硫酸的制备和性质练习

1、硫酸 硫酸盐综合练习【例题精选】:例 1:工业上用接触法制取硫酸,今有含 FeS 2 90%的硫铁矿 500t ,煅烧时损 失 5%的硫, SO 2转化为 SO 3时又损失 15%的 SO 2, SO 3被水吸收时又损失 SO 30.5%。求这些硫铁矿最终可制得 98%的硫酸多少吨? 分析:本题中有关反应的化学方程式为: 4FeS 2 + 11O2 2Fe 2O 3 + 8SO22SO 2 + O22SO 3SO 3 + H2O = H2SO 4 可知这些反应为多步递进反应, 根据各步反应方程式中反应物和生成物之间 的量的关系,可找出 FeS 2与每一步反应中产物之间的关系式:4FeS 28S

2、O 28SO 38H 2SO 4 计算时可将中间物质省略,直接根据 FeS 22H 2SO 4的关系式,一步就可以 求出制得硫酸的量。 题目给出的是在生产过程中损失 S 、 SO 2和 SO 3,而不是损失 FeS 2。因为每 一种化合物都有固定的组成, 所以在反应中当原料有损失时, 则组成该原料的各 元素也随之损失, 且原料的损失率等于其组成中各元素的损失率。 反过来原料中 各元素的损失率,也就是该原料的损失率。 本题中损失 5%的硫, 即硫铁矿中 FeS 2损失 5%, 也就是 FeS 2的利用率为 95%. SO 2转化为 SO 3时损失 15%, 即 SO 2转化率 85%, 换算成硫

3、铁矿中 FeS 2利用 了 95%的 85%。 SO 3被吸收时损失 0.5%, 即 SO 3利用了 99.5%, 换算成 FeS 2的利用率为 95%×85%×99.5%。 解:设可制得 98%H2SO 4的质量为 x ,有关反应的化学方程式: 4FeS 2 + 11O2 2Fe 2O 3 + 8SO22SO 2 + O22SO 3SO 3 + H2O = H2SO 4 关系式:FeS 2 2H 2SO 4 120 2×98 500×90%×95%×85%×99.5% x ·98%120500t 90%95%85

4、%99.5%298x 98%x 602.6t =答:可制得 98%的硫酸 602.6t 。例 2:三位同学设计了检验 SO 42-的下述 3个方案,并都认为,如果观察到 的现象和自己设计的方案一致,即可确证试液中有 SO 42-离子。方案甲:试液 白色沉淀 沉淀不溶解方案乙:试液 无沉淀 白色沉淀方案丙:试液 无沉淀 白色沉淀试评价上述三个方案是否严密?并分别简述其理由。分析:这是一道实际方案评价题,应从所加试剂以及加入试剂的先后顺序, 来评价各实验方案是否合理。方案甲是在试液中先加入 BaCl 2溶液,如果试液中含有 SO 42-,则一定会出 现 BaSO 4白色沉淀,加足量 HCl 后白色

5、沉淀不会溶解。如果溶液中没有 SO 42-, 而含有 Ag +,加入 BaCl 2溶液时也会出现 AgCl 白色沉淀,加足量 HCl 后白色沉 淀也不溶解。故方案甲不能确证试液中是否有 SO 42-,即方案甲不严密。方案乙是在试液中先加入足量 HCl ,无沉淀生成,这就排除了试液中含有 Ag +、 Hg +、 Pb 2+存在的可能;当再加入足量 BaCl 2溶液时,产生的白色沉淀只能 是 BaSO 4。故方案乙严密。方案丙是在试液中先加入稀 HNO 3,由于稀 HNO 3有较强的氧化性,若试液 中没有SO 42-而有 SO 32-时,则虽会有部分 SO 322-与 H +反应生成 SO 2从溶

6、液中逸出,但 仍会有部分 SO 32-会被 HNO 3氧化成 SO 42-:3SO 32-+ 2H+ + 2NO3-= 3SO42-+ 2NO + H2O当再加入 Ba(NO3 2溶液时,也会产生 BaSO 4的白色沉淀。但若由此得出原 试液中含有SO 42-的结论,那就错了。故方案丙也不严密。答案:方案甲不严密。因试液中如果没有 SO 42-而有 Ag +等时,也会出现同 样的现象。方案乙严密。因只有试液中含有 SO 42-时才会出现方案中的现象。方案丙不严密。因试液中如果没有 SO 42-而有 SO 32-时,也会出现同样的现 象。例 3:在 50mL 18mol/L的硫酸中加入足量铜片并

