2024-2025学年新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素1.2硫酸硫酸根离子的检验练习含解析新人教版必修第二册

PAGE9-硫酸硫酸根离子的检验(40分钟70分)一、选择题(本题包括9小题,每小题4分,共36分)1.下列试验事实说明浓硫酸具有脱水性的是 ()A.浓硫酸放置在空气中浓度变小B.浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2C.常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中D.浓硫酸可以使蔗糖变黑【解析】选D。A、B项说明浓硫酸有吸水性;C项说明浓硫酸有强氧化性;D项中蔗糖是有机物,浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比2∶1脱出,剩下黑色的碳,说明浓硫酸有脱水性。2.下列物质的转化中,浓硫酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是 ()A.CuCuSO4 B.CCO2C.CuOCuSO4 D.Fe2O3Fe2(SO4)3【解析】选A。浓H2SO4在反应中表现出酸性时硫元素化合价不变,硫元素仍以S的形式存在;表现出氧化性时硫元素化合价降低。由以上反应知,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素化合价降低;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O及反应CuO+H2SO4CuSO4+H2O中硫元素化合价均不变;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O中硫元素的化合价一部分不变,另一部分降低,所以浓H2SO4在A项反应中既表现了氧化性,又表现了酸性。3.如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水(已染成红色)。如沿小试管壁当心地渐渐注入3mL浓硫酸,静置片刻后,U形细玻璃管中可视察到的液面现象是 ()A.左高右低 B.左低右高C.左右一样高 D.来回振动【解析】选B。浓硫酸溶于水时,放出大量的热,使被封闭气体的体积膨胀,从而使U形管左侧液面下降,右侧液面上升。4.下列各组气体,在通常状况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有 ()A.SO2、O2、N2 B.HCl、Cl2、CO2C.CH4、H2、CO D.SO2、Cl2、O2【解析】选C。被干燥气体既不能与浓H2SO4反应,也不能与碱石灰反应,SO2、HCl、Cl2、CO2溶于水后都能与碱石灰反应。5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法中正确的是 ()A.浓硫酸、稀硫酸中的酸都难挥发B.浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌,反应的化学方程式相同C.浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D.浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存【解析】选A。浓硫酸、稀硫酸都能与锌反应,但生成的产物不同,B项错误;稀硫酸在加热时不与铜反应,C项错误;常温下浓硫酸能使铁钝化而不能接着反应,稀硫酸能与铁反应,D项错误。6.(2024·南昌高一检测)向蔗糖固体中滴加浓硫酸,视察到蔗糖变黑,体积膨胀,放出气体等现象,下列叙述错误的是 ()A.上述过程中温度上升B.体积膨胀的主要缘由是固体碳受热膨胀所致C.蔗糖生成碳,再生成二氧化碳D.放出的气体用NaOH溶液汲取,可能得到5种盐【解析】选B。浓硫酸具有脱水性和强氧化性,向蔗糖固体中滴加浓硫酸,体积膨胀,放出气体,发生氧化反应,该反应为放热反应,A正确;向蔗糖固体中滴加浓硫酸,视察到蔗糖变黑,是因为浓硫酸具有脱水性,体积膨胀,放出气体,是因为浓硫酸具有强氧化性,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O,生成二氧化碳和二氧化硫气体,B错误、C正确;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠、碳酸氢钠,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠、亚硫酸氢钠,若生成的二氧化硫在反应过程中被氧气氧化,则还可能生成硫酸钠,所以可能得到5种盐,D正确。