2021年高考化学一轮复习题26：硫酸

2021年高考化学一轮复习题26：硫酸一、选择题(每小题3分，共39分。每小题有1～2个正确选项)1．下列对浓H2SO4的叙述正确的是()A．常温下，浓H2SO4与铁、铝不反应，所以铁、铝质容器能盛装浓H2SO4B．浓H2SO4具有吸水性，能使蔗糖炭化C．浓H2SO4和铜片加热既表现强酸性又表现出强氧化性D．浓H2SO4和Na2SO3反应制取SO2时，浓H2SO4表现出强氧化性解析：常温下浓H2SO4与铁、铝接触，能使金属表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续跟浓硫酸反应，这就是金属的钝化现象。金属钝化现象是浓H2SO4与这些金属发生化学反应引起的。所以说常温下浓H2SO4与铁、铝不反应的说法是错误的。A不正确。浓H2SO4是从蔗糖的分子中夺取与水分子组成相当的氢和氧，使蔗糖炭化，这是体现了浓H2SO4的脱水性而不是吸水性，因此B项是错误的。铜与浓H2SO4在加热情况下发生反应，其化学方程式如下：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。反应中浓H2SO4为氧化剂，铜为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，因为反应中的2mol浓H2SO4中，1mol是作为氧化剂，还有1mol起酸的作用。因此C的叙述正确。实验室中是用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫的方程式：Na2SO3＋H2SO4(浓)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O。在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律可知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，此反应属于复分解反应。D错误。答案：C点评：脱水性、吸水性、强氧化性为浓硫酸的三大特性，稀硫酸没有此性质。2．右图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的水(已染成红色)。如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．来回振动解析：沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓H2SO4，因浓H2SO4溶于水会剧烈放热，使大试管内空气的温度升高，压强增大，U形细玻璃管中的红色液面左低右高。答案：B3．下列反应中，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性的是()A．2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))Na2SO4＋2HCl↑B．C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OC．Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．2FeO＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O解析：A中H2SO4只表现出酸性。B中浓H2SO4将C氧化只表现出氧化性。C中浓H2SO4为氧化剂，铜为还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，因此反应中的2mol浓H2SO4中1mol是氧化剂，还有1mol起酸的作用。D中的浓H2SO4与FeO反应，起的是酸的作用，反应后生成的硫酸盐中的铁已经不是亚铁而是高价的铁，所以说在此反应中浓H2SO4也是既起氧化性又起酸性的作用。答案：CD4．关于硫酸的叙述中，正确的是()A．浓H2SO4和稀H2SO4都难挥发B．浓H2SO4和稀H2SO4都有氧化性，故都是氧化性酸C．浓H2SO4和稀H2SO4加热都能与铜片反应D．浓H2SO4和稀H2SO4在常温下都可以用铁制容器贮存解析：B选项，浓硫酸具有强氧化性，是由中心原子eq\o(S,\s\up6(＋6))表现出来的，称为氧化性酸，稀硫酸具有氧化性是由其电离出的H＋表现出来的，是所有酸的通性，不能称为氧化性酸。C选项，稀硫酸加热也不与铜反应。D选项，稀硫酸常温下与Fe反应生成H2和FeSO4，故不能用铁制容器贮存。答案：A5．向50mL、18mol·L－1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的物质的量为()A．小于0.45molB．等于0.45molC．在0.45mol和0.90mol之间D．等于0.90mol解析：18mol·L－1的H2SO4是浓H2SO4，在50mL溶液中H2SO4的物质的量是0.90mol。铜与浓H2SO4反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。在“充分反应”的限定下，似乎被还原的H2SO4的物质的量是0.45mol。但是，事实上随着反应的进行，H2SO4逐渐被消耗，而且水的生成逐渐增多，使得硫酸浓度逐渐降低，到一定程度浓H2SO4就变成稀H2SO4，不再与铜发生反应，可见被还原的H2SO4的物质的量小于0.45mol。解答本题的主要失误有两点：一是没有按“被还原的H2SO4的物质的量”这一关键的指导语去分析问题；二是没有考虑到该反应的实际情况。答案：A点评：本题通过金属铜与H2SO4反应的定量判断，考查思维的严密性和整体性，题目本身计算量不大，考查的形式是一种逻辑论证。同时解题时，不能把着眼点只注意在“量”上，还必须注意“质”的问题。6．(2010·北京高考卷)用右图所示实验装置(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()A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色解析：本题考查铜和浓硫酸反应的实验，意在考查考生对化学实验原理的分析能力。