1、第2课时硫酸的制备与性质基础过关练题组一硫酸的工业制备1.在硫酸的工业制法中,下列叙述正确的是()A.硫铁矿投入沸腾炉前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧B.从沸腾炉出来的气体只有SO2C.接触室中SO2能全部转化为SO3D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,使SO3充分被吸收2.(2021浙江余姚中学高一12月月考)模拟工业上由SO2和O2制备SO3(熔点为16.8 ,沸点为44.8 )的装置如图所示(加热和夹持装置省略)。下列说法正确的是()A.装置中的试剂为饱和NaHSO3溶液B.实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下反应制取SO2C.装置反应管中的铂石棉作反应的催化剂D.
2、从装置排出的气体有过量的SO2和O23.(2021浙江春晖中学高一期末)在硫酸工业的主要设备中(如图),硫元素的价态不发生变化的是()A.沸腾炉B.接触室C.吸收塔D.三个设备中都有变化4.工业上制硫酸的主要设备分为三大部分:沸腾炉、接触室、吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成氧化铁和二氧化硫;在接触室内在加热和催化剂作用下二氧化硫与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,三氧化硫与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质,仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验。(1)根据如图设计,说明该实验的目的:;写出工业制硫酸中在沸腾炉内发生反应的化学
3、方程式:。(2)装置甲在本实验中的作用是。(3)反应中要求乙装置内氧气的量是二氧化硫的量的2倍,控制这一比例的实验现象是。实验时发现,丁装置在实验过程中先出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置一直都没有明显现象。据此得出的下列结论中正确的是(填字母)。A.浓硫酸不能吸收SO3B.水与三氧化硫的反应是放热反应C.浓硫酸吸收SO3的效果比水好D.水吸收SO3的效果比浓硫酸好(4)上述实验装置有合理之处,也有不合理之处。请就某一方面对该实验装置进行评价:。题组二浓硫酸的性质5.在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上印有的警示标识是()6.(2021江苏盐城高级中学高一月考)下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是()A
4、.常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸,因为铁、铝是活泼金属B.浓硫酸具有吸水性,可以使蔗糖炭化C.浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时,浓硫酸表现出强氧化性D.浓硫酸和铜片加热反应,既表现出酸性,又表现出强氧化性7.(2021甘肃武威十八中高一期中)将少量浓硫酸倒入盛有蔗糖的小烧杯中,搅拌后观察现象,下列描述正确的是()A.实验中浓硫酸表现强酸性B.蔗糖变黑,表明浓硫酸具有吸水性C.实验中可闻到刺激性气味,表明浓硫酸具有脱水性D.该实验会生成两种气体,并可证明浓硫酸具有强氧化性8.(2020山东德州高一上月考)将过量的金属锌投入浓硫酸中,下列说法正确的是(深度解析)A.金属锌表面因生成致密的氧化
5、膜而不反应B.会立即生成H2C.会立即生成SO2,且只生成SO2D.除了SO2外,还会有H2产生9.(2020江苏海头高级中学高一月考)下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是()A.常温时都能与铁发生反应,放出氢气B.加热时都能与铜发生反应C.都能作气体干燥剂D.硫元素的化合价都是+6价10.(2021山东济宁实验中学高一月考)浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是()红热的木炭木材(炭化)灼热的CuFeONH3Fe2O3CuSO45H2O铁、铝(钝化)A.B.C.D.以上答案均不正确11.(2020宁夏青铜峡高级中学高一上期末)下列各组气体通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干
6、燥的是()A.CO、O2、N2B.HCl、Cl2、CO2C.H2、CO、NO2D.SO2、Cl2、O212.(2021四川南充高级中学高一期中)为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的产物,某同学选用了如图所示的实验装置。下列说法错误的是()A.B装置用来检验产物中是否有水蒸气B.C装置用来检验产物中是否有SO2C.F装置用来检验产物中是否有CO2D.将装置B与C位置互换,仍可以达到实验目的13.(2021山东济南高一月考)下列反应中,浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是()A.2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HClB.Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2OC
