第03讲-硫酸和硫酸根离子检验(人教版2019必修第二册)-(原卷版)

第0第03讲硫酸和硫酸根离子检验必备知识必备知识1．硫酸的物理性质纯硫酸为无色、_黏稠__的油状液体，_难__挥发，密度比水_大__，与水以_任意__比互溶，溶于水时放出大量的_热__。稀释浓硫酸的方法是将_浓H2SO4__沿容器内壁慢慢注入水中，并用_玻璃棒__不断搅拌。浓硫酸对人体皮肤有强烈的腐蚀作用。如果不慎在皮肤上沾上少量浓硫酸时，处理方法是立即用布擦拭，再用大量水冲洗，然后涂上_3%～5%的NaHCO3溶液__。2．稀硫酸的化学性质稀硫酸具有酸的通性，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式：(1)Fe：_Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__；(2)MgO：_MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O__；(3)Ba(OH)2：_2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O__；(4)Na2SO3：_SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O__；(5)BaCl2：_Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓__。3．浓硫酸的三大特性A．吸水性：①常用作干燥剂，但不能用于干燥碱性和还原性物质。如：NH3、H2S、HBr、HI等。②少量胆矾加入浓硫酸中，蓝色晶体变成白色粉末，是浓硫酸的吸水性。③可用浓H2SO4干燥的气体有：H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。B．脱水性：浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数2:1的比例脱去，例如：使蔗糖变黑或炭化，使纸张变黑等；如：C2H5OHeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。C．强氧化性a．与金属的反应：浓H2SO4能氧化Cu等不活泼的金属，反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O注意冷的浓H2SO4能使铁、铝发生钝化，可以用铁槽车或铝槽车运送浓硫酸。b．与非金属的反应：加热条件下浓H2SO4能氧化C、S等非金属单质，反应的化学方程式为：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O、S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2Oc.还可以与H2S、HI等还原性气体反应4．硫酸的用途A．制取化肥，如磷肥、氮肥；B．清除金属表面的氧化物；C．制取挥发性酸；D．用于精炼石油，制造炸药、农药等，是实验室里常用的试剂。5．SOeq\o\al(2－,4)的检验①检验SOeq\o\al(2－,4)时要防止其他离子的干扰A．Ag＋干扰先用盐酸酸化，能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－=_AgCl↓__。B．COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)干扰因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SOeq\o\al(2－,4)，必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。所以钡盐溶液不能用_Ba(NO3)2__溶液，因为在酸性条件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SO2等会被溶液中的NOeq\o\al(－,3)(H＋)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，从而得出错误的结论。②正确操作③操作目的：先加稀盐酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。6．硫酸的工业制备(1)工艺流程。注意：工业上用98.3%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3时产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。(2)反应原理。①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO24FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2。②SO2转化为SO32SO2＋O22SO3。③SO3与水反应生成H2SO4SO3＋H2O=H2SO4。7．重要的硫酸盐化学式俗名颜色主要性质用途2CaSO4·H2O熟石膏白色2CaSO4·H2O＋3H2O=2(CaSO4·2H2O)塑像、模型、粉笔、医疗绷带等CaSO4·2H2O石膏白色2(CaSO4·2H2O)eq\o(=,\s\up7(△))3H2O＋2CaSO4·H2O水泥添加剂FeSO4·7H2O绿矾浅绿色暴露在空气中被氧化为三价铁盐用于配制蓝黑墨水，补血剂CuSO4·5H2O_胆矾__蓝矾蓝色CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(白)＋5H2O配制波尔多液，镀铜液BaSO4重晶石白色不溶于水和酸，不易被X射线透过白色颜料，医疗上用作“钡餐”Na2SO4·10H2O_芒硝__白色造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂KAl(SO4)2·12H2O_明矾__白色净水剂易混易错点易混易错点1．