纯中杂质去除的知识脉络，构建从工业生产到性质应用的学习支架。 资料通过分层题组设计（基础过关、综合应用、迁移创新），结合实验探究（如浓硫酸吸水性验证、蔗糖炭化改进实验）培养科学思维与探究能力，强调环保处理（SO₂尾气吸收）渗透科学态度，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用。

二　硫酸　硫酸根离子的检验 (30分钟　50分) 题组过关·夯基础 题组一:硫酸的制备 1.(2分)工业上制硫酸涉及的三个装置如图所示,下列有关说法错误的是(　　) A.沸腾炉的进料口a通空气,进料口b加黄铁矿粉 B.接触室中的反应主要为2SO2+O22SO3 C.吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热,从而形成酸雾,降低吸收效率 D.沸腾炉中产生的矿渣经过处理可以作为炼铁的原料 【解析】选A。沸腾炉的进料口a加黄铁矿,进料口b通空气,故A错误;接触室内发生的反应为二氧化硫和氧气发生催化氧化生成三氧化硫,该反应为可逆反应,反应的化学方程式为2SO2+O22SO3,故B正确;三氧化硫与水反应放出大量的热,若用水吸收三氧化硫会形成酸雾,降低吸收效率,故C正确;沸腾炉排出的矿渣的主要成分是氧化铁,可作为炼铁的原料,故D正确。 2.(4分)我国工业上主要以黄铁矿为原料来生产硫酸,其工艺流程如图: 下列说法错误的是(　　) A.煅烧黄铁矿发生的反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 B.二氧化硫、三氧化硫都是酸性氧化物 C.二氧化硫转化为三氧化硫是不可逆反应 D.三氧化硫制硫酸的化学方程式为SO3+H2O===H2SO4 【解析】选C。二氧化硫、三氧化硫均可以与碱反应生成盐和水,都是酸性氧化物,B项正确;二氧化硫转化为三氧化硫是可逆反应,C项错误;三氧化硫与水发生化合反应生成硫酸,D项正确。 题组二:硫酸的性质 3.(2分)硫酸被称为“工业之母”,我国硫酸总产量位居世界第一位。关于硫酸的说法错误的是(　　) A.稀硫酸与锌反应可制得氢气 B.稀硫酸可用于除铁锈 C.可将水注入浓硫酸中进行稀释 D.浓硫酸可用来干燥氢气 【解析】选C。稀硫酸与锌反应生成氢气和硫酸锌,可制得氢气,A正确;稀硫酸能和金属氧化物反应,可用于除铁锈,B正确;稀释浓硫酸要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌使热量及时散发掉,C错误;浓硫酸具有吸水性,且不和氢气反应,可用来干燥氢气,D正确。 [方法规律]稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿器壁注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速散失。 4.(2分)在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是(　　) A.①②③④ B.①③④ C.①②④ D.②③④ 【解析】选A。浓硫酸吸收空气中的水而放热,温度计示数升高,能够证明浓硫酸的吸水性,故①在理论上可行;浓硫酸吸水,使胆矾晶体失去结晶水,变为白色的无水硫酸铜粉末,能够证明浓硫酸的吸水性,故②在理论上可行;浓硫酸吸水,饱和硝酸钾溶液中析出硝酸钾晶体,能证明浓硫酸的吸水性,故③在理论上可行;浓硫酸吸水,试管中的水减少,能证明浓硫酸具有吸水性,故④在理论上可行。 5.(2分)浓H2SO4在实现下列物质的转化过程中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是(　　) ①Cu→CuSO4　②C→CO2　③FeO→Fe2(SO4)3　④Fe2O3→Fe2(SO4)3 A.①③　　B.②④　　C.①④　　D.②③ 【解析】选A。①浓硫酸表现出强氧化性,将Cu氧化为Cu2+,自身还原为SO2,同时生成了盐(CuSO4),体现了浓硫酸的酸性,故符合;②只体现了浓硫酸的强氧化性,故不符;③既体现了浓硫酸的强氧化性,将+2价Fe氧化为+3价Fe,同时又生成了盐[Fe2(SO4)3],体现了浓硫酸的酸性,故符合;④只体现了浓硫酸的酸性,故不符;故选A。 题组三:硫酸根离子的检验及粗盐的提纯 6.(2分)某无色溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀,再加稀盐酸沉淀不消失,则下列判断正确的是(　　) A.一定有S B.一定有C C.一定有Ag+ D.一定有S或Ag+ 【解析】选D。向某无色溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀,再加稀盐酸沉淀不消失,该沉淀可能为AgCl或BaSO4,则该溶液中含有S或Ag+,答案选D。 7.(2分)在检验S的过程中,下列操作正确的是(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将BaSO3氧化为BaSO4)(　　) A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有S存在 B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有S存在 C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有S存在 D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有S存在 【解析】选C。在溶液中先加入稀硝酸,会将S氧化为S,溶液中无S再加硝酸钡时也会生成白色沉淀,沉淀不溶解不能说明原溶液中含S,故A错误;先加硝酸钡,产生白色沉淀,则白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,再加稀硝酸,则BaCO3会溶解,BaSO3会被氧化为BaSO4,沉淀不溶解不能说明原溶液中含S,故B错误;先加稀盐酸,反应除去C等离子,并排除Ag+干扰,再加BaCl2,生成白色沉淀,则说明溶液中含S,故C正确;先加BaCl2,生成白色沉淀,白色沉淀可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,还可能是AgCl,再加稀盐酸,BaSO4和AgCl均不溶解,故原溶液中可能含S,也可能含Ag+,故D错误。 [方法规律]硫酸根离子检验的最佳方法 8.(4分)为除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+、S,某小组同学设计了如下流程。 下列说法错误的是(　　) A.试剂a可选用BaCl2溶液 B.NaOH溶液的作用是除去Mg2+ C.Na2CO3溶液和NaOH溶液的加入顺序可以互换 D.在第二次过滤前加入盐酸,同样可以达到目的 【解析】选D。除杂试剂通常都需过量加入,过量的BaCl2需要使用Na2CO3除去,所以试剂a可选用BaCl2溶液,A正确;Ca2+通常用Na2CO3除去,则Mg2+需要使用NaOH溶液除去,B正确;Na2CO3溶液和NaOH溶液的加入顺序不冲突,先后顺序可以互换,C正确;在第二次过滤前加入盐酸,会造成CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2的溶解,不能达到目的,D不正确。 【补偿训练】如图为粗盐的提纯工艺,先将粗盐溶于水并过滤出泥沙等难溶性杂质,再依次加入过量的X、Y、Z试剂除去Ca2+、Mg2+、S等可溶性杂质。X、Y、Z为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液,下列试剂的添加顺序不合理的是(　　) 选项 X Y Z A Na2CO3溶液 BaCl2溶液 NaOH溶液 B BaCl2溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 C NaOH溶液 BaCl2溶液 Na2CO3溶液 D BaCl2溶液 Na2CO3溶液 NaOH溶液 【解析】选A。用Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,为了除杂更彻底,每次所用试剂都必须过量,这样必将带来新的杂质,故碳酸钠不光要除去Ca2+,还要除去过量的Ba2+,故决定了Na2CO3溶液要在BaCl2溶液的后面加,过滤出沉淀后再加入盐酸除去过量的C和OH-,过量的盐酸适当加热就可以除去,试剂的添加顺序不合理的是Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液,故选A。 综合应用·拓思维 9.(4分)某实验小组利用如图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是(　　) A.使反应发生的操作是将Y形管向右倾斜 B.装置b中出现白色沉淀,可能是BaCO3或BaSO3 C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有CO2 D.装置e中可以盛放NaOH溶液 【解析】选D。葡萄糖为固体,浓硫酸和葡萄糖混合,将Y形管向左倾斜,浓硫酸倒入含少量水的葡萄糖中,A项错误;CO2和SO2和氯化钡溶液均不反应,若装置b中出现白色沉淀,是SO2和O2和氯化钡反应生成的BaSO4,B项错误;c中的品红溶液不能完全吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C项错误;污染性尾气为SO2,可以用NaOH溶液吸收,D项正确。 【补偿训练】1.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是(　　) A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性 B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物 C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性 D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成 【解析】选B。铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。 2.下面表格中的实验操作、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 浓硫酸有脱水性 B 向某溶液中滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中含有S C 将浓硫酸和铜加热,冷却后用水稀释 产生刺激性气味气体,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 产生刺激性气味气体,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,体现了浓硫酸的强氧化性,故A错误;和BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子,可能是S,也可能是Ag+等,故B项错误;浓硫酸和铜加热时发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,浓硫酸在反应中既表现氧化性,又表现酸性,故C项正确;锌和浓硫酸反应,首先生成SO2,当浓硫酸变稀,锌和稀硫酸反应生成H2,因此,生成气体应为SO2和H2的混合气体,D错误。 [延伸思考] 向pH试纸上滴加一滴浓硫酸,pH试纸会出现什么现象?说明浓硫酸具有什么性质? 提示:pH试纸先变红后变黑,说明浓硫酸具有酸性和脱水性,使得试纸炭化。 10.(4分)20 mL 18.0 mol·L-1浓硫酸和m g锌共热一段时间后,锌完全溶解,收集到 V L(标准状况下)混合气体,待反应混合物冷却后加水稀释定容到100 mL,测得溶液中c(S)为3.3 mol·L-1,c(H+)为5.2 mol·L-1,下列说法错误的是(　　) A.m=4.55 B.V=1.568 C.混合气体的总质量为2.0 g D.混合气体中,n(H2)∶n(SO2)=3∶4 【解析】选D。A.