2022-2023学年人教版必修第二册 5.1.2　硫酸　硫酸根离子的检验 作业

PAGE9-硫酸硫酸根离子的检验(20分钟·30分)一、选择题(本题包括6小题，每小题3分，共18分)1．(2022·滁州高一检测)下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是()A．分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸D．将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸【解析】选D。因浓硫酸的密度大于稀硫酸的密度，则体积相同时质量大的是浓硫酸，则可以鉴别，故A正确；浓硫酸是油状黏稠的液体，稀硫酸是稀溶液，则可利用液体流动性来鉴别，故B正确；因浓硫酸具有吸水性，可使CuSO4·5H2O晶体失去水而变为白色粉末，但稀硫酸不能，则可以鉴别，故C正确；因Al在浓硫酸中发生钝化，与稀硫酸快速反应生成气体，则放出气体快的是稀硫酸，故D错误。2．全部可用浓硫酸干燥的一组气体是()A．CH4、H2、CO、NH3B．CO2、H2、SO2、Cl2C．CO、CH4、HCl、HBrD．SO2、CO2、H2、H2S【解析】选B。浓硫酸既具有酸性，又具有强氧化性。故不能用来干燥碱性气体(NH3)和强还原性气体(HBr、HI、H2S等)，B项正确。3．对下列事实的解释错误的是()A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸与胆矾晶体混合，振荡，晶体颜色变浅，说明浓硫酸具有吸水性C．常温下，浓硫酸可以用铝质容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应D．反应CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸【解析】选C。向蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，是因为浓硫酸将蔗糖脱水变黑，体现了浓硫酸的脱水性，A正确；胆矾为CuSO4·5H2O晶体，与浓硫酸混合，振荡，晶体颜色变浅，说明胆矾失去了部分结晶水，该过程体现了浓硫酸的吸水性，B正确；常温下，铝在浓硫酸中发生钝化，使其表面生成致密的氧化膜，并非二者不发生反应，C错误；反应CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4能进行，结合复分解反应发生的条件推知，CuS难溶于水和稀硫酸，D正确。4．下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是()A．2NaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑B．Na2SO3＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2OC．C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OD．2FeO＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O【解析】选D。反应2NaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑为复分解反应，浓硫酸表现酸性和难挥发性，A不符合题意；反应Na2SO3＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2O为复分解反应，浓硫酸表现强酸性，B不符合题意；反应C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O为氧化还原反应，浓硫酸表现强氧化性，C不符合题意；反应2FeO＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O中，Fe元素由＋2价升高到＋3价，同时生成Fe2(SO4)3，浓硫酸表现强氧化性和酸性，D符合题意。5．某溶液中可能含有的阴离子有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))等，为了检验其中是否含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，除使用BaCl2溶液外，还需要的试剂是(提示硝酸具有很强的氧化性)()A．盐酸 B．NaOHC．硫酸 D．硝酸【解析】选A。只加可溶性钡盐如BaCl2溶液等，如果不加酸酸化，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或Ag＋等离子会干扰SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的检验，且HNO3会氧化SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))转化为SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，即不能加HNO3，所以应先加盐酸酸化，排除COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，说明溶液中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。【补偿训练】下列叙述正确的是()A．“钡餐”是医疗上做消化系统X射线检查的内服药剂，其主要成分是BaSO3B．向某溶液中加入BaCl2，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))C．用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑，体现浓硫酸的氧化性D．浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小【解析】选D。“钡餐”的主要成分是BaSO4，故A错误；由于AgCl也是不溶于稀硝酸的白色沉淀，且BaSO3能被稀硝酸氧化为BaSO4，故向某溶液中加入BaCl2，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中不一定含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，也可能含有Ag＋或者SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，B错误；用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑，体现浓硫酸的脱水性，C错误；浓硫酸具有吸水性、浓盐酸具有挥发性，两者在空气中敞口放置时浓度均减小，D正确。6．在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是()A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的气体只有SO2C．SO2能全部转化为SO3D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收更充分【解析】选D。将硫铁矿粉碎是为了增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；SO2转化为SO3为可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确。[易错提醒]2SO2＋O22SO3，该反应为可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。二、非选择题(本题包括1小题，共12分)7．按下图装置进行实验，可证明碳与浓硫酸反应放出的气体是SO2和CO2。(1)木炭与浓硫酸反应的化学方程式是__________________________________，该反应的氧化剂为________(填化学式)，当转移2mol电子时，生成标准状况下的SO2和CO2共________L。(2)洗气瓶①②中溶液褪色，体现的二氧化硫的性质依次为________(填字母)。A．氧化性、还原性 B．漂白性、还原性C．漂白性、氧化性 D．还原性、漂白性(3)证明二氧化碳存在的现象为______________________________________。【解析】(1)木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在该反应中，C元素的化合价升高，S元素的化合价降低，所以氧化剂是H2SO4，由化学方程式可知，每消耗1molC，转移4mol电子，生成1molCO2和2molSO2，所以转移2mol电子时，生成0.5molCO2和1molSO2，在标准状况下的体积为（0.5＋1）mol×22.4L·mol－1＝33.6L。（2）洗气瓶①中品红溶液褪色，体现了二氧化硫的漂白性，洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故选B。（3）当洗气瓶③中品红溶液不褪色，证明SO2已被除尽，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊，即可证明有二氧化碳存在。