4.1 硫酸的工业制备、浓硫酸的性质 作业-（2020）新苏教版高中化学必修第一册.doc

1、硫酸的工业制备、浓硫酸的性质基础练习1浓硫酸在使下列物质的转化中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是(A)ACuCuSO4 BCCO2CNaClNa2SO4DFe2O3Fe2(SO4)3解析：反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O中，一部分硫元素化合价降低，一部分硫元素化合价不变，所以浓硫酸既表现了酸性，又表现了氧化性。C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O中硫酸只表现氧化性；C项、D项中硫酸只表现酸性。2向50 mL 18 molL1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量(A)A小于0.45 molB大于0.45 molC在0.45 m

2、ol和0.90 mol之间D大于0.90 mol解析：解答此题，必须弄清两个问题：根据化学方程式找到浓硫酸被还原的物质的量(理论值)：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，若有2 mol浓H2SO4参加反应，只有1 mol浓H2SO4被还原，对于50 mL 18 molL1的硫酸来说，应该有0.45 mol硫酸被还原。在实际反应中，因硫酸被消耗有水产生，故酸溶液变稀，与Cu不再反应，则被铜还原的硫酸的物质的量小于0.45 mol。3在硫酸的工业制法中，下列生产操作与其主要原因都正确的是(D)A硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B从沸腾炉出来的气体需净化，因为炉气中的SO2会与

3、杂质反应CSO2氧化成SO3在常压下进行，因为SO2能全部转化为SO3DSO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全解析：将硫铁矿粉碎是增大硫铁矿和空气的接触面积，使其反应更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧；从沸腾炉中出来的气体除SO2外，还有其他杂质，其中有的杂质会使催化剂的催化能力减弱或丧失，其目的不是避免杂质与SO2反应；SO2转化为SO3为可逆反应，故SO2不可能全部转化为SO3，但并不因此，转化反应就不能在常压下进行；SO3转化为H2SO4，实际上是先用浓硫酸吸收(若直接用水吸收，会形成大量酸雾，阻碍吸收反应)，生成“发烟”硫酸(即SO3溶于浓硫酸中)，

4、然后进行稀释，便形成了各种浓度的硫酸产品。4下列有关浓H2SO4的叙述中，正确的是(A)A浓H2SO4与铜片共热的反应中，浓H2SO4既表现出强氧化性，又表现出酸性B浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为H2C常温下，铁或铝不与浓H2SO4反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4D浓H2SO4是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性弱酸，所以可用浓H2SO4与FeS反应制取H2S气体解析：浓H2SO4与Cu片共热，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O，由反应式可知，若2 mol H2SO4参加反应，其中1 mol H2SO4作氧化剂被还原为SO2，

5、另外1 mol H2SO4起酸的作用，故A项正确；在浓硫酸中存在的是H2SO4分子，其分子中6价的硫易得到电子。H2SO4把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物SO2，即使遇到活泼金属如Zn、Fe等也是如此，故B项错误；常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应，而是反应的结果是铁、铝表面形成一薄层致密的氧化物保护膜，从而阻止了内部金属继续与浓H2SO4反应，故C项错误；浓H2SO4有强氧化性，H2S有强还原性，前者能把后者氧化，因此，得不到H2S气体，故D项错误。5下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作中错误的是(D)A分别取10 mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸B观察液体流动性，流动性

6、好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸C把CuSO45H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸D将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸解析：硫酸溶液浓度越大，密度越大，故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大于稀硫酸，A项正确。浓硫酸是油状黏稠的液体，流动性不如稀硫酸，B项正确。浓硫酸有吸水性，故胆矾投入浓硫酸会变为白色粉末，胆矾晶体投入稀硫酸中溶解，C项正确。常温下铝片在浓硫酸中钝化，无气体放出，铝片投入稀硫酸中，有气体(氢气)放出，D项错误。6把1 g含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0.78 g残渣，则此黄铁矿的

7、纯度是(B)A33%B66%C78%D88%解析：本题采用差量法计算。设1 g样品中含FeS2的质量为x。4FeS211O22Fe2O38SO2质量差m41202160 480320160x 1 g0.78 g0.22 g，x0.66 g。黄铁矿的纯度为100%66%。7下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是(B)A在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)B常温下，可用铁罐储存和运输浓硫酸(强氧化性)C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)D浓硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色(脱水性)解析：浓硫酸具有吸水性，则在空气中敞口久置的浓硫酸，会吸收空气中的水