7、.C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2OD.2FeO+4H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+SO2+4H2O14.(2020安徽淮北师范大学附属实验中学高一上期末)实验室中需要22.4 L(标准状况)SO2气体。某化学小组依据化学方程式Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O计算后,取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓H2SO4(=1.84 g/cm3)充分反应,锌全部溶解,对于制得的气体,有同学认为可能混有杂质。(1)该化学小组所制得的气体中混有的杂质气体是(填分子式),原因是(用化学方程式和必要的文字加以说明)。(2)为证实相关分析,化学小组的同学设计了实验,
8、组装了如下装置,对所制取的气体进行探究。装置B中加入的足量试剂为,反应的离子方程式为。装置D中加入的试剂及作用:,装置F中加入的试剂及作用:。可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是。U形管G中碱石灰的作用为。能力提升练题组一浓硫酸的性质1.(2021江苏南通如皋中学高一期末,)下列有关浓硫酸实验与性质对应关系正确的是(深度解析)A.浓硫酸在空气中久置质量变大,是因为浓硫酸具有脱水性B.浓硫酸与Na2SO3固体反应生成SO2,是因为浓硫酸具有酸性C.浓硫酸能使纸张变黑,是因为浓硫酸具有吸水性D.常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,是因为浓硫酸具有脱水性2.(202
9、0山东济南长清第一中学高一月考,)某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是()选项操作结论A将火柴梗伸入溶液中变黑者为浓硫酸B常温下,加入金属铝片产生刺激性气味者为稀硫酸C分别加入盛水的试管中放出大量热者为浓硫酸D加到CuSO45H2O晶体中变白者为浓硫酸3.()如图是某硫酸试剂标签上的部分内容。下列说法错误的是()A.常温下,该硫酸可以用铁制容器运输B.该硫酸敞口放置会因挥发而导致浓度变小C.该硫酸的物质的量浓度为18.4 mol/LD.配制250 mL 0.4 mol/L的稀硫酸需量取该硫酸约 5.4 mL4.()已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X的转化
10、关系如图所示。其中反应条件及部分产物已略去,则下列有关说法正确的是()A.X使蔗糖变黑体现了X的强氧化性B.若A为铁,则足量A与X在常温下可完全反应C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,充分反应后有白色沉淀生成D.工业上,B转化为D的反应条件通常为加热、使用催化剂5.(2020湖北鄂州高一上期末联考,)某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验,并探究产物的性质(夹持装置已略去)。(1)试管中反应的化学方程式是。(2)若试管中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是;若试管中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有性。(3)试管中的试剂为NaOH溶
11、液(足量),其作用是,反应的离子方程式是。题组二关于浓硫酸的实验综合题6.(2020湖北罗田第一中学高一期中,)为探究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。实验:反应产物的定性探究,按如图装置(固定装置已略去)进行实验。(1)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是;B装置中的现象是。(2)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是。(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是。(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物含有铜离子的操作方法是。实验:反应产物的定量探究。(5)为测定硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250 mL溶液,取该溶液25.00
12、 mL加入足量KI溶液中,振荡,以淀粉溶液为指示剂,用0.36 mol/L的Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液25.00 mL。若反应消耗铜的质量为6.4 g,则硫酸铜的产率为。(已知2Cu2+4I- 2CuI+I2,2S2O32-+I2 S4O62-+2I-)答案全解全析基础过关练1.D将硫铁矿粉碎是为了增大其与空气的接触面积,使燃烧更快、更充分,并不是大块硫铁矿不能燃烧,A项错误;从沸腾炉出来的气体除SO2外,还有杂质气体、O2等,B项错误;接触室中SO2转化为SO3为可逆反应,正、逆反应同时进行,故SO2不可能全部转化为SO3,C项错误;SO3转化为H
13、2SO4,若直接用水吸收,会形成大量酸雾,导致SO3吸收不完全,工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,不会出现酸雾,吸收SO3更充分,D项正确。2.C进入高温反应管的气体必须是干燥的,中的试剂应是浓硫酸,A错误;铜与稀硫酸不反应,B错误;SO2和O2反应需用催化剂,C正确;SO2和O2的反应是可逆反应,中逸出的气体是SO2和O2及少量的SO3气体,则中应盛放碱石灰,可除去SO2、SO3,D错误。3.C沸腾炉中发生硫铁矿的氧化反应,A错误;接触室是SO2的催化氧化,B错误;吸收塔是浓H2SO4吸收SO3的反应,没有元素化合价的变化,C正确,D错误。4.答案(1)比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效
