人教版高中化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素第一节课时2硫酸硫酸根离子的检验练习含答案

第一节硫及其化合物课时2硫酸硫酸根离子的检验(一)基础巩固1.(2022·上海卷)下列关于硫酸工业的说法正确的是()A.在纯氧中煅烧黄铁矿B.在高压条件下制SO3C.用98.3%浓硫酸吸收SO3D.用澄清石灰水吸收尾气解析:制备硫酸工业中,在沸腾炉中通入空气煅烧黄铁矿制备二氧化硫,不需要纯净的氧气,故A项错误;硫酸工业中催化氧化SO2制备SO3,在常压条件下进行即可,该反应在常压下的转化率已经很大,加压虽然可以使转化率增大,但同时对设备要求提高,经济成本增大,故B项错误;工业上采用98.3%的浓硫酸吸收SO3,可避免形成酸雾并提高吸收率,故C项正确;硫酸工业产生的尾气主要是SO2,工业上通常采用石灰乳进行吸收,澄清石灰水中Ca(OH)2浓度太低,不适合处理工业尾气,故D项错误。答案:C2.浓硫酸与下列物质作用时,只表现强氧化性的是()A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材C.红热木炭 D.氧化铝答案:C3.检验某溶液中是否含有SO4A.取样,滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成B.取样,滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成C.取样,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成D.取样,滴加稀硫酸,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成答案:C4.(2024·广东江门高一期中)对下列实验现象的原因分析不正确的一项是()选项实验现象原因分析A浓硫酸遇湿润的蓝色石蕊试纸,先变红,后变黑硫酸有酸性,使石蕊变红,浓硫酸有脱水性,使试纸炭化变黑B向一定浓度的CuSO4溶液中通入适量的H2S气体,出现黑色沉淀H2S的酸性比H2SO4的强CSO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红SO2与水反应生成H2SO3,使溶液呈酸性D向湿润的蔗糖固体中加入浓硫酸,固体迅速变黑,后体积急剧膨胀在浓硫酸脱水作用下,蔗糖固体被炭化,C与浓硫酸反应生成了CO2、SO2解析:硫酸有酸性,遇湿润的蓝色石蕊试纸变红,浓硫酸有脱水性,使试纸炭化变黑,A项正确;反应生成的黑色沉淀是CuS,不溶于硫酸,酸性为H2SO4>H2S,B项错误;将SO2通入紫色石蕊溶液中,SO2会与水反应生成H2SO3,H2SO3具有酸性,使紫色石蕊溶液变红,C项正确;向湿润的蔗糖固体中加入浓硫酸,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖炭化变黑,C与浓硫酸反应生成了CO2、SO2,体积急剧膨胀,D项正确。答案:B5.如图所示,小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓硫酸,静置片刻后,U形细玻璃管中可观察到的液面现象是()A.左高右低 B.左低右高C.左右一样高 D.来回振动答案:B6.(2022·广东汕头)某同学在实验室选用下列实验装置,验证浓硫酸与木炭反应的生成物。下列说法正确的是()A.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,当观察到装置Ⅲ溶液颜色变浅但不褪色,装置Ⅴ溶液变浑浊时,可证明反应产生了CO2B.若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅴ,此时装置Ⅲ两侧的品红溶液在实验设计中的目的和作用相同C.反应过程中装置Ⅲ的酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的漂白性D.浓硫酸与木炭的反应中,浓硫酸表现出酸性和强氧化性解析:在加热时,浓硫酸与木炭反应生成CO2、SO2和H2O;先用无水CuSO4检验H2O,然后用品红溶液检验SO2,再用酸性KMnO4溶液除去SO2,可以用品红溶液来检验SO2是否除尽,最后用澄清石灰水检验CO2。A项,若连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,当观察到装置Ⅲ溶液颜色变浅但不褪色,说明SO2气体已经除尽,排除了SO2的干扰,且由于CO2能够使澄清石灰水变浑浊,所以装置Ⅴ溶液变浑浊时,可证明反应产生了CO2,正确;B项,结合以上分析可知,装置Ⅲ前面的品红溶液是用来检验SO2气体的,装置Ⅲ后面的品红溶液是用来检验SO2气体是否除尽的,两者的作用不同,错误;C项,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能够把SO2氧化为SO42-,MnO4-被还原为Mn2+,两者发生了氧化还原反应,体现了SO2的还原性,错误;D项,在加热时,浓硫酸与木炭发生反应生成CO2答案:A7.(2024·广东高一期中)某科学小组为研究不同价态含硫物质的转化,设计了如图所示实验,请回答有关问题。(1)装置A中发生反应的化学方程式为