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小，从而可以控制反应生成SO2的量，A项正确；SO2可使品红溶液褪色，因此B项正确；SO2有毒，能与NaOH溶液反应，因此C项正确；铜与浓硫酸反应后①中溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成，无需向其中加水，D项错误。答案：D7．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()操作结论A将火柴梗伸入溶液中变黑者为浓硫酸B加入金属铝片产生刺激性气味者为稀硫酸C分别加入到盛水的试管中放热者为浓硫酸D加到CuSO4·5H2O晶体中变白者为浓硫酸解析：向稀H2SO4中加入金属铝片后，产生无色无味气体，B错误。答案：B8．在下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()A．①中苹果块会干瘪B．②中胆矾晶体表面有“白斑”C．③中小试管内有晶体析出D．④中pH试纸变红解析：浓硫酸具有吸水性，能够吸收空气中的水蒸气。苹果块中散发的水分、胆矾风化产生的水、饱和KNO3溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收，从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水CuSO4，饱和KNO3溶液失水而有晶体析出，浓硫酸中不能电离出H＋，因此pH试纸不会变红，但会被炭化而变黑。答案：D9．mgCu与足量浓H2SO4完全反应，在标准状况下得到nLSO2，则被还原的H2SO4为()A.eq\f(64n,22.4m)mol B.eq\f(m,64)molC.eq\f(98n,22.4)g D.eq\f(64m,98)g解析：据Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O被还原的n(H2SO4)＝n(SO2)＝eq\f(nL,22.4L·mol－1)＝eq\f(n,22.4)mol，m(H2SO4)＝eq\f(98n,22.4)g；因浓H2SO4足量亦可用n(Cu)表示即为eq\f(m,64)mol。答案：BC10．(2011·四川绵阳检测)用20mL18.4mol·L－1的浓H2SO4与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液加水稀释到100mL，所得溶液中SOeq\o\al(2－,4)的浓度为3.18mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A．0.50mol·L－1 B．0.75mol·L－1C．1.00mol·L－1 D．3.18mol·L－1解析：随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，所得溶液为CuSO4与稀H2SO4的混合溶液。反应前n(H2SO4)＝18.4mol·L－1×0.020L＝0.368mol，反应后n(SOeq\o\al(2－,4))＝3.18mol·L－1×0.100L＝0.318mol；因此减少的SOeq\o\al(2－,4)的物质的量n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(SO2)＝0.368mol－0.318mol＝0.050mol。由反应Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，n(CuSO4)＝n(SO2)＝0.050mol，则c(CuSO4)＝eq\f(0.050mol,0.100L)＝0.50mol·L－1。答案：A11．一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24L(标准状况下)，则下列情况不可能的是()A．加入Cu的质量为6.4gB．加入浓H2SO4中含溶质为0.2molC．加入Cu的质量大于6.4gD．加入浓H2SO4中含溶质多于0.2mol解析：随反应进行，浓H2SO4会变为稀H2SO4，稀H2SO4在加热条件下难与Cu反应产生SO2。答案：B12．将蔗糖用少量水湿润后，一边搅拌一边加入浓硫酸，可以看到蔗糖颜色逐渐变黑，体积不断膨胀，最后变成多孔疏松固体。上述过程中，体现出浓硫酸()A．只有吸水性B．只有脱水性C．既有吸水性，又有脱水性D．有脱水性、吸水性、氧化性答案：D13．将足量的铜片与100mL18mol·L－1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体VL，下列对此反应的有关说法中错误的是()A．该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性B．反应结束后两种反应物均有剩余C．被还原的硫酸为eq\f(V,22.4)molD．参加反应的Cu为0.9mol解析：浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不能发生反应。当反应停止。反应过程中浓硫酸逐渐变稀，因此反应结束后铜和稀硫酸均有剩余，则参加反应的n(Cu)＜0.1L×18mol·L－1×eq\f(1,2)＝0.9mol；被还原的硫酸应依据生成的SO2来算，可得被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)＝n(SO2)＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)＝eq\f(V,22.4)mol。综上所述，故D项错误。答案：D二、填空题(共40分)14．(11分)如下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：_________________________________________________________。(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：_________________________________________________________。