高考化学一轮复习 第16讲 硫酸 硫酸根离子的检验课时作业试题

第16讲硫酸SOeq\o\al(2－,4)的检验(建议用时：40分钟)一、选择题(每题7分，共70分)1．(2017·天门高三模拟)硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫的三种酸。下列说法不正确的是()A．若向Na2S溶液中通入SO2，则产生淡黄色沉淀B．这三种酸都是二元酸，都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐C．这三种酸的水溶液久置在空气中都会变质且原溶质的浓度减小D．向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应答案C解析H2SO4在空气中不会变质。2．用下图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与结论相符的是()答案D解析将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸溶解，放出大量的热，促进了氯化氢的逸出，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，是浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热量，进而与生成的炭反应生成SO2，D项正确。3．下列四种溶液中一定存在SOeq\o\al(2－,4)的是()A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，无现象再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生答案C解析甲溶液中可能存在SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)或Ag＋；乙溶液中可能存在Ag＋；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)和HSOeq\o\al(－,3)，会被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，无法判断原溶液中是否存在SOeq\o\al(2－,4)。4．研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，向所得溶液中加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论不正确的是()A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO4C．白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuOD．白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素Cu、S答案C解析Cu与浓H2SO4发生的主要反应为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由于浓H2SO4过量且浓硫酸具有吸水性，故所得白色固体为CuSO4，A正确；加BaCl2溶液后有白色沉淀生成，已知硝酸过量，说明该钡盐的沉淀不溶于硝酸，应为BaSO4，B正确；由于浓硫酸过量，黑色固体不可能为CuO，C错误；黑色固体溶于浓硝酸，溶液呈蓝色，说明含Cu元素，再加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的沉淀BaSO4，说明原黑色固体中含S元素，该黑色物质含Cu、S两种元素，可能为CuS，也可能为Cu2S，D正确。5．下列有关说法正确的是()A．浓硫酸不慎溅到皮肤上，应立即用干布拭去，然后用大量水冲洗B．BaCO3、BaSO4都难溶于水，均可用作钡餐C．过量的铜屑与稀硝酸作用，反应停止后，再加入1mol·L－1稀硫酸，铜屑又逐渐溶解，是因为铜可直接与1mol·L－1稀硫酸反应D．过量的SO2与氢氧化钠稀溶液反应的离子方程式为SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O答案A解析由于BaCO3溶于胃酸(盐酸)产生重金属离子有毒，所以钡餐一般用BaSO4而不用BaCO3，B错；再加稀硫酸后铜溶解是因为H＋和硝酸根又构成硝酸溶解铜，C错；过量的SO2与氢氧化钠稀溶液反应的离子方程式为SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)，D错。6．对某酸性溶液(可能含有Br－、SOeq\o\al(2－,4)、H2SO3、NHeq\o\al(＋,4))分别进行如下实验：①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()A．Br－B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SO3D．NHeq\o\al(＋,4)答案B解析①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色，则溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不稳定，分解产生的SO2可使品红溶液褪色。②加碱加热后，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有NH3产生，说明溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4)。③加入氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br－，再加BaCl2有白色不溶于稀HNO3的沉淀生成，说明此时溶液中含SOeq\o\al(2－,4)，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3产生的，故不能确定原溶液中是否存在SOeq\o\al(2－,4)。7．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是()A．检验试液中的SOeq\o\al(2－,4)：试液eq\o(→,\s\up17(稀硝酸))无沉淀eq\o(→,\s\up17(BaCl2溶液))白色沉淀B．检验试液中的SOeq\o\al(2－,4)：试液eq\o(→,\s\up17(足量稀盐酸))无沉淀eq\o(→,\s\up17(BaCl2溶液))白色沉淀C．检验试液中的I－：试液eq\o(→,\s\up17(H2O2))深黄色溶液eq\o(→,\s\up17(淀粉溶液))深黄色溶液D．检验试液中的COeq\o\al(2－,3)：试液eq\o(→,\s\up17(足量BaCl2))白色沉淀eq\o(→,\s\up17(足量稀盐酸))沉淀溶解答案B解析A选项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SOeq\o\al(2－,4)，而存在SOeq\o\al(2－,3)，硝酸可能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，最终也会出现白色沉淀，错误；B选项中先加入足量稀盐酸，可以排除SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)，正确；如果溶液中存在I－，I－具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，碘单质遇淀粉溶液显蓝色，但是C选项中最终溶液没有变蓝色，错误；D选项中如果存在SOeq\o\al(2－,3)，也会出现相同的实验现象，错误。8．锌与100mL18.5mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的pH＝1。下列叙述不正确的是()A．