7、加热, 被还原的硫酸的物质 的量为A .等于 0.9molB . 大于 0.45mol, 小于 0.9molC .等于 0.45molD .小于 0.45mol分析:18mol /L的 H 2SO 4为浓 H 2SO 4,这是一个很重要的隐含条件。由 Cu与浓 H 2SO 4反应的化学方程式 Cu + 2H2SO 4 (浓 CuSO 4 + SO2 + 2H2O ,可知当 2mol 浓 H 2SO 4参加反应时, 就有 1mol H2SO 4被还原,若题给浓 H 2SO 4(含溶质 0.05L ×18mol /L = 0.9mol 都与 Cu 反应时, 则被还原的 H 2SO 4为

8、0.45mol 。 但在 Cu 与浓 H 2SO 4的反应过程中, 一方面 H 2SO 4逐渐被消耗,另一方面水逐渐 生成,故随反应的进行,浓 H 2SO 4逐渐变稀。当浓 H 2SO 4变稀到一定程度时, 就不能与 Cu 反应了,亦即 0.9mol 的 H 2SO 4不可能完全与 Cu 反应。故被还原的 H 2SO 4物质的量必定小于 0.45mol. 。答案:D【综合练习】:1.浓 H 2SO 4与 Cu 共热发生反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比是A . 1 2 B . 2 1 C . 1 1 D . 16 492. 用固体氯化钠和浓 H 2SO 4共热可制取氯化氢气体, 同时产生的酸

9、式盐或正盐。 这表明浓硫酸是A .强酸 B .强氧化性酸C .高沸点酸 D .二元酸3.用 0.1mol /L的 BaCl 2溶液 50mL ,可使相同体积的 Fe 2(SO4 3、 ZnSO 4、 K 2SO 4三种溶液中的 SO 42-离子完全沉淀。上述三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比应 为A . 3 1 1 B . 1 3 3 C . 3 2 1 D. 1 2 34.为了降低硫氧化物造成的空气污染,一种方法是在含硫燃烧中加入生石灰, 这种方法称为“钙基固硫”。采用这种方法在燃料燃烧过程中“固硫”的反应为A . 2CaO + 2S = 2CaS + O2B . S + O2 = SO2C

10、. CaO + SO2 = CaSO3D . 2CaSO 3 + O2 = 2CaSO45.接触法制硫酸工业中,将硫铁矿煅烧,当转移 11mol 电子时,消耗 O 2的体积 (在标准状况下为A . 30.8L B . 123.2L C . 61.6L D . 92.4L6.工业制硫酸时,接触室中装有热交换器,以下叙述与热交换器作用有关的是A .加快反应速率,提高原料利用率B .充分利用热量,降低生产成本C .升高温度,提高 SO 2的转化率D .防止催化剂中毒*7.在 BaCl 2溶液中加入一定量某浓度的硫酸溶液,当二者恰好完全反应时,测 知反应后所得溶液的质量与原 BaCl 2溶液的质量相等

11、, 则原硫酸溶液中溶质的质 量分数为A . 29.6% B . 42.1% C . 67.3% D . 98.3%8.下列物质的俗名与其化学式不相对应的是A .小苏打 Na 2CO 3·10H 2O B .生石膏 CaSO 4·2H 2O C .皓矾 ZnSO 4·7H 2O D .重晶石 BaSO 49.下列反应中,浓硫酸即表现出酸性又表现出氧化性的是A .与木炭共热 B .与铜共热C .与食盐共热 D .与氧化铜共热*10.已知下列反应:Na 2S + Br2 = 2NaBr + S ; 2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2。则 由此可推断出下列

12、三种酸: H 2SO 4; HClO 4; HBrO 4其酸性由强到弱的顺 序正确的是A . B . C . D .无法确定11.把 1g 含脉石 (SiO2 的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得到 0.78g 残渣(SiO 2与氧气不反应,则此黄铁矿的纯度是A . 33% B . 66% C . 78% D . 88%12.向浓硫酸中加入 mg 铜,完全反应后得到 nL 二氧化硫(标准状况,则被 还原的硫酸可能是A . 2m64mol B .m64mol C .98n22.4g D . 64n 22.4 g13.下列反应过程中,最终所得白色沉淀不一定是 BaSO 4的是A . Fe(NO

13、3 3溶液 白色沉淀B . Ba(NO3 2溶液 白色沉淀C .无色溶液 白色沉淀D .无色溶液 无色溶液 白色沉淀14.只用一种试剂就能把浓度为 1mol /L的 Na 2SO 4、 Na 2SO 3、 Na 2CO 3、 Na 2S 和 BaCl 溶液加以区别,这种试剂是A . CaCl 2溶液 B . AgNO 3溶液 C .稀 H 2SO 4D .稀 HCl15.强热绿矾晶体,除失去结晶水变为无水 FeSO 4外,还发生如下化学反应:2FeSO 4 Fe 2O 3 + SO2 + SO3如果将生成的气体通入 BaCl 2溶液中,可以得出的结论是A .生成 BaSO 4和 BaSO 3两