H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸,利用这一性质可以制取HCl和HF:H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑,CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。2．化学反应中浓硫酸由“量变”引起的“质变”。过量金属(如Fe、Cu、Zn等)与浓硫酸反应时(必要时加热)，要动态地看待反应过程，注意浓硫酸浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段是浓硫酸的反应，产生的是SO2气体，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，最后变为稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，与铁、锌等反应生成的气体是H2而不是SO2。3．浓硫酸与金属反应时体现了浓硫酸的氧化性和酸性,而与碳等非金属反应时只体现了浓硫酸的氧化性。特别提醒(1)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓H2SO4的吸水性。(2)浓H2SO4与金属反应时体现了浓H2SO4的氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现了浓H2SO4的氧化性。4．浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。5．常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了“钝化”，“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。6．浓硫酸吸水性和脱水性的区别与应用(1)吸水性。浓硫酸具有吸收水(如气体中、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等)的性能,吸水性是浓硫酸的物理性质。因此浓硫酸可作为吸水剂或干燥剂。①浓硫酸能干燥三类气体:中性气体,如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等;某些酸性气体,如SO2、CO2、HCl、HF等;某些氧化性气体,如F2、Cl2等。②浓硫酸不能干燥两类气体:碱性气体,如氨气(NH3);还原性气体,如HBr、HI、H2S等。(2)脱水性。浓硫酸可将许多有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去。脱水性是浓硫酸的化学性质。如:C12H22O1112C+11H2OHCOOHCO↑+H2O。7．鉴别稀硫酸和浓硫酸的方法方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量试样,如能放出大量热的则为浓硫酸,无明显变化的则为稀硫酸。方法二:观察状态,浓硫酸为黏稠状液体,而稀硫酸为黏稠度较小的溶液。方法三:取等体积的两份物质置于小烧杯中用手掂掂,因为浓硫酸的密度较大,相同体积的浓硫酸和稀硫酸比较,浓硫酸的质量大得多,感觉较重。方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀硫酸(Fe+2H+Fe2++H2↑),若无明显现象(钝化),则为浓硫酸。方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓硫酸的脱水性)者为浓硫酸,否则为稀硫酸。方法六:取少量试样,分别向其中投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓硫酸(浓硫酸表现强氧化性和酸性),无变化的是稀硫酸。8．浓硫酸与金属的反应规律(1)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，若加热或将浓硫酸稀释，则可以继续反应。(2)与活泼金属(如Zn)反应：开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。(3)与某些不活泼金属(如Cu)反应：开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成SO2的物质的量小于1mol。(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性(生成SO2)又表现酸性(生成硫酸盐)。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。9．SOeq\o\al(2－,4)检验的易错点(1)误将Ag＋、Pb2＋判断成SOeq\o\al(2－,4)。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq\o\al(2－,4)。其错误是未注意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－=PbCl2↓(白色)。(2)误将SOeq\o\al(2－,3)判断成SOeq\o\al(2－,4)。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SOeq\o\al(2－,4)。该错误是未注意NOeq\o\al(－,3)具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。细细剖精析易混不混易错不错1．将64g铜箔加入盛有含2molH2SO4的浓H2SO4的试管中加热。(1)铜箔能否完全溶解？请解释原因。【细剖精析】不能，因为随着的反应的进行，浓H2SO4变为稀H2SO4，反应停止。