硫及其化合物第2课时-硫-酸-讲与练高一化学必修二

硫酸讲与练知识点一硫酸的工业制法基本知识：1．硫酸的工业制法2.工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：根据上图回答下列问题：(1)填写下列各进口或出口物质的名称：A：(如)；B：；C：；D：2)。(2)接触法制硫酸分为三个阶段，请填写下表：生产阶段设备主要反应造气S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2或4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2接触氧化2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3SO3吸收SO3＋H2O=H2SO4(3)三个反应①；②；③。答案：（1）A：含硫矿石(如FeS2)；B：炉渣；C：二氧化硫、氧气、氮气；D：尾气(SO2、O2、N2)。(2)接触法制硫酸分为三个阶段，请填写下表：生产阶段设备主要反应造气沸腾炉S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2或4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2接触氧化接触室2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3SO3吸收吸收塔SO3＋H2O=H2SO4（3）①4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2；②2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3；③SO3＋H2O=H2SO4。知识点二硫酸的性质基本知识：1．硫酸的酸的通性H2SO4在水里很容易电离出，具有，能使紫色石蕊试液显，请写出下列反应的离子方程式。①和活泼金属(如Fe)：；②和金属氧化物(如MgO)：；③和碱[如Mg(OH)2]：；④和盐(如Na2CO3)：。2．浓硫酸的特性浓硫酸有三大特性：、和。(1)吸水性与脱水性①吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作。②脱水性浓硫酸能把有机物中的氢元素和氧元素按脱去。如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成固体，并放出有气味的气体。(2)强氧化性实验操作实验现象a试管中铜丝表面；b试管中的溶液；c试管中的；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，色实验结论在反应中，浓硫酸是，铜是答案：1．H＋，酸性，红色，①Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；②MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；③Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O；④COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。2．浓硫酸的特性吸水性、脱水性和强氧化性。(1)①干燥剂。②水的元素组成比。黑色刺激性。(2)实验现象a变黑，有气泡生成；b逐渐变为无色；c紫色石蕊溶液变红色；溶液呈蓝色实验结论氧化剂，还原剂随堂演练1．下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。①强酸性②强氧化性③高沸点、难挥发性④脱水性⑤吸水性(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体________。(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸________。(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体__________。(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸________。(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末____________。(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体________。(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑__________。答案(1)③(2)①(3)⑤(4)②(5)⑤(6)②(7)①④解析(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。(7)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，利用了浓硫酸的酸性，后变黑是把氢原子和氧原子按照2∶1脱去剩余碳，利用了浓硫酸的脱水性。2．(1)50mL物质的量浓度为18mol·L－1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，被还原的硫酸________0.9mol(填“大于”“等于”或“小于”，下同)，消耗铜的物质的量________0.45mol。原因是__________________________________________________。(2)将一定量的锌与100mL18.5mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，则下列叙述中正确的是________(填字母)。A．气体A为SO2和H2的混合物B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1C．反应中共消耗Zn97.5gD．反应中共转移3mol电子答案(1)小于小于随着反应的进行，硫酸变稀，稀硫酸不与铜反应(2)ACD解析(2)生成气体的物质的量为eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol，剩余硫酸的物质的量为eq\f(1,2)×1L×0.1mol·L－1＝0.05mol，参加反应的n(H2SO4)＝0.1L×18.5mol·L－1－0.05mol＝1.8mol，浓硫酸与锌反应生成SO2，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H2，设反应生成xmolSO2，ymolH2，依据反应方程式可得x＋y＝1.5,2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2，所以反应生成0.3molSO2和1.2molH2。