(3)写出一个由D生成B的化学方程式：_________________________________________________________。(4)将5mL、0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合。①写出反应的离子方程式：_________________________________________________________；②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________；③加热反应后的溶液，其pH________(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是____________________________。解析：常见的固态单质除了金属之外还有少数非金属，而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应，知A应为S，且还验证B和C的相对分子质量之比为4∶5，即B为SO2、C为SO3；则化合物E为H2SO3。将5mL0.10mol·L－1的E(H2SO3)溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合，两者恰好完全反应，所得为Na2SO3溶液。由于SOeq\o\al(2－,3)的水解，所得溶液为碱性。答案：(1)H2＋Seq\o(=,\s\up15(△))H2S(写成可逆反应也正确)(2)H2SO3＋2H2Seq\o(=,\s\up15(△))3S↓＋3H2O(3)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O或Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O等(4)①H2SO3＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋2H2O②大于Na2SO3溶液中SOeq\o\al(2－,3)发生水解使溶液显碱性③增大升高温度促进Na2SO3溶液的水解15．(20分)(1)浓硫酸与木炭在加热条件下的化学方程式为__________。(2)试用下列各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号)：__________→__________→__________→__________。(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是__________，B瓶溶液的作用是__________，C瓶溶液的作用是__________。(4)装置②中所加的固体药品是__________，可确定的产物是__________，确定装置②在整套装置中位置的理由是__________。(5)装置③中所盛溶液是__________，可验证的产物是__________。解析：木炭与浓硫酸加热反应，生成CO2和SO2。CO2和SO2在化学性质上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应。使澄清石灰水变浑浊，会相互干扰鉴别。CO2和SO2在化学性质上的明显不同点为SO2有漂白性，CO2则不然；SO2有较强的还原性，CO2则不然。在SO2、CO2混合气体中，首先用品红溶液检验SO2的存在，然后将SO2氧化除去，再用澄清石灰水检验CO2的存在，是一种确认SO2和CO2共存的好方案。由于对CO2、SO2的确认都是在溶液中进行的，所以应在确认CO2和SO2之间先确认H2O。与H2O发生作用并伴有明显现象的物质，中学生应该熟知的是无水CuSO4。白色的粉末与H2O反应生成蓝色的晶体。CuSO4与CO2和SO2都不发生任何作用。答案：(1)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O(2)④→②→①→③(3)验证产物气流中有SO2将SO2全部氧化吸收确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收(4)无水CuSO4(或变色硅胶)水蒸气由于产物气流通过①③时会带出水蒸气，所以②必须设置在①③之前(5)澄清石灰水CO2点评：本题主要考查实验的总体设计，结合所给试剂的作用，判断各部分装置可验证的产物，从而确定各装置间的连接顺序。另外要做好本题必须掌握SO2及浓硫酸的性质。16．(9分)三位同学设计了下述3个方案，并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确定试液中含有SOeq\o\al(2－,4)。方案甲：试液eq\o(→,\s\up15(BaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up15(足量盐酸))沉淀不溶解方案乙：试液eq\o(→,\s\up15(足量稀盐酸))无沉淀eq\o(→,\s\up15(BaCl2溶液))白色沉淀方案丙：试液eq\o(→,\s\up15(足量稀HNO3))无沉淀eq\o(→,\s\up15(BaNO32溶液))白色沉淀试评价上述甲、乙、丙三个方案是否严密，并分别简述其理由。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：这是一道实验方案的评述题，对于这类题的解答应从所加试剂以及加入试剂的先后等方面去考虑是否适当，有无漏洞。答案：方案甲不严密。因为若试液中含有Ag＋时，也会出现类似现象；方案乙严密。因为加入稀HCl，既可排除Ag＋的干扰，又可消除COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等的干扰；方案丙不严密。因为当试液中含有SOeq\o\al(2－,3)离子时，也会出现类似现象三、计算题(共21分)17．(12分)用Cu与浓H2SO4反应，得到SO2的体积为2.24L(标准状况)。试计算：(1)被还原的硫酸的物质的量。(2)把所得到的CuSO4配制成500mLCuSO4溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓度。解析：本题涉及到浓H2SO4的化学性质，只要能写出反应式，计算就较为容易了