-新教材高中化学课时检测23硫酸的工业制备浓硫酸的性质含解析苏教版必修第一册

硫酸的工业制备浓硫酸的性质1．国家为了规范管理危险品，颁布了《危险化学品目录》，其中硫酸是危险品，且是三类易制毒。经营硫酸，除了要有危险化学品经营许可证，还要办理非药品类易制毒化学品经营备案证明。下列关于硫酸性质的描述正确的是()A．浓硫酸有氧化性，稀硫酸无氧化性B．由于浓硫酸具有吸水性，故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验C．稀硫酸与铁、铝反应，浓硫酸在常温下与铁、铝不反应D．浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成，可能是CuO解析：选D浓硫酸与金属反应时，硫元素被还原，体现其氧化性，稀H2SO4与金属反应时，氢元素被还原，体现其氧化性，故A错误；浓硫酸具有脱水性，可与蔗糖反应做“黑面包”实验，故B错误；浓硫酸在常温下与铁、铝发生钝化反应，表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，故C错误；少量黑色固体可能是CuO，因CuO为黑色，故D正确。2．通常情况下，以下气体不能用浓硫酸干燥的是()A．SO2 B．Cl2C．HCl D．H2S解析：选D浓硫酸是酸性干燥剂，可以干燥酸性气体，如SO2、Cl2、HCl，但不能干燥具有还原性的气体，如H2S，因为浓H2SO4具有强氧化性，会把H2S氧化。3．下列关于硫酸的说法正确的是()A．向碱溶液中滴加稀硫酸，溶液的pH逐渐由小变大B．稀硫酸与氯化钡溶液混合有白色沉淀产生C．稀硫酸能够使石蕊溶液呈蓝色D．稀释浓硫酸时，要将水沿着器壁缓慢地加入浓硫酸中并不断搅拌解析：选B向碱溶液中滴加稀H2SO4，发生中和反应，溶液的pH由大变小，A错误；稀H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4白色沉淀，B正确；稀H2SO4能使石蕊溶液变红色，C错误；稀释浓H2SO4时，要将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，以防液滴飞溅，D错误。4．若将浓硫酸慢慢滴入浓盐酸中，可能产生的实验现象是()A．产生黄绿色气体B．冒白雾，混合物温度升高C．冒白雾，混合物温度降低D．液体四溅，冒白烟解析：选B浓硫酸慢慢滴入浓盐酸中，浓硫酸吸水放热，混合物温度升高，HCl挥发遇水蒸气形成盐酸小液滴，呈白雾。5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是()A．酸性 B．脱水性C．吸水性 D．强氧化性解析：选A蔗糖(C12H22O11)在浓硫酸作用下脱水，生成碳和水(实验后蔗糖会变黑，黑的就是碳颗粒)，这一过程表现了浓硫酸的脱水性和吸水性；浓硫酸吸水产生的大量热使浓硫酸和C发生反应生成CO2和SO2，这一过程表现了浓硫酸的强氧化性，整个过程没有表现酸性，A项符合题意。6．向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量()A．小于0.45molB．等于0.45molC．在0.45mol和0.90mol之间D．大于0.90mol解析：选ACu与稀硫酸不反应，在加热条件下铜和浓硫酸能发生反应。由反应Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，参加反应的H2SO4有一半被还原，在Cu与浓硫酸的反应过程中，浓硫酸的浓度逐渐降低，变成稀硫酸时反应将停止，所以0.9molH2SO4与足量铜片反应时，被还原的H2SO4的物质的量小于0.45mol。7．下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是()①2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑②C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O③Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O④2FeO＋4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2OA．①② B．③④C．①③ D．②④解析：选B金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓硫酸反应时，浓硫酸既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓H2SO4反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。8．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．①③④C．①②④ D．②③④解析：选A浓硫酸吸收空气中的水放热，温度计温度升高，能证明浓硫酸的吸水性，①正确；浓硫酸吸水，胆矾失去结晶水，变为白色的无水硫酸铜，能证明浓硫酸的吸水性，②正确；浓硫酸吸水，饱和硝酸钾溶液中析出晶体硝酸钾，能证明浓硫酸的吸水性，③正确；浓硫酸吸水，试管中的水减少，能证明浓硫酸的吸水性，④正确。9．硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车，某新工人违反规定，边吸烟边用水冲洗该车，结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是()A．浓硫酸遇明火爆炸B．铁与水反应产生的氢气接触空气，遇明火爆炸C．浓硫酸遇水发热爆炸D．稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气，遇明火爆炸解析：选D浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸，稀硫酸与铁反应产生氢气，氢气接触空气，遇明火爆炸。10.如右图所示，小试管内盛有约3mL饱和硫酸铜溶液，与锥形瓶连通的U形细管内盛有少量水(为便于观察，预先染成红色)，沿小试管的内壁小心地慢慢加入约3mL浓硫酸，静置片刻。可观察到的现象有()A．小试管内液体分成两层，下层蓝色，上层无色B．U形管内左、右两边液面高度无变化C．小试管内有少量白色固体析出D．以上现象都没有，无明显现象解析：选CA选项，小心加入浓硫酸，会暂时分层，浓硫酸密度大，所以下层无色，上层蓝色。B选项，浓硫酸与水溶液混合后，放热，锥形瓶内气压增大，U形管左边液面下降，右边液面升高。C选项，浓硫酸具有吸水性，饱和硫酸铜溶液析出少量硫酸铜晶体。11．在如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对观察到的现象叙述不正确的是()A．苹果块会干瘪 B．胆矾晶体表面有“白斑”C．