3．如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是()A．甲中苹果块会变干瘪B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”C．丙中小试管内有晶体析出D．丁中pH试纸变成红色答案D解析A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，错误。4．如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸(浓度为18mol·L－1)为50mL。下列有关判断正确的是()A．装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2B．装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中C．品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体D．充分反应后，被还原的硫酸少于0.45mol【答案】D【解析】装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误；装置C为集气瓶，收集SO2，B项错误；碱性棉球的作用是吸收SO2，防止其逸出，C项错误；由题意知，H2SO4为0.9mol，根据反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O及条件“铜片足量”可知，当硫酸完全参与反应时，被还原的H2SO4的物质的量为0.45mol，但在反应过程中，硫酸的浓度越来越小，而金属铜与稀硫酸不反应，故被还原的H2SO4少于0.45mol，D项正确。5．某同学设想用图示装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是()选项ABCD实验目的吸水性脱水性稀释放热强氧化性实验装置答案D解析A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸片接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，不能达到实验目的。知识点三硫酸盐基本知识：几种常见的硫酸盐硫酸盐主要性质主要应用硫酸钙CaSO4·2H2Oeq\o(=,\s\up11(150℃),\s\do4(H2O))2CaSO4·H2O生石膏熟石膏制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率硫酸铜CuSO4eq\o(=,\s\up11(H2O),\s\do4(△))CuSO4·5H2O(胆矾)白色蓝色检验水的存在，与石灰乳混合制备波尔多液硫酸钡又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”知识点四硫酸根离子的检验基本知识：1．硫酸根离子检验的实验探究实验操作实验现象先，加入盐酸后先，加入盐酸后先，加入盐酸后实验结论SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋反应生成不溶于盐酸的，离子方程式：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓COeq\o\al(2－,3)与Ba2＋反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸2.检验SOeq\o\al(2－,4)的正确操作及解释(1)待测液eq\o(→,\s\up7(盐酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))出现沉淀，即可确定存在SOeq\o\al(2－,4)。(2)理论解释①先加稀盐酸的目的是排除、、等离子干扰。②再加入BaCl2溶液，若存在SOeq\o\al(2－,4)，发生反应的离子方程式为Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。3．SOeq\o\al(2－,4)检验应用——粗盐除杂(1)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐溶液Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓CaCl2溶液Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓MgCl2溶液Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(2)试剂加入的顺序为使杂质离子完全除去，通常加入试剂及顺序有如下三种：①BaCl2溶液→NaOH溶液→溶液→盐酸；②NaOH溶液→BaCl2溶液→溶液→盐酸；③溶液→溶液→溶液→盐酸。总结：为保障杂质离子完全除去，只要在之后加入即可。答案：1．实验现象先生成白色沉淀，沉淀不溶解生成白色沉淀，沉淀不溶解生成白色沉淀，沉淀溶解，且有气泡产生实验结论白色沉淀，2.(1)白色。(2)①Ag＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)。②3．(1)硫酸盐氯化钡溶液CaCl2碳酸钠溶液MgCl2烧碱溶液(2)：①Na2CO3溶液；②Na2CO3溶液；③BaCl2溶液→Na2CO3溶液。碳酸钠溶液在氯化钡溶液。随堂演练1．为检验某种阳离子为Na＋的溶液中含有的阴离子是SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)还是OH－、Cl－，下列设计的方案中合理的是________。方案一：检验COeq\o\al(2－,3)：向待测液中加入足量的盐酸产生气泡，将气体通入澄清石灰水中有白色沉淀生成方案二：检验SOeq\o\al(2－,4)：先向待测液中加入盐酸至溶液呈酸性，未见沉淀或气体生成，再加入BaCl2溶液出现白色沉淀方案三：检验OH－：向待测液中加入石蕊溶液，溶液变蓝色方案四：检验Cl－：向待测溶液中依次加入稀盐酸和AgNO3溶液，有白色沉淀生成【答案】方案二、方案三【解析】与盐酸反应的离子不一定是COeq\o\al(2－,3)，还可能是HCOeq\o\al(－,3)或SOeq\o\al(2－,3)等，故方案一不合理，先在待测液中加入盐酸，可排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)及Ag＋等的干扰，再用BaCl2溶液检验SOeq\o\al(2－,4)的存在，故方案二合理；溶液中若有OH－，OH－会使石蕊溶液变成蓝色，故方案三合理，AgNO3溶液和稀盐酸混合就有白色浑浊出现，不能证明原溶液中含有Cl－，故方案四不合理。2．依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：eq