反应中共消耗1.8molH2SO4B．气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1C．反应中共消耗97.5gZnD．反应中共转移3mol电子答案B解析反应后溶液的pH＝1，说明硫酸过量，且反应后硫酸的物质的量为0.05mol，则反应掉的硫酸的物质的量为18.5×0.1mol－0.05mol＝1.8mol，A正确；随着反应的进行，硫酸浓度会变稀，可能会生成氢气，所以生成的气体甲可能是SO2和H2的混合物，由Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑，不论是生成SO2还是H2都是1molZn产生1mol气体甲，n(Zn)＝n(甲)＝n(ZnSO4)＝eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol，则反应中共消耗Zn97.5g，C正确；反应中转移电子的物质的量为锌的物质的量的两倍，为3mol，D正确；由硫原子守恒可知n(SO2)＝1.8mol－1.5mol＝0.3mol，n(H2)＝1.5mol－0.3mol＝1.2mol，所以SO2和H2的体积比为1∶4，B错误。9．在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是()A．①②③④B．①②③C．①③④D．②③④答案A解析由于浓硫酸吸水后会有热量放出，图①通过观察温度计温度的上升来说明；图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图④可通过观察导管末端液面上升说明烧瓶内水蒸气被浓硫酸吸收导致气压下降。10．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此实验下列叙述正确的是()A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化B．加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4C．加硝酸后的不溶沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化答案D解析硝酸具有强氧化性，能够氧化SOeq\o\al(2－,3)生成SOeq\o\al(2－,4)，由于硝酸是足量的，白色沉淀则一定是BaSO4，而没加入HNO3前，得到的沉淀不一定是BaSO4。二、非选择题(共30分)11．(2017·江西三校联考)(14分)为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。实验Ⅰ：反应产物的定性探究，按下图装置(固定装置已略去)进行实验。(1)A中反应的化学方程式为____________________________。(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)实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是______________________________________________________________________________________________________。(4)为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还需进行一次实验。实验方案为____________________________________。实验Ⅱ：反应产物的定量探究(5)为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用bmol·L－1Na2S2O3溶液滴定生成的I2，三次实验平均消耗该Na2S2O3溶液VmL。若反应消耗铜的质量为ag，则硫酸铜的产率为________。(已知：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2,2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－)答案(1)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)D中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色(3)将A装置中试管内冷却后的混合物沿杯壁(或玻璃棒)缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌(4)使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝(5)eq\f(64bV,a)%解析(2)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D中固体颜色会由黑色变化为红色，若生成二氧化硫，E中品红会褪色。所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象：D中黑色固体颜色无变化，E中品红试液褪色。(3)将A装置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，出现蓝色溶液证明含有铜离子。(5)根据2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2、2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－得2Cu2＋～I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，设所取溶液中硫酸铜的物质的量为xmol，x＝bV×10－3，则250mL溶液中n(Cu2＋)＝bV×10－2mol，参加反应的n(Cu)＝eq\f(ag,64g·mol－1)＝eq\f(a,64)mol，则硫酸铜的产率＝eq\f(bV×10－2mol,\f(a,64)mol)×100%＝eq\f(64bV,a)%。12．(2017·海淀高三期中)(16分)某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；Ⅱ.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；Ⅲ.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。查阅文献：检验微量Cu2＋的方法是向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋。(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：①将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，产生红褐色沉淀。②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论：________________________________________________________。(2)再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：①现象2说明黑色沉淀具有________性。②能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是________，相应的离子方程式是__________________________。③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是_________________________________________________________________________________________________________________