【加固训练】向amL18mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片,并加热,被还原的H2SO4的物质的量和起酸性作用的H2SO4的物质的量分别为 ()A.大于9a×10-3mol,小于18a×10-3molB.都等于9a×10-3molC.都等于18a×10-3molD.都小于9a×10-3mol【解析】选D。Cu与稀硫酸不反应,在加热条件下铜和浓硫酸能发生反应。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,参加反应的H2SO4有一半被还原,一半起酸性作用。在Cu与浓硫酸的反应过程中,硫酸浓度渐渐降低,变成稀硫酸时反应会停止,所以18a×10-3molH2SO4与足量铜片反应时,被还原的H2SO4的物质的量小于9a×10-3mol,起酸性作用的H2SO4也小于9a×10-3mol。7.某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质试验(夹持装置已省略),下列说法错误的是 ()A.反应后,试管①中出现白色固体,将其放入水中,溶液显蓝色B.试管②中品红溶液渐渐褪色,对其加热溶液又复原红色C.试管④中酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的漂白性D.试管⑤可以改为装有碱石灰的干燥管【解析】选C。反应后试管①中的白色固体为硫酸铜,将其放入水中溶解形成硫酸铜溶液,溶液呈蓝色,故A正确;二氧化硫能够漂白品红溶液,二氧化硫的漂白不稳定,加热后又复原红色,故B正确;试管④中酸性KMnO4溶液褪色,二者发生氧化还原反应,证明SO2具有还原性,故C错误;试管⑤用于汲取二氧化硫,防止污染环境,可以改为装有碱石灰的干燥管,故D正确。8.某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,并对气体产物进行检验,试验装置如图所示。下列结论中正确的是 ()选项现象结论AⅠ中注入浓硫酸后,可视察到试管中白色固体变为黑色体现了浓硫酸的吸水性BⅡ中视察到棉球a、b都褪色均体现了SO2的漂白性CⅡ中无水硫酸铜变蓝说明反应产物中有H2ODⅢ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊说明有CO2产生【解析】选D。Ⅰ中注入浓硫酸后,可视察到试管中白色固体变为黑色,体现浓硫酸的脱水性,故A错误;Ⅱ中视察到棉球a、b都褪色,a体现了SO2的漂白性,b体现了SO2的还原性,故B错误;Ⅱ中无水硫酸铜变蓝,不能证明有水生成,Ⅱ中品红溶液、溴水均可供应水,故C错误;Ⅲ中溶液颜色变浅,Ⅳ中澄清石灰水变浑浊,可解除二氧化硫的影响,说明有CO2产生,故D正确。9.如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。据此下列说法中,正确的是 ()A.该硫酸可以用来干燥硫化氢气体B.1molZn与足量的该硫酸反应能产生2gH2C.配制200mL4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸50mLD.若不当心将该硫酸溅到皮肤上,应马上用NaOH溶液冲洗【解析】选C。该试剂瓶中所盛试剂为浓硫酸。浓硫酸有强氧化性,不能干燥还原性的硫化氢气体,A项错误;浓硫酸与金属反应时还原产物为二氧化硫,不生成氢气,B项错误;c(浓H2SO4)=mol·L-1=18.4mol·L-1,V(浓)==0.05L=50mL,C选项正确。浓硫酸和氢氧化钠都具有剧烈的腐蚀性,D项错误。二、非选择题(本题包括2小题,共34分)10.(16分)在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下试验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌匀称,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。请回答下列问题:(1)生成的黑色物质(单质)是__________(填化学式)。