小试管内有固体析出 D．pH试纸变红解析：选D浓硫酸具有吸水性，能够吸收周围环境中的水蒸气。苹果块散发出的水分、胆矾风化产生的水分都可以被浓硫酸吸收，从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的白色CuSO4，A、B项正确；浓硫酸溶于水时会放出大量的热，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，饱和澄清石灰水中有固体析出，C项正确；浓硫酸几乎不能电离出H＋，因此pH试纸不会变红，但会被炭化而变黑，D项错误。12．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，则稀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双氧水具有氧化性，在酸性环境下能将金属铜氧化，反应化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。从方程式看出无气体生成，故A错误；分析元素的化合价，过氧化氢中氧的化合价从－1→－2，化合价降低，过氧化氢作氧化剂，故B错误；3.2g铜的物质的量：eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol，从方程式看出，消耗0.05mol硫酸，硫酸的浓度：eq\f(0.05mol,0.1L)＝0.5mol·L－1，故C正确；从方程式看出，反应中硫酸中各元素的化合价没有变化，故只表现出酸性，没有表现氧化性，故D错误。13．根据如图所示装置，回答下列问题。(1)开始加热后，产生的现象：a处__________________；b处________________________________________。(2)停止反应后，用酒精灯在b处微微加热，产生的现象是______________________。(3)写出a处发生反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是________________________________________________________________________________________________________________。(5)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18mol·L－1浓硫酸放在试管中共热，直到反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，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。①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是________________________________________________________________________________。②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溶液解析：(1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体，SO2能使品红溶液褪色，生成的CuSO4使溶液变蓝色。(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。(4)SO2有毒，不能直接排放到空气中，用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)随着反应的进行，H2SO4被不断消耗，且反应生成水，使浓硫酸的浓度逐渐减小，当变为稀硫酸时，反应将会停止，因为铜与稀硫酸不反应；可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液，若有气泡产生则可证明有余酸。答案：(1)有气泡产生，溶液变蓝纸条褪色(2)纸条由无色恢复为红色(3)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)吸收多余的SO2，防止污染环境(5)①反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜和稀硫酸不反应②ad14．在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。请回答下列问题：(1)生成的这种黑色物质(单质)是(填化学式)________。(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的污染物之一，这种有刺激性气味的气体为(填化学式)______________，反应的化学方程式为____________________________。(3)根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有(填字母)________。A．酸性 B．吸水性C．脱水性 D．强氧化性(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液________，说明这种气体有________性；将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入氯水中，发生反应的化学方程式为___________________________。(5)能否用澄清石灰水鉴别(2)中产生的两种气体(填“能”或“不能”)________，若不能，请写出两种可以鉴别这两种气体的试剂：____________________________。解析：(1)浓硫酸具有脱水性，生成的黑色物质为蔗糖与浓硫酸脱水后形成的碳单质。(2)浓硫酸具有强氧化性，蔗糖脱水形成的碳单质在脱水放出的热量作用下与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，具有刺激性气味的二氧化硫是大气的污染物之一，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O。(3)根据实验现象及(1)(2)的分析知，在蔗糖与浓硫酸的反应中，浓硫酸表现出了吸水性、脱水性和强氧化性，B、C、D正确。(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体二氧化硫通入品红溶液中，由于二氧化硫具有漂白性，品红溶液会褪色，二氧化硫具有还原性，能与氯气在水中反应生成硫酸和盐酸，反应的化学方程式为SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。