2020-2021学年新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一节 硫及其化合物 第2课时 硫酸 硫酸盐练习（含解析）新人教版必修第二册.docx

1、第2课时硫酸硫酸盐课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是()A.与铜片反应B.与石蕊溶液反应C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上D.加入锌片看是否有气体生成答案C解析常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应,无法区别。浓硫酸、稀硫酸均可与锌片反应,浓硫酸反应产生SO2,稀硫酸反应产生H2,可以区别,但不是既简单又可靠的方法。只有C项是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别,方法简单且可靠。2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是()A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性)B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)C.蔗糖与浓硫

2、酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)答案B3.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答案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,吸烟时,氢气在空气中遇明火发生爆炸。4.下列关于浓硫酸的叙述正确的是()A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气

3、体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化答案D解析选项A中利用的是浓硫酸的脱水性,B项中反应在加热条件下才能发生;C项中的氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥。5.浓硫酸在使下列物质发生转化时,只表现强氧化性的是()A.CuCuSO4B.CCO2C.FeOFe2(SO4)3D.Fe2O3Fe2(SO4)3答案B解析浓硫酸在反应中表现出酸性时,硫元素的化合价不变,硫元素仍以S的形式存在;浓硫酸表现出强氧化性时,硫元素的化合价降低。C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O中,硫元素的化合价降低,浓硫酸只表现强氧化性;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O中,硫元素的化合价不变,

4、浓硫酸只表现酸性;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O和2FeO+4H2SO4Fe2(SO4)3+SO2+4H2O中,都是一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸在A、C项转化中,既表现了酸性,又表现了强氧化性。6.如图是硫酸试剂标签上的部分内容,下列说法正确的是()A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4 molL-1B.该硫酸试剂与等体积的水混合后所得溶液的质量分数小于49%C.50 mL该H2SO4试剂中加入足量的铜片并加热,被还 硫酸化学纯(CP)(500 mL)品名:硫酸化学式:H2SO4相对分子质量:98密度:1.84 gcm-3质量分数:98%原

5、的H2SO4的物质的量为0.46 molD.常温下,2.7 g Al与足量的该硫酸试剂反应可得到标准状况下的H2 3.36 L答案A解析A项,该硫酸试剂的物质的量浓度c=18.4molL-1;B项,等体积的水的质量小于浓硫酸的质量,故混合后所得溶液的质量分数大于49%;C项,由Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O可知,若0.05L18.4molL-1=0.92mol的H2SO4完全参加反应,则被还原的H2SO4的物质的量为0.46mol,但由于随着反应的进行,H2SO4浓度减小,变为稀硫酸时与Cu不反应,则被还原的H2SO4的物质的量小于0.46mol;D项,常温下,Al遇浓硫

6、酸“钝化”。7.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸时,设计了如下方案:方案操作结论甲投入火柴梗变黑者为浓硫酸乙加入金属铝片产生刺激性气味的气体者为浓硫酸丙分别加入到盛水的试管中放出大量热者为浓硫酸丁加到CuSO45H2O晶体中变白者为浓硫酸(1)其中可行的是(填序号)。(2)其中一个稍作改进就能成为可行方案的是,改进方法是。答案(1)甲、丙、丁(2)乙操作中增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸)解析(1)甲、丙、丁分别利用了浓硫酸的脱水性、稀释时放出大量的热、吸水性,方案可行。(2)乙中,常温下浓硫酸使铝钝化,加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。提升能力跨越

7、等级1.下列各组气体通常状况下能大量共存,并且既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的是()A.SO2、O2、HBrB.NH3、O2、N2C.NH3、CO2、HClD.H2、CH4、O2答案D解析既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的气体应是中性气体,D项中的气体均为中性气体且在通常状况下能大量共存。2.化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多症B.漂白粉可用于生活用水的消毒C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查答案D解析碳酸氢钠溶液呈弱碱性,可与胃液中的盐酸反应,A项正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,可用于生活用水的消毒,B项正确;胃

8、酸的主要成分是盐酸,可用Al(OH)3中和过多胃酸,生成AlCl3和H2O,C项正确;可溶性钡盐有毒,碳酸钡可与胃酸(主要成分是盐酸)反应生成BaCl2,引起中毒,故常用不溶于酸的BaSO4做胃肠X射线造影检查,D项错误。3.如图所示,小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液,与锥形瓶连通的U形细管内盛有少量水(为了便于观察,预先把水染成了红色)。沿小试管的内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸,静置片刻后,不可能观察到的现象有()A.小试管内液体分成两层,上层蓝色,下层无色B.U形细管内左边液面降低,右边液面升高C.小试管内有少量的白色固体析出D.小试管内有气泡产生答案D解析浓硫酸的密度比水的密度大

9、,溶于水放出大量的热,且浓硫酸具有强吸水性,必然导致饱和硫酸铜溶液中析出CuSO4固体。4.用20 mL 18.4 molL-1的浓硫酸与铜共热一段时间后,冷却,过滤除去多余的铜,将滤液加水稀释到100 mL,所得溶液中S的浓度为3.18 molL-1,则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A.0.50 molL-1B.0.75 molL-1C.1.00 molL-1D.3.18 molL-1答案A解析随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,所得溶液为CuSO4与稀硫酸的混合溶液。反应前n(H2SO4)=18.4molL-10.020L=0.368mol,反应后n(S)=3.1