溶液中n(S)=0.1 L×3.3 mol·L-1=0.33 mol,硫酸锌的物质的量为0.33 mol-0.26 mol=0.07 mol,则m=0.07×65=4.55,A正确;B.硫酸锌的物质的量等于气体的物质的量,即气体的物质的量为0.07 mol,V=0.07×22.4=1.568,B正确;C.根据题意可知,硫酸总物质的量为0.02 L×18 mol·L-1=0.36 mol,则二氧化硫的物质的量为0.36 mol-0.33 mol=0.03 mol,氢气的物质的量为0.07 mol-0.03 mol= 0.04 mol,则混合气体的总质量为0.03 mol×64 g·mol-1+0.04 mol×2 g·mol-1=2 g,C正确;D.根据C的分析可知,混合气体中,n(H2)∶n(SO2)=4∶3,D错误。 11.(12分)硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一。 (1)《新修本草》中关于“青矾(FeSO4·7H2O)”的描述:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤色,故名绿矾矣。”《物理小识》中说:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂。” ①赤色固体可能是Fe2O3 (填化学式)。(1分)  ②为确认“青矾厂气”含有SO2和SO3,将其依次通入以下装置。 A、B中供选择的试剂有a.品红溶液 b.NaOH溶液　 c.BaCl2溶液 d.Ba(NO3)2溶液　e.浓硫酸 A中溶液为c (填字母),可观察到的现象为产生白色沉淀。(3分)  【解析】(1)①“青矾”是绿矾,化学式为FeSO4·7H2O,《新修本草》中考查FeSO4·7H2O受热分解,FeSO4·7H2O受热分解,根据元素守恒可推测赤色固体可能是Fe2O3;②检验分解的气态产物中是否有SO2及SO3,检验三氧化硫时,为防止二氧化硫的干扰,用氯化钡溶液检验,二氧化硫用品红溶液检验,装置A、B中的溶液依次是BaCl2溶液、品红溶液,三氧化硫与BaCl2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀; (2)工业制硫酸主要采用接触法,以黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的主要设备和流程如图。 ①“沸腾炉”中主要发生的反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。反应每消耗1 mol FeS2,转移的电子数为11NA。(2分)  ②“接触室”中生成SO3的化学方程式为2SO2+O22SO3。(3分)  ③“吸收塔”中用于吸收SO3的试剂为浓硫酸(填“水”或“浓硫酸”)。(1分)  ④环保部门为了测定某硫酸厂周围空气中的SO2含量进行了如下实验。取标准状况下1.000 L空气(含N2、O2、CO2、SO2),缓慢通过足量碘水。在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.233 g。则空气样品中SO2的体积分数为2.24%。(2分)  【解析】(2)①反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,Fe的化合价由+2升高到+3,S由-1升高到+4,故共升高11价,反应每消耗1 mol FeS2,转移的电子数为11NA; ②“接触室”中发生反应2SO2+O22SO3;③为避免形成酸雾,吸收塔中用于吸收SO3的试剂是98.3%的浓硫酸;④硫酸钡的物质的量是=0.001 mol,根据硫原子守恒可知n(SO2)=0.001 mol,1 L空气中SO2的体积为22.4 L·mol-1× 0.001 mol=0.022 4 L,SO2的体积分数为×100%=2.24%。 迁移创新·提素能 12.(10分)蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体,会对环境造成污染。某实验小组利用如下装置对该实验进行改进(夹持装置略)。回答下列问题: 注:硬质玻璃管①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸,a和b分别为两个小气球。 (1)图中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(1分)  【解析】(1)题图中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。 (2)实验开始后先关闭弹簧夹K,硬质玻璃管中①号滤纸变黄,②号和③号滤纸均褪色,a处气球变大。硬质玻璃管中的实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2,①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有氧化性、漂白性和还原性(填SO2表现出的性质)。(6分)  【解析】(2)①号滴有Na2S溶液的滤纸变黄,有单质S生成,说明SO2具有氧化性。②号滴有品红溶液的滤纸褪色,说明SO2具有漂白性。③号滴有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色,说明SO2具有还原性。 (3)打开弹簧夹K,a处气球变小,b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶,一段时间之后,发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成,可以在④号位置的滤纸滴加品红溶液,该试剂的作用是检验混合气体中SO2是否完全除尽。(3分)  【解析】(3)由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,酸性高锰酸钾溶液吸收SO2,所以为保证进入C装置的气体全部是CO2,应该在④号位置的滤纸滴加品红溶液,该试剂的作用是检验混合气体中SO2是否完全除尽。 - 12 - 学科网（北京）股份有限公司 $