8、分而使溶液的质量增大，表现的是浓硫酸的吸水性，故A错误；常温下，铁遇浓硫酸钝化，体现浓硫酸的强氧化性，故B正确；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成，体现浓硫酸的脱水性，故C错误；硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色，体现浓硫酸的吸水性，故D错误；故选B。8利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是(C)选项中物质中物质中现象实验结论A浓硫酸Na2SO3KMnO4溶液褪色SO2有漂白性B浓盐酸KMnO4FeBr2溶液变为黄色氧化性：Cl2Br2C稀硫酸碳酸钠CaCl2溶液无明显变化CO2与CaCl2溶液不反应D浓硫酸蔗糖溴水褪色浓硫酸具有脱水性、吸水性解析：二氧化硫使酸性高锰酸钾

9、溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，A项错误；氯气通入溴化亚铁溶液中先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，B项错误；H2CO3的酸性弱于HCl，所以二氧化碳与氯化钙溶液不反应，C项正确；溴水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，D项错误。9二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。(1)工业上用黄铁矿(主要成分为FeS2，其中硫元素为1价)在高温条件下和氧气反应制备SO2：4FeS211O28SO22Fe2O3，该反应中被氧化的元素是Fe、S(填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为11.2 L。(2)实验室中用下列装置测定

10、SO2催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3的熔点为16.8 ，假设气体进入装置时均被完全吸收，且忽略空气中CO2的影响)简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作：打开分液漏斗上部活塞，旋开旋塞，缓慢滴加。当停止通入SO2，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是使残留在装置内的SO2被E充分吸收，使SO2充分被D收集。实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g，则此条件下二氧化硫的转化率是100%(用含字母的代数式表示，不用化简)。解析：(2)装置D增重的m g是SO3的质量，E中沉淀为BaSO3，根据硫元素守恒，被氧化的SO2为 mol，未被氧化

11、的SO2为 mol，所以SO2转化率为100%。能力提升1下列气体均能用浓H2SO4干燥，并在常温下能共存的一组是(B)AHCl和H2SBSO2和CO2CCl2和HIDNH3和HCl解析：题中H2S、HI有强还原性能和浓硫酸发生氧化还原反应，NH3与浓硫酸反应生成硫酸铵，其他气体与硫酸不反应，且Cl2与HI、NH3与HCl常温下不能共存，故选B。2用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(D)A上下移动中铜丝可控制产生SO2的量B中选用品红溶液验证SO2的生成C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色解析：在加热的条

12、件下，当铜丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铜丝时，铜丝与浓硫酸不接触，反应停止，故通过上下移动中铜丝可控制产生SO2的量，故A正确；SO2具有漂白性，品红能被二氧化硫漂白，可用品红溶液验证SO2的生成，故B正确；SO2为酸性气体，具有污染性，可与碱发生反应，可用NaOH溶液吸收多余的SO2，故C正确；为确认CuSO4生成，应用胶头滴管取出少量试管中的液体，滴入水中，观察溶液颜色，若溶液显蓝色，证明有硫酸铜生成，反之则无，中还含有浓硫酸，不应将水加入中，以防止液滴飞溅，故D错误；故选D。3用20 mL 18.4 molL1的浓H2SO4与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液加水稀

13、释到100 mL，得到溶液中SO的浓度为3.18 molL1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为(A)A0.50 molL1B0.75 molL1C1.00 molL1D3.18 molL1解析：反应前n(H2SO4)18.4 molL10.020 L0.368 mol，反应后n(SO)3.18 molL10.100 L0.318 mol；因此减少的SO的物质的量n(SO)n(SO2)0.368 mol0.318 mol0.050 mol。由反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O可知，n(CuSO4)n(SO2)0.050 mol，则c(CuSO4)0.50 molL1。4在下

14、图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是(D)A中苹果块会干瘪B中胆矾晶体表现有“白斑”C中小试管内有晶体析出D中pH试纸变红解析：中pH试纸浸在浓H2SO4中，最终会脱水变黑，D错误。5深蓝色的硫酸四氨合铜晶体受热分解的化学方程式为3Cu(NH3)4SO4H2O3Cu8NH32N23SO29H2O，下列分析正确的是(C)A1 mol Cu(NH3)4SO4H2O分解产生的气体体积为97.1 LB生成1 mol Cu转移2 mol电子C将分解产生的气体通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成D可以用湿润的蓝色石蕊试纸直接检验此反应产生的SO2解析：未注明状态，无法计算气体体