。该反应体现了浓硫酸的。

(2)B处实验现象是,由此推测硫元素从+4价变为+6价。

(3)检验B处有SO42-(4)C处观察到蘸有Na2S溶液的棉花上出现黄色固体,可推测此反应过程中硫元素的价态变化分别是。

(5)D装置的作用是,发生反应的离子方程式为。

解析:(1)装置A中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,该反应中浓硫酸的部分硫元素化合价降低生成二氧化硫,部分硫元素化合价不变生成硫酸铜,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。(2)B处实验现象是蘸有酸性高锰酸钾溶液的棉花紫色褪去,高锰酸钾被还原,由此推测硫元素从+4价变为+6价。(3)检验B处有SO42-生成的方法是取B处反应后的棉花于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明B处有SO42-生成。(4)SO2中硫元素化合价为+4价,Na2S中硫元素化合价为-2价,C处观察到蘸有Na2S溶液的棉花上出现黄色固体S单质,S单质中硫元素化合价为0,可推测此反应过程中硫元素的价态变化分别是+4价降低为0价、-2价升高为0价。(5)二氧化硫有毒,氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,D装置的作用是吸收尾气,防止污染环境;发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O强氧化性和酸性(2)蘸有酸性KMnO4溶液的棉花紫色褪去(3)取B处反应后的棉花于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明B处有SO4(4)+4价降低为0价、-2价升高为0价(5)吸收尾气,防止污染环境SO2+2OH-SO32-+H(二)拓展提高8.实验室常用下图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验。下列有关实验现象的描述或试剂的选用错误的是()A.甲试管内溶液变为蓝色B.乙试管中品红溶液红色褪去C.棉花上的溶液可能为氢氧化钠溶液D.棉花上的溶液可能为饱和碳酸钠溶液解析:浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,因为浓硫酸具有吸水性,甲试管中生成的硫酸铜为白色固体,而不是蓝色溶液,A项错误;生成的二氧化硫有漂白性,使品红溶液褪色,B项正确;二氧化硫为酸性气体,可用碱性溶液(如氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等)吸收,C、D项正确。答案:A9.草木灰中富含钾盐,主要成分是碳酸钾。现从草木灰中提取钾盐,并用实验检验其中的SO42-、CO(1)从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下:①称量样品,②溶解和沉淀,③,④,⑤冷却结晶。(2)用托盘天平(指针向上的)称量样品时,若指针偏向右边,则表示(填字母)。

A.左盘重,样品轻B.左盘轻,砝码重C.右盘重,砝码轻 D.右盘轻,样品重(3)在进行②③④操作时都要用到玻璃棒,其作用分别是;

;

。

(4)将制得的少量晶体放入试管,加蒸馏水溶解并把溶液分成三份,分装在三支试管里。①在第一支试管里加入稀盐酸,可观察到有生成,证明溶液中有。

②在第二支试管里加入足量稀盐酸后,再加入氯化钡溶液,可观察到有生成,证明溶液中有。

③在第三支试管里加入足量稀硝酸后,再加入硝酸银溶液,可观察到有生成,证明溶液中有。

解析:(1)草木灰中的钾盐可以溶于水形成溶液,利用过滤的方法可以获得钾盐的水溶液,将所得的水溶液蒸发结晶可以获得钾盐的固体。(2)用托盘天平称量样品时,若指针偏向右边,则表示左盘轻,砝码重。(3)在溶解固体时,使用玻璃棒可以搅拌,加快溶解;在过滤操作中,可以用玻璃棒引流;在蒸发操作中,用玻璃棒搅拌,使液体受热均匀,防止局部过热造成液滴飞溅。(4)①碳酸根离子能与盐酸反应生成二氧化碳,向溶液中加入稀盐酸后有气泡生成,发生反应的离子方程式为2H++CO32-H2O+CO2↑。②向溶液中先滴加足量稀盐酸再加入氯化钡溶液,排除了其他离子的干扰,如果产生白色沉淀,就说明溶液中有硫酸根离子,涉及反应的离子方程式为2H++CO32-H2O+CO2↑、SO42-+Ba2+BaSO42-↓。答案:(1)过滤蒸发(2)B(3)搅拌,加快溶解引流搅拌,防止局部过热造成液滴飞溅(4)①气泡CO32-②白色沉淀SO4(三)挑战创新10.(2024·广东广州高一期中)某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图所示装置进行实验。实验中甲同学将agCu片和12mL18mol·L-1浓硫酸放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。请回答下列问题。(1)写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式:

。

(2)装置D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是

。该实验装置有可能造成环境污染,试用最简单的方法解决:

(实验用品自选)。

(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显现象后,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B装置中的现象是

。

(4)F中应放置的液体是(填字母)。

A.饱和Na2SO3溶液B.酸性KMnO4溶液C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液解析:(1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)由于反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,D内盛品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是品红溶液褪色;为防止环境污染,可用浸有NaO