2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）课时过程性评价 二 硫酸 硫酸根离子的检验

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)(2024·菏泽高一检测)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+O22SO3C.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+8SO2B.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.①③④C.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→CuSO4②C→CO2③FeO→Fe2(SO4)3④Fe2O3→Fe2(SO4)3A.①③B.②④C.①④D.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SOB.一定有COC.一定有Ag+D.一定有SO42-【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SO42-或Ag+,7.(2分)(2024·青岛高一检测)在检验SO42-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SO4B.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SO4C.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SO4D.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SO4【解析】选C。在溶液中先加入稀硝酸,会将SO32-氧化为SO42-,溶液中无SO42-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SO42-,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SO42-,故B错误;先加稀盐酸,反应除去CO32-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SO42-,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,[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+、SO42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+、SO42-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XYZANa2CO3溶液BaCl2溶液NaOH溶液BBaCl2溶液NaOH溶液Na2CO3溶液CNaOH溶液BaCl2溶液Na2CO3溶液DBaCl2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+、SO42-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CO32-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、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BaSO3C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有CO2D.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SOC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SO42-,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[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)20mL18.0mol·L-1浓硫酸和mg锌共热一段时间后,锌完全溶解,收集到VL(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100mL,测得溶液中c(SO42-)为3.3mol·L-1,c(H+)为5.2mol·L-1,下列说法错误的是A.m=4.55B.V=1.568C.混合气体的总质量为2.0gD.混合气体中,n(H2)∶n(SO2)=3∶4【解析】选D。A.溶液中n(SO42-)=0.1L×3.3mol·L-1=0.33mol,硫酸锌的物质的量为0.33mol-0.26mol=0.07mol,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0.07mol,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0.02L×18mol·L-1=0.36mol,则二氧化硫的物质的量为0.36mol-0.33mol=0.03mol,氢气的物质的量为0.04mol,则混合气体的总质量为0.03mol×64g·mol-1+0.04mol×2g·mol-1=2g,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1molFeS2,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1.000L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0.233g。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1molFeS2,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0.233g233g·mol-1=0.001mol,根据硫原子守恒可知0.001mol=0.0224L,SO2的体积分数为0.022迁移创新·提素能12