答案：（1）C＋2H2SO4（浓）eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2OH2SO433.6（2）B（3）洗气瓶③中品红溶液不褪色，洗气瓶④中澄清石灰水变浑浊（15分钟·20分）一、选择题（本题包括2小题，每小题5分，共10分）8．向一定体积的浓H2SO4中加入0.5molZn后并加热，充分反应后Zn完全溶解，同时收集到两种气体。下列说法中不正确的是（）A．收集到的气体是SO2和H2B．收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2LC．溶解过程转移电子数为NAD．该反应体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性【解析】选D。先发生Zn＋2H2SO4（浓）=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸变稀后发生Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。收集到的气体是SO2和H2，故A正确；由化学方程式可知，0.5molZn产生0.5mol气体，收集到的气体在标准状况下的体积约为11.2L，故B正确；1molZn反应转移2mol电子，溶解0.5molZn转移电子数为NA，故C正确；该反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，故D错误。【补偿训练】将3.2gCu投入100mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量H2O2，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是（）A．反应过程中有具有刺激性气味的气体生成B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C.若Cu和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为0.5mol·L－1D．反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性【解析】选C。H2O2具有氧化性，在酸性环境中能将金属铜氧化：Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O，反应过程中无气体生成，A错误；过氧化氢中氧元素的化合价降低，故过氧化氢做氧化剂，B错误；3.2g铜的物质的量为0.05mol，从化学方程式看出，消耗0.05mol硫酸，则硫酸的物质的量浓度为0.5mol·L－1，C正确；反应中硫酸表现酸性，没有表现氧化性，D错误。Ｋ9．下列实验操作和现象以及所得结论均正确的是（）选项实验操作和现象实验结论A将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生（NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在酸性条件下具有强氧化性）样品已变质B将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体溶液中有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C先向某溶液中加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解溶液中有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))D向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生的具有刺激性气味的气体可使品红溶液褪色酸性：HCl>H2SO3【解析】选D。酸性条件下，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))能把SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))氧化为SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，将亚硫酸钠样品溶于水，加入盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生，不能证明亚硫酸钠样品已变质，故A错误；将盐酸滴入某溶液，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中可能有HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，故B错误；不能排除Ag＋的干扰，故C错误；根据强酸制弱酸，向Na2SO3溶液中滴入稀盐酸，产生可使品红溶液褪色的二氧化硫气体，说明酸性：HCl>H2SO3，故D正确。二、非选择题（本题包括1小题，共10分）10．（2022·北京海淀区高一检测）如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。（1）①中反应的化学方程式是___________________________。（2）②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中SO2气流带出的硫酸。加热一段时间后，③中溶液依然澄清，④中溶液褪色。若要立即终止铜与硫酸的反应，恰当的方法是。a．上移铜丝，使其脱离硫酸b．撤去酒精灯c．拔去橡胶塞倒出硫酸（3）反应停止后，待装置冷却，把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验：项目加入试剂现象分析与解释第一份加入NaOH溶液有白色沉淀生成沉淀为（写化学式）第二份加入氯水有白色沉淀生成沉淀为（写化学式）（4）④中棉花团的作用是_____________（用离子方程式表示）。（5）上述实验结束后，发现①中试管内有少量白色固体出现，冷却后将试管中的物质缓缓倒入水中，溶液呈蓝色。取少量蓝色溶液于试管中，滴加NaOH溶液至过量，出现的现象是___________________________________。【解析】（1）在①中Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应产生硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4（浓）eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O；（2）SO2气流带出的硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，对二氧化硫的性质检验造成干扰，可以用饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发出的硫酸，要立即终止铜与硫酸的反应，可以上移铜丝，使其脱离硫酸，撤去酒精灯，容易发生倒吸；拔去橡胶塞倒出硫酸，操作复杂，故合理选项是a；（3）二氧化硫为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，其化学式是BaSO3；二氧化硫具有还原性，能够被氯气氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀，故该白色沉淀化学式为BaSO4；（4）棉花团浸有NaOH溶液，可吸收酸性氧化物二氧化硫，防止其污染空气，该反应的离子方程式为SO2＋2OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O；（5）蓝色溶液中含有硫酸和硫酸铜，向其中加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠先与硫酸发生中和反应，然后再与硫酸铜反应，因此看到现象为开始没有明显现象，后来有蓝色沉淀生成。答案：（1）Cu＋2H2SO4（浓）eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O（2）a（3）BaSO3BaSO4（4）SO2＋2OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O（5）开始无明显现象，后来有蓝色沉淀生成（10分钟·10分）11．某兴趣小组在实验室以铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：方法一：（1）甲同学取6.4g铜片和10mL18mol·L－1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：实验步骤：冷却后倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。实验现象：______________________________。实验结论：所得灰白色固体的化学式为____________。（2）乙同学还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