(2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体，铜箔表面又有气泡冒出，其原因为【细剖精析】H＋与NOeq\o\al(－,3)又能氧化铜箔，发生反应3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。2．下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入下表：浓硫酸稀硫酸物理性质加水放出大量热无明显变化状态油状液体液态密度ρ(浓H2SO4)>ρ(稀H2SO4)化学性质铁片无明显变化(钝化)铁片逐渐溶解，并产生无色气体铜片(加热)铜片溶解，产生无色气体不反应白纸变黑无明显变化胆矾蓝色变白胆矾溶解形成蓝色溶液3．酸的氧化性和氧化性的酸是一回事吗？【细剖精析】酸的氧化性是指酸电离出的H＋呈现的氧化性，而氧化性的酸则是指含氧酸根中处于正价态的非金属原子易得电子的酸，如Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3，Heq\o(Cl,\s\up6(＋1))O，浓H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4等。 4．浓H2SO4一般不能干燥哪些气体？【细剖精析】不能用浓硫酸干燥的气体有：碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S、HBr、HI等。对点训练对点训练一、硫酸的性质1．具备基本的化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列实验操作中正确的是A．称取食盐 B．稀释浓硫酸C．检查气密性 D．点燃酒精灯2．在化学实验时必须注意安全操作，避免意外伤害，下列实验操作或事故处理中不正确的是A．在实验室不可以用品尝味道的方法鉴别任何试剂B．在稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒搅拌C．浓酸对皮肤有腐蚀性，如不慎沾到皮肤上，应用较多的水冲洗，再涂上硼酸稀溶液D．不得点燃添满酒精的酒精灯3．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．①③ B．②④ C．①④ D．②③4．按下述实验制备气体，合理而又实用的是A．锌与稀硝酸反应制备氢气B．大理石与浓硫酸反应制备二氧化碳C．二氧化锰与稀盐酸加热制备氯气D．向浓盐酸中滴加浓硫酸制备氯化氢气体5．下列变化的实质最相似的是A．浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小B．二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，二氧化硫也能使溴水褪色C．碘化氢气体和SO2都具有还原性，浓硫酸具有氧化性，都能用浓硫酸干燥，D．浓硫酸能在白纸上写字，氢氟酸能在玻璃上刻字6．下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是A．浓硫酸可作氯气的干燥剂B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末D．浓硫酸与铜反应制取二氧化硫7．下列说法正确的是A．浓硫酸具有吸水性，可以干燥氨气和氢气B．浓硫酸使硫酸铜晶体变白，表现脱水性C．可以用脱水性区别浓硫酸和稀硫酸D．浓硫酸有氧化性，稀硫酸没有氧化性8．下列说法正确的是A．浓硫酸具有强氧化性，常温下可与铁单质剧烈反应B．SO2能杀菌消毒防腐，常用作食品添加剂C．氨气因有刺激性气味，因此不用来作制冷剂D．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH39．利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成。下列说法正确的是A．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成B．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成C．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有生成D．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B10．下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是选项实验操作现象结论ACu与足量浓硫酸反应，将反应混合物冷却后，再向反应器中加入冷水溶液变蓝验证生成B向某溶液中加NaOH溶液并加热，将产生的气体通向湿润的红色石蕊试纸湿润的红色石蕊试纸变蓝该溶液中含C将红热的木炭投入浓硫酸中，产生的气体通入澄清的石灰水石灰水变浑浊木炭被氧化成D向某无色溶液中先滴加溶液，再加盐酸生成白色沉淀，且沉淀不溶解该溶液中含二、硫酸根离子的检验1．下列实验操作、现象及结论正确的是A．向某无色溶液中加入盐酸，有无色无味的气体产生，则说明原溶液中一定有COB．无色溶液中先加入氯化钡溶液生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失，说明含SOC．向某溶液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明含有Fe3+，不含Fe2+D．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，生成蓝色絮状沉淀，说明含有Cu2+2．对下列溶液中离子检验正确的是A．某溶液中先滴加氯化钡溶液，有白色沉淀，证明含SO离子B．某无色溶液中滴入无色酚酞试液显红色，证明该溶液一定显碱性C．某无色溶液滴入稀盐酸，产生气泡，证明该溶液一定含有CO离子D．向某种溶液中加入稀盐酸酸化的硝酸银，有白色沉淀，证明含Cl-离子3．用下列方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严谨的是A．检验试液中含Cl-：试液有白色沉淀沉淀不溶解B．