10、8molL-10.100L=0.318mol;因此减少的S的物质的量n(S)=n(SO2)=0.368mol-0.318mol=0.050mol。由反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O可知,n(CuSO4)=n(SO2)=0.050mol,则c(CuSO4)=0.50molL-1。5.5 mL物质的量浓度为18 molL-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是()A.有0.09 mol的硫酸被还原B.有0.045 mol的硫酸被还原C.充分反应后体系无硫酸剩余D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g答案D解析浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生

11、反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸逐渐消耗,其浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止。因此,硫酸不会完全参与反应。由题意知,n总(H2SO4)=0.005L18molL-1=0.09mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)0.09mol,则被还原的硫酸的物质的量小于0.045mol,参加反应的铜的质量小于2.88g。6.(双选)(原创)工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成二氧化硫;在接触室内有催化剂存在下SO2进一步与O2化合,生成SO3;SO3流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,SO

12、3与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质,依照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验装置。下列有关叙述不正确的是()A.本实验中装置甲的作用仅仅是用于干燥气体B.反应中要求乙反应器内氧气的物质的量要比二氧化硫的物质的量多一倍左右,该装置无法通过现象判断C.实验时丁装置在反应过程中先出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置一直都没有任何现象,说明浓硫酸的吸收效果比水好D.该实验装置存在明显的缺陷答案AB解析装置甲的作用有:净化二氧化硫和氧气,吸收水分,使二氧化硫和氧气充分混合,通过观察气泡,调节气体的流速,A错误;甲装置中,通过控制通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通二氧化硫导管口的2倍,可以

13、保证气体的体积比,能够通过现象判断,B错误;由实验现象可说明浓硫酸的吸收效果比水好,C正确;SO2和SO3都是大气污染物,必须进行尾气吸收,D正确。7.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:(1)装置A中发生反应的化学方程式为。(2)装置D中试管口放置的棉花应事先用一种液体浸湿,这种液体是,其作用是。(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是。B中应放置的液体是(填字母)。A.水B.酸性KMnO4溶液C.浓溴水D.饱和NaHSO3溶液(4)实验中,取一定质量的

14、铜片和一定体积18 molL-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,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。有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是。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溶液答案(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)NaOH溶液(其他合理答案均可)吸收多余的二氧化硫,防止污染空气(3)瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升D(4)反应过程中硫酸被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应AD解析(1)Cu可与浓硫酸发生反应:Cu+2

15、H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。(2)因为SO2是污染性气体,不能排入大气中,故D中试管口放置的棉花应事先用NaOH溶液浸湿,以吸收多余的SO2,防止污染空气。(3)余热使反应继续进行,生成的多余气体可贮存于B中,排出的液体进入长颈漏斗,为减少SO2的溶解,B内应盛放饱和NaHSO3溶液。(4)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸溶液的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,而铜与稀硫酸不反应;可向反应结束后的烧瓶中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生,则可证明确有余酸。8.(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为。(2)试用下列各装置设计一

16、个实验,验证上述反应的各种产物。写出这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向,填装置的序号):。编号装置编号装置(3)实验时可观察到装置中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。则A瓶溶液的作用是,B瓶溶液的作用是,C瓶溶液的作用是。(4)装置中所加的固体药品是,可确定的产物是,确定装置在整套装置中位置的理由是。(5)装置中所盛放的溶液是,可验证的产物是。答案(1)C+2H2SO4(浓)2SO2+CO2+2H2O(2)(3)验证产物中有SO2将SO2全部氧化吸收确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收(4)无水CuSO4(或变色硅胶)水蒸气由于产物气流通过时会带出水蒸气,所以必须放置在之前(5)澄清

17、石灰水CO2解析检验C与浓硫酸反应的产物时,先检验H2O,再检验SO2,最后检验CO2。为了避免SO2对检验CO2的干扰,故在中B瓶中盛放酸性KMnO4溶液,作用是将SO2全部氧化吸收,C瓶中盛放品红溶液,作用是确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收。贴近生活拓展创新皮蛋,又称松花蛋,因其独特的口味,是不少市民心爱的食物。传统皮蛋的主要原料有生石灰、纯碱、食盐、红茶、植物灰等。央视曝光了某皮蛋生产企业使用工业硫酸铜“炮制”皮蛋,工业硫酸铜中含有大量重金属。硫酸铜是重要的工业原料。对下列有关硫酸铜的制备方法进行讨论。查阅资料可知:铜在低温下不能和O2发生反应,也不能和稀硫酸共热发生反应。(1)工业

18、上是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。写出铜屑在此状态下发生的一系列反应的化学方程式:。(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下反应也能制备CuSO4溶液,在该反应中硫酸表现出,氧化剂与还原剂的物质的量之比是。写出反应的化学方程式:。(3)试分析以上两种方法哪种好,说明原因:。答案(1)2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O(2)酸性和强氧化性11Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(3)第一种方法好。原因有:制得相同质量的产品,第一种方法消耗的硫酸少;第二种方法生成SO2,会造成大气污染;第一种方法节约能源解析(1)在热的稀硫酸存在的条件下,Cu与O2反应后的产物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4。(2)在加热条件下铜与浓硫酸发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,硫酸表现酸性(生成CuSO4)和强氧化性(生成SO2),氧化剂(H2SO4)与还原剂(Cu)的物质的量之比为11。(3)第二种方法是在加热条件下使铜与浓硫酸反应,硫酸会被还原为SO2,其利用率降低且生成的气体有毒,故第一种方法好。