15、积，A错误；生成1 mol Cu，转移4 mol电子，B错误；产物混合气中氨气更多，无法用蓝色石蕊试纸检验到SO2，D错误。6在化学课上，围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时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。请回答：(1)生成的黑色物质是C(填化学式)。(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，该反应的化学方程式为C2H2SO4(浓)CO22H2O2SO2。(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有CD(填序号)。A酸性 B吸水性 C脱水性 D强氧化性(4)将

16、实验产生的刺激性气味气体通入品红溶液，可以看到品红溶液褪色，说明这种气体具有漂白性；将中产生的刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式SO2H2OH2SO3。(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？不能(填“能”或“不能”)，若不能请填写两种能鉴别的试剂品红试液、溴水(或酸性高锰酸钾溶液)。解析：(1)将适量的蔗糖放入烧杯中，加几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，把蔗糖中的氢元素和氧元素按照21脱去，生成黑色物质是C，体现了浓硫酸的脱水性；(2)黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种刺激性气味的气体成分是

17、二氧化硫，反应的化学方程式为C2H2SO4(浓)CO22H2O2SO2；(3)这些现象表现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，该过程中没有表现出酸性和吸水性；(4)品红溶液褪色，表现了二氧化硫的漂白性，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为SO2H2OH2SO3；(5)二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀，溶液变浑浊，不能用澄清石灰水鉴别两种气体；可以利用品红溶液、溴水或酸性高锰酸钾溶液等鉴别。7下图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。已知：.硫酸的沸点是338 ，酒精灯可加热至400 以上；.给试管加热前，先从导管鼓入一段时间的N2。(1)试管中反应的化学方程式是Cu2H2

18、SO4(浓)CuSO4SO22H2O。其中浓硫酸发生了还原(填“氧化”或“还原”)反应，判断依据为H2SO4中6价的S得电子变成4价的S，化合价降低。(2)加热一段时间后，试管中产生了白雾，中溶液依然澄清，中溶液均褪色。.试管中饱和NaHSO3溶液的作用是除去中挥发出的硫酸酸雾。.试管中的现象，分别说明SO2具有的性质：d，c，a(填字母，下同)。a漂白性b氧化性c还原性d酸性氧化物的通性.下列叙述正确的是acd。a上下移动铜丝可控制生成SO2的量b上述实验结束后，发现中试管内有少量白色固体出现，为确认白色固体为另一反应产物CuSO4，可向试管中加水，观察颜色c反应结束后，从导管口向装置中通入

19、空气，可使装置中残留气体完全被吸收，避免污染空气d熄灭酒精灯后，中的液体不会倒吸，因为空气可经导管进入试管，使压强平衡(3)反应停止后，待装置冷却，把取下后将其中溶液分成两份，分别滴加下列溶液，均产生沉淀。请将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。滴加的溶液氯水加入NaOH溶液沉淀的化学式BaSO4BaSO3写出其中SO2因还原性而生成沉淀的离子方程式SO2Cl22H2OBa2=4H2ClBaSO4。解析：(1)试管中是铜与浓硫酸的反应，化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，浓硫酸中硫从6价变为4价，体现氧化性发生还原反应。(2).因试管中产生了白雾是硫酸，所以试管中饱和N

20、aHSO3溶液的作用是除去中挥发出的硫酸酸雾。.试管中是滴有酚酞的氢氧化钠溶液，通入二氧化硫会与氢氧化钠反应产生亚硫酸钠及水，碱性减弱，故红色会褪去，体现二氧化硫的酸性氧化物的性质，试管中是酸性高锰酸钾与二氧化硫发生氧化还原反应，体现二氧化硫的还原性，试管中是品红，体现二氧化硫的漂白性，故为d，c，a。.这样可以控制反应的停止与发生，故可以控制生成SO2的量，故a正确；不能直接在试管中加入水，这样会造成浓硫酸的溅出，故b错误；反应结束后，从导管口通入空气，可使装置中残留SO2气体完全被NaOH吸收，避免污染空气，故c正确；熄灭酒精灯后，中的液体不会倒吸，因为空气可经导管进入试管，使压强平衡，故d正确。故选acd。(3)中溶有二氧化硫，如加入氯水会发生氧化还原反应，生成的硫酸与氯化钡产生硫酸钡沉淀，加入氢氧化钠会与二氧化硫反应产生亚硫酸钠，之后与氯化钡反应产生亚硫酸钡沉淀，故加入氯水时沉淀为BaSO4；加入氢氧化钠产生沉淀为BaSO3；SO2因还原性生成沉淀的离子方程式是SO2Cl22H2OBa2=4H2ClBaSO4。