检验试液中含SO：试液无沉淀白色沉淀C．检验试液中含I-：试液黄色溶液深黄色溶液D．检验试液中含SO：试液有白色沉淀沉淀溶解4．某未知溶液只可能含有、、、、、中的一种或几种。①取少量溶液滴加紫色石蕊溶液，溶液变红；②另取少量该溶液，滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；取②上层清液于另一试管中，滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。下列判断不合理的是A．一定有 B．一定有和C．一定无和 D．可能含和5．下列实验现象和结论相符的是操作及现象结论A某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体溶液中一定含有B某溶液中加入硝酸银，产生白色沉淀溶液中一定含有Cl-C把一块绿豆大的钠放入滴有酚酞的水中，溶液变红钠和水反应后溶液显碱性D用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色溶液中有Na+，无K+提升训练提升训练1．化学是一门以实验为主要研究手段的科学，化学反应现象是化学反应本质的外在表现。下列反应不能观察到颜色变化的是A．将足量通入NaOH溶液中B．用浓硫酸在纸上书写文字C．将足量通入滴有酚酞的蒸馏水中D．在空气中打开装满NO气体的集气瓶的玻璃塞2．某同学按如图所示实验装置探究铜与浓硫酸的反应，记录实验现象如下表所示。试管①②③④实验现象溶液仍为无色，有白雾、白色固体产生有大量白色沉淀产生无明显现象品红溶液褪色

下列说法正确的是A．②中白色沉淀是BaSO3B．①中观察到的白雾中含有硫酸小液滴C．为了确定①中白色固体是否为硫酸铜，可向冷却后的试管中注入水，振荡D．实验时若先往装置内通入足量N2，再加热试管①，实验现象不变3．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B将铜粉加入1.0mol•L-1Fe2（SO4）3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C向蔗糖中加入浓硫酸蔗糖变黑，并放出刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性和强氧化性D将铜片放入浓硫酸中无明显现象铜片发生了钝化4．在两份相同的Ba(OH)2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图（①代表滴加H2SO4溶液，②代表滴加NaHSO4溶液）所示。下列说法不正确的是（）A．a点表示恰好完全反应B．b点，溶液中大量存在的离子是Na+、OH-C．c点，曲线①、②中的c(SO)相等D．d点时反应所得的沉淀量大于b点时所得的沉淀量5．下列实验事实可用同一原理解释的是A．常温下，铁片、铜片均不溶于浓硫酸中B．久置的浓硫酸和浓硝酸浓度均变小C．分别加热盛有I2和NH4Cl的试管，管口处有固体凝结D．SO2能使酸性高锰酸钾溶液、溴水均褪色6．下列说法正确的是（）A．向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2D．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有吸水性7．已知X、Y、Z、W均为四种常见物质，且它们之间有如下转化关系，下列说法正确的是A．X、Y、Z、W均为含有同种元素的化合物B．若X能与Y反应，则X、定是和C．的反应一定是氧化还原反应D．在W的稀溶液滴入石蕊试剂都显红色8．某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：实验1实验2①、③中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生③中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生下列说法正确的是A．稀硝酸一定被还原为NO2B．实验1-②中溶液存在：c(Cu2+)+c(H+)＝c(NO3－)+c(OH－)C．由上述实验得出结论：常温下，Cu既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应D．实验1-③、实验2-③中反应的离子方程式：3Cu＋2NO3-＋8H+=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O9．研究铜和铁与浓硫酸的反应，实验如下：①②铜丝表面无明显现象铁丝表面迅速变黑，之后无明显现象铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色下列说法正确的是A．常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸，可用铜制容器盛放浓硫酸B．②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量相等C．依据②，可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2D．①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率10．下列由实验操作及现象得出的结论正确的是A．向某溶液中加入硝酸酸化的溶液，有白色沉淀生成，原溶液中一定含有B．将碳与浓硝酸共热产生的气体通入到少量澄清石灰水中，无明显现象，说明没有产生二氧化碳C．过量铜与稀硝酸充分反应后，再滴加稀硫酸，铜逐渐溶解，说明铜可以和稀硫酸反应D．向酸性溶液中滴加足量溶液，溶液褪色且有气泡产生，说明具有还原性11．下列说法中正确的是（）A．某溶液加入AgNO3溶液产生了白色沉淀，证明该溶液中一定含有Cl—B．某溶液加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加入稀HNO3，沉淀不消失，证明原溶液中一定存在SO42—