(2)这种黑色物质接着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__________(填化学式),反应的化学方程式为______________。

(3)依据蔗糖与浓硫酸反应的试验现象,说明浓硫酸具有__________(填字母)。

A.酸性B.吸水性C.脱水性D.强氧化性(4)将(2)中产生的刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液__________,说明这种气体具有______________性;将(2)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:__________________。

(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?________(填“能”或“不能”),若不能,请填写两种能鉴别的试剂:__________________。

【解析】(1)因为浓硫酸具有脱水性,故蔗糖在浓硫酸中生成的黑色物质是蔗糖脱水后形成的碳单质。(2)因为浓硫酸具有强氧化性,故蔗糖脱水形成的碳单质可以接着和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,其反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(3)依据试验现象及(1)、(2)的分析可知,在蔗糖与浓硫酸的反应中,浓硫酸表现出脱水性、强氧化性和吸水性。(4)将(2)中产生的刺激性气味的SO2气体通入品红溶液中,品红溶液褪色;将SO2通入水中,SO2可以和水发生化合反应:SO2+H2OH2SO3。(5)因为CO2和SO2都可以与澄清石灰水发生反应生成白色沉淀,故不能用澄清石灰水鉴别这两种气体;可以依据二氧化硫的特性来检验二氧化硫,例如二氧化硫可以使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液等褪色。答案:(1)C(2)SO2C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O(3)BCD(4)褪色漂白SO2+H2OH2SO3(5)不能品红溶液、溴水(其他合理答案均可)11.(18分)(2024·杭州高一检测)某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质试验(夹持装置已省略)。请回答:(1)写出铜丝与浓硫酸反应的化学反应方程式:

__________。

(2)反应后试管Ⅱ与Ⅳ中溶液均褪色,分别体现了SO2的________性和________性。

(3)试验过程中,试管Ⅲ中没有明显改变,取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,该浑浊物的化学成分是(填化学式)__________。

(4)试管Ⅴ中NaOH的作用是______________。

(5)取下试管Ⅱ,将无色溶液加热,复原红色。说明“无色→红色”的缘由_________________________。

【解析】(1)铜与浓硫酸在加热条件下生成二氧化硫、硫酸铜和水,化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)反应后试管Ⅱ品红褪色体现二氧化硫的漂白性,Ⅳ中酸性高锰酸钾溶液褪色体现二氧化硫的还原性,所以分别体现了SO2的漂白性和还原性。(3)取下试管Ⅲ并不断振荡,亚硫酸可被氧化生成硫酸,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4。(4)试管Ⅴ中NaOH的作用是尾气处理,防止SO2污染空气。(5)SO2遇品红生成不稳定无色物质,受热分说明放出SO2,溶液复原红色出现“无色→红色”的现象。答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)漂白还原(3)BaSO4(4)尾气处理,防止SO2污染空气(5)SO2遇品红生成不稳定无色物质,受热分说明放出SO2(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)12.用图所示试验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列试验不合理的是 ()A.上下移动①中铜丝可限制SO2的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液汲取多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向①中加水,视察颜色【解析】选D。本题考查铜和浓硫酸反应的试验,意在考查对化学试验原理的分析实力。上下移动铜丝可以限制铜与浓硫酸的接触面积的大小,从而可以限制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;待①中溶液冷却至室温,将此溶液渐渐倒入盛有少量水的试管中视察溶液呈蓝色,确认生成CuSO4,D项错误。13.(2024·镇江高一检测)浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是 ()A.对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-B.①和③相比可说明氧化性:Br2>SO2C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HClD.③中浓H2SO4被还原成SO2【解析】选A。A项,反应①生成的红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢与H2O形成的小液滴,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应③生成的是二氧化硫气体,属于复分解反应;C项,反应②属于复分解反应,利用浓H2SO4的难挥发性制备易挥发的HCl;D项,反应③生成的是二氧化硫气体,不是氧化还原反应。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)14.(2024·银川高一检测)用如图所示各装置设计一个试验,验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确依次是(填各接口字母):A接G,H接C,D接________,________接C,D接B;

(2)仪器乙、丙应有怎样的试验现象才表明已检验出CO2?乙中__________,其次次运用的丙中__________________;

(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是__________;

(4)写出甲中反应的化学方程式______________。

(5)硫酸有许多的性质,将下列性质对应的字母填入各小题后面对应的横线上:A.脱水性B.酸性C.强氧化性D.吸水性Ⅰ.在化学试验中,浓硫酸可作SO2、CO2等气体的干燥剂。________。

Ⅱ.Na2CO3与H2SO4反应,可生成Na2SO4和CO2。________。

Ⅲ.向滤纸上滴加浓H2SO4,滤纸变黑。________。

Ⅳ.在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象。______________。

【解析】(1)依据试验室浓H2SO4氧化木炭的反应原理、条件,固液加热下反应,选择发生装置,酸性高锰酸钾可氧化二氧化硫