(5)(2)中产生的二氧化硫、二氧化碳通入澄清石灰水中，都能产生白色沉淀，现象相同，不能用澄清石灰水鉴别；二氧化硫具有漂白性可使品红溶液褪色、具有还原性可使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，二氧化碳不能使品红溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，二氧化硫和二氧化碳可选用品红溶液、溴水或酸性高锰酸钾溶液进行鉴别。答案：(1)C(2)SO2C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O(3)BCD(4)褪色漂白SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(5)不能品红溶液、溴水或酸性高锰酸钾溶液15．对下列事实的解释正确的是()A．蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，说明硫酸与氨气不反应B．医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸C．向50mL18mol·L－1H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45molD．常温下，浓硫酸可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应解析：选B氨气与挥发性酸反应可形成白烟，硫酸难挥发，A错误；随着反应的进行，硫酸的浓度降低，稀硫酸不能与铜反应，C错误；常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化)，形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行，D错误。16．将一定量的锌与100mL18.5mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成33.6L气体Y(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，则下列叙述不正确的是()A．气体Y是SO2和H2的混合物B．气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1C．反应中共消耗97.5g锌D．反应中共转移3mol电子解析：选BZn和浓硫酸反应生成SO2，随着反应的进行，浓硫酸的浓度降低，变成稀硫酸，此时生成H2。反应消耗H2SO4的物质的量为18.5mol·L－1×0.1L－0.05mol·L－1×1L＝1.8mol，根据得失电子守恒：Zneq\o(→,\s\up7(失2mole－))Zn2＋，SOeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up7(得2mole－))SO2,2H＋eq\o(→,\s\up7(得2mole－))H2。此时生成1.5mol气体，则转移电子为3mol，反应完的Zn为1.5mol。则：m(Zn)＝65g·mol－1×1.5mol＝97.5g，n(SO2)＝1.8mol－1.5mol＝0.3mol，n(H2)＝1.5mol－0.3mol＝1.2mol。故混合气体中n(SO2)∶n(H2)＝0.3mol∶1.2mol＝1∶4。17．硫酸是无机“三大强酸”之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工业制硫酸的工艺流程如下图，请据图回答下列问题。(1)写出用硫铁矿(主要含FeS2)造气的化学方程式：__________________________，设备名称是________。工业上往往将硫铁矿粉碎，目的是_____________________________。(2)催化氧化之前对SO2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是________________。(3)由吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过0.50mL·L－1，就要加以处理后才能排出，处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，该过程的化学方程式是________________。(4)某硫酸工厂每天消耗硫铁矿石(含FeS2质量分数为60%)20t，生产中三阶段的转化率依次为98%、95%、98%，则该工厂一天能生产98.3%的硫酸的质量为________t。解析：(1)用硫铁矿造气即FeS2与氧气反应生成Fe2O3与SO2。设备为沸腾炉，将硫铁矿粉碎，目的是增大接触面积，提高反应速率，使硫铁矿燃烧充分。(2)炉气中的杂质会造成催化剂中毒。(3)用氨水洗涤烟气脱硫，反应的化学方程式为2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O或NH3·H2O＋SO2=NH4HSO3。(4)FeS2与H2SO4之间的关系为FeS2～2SO2～2H2SO412019620t×60%×98%×95%×98%m×98.3%解得m≈18.2t。答案：(1)4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2沸腾炉增大接触面积，提高反应速率，使硫铁矿燃烧充分(2)防止催化剂中毒(3)2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O(4)18.218．某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)：实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等物品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录：材料一：小组交流摘录,学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会是液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：eq\o(2Cu＋S\o(=,\s\up7(△))Cu2S黑色。)材料二：探究实验剪辑实验1将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化。实验2截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。实验3将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右。根据上述材料回答下列问题：(1)A试管上方的长导管的作用是____________；D、E两支试管中CCl4的作用是_________。(2)加热过程中