14、果4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)干燥二氧化硫和氧气;使SO2和O2充分混合;调节气体的流速(3)甲装置中,通氧气气体的导管口产生气泡的速率大约是通SO2导管口的2倍BC(4)缺少尾气吸收装置(合理答案均可)解析(1)该实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果;工业制硫酸,沸腾炉内发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。(2)装置甲的作用:干燥二氧化硫和氧气;使二氧化硫和氧气充分混合;通过观察气泡,调节气体的流速。(3)甲装置中,通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通二氧化硫导管口的2倍。5.B浓硫酸具有腐蚀性,在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上印有的警示
15、标识是,B项正确。6.D铁、铝虽然是活泼金属,但常温下铁、铝遇浓硫酸发生钝化,所以可用铁、铝容器盛放浓硫酸,A不正确;浓硫酸使蔗糖炭化时,浓硫酸表现出脱水性,B不正确;浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时,发生非氧化还原反应,浓硫酸不表现强氧化性,C不正确;浓硫酸和铜片加热反应,生成硫酸铜表现出酸性,生成二氧化硫表现出强氧化性,D正确。7.D将少量浓硫酸倒入盛有蔗糖的小烧杯中,搅拌后可观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。实验中浓硫酸表现脱水性和强氧化性,不表现强酸性,A错误;浓硫酸具有脱水性,能将蔗糖中的H、O以个数比21水的组成形式脱去,最终将蔗糖转化为C,B错误;浓硫酸
16、脱水炭化生成的碳和浓硫酸共热发生氧化还原反应生成二氧化碳、水和二氧化硫气体,其中SO2具有刺激性气味,实验表明浓硫酸具有脱水性、强氧化性,C错误,D正确。8.D常温下锌遇浓硫酸不发生钝化,A项错误;浓硫酸是氧化性酸,与锌反应生成SO2,B项错误;随着反应的进行,硫酸浓度减小,稀硫酸与锌反应产生H2,C项错误,D项正确。归纳总结在常温下,浓硫酸和足量Zn发生反应时,分为两个阶段:(1)开始阶段体现浓硫酸的强氧化性、酸性,生成SO2气体、硫酸锌和水,化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O;(2)随着反应的进行,硫酸浓度减小,Zn与稀硫酸反应产生H2,化学方程式为Zn+H2
17、SO4ZnSO4+H2。9.D常温下,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,而在常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,不产生氢气,A项错误;加热时,浓硫酸能与铜反应,而稀硫酸与铜不反应,B项错误;浓硫酸具有吸水性,能作气体干燥剂,而稀硫酸不能,C项错误;无论是浓硫酸还是稀硫酸,硫元素的化合价都是+6价,D项正确。10.C浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,表现氧化性;浓硫酸使木材炭化表现脱水性;浓硫酸与灼热的Cu反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,表现氧化性和酸性;浓硫酸与FeO反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,表现氧化性和酸性;浓硫酸与NH3反应生成硫酸铵,表现酸性;浓硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和
18、水,表现酸性;浓硫酸与CuSO45H2O作用,吸收了晶体表面的结晶水,表现的是吸水性;常温下,铁、铝遇浓硫酸发生钝化,浓硫酸表现强氧化性;因此既表现氧化性,又表现酸性,故C符合题意。11.ACO、O2、N2是中性气体,所以既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥,A项正确;HCl、Cl2、CO2能和碱反应,所以不能用碱石灰干燥,B项错误;NO2是酸性气体,所以NO2能用浓硫酸干燥,不能用碱石灰干燥,C项错误;SO2、Cl2能和碱反应,只能用浓硫酸干燥,D项错误。12.D若反应产生了H2O,无水硫酸铜与水结合形成CuSO45H2O,B中物质的颜色由白色变为蓝色,A正确;SO2气体具有漂白性,能够使品红溶
19、液褪色,因此C装置可用来检验产物中是否有SO2,B正确;反应产生的SO2在D中与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O H2SO4+2HBr,经E中品红溶液检验不褪色,说明SO2已经除尽,然后在F中看到澄清石灰水变浑浊,可以证明反应产生CO2,C正确;将装置B与C位置互换,由于气体通过品红溶液会带出一部分水,故不能达到检验产生水蒸气的目的,D错误。13.DA项和B项中元素的化合价不变,均生成硫酸钠,故浓硫酸只表现出酸性;C项中硫元素的化合价降低,未生成硫酸盐,故浓硫酸只表现出强氧化性;D项中一部分硫元素的化合价降低,一部分硫元素的化合价不变,所以浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性。14.答案(