14、种沉淀B .生成 BaSO 4沉淀,有 SO 2气体逸出C .生成 BaSO 4沉淀,有 SO 3气体逸出D .有 SO 2和 SO 3两种气体同时逸出*16.把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,剩余金属 粉末的质量与原来加入的铁粉质量相等, 则原溶液中 H +和 SO 42-物质的量浓度之 比是 。17.据报导国外正在研究用 Na 2SO 3吸收法作为治理 SO 2污染的一种新办法: 用 Na 2SO 3水溶液吸收 SO 2;加热吸收液,使之重新生成 Na 2SO 3,同时得到含 高浓度 SO 2的水蒸气。写出上述两步反应的化学方程式:(1(2 。18. 工业上制胆矾是利

15、用废铜屑经灼烧后, 在加热情况下跟稀硫酸反应, 趁热过 滤、冷却、结晶,便可得到工业胆矾。(1不采用铜跟浓硫酸反应来制取胆矾的原因是: , 。(2铜屑经灼烧后,应在加热情况下跟稀硫酸反应的原因是19.在 Cu 2S + 4H2SO 4(浓 2CuSO 4 + 2SO2 + S + 4H2O 中,被氧化的元素是 ,被还原的元素是 ,还原产物是 ,氧化产物是 。 若反应中有 160g Cu2S 参加反应,则被还原的浓硫酸为 g 。20. a 为一种淡黄色的固体单质, a 及其化合物在一定条件下可发生如右图所示的变化。据此,确定各物质的分子式:a,ce写出下列化学方程式:(1 b c(2 e c21

16、已知硫粉跟亚硫酸钠溶液共热可制得硫代硫酸钠（Na2S2O3）。现以硫化亚 铁为主要原料，按下面的流程图制取硫代硫酸钠。图中的 A、B、C 和 D 是硫单 质或硫的化合物，其它不含硫的反应产物已被略去，各步反应可以添加必要的试 剂。 请填写下列空白： （1）反应（）的化学方程式是 （2）反应（）的化学方程式是 （3）物质 D 的化学式是 。 。 。 22现有含 FeS280%的硫铁矿 180t，用接触法制硫酸，若硫酸的产率为 95%， 计算这些硫铁矿可制得 98%的硫酸多少吨？ *23向铜片中加入某浓度的硫酸 115mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解 后，将所得溶液稀释到 500mL。再加入

17、足量锌粉，使之充分反应，收集到气体 2.24L（标准状况下），过滤残留固体、干燥后称量，质量减轻了 7.5g。求原硫 酸的物质的量浓度？ 【答案及提示】： 答案及提示】： 1C 2CD 3B 4CD 5C 6B 7B 8A 9B 10B 11B 12BC 13C 14C 15B 161 4 17（1）Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 （2）2NaHSO3 Na2SO3 + SO2 + H2O 18（1）浓 H2SO4 消耗量比稀 H2SO4 消耗量多 1 倍。产生的 SO2 污染 环境。 （2）加热可使反应速率加快，反应后冷却可使胆矾呈晶体析出。 19Cu2S 中 Cu

18、 、 S ；浓 H2SO4 中 S ；SO2；S、CuSO4；196g。 20a: S、 b: H2S；c: SO00000000002 d: SO3；e: H2SO4。 21（1）2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O （2） Cu + 2H2SO4(浓 CuSO4 + SO2 + 2H2O （3）Na2SO3 +1 2 +6 22解：硫酸的产率在数值上等于 FeS2 的利用率， 设可得到 98% H2SO4 的质量为 x， 关系式：FeS2 2H2SO4 120 2×98 180t×80%×95% x98% 120 2 × 98 = 180t

19、× 80% × 95% x 98% x = 228t 答：可制得 98%的硫酸 228t。 *23解：生成 H2 物质的量为 2.24L = 0.1mol 22.4L / mol 产生 0.1mol H2 时需 Zn 和 H2SO4 为 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 6.5g 0.1mol 0.1mol Zn 与 CuSO4 反应时质量减轻了 7.5g6.5g = 1g 设与 Zn 反应的 CuSO4 物质的量为 x Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 减轻 65g 1mol x 1mol 1g = x 1g 64g 1g 1g x = 1mol 设与 Cu 反应时消耗 H2SO4 物质的量