20、1)H2随着反应的进行,硫酸浓度减小,锌与稀硫酸反应生成H2,Zn+H2SO4ZnSO4+H2(2)NaOH溶液SO2+2OH-SO32-+H2O浓硫酸,除去水蒸气无水硫酸铜粉末,检验生成物中是否有水E中玻璃管中粉末由黑色变为红色,干燥管F中无水硫酸铜变为蓝色防止空气中的H2O进入干燥管而影响气体的检验解析(1)因为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2+2H2O,随着反应的进行,硫酸浓度减小,锌与稀硫酸反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2,所以该化学小组所制得的气体中混有的杂质气体是氢气。(2)A是制备气体的装置,制备的气体中有二氧化硫、氢气、水蒸气,B是除去二氧化硫,可以用氢氧化钠溶
21、液;C是检验二氧化硫是否除尽,D中是浓硫酸,起干燥作用;E是用来检验H2的存在,H2能还原氧化铜;F中为无水硫酸铜粉末,检验是否有水生成;G是防止空气中的H2O进入干燥管而影响气体的检验。能力提升练1.B浓硫酸在空气中久置质量变大,是因为浓硫酸具有吸水性,A不正确;浓硫酸与Na2SO3固体反应生成SO2,利用的是强酸制弱酸的原理,说明浓硫酸具有酸性,B正确;浓硫酸能使纸张中的氢、氧元素以水的组成比脱去,生成碳而使纸张变黑,是因为浓硫酸具有脱水性,C不正确;浓硫酸具有强氧化性,常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,使其表面生成致密的氧化膜,从而阻止内部铁与浓硫酸的进一步反应,D不正确。归纳总结浓硫酸吸水性
22、、脱水性的区别:吸水性是浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质;脱水性是浓硫酸按照水的组成比夺取某些有机物中的H、O元素形成水分子。2.B浓硫酸能将纤维素中的H、O按照水的组成比脱去而体现脱水性,稀硫酸没有脱水性,A正确;Al和稀硫酸反应生成氢气,常温下,铝遇浓硫酸发生钝化,B错误;浓硫酸和稀硫酸稀释过程中都放热,但浓硫酸放出的热量远远大于稀硫酸,C正确;浓硫酸具有吸水性,稀硫酸没有吸水性,所以浓硫酸、稀硫酸分别加到CuSO45H2O晶体中,变白者为浓硫酸,D正确。3.B此硫酸的物质的量浓度为1 0001.8498%98 mol/L=18.4 mol/L,而常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,故可
23、以用铁制容器运输,A、C项正确;浓硫酸有吸水性,敞口放置时,浓硫酸因吸水而浓度变小,B项错误;设需要浓硫酸的体积为V mL,根据c浓V浓=c稀V稀可知0.4 mol/L0.25 L=18.4 mol/LV10-3 L,解得V5.4,D项正确。4.DX为常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑,说明X为浓H2SO4,D和水反应生成H2SO4,则D为SO3,B为SO2。蔗糖变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项错误;在常温下铁遇浓硫酸发生钝化,产生一层致密的氧化物薄膜,阻碍反应继续进行,B项错误;C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O,C为CO2,与少量澄清石灰水反应,生成Ca(HCO3)2,没有白色沉淀生
24、成,C项错误;SO2SO3通常在有催化剂和加热条件下才能实现,D项正确。5.答案(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)品红溶液褪色还原(3)尾气处理SO2+2OH-SO32-+H2O解析(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。(2)SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以试管中品红溶液褪色;SO2具有还原性,可以被强氧化剂氧化,若试管中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时观察到溶液褪色,二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性。(3)SO2是有毒气体,不能直接排放到空
25、气中,SO2属于酸性氧化物,所以可用NaOH溶液进行尾气处理,反应的离子方程式为SO2+2OH-SO32-+H2O。6.答案(1)SO2+2OH- SO32-+H2O无水硫酸铜变蓝(2)D装置中氧化铜黑色无变化,E装置中品红溶液褪色(3)拉起铜丝,关闭K1与K2(4)将A装置试管中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,观察是否变蓝(5)90%解析(1)F中用NaOH溶液吸收多余的SO2气体,发生反应的离子方程式为SO2+2OH- SO32-+H2O,B中无水硫酸铜遇水变蓝。(2)根据A中反应的生成物进行分析,如果D中固体出现黑色变为红色的现象,证明A中有氢气生成,E中品红溶
26、液褪色证明A中生成二氧化硫;如果D装置中氧化铜黑色无变化,E装置中品红溶液褪色,则可说明生成了二氧化硫气体而没有生成氢气,证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素。(3)实验结束时,撤去所有酒精灯之前为防止继续反应生成SO2应拉起铜丝,为防止倒吸应关闭K1与K2。(4)验证生成的溶液中含Cu2+,冷却后将A装置试管中的溶液倒入盛水的烧杯中观察是否出现蓝色,若出现蓝色则证明含有Cu2+。(5)n(Na2S2O3)=0.025 L0.36 mol/L=0.009 mol,设反应生成硫酸铜的物质的量为n,由反应2Cu2+4I- 2CuI+I2、2S2O32-+I2 S4O62-+2I-得关系式:2Cu2+I22S2O32-22n0.009 mol250/25可得n=0.09 mol,6.4 g铜完全转化为硫酸铜的物质的量为6.4 g64 g/mol=0.1 mol,所以硫酸铜的产率为90%。