2019版高考化学一轮复习 第16讲 硫酸 硫酸根离子的检验学案

1、第16讲硫酸SO的检验一、硫酸1硫酸的物理性质H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓的注入到蒸馏水中，且用玻璃棒不停地搅拌。2硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式(1)铁：Fe2H=Fe2H2；(2)MgO：MgO2H=Mg2H2O；(3)Ba(OH)2：Ba22OH2HSO=BaSO42H2O；(4)Na2SO3：SO2H=H2OSO2；(5)BaCl2：Ba2SO=BaSO4。3浓H2SO4的特性(1)填写下表(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22

2、H2O；C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。4工业制备硫酸的反应原理(1)燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO24FeS211O22Fe2O38SO2或SO2SO2。(2)SO2转化为SO32SO2O22SO3。(3)SO3吸收生成H2SO4SO3H2O=H2SO4。5硫酸的用途(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。(2)消除金属表面的氧化物。(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的

3、试剂。二、SO的检验方法1检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)2先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，可能发生反应的离子方程式：2HCO=H2OCO2、2HSO=H2OSO2、AgCl=AgCl、Ba2SO=BaSO4。SO的检验(1)向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SO2H=H2OSO2。(2)加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为Ba2SO=BaSO3，BaSO32H=Ba2H2OSO2。1正误判断，正确的画“”，

4、错误的画“”。(1)配制稀硫酸的操作是先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水。()(2)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。()(3)NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr。()(4)浓H2SO4溅到皮肤上时立即用稀NaOH溶液冲洗。()(5)浓H2SO4滴入蔗糖固体中，将产生的气体通入溴水，溴水褪色，说明浓硫酸具有脱水性、氧化性。()(6)用浓H2SO4除去HCl中的H2O(g)。()(7)用硫酸清洗锅炉中的水垢。()(8)H2、SO2和CO2三种气体可用浓H2SO4干燥。()答案 (1)(2)(3)(4)

5、(5)(6)(7)(8)2下列变化中浓硫酸只表现出一种性质或只起一种作用的是()A浓硫酸加入到蔗糖中B浓硫酸与铜作用C浓硫酸使铁钝化D制备乙酸乙酯过程中答案 C解析浓硫酸加入到蔗糖中可表现出脱水性、氧化性，A错误；浓硫酸与铜作用时表现出氧化性、酸性，B错误；浓硫酸使铁钝化只表现出氧化性，C正确；酯化反应中浓硫酸做催化剂和吸水剂，D错误。考点1硫酸典例1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)这种黑色物质继续与浓硫酸反应会产生两种气体，其中一种

6、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)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有_(填序号)。A酸性 B吸水性C脱水性 D强氧化性(4)将(2)中产生的有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)中产生的有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(2)中的两种气体？_(填“能”或“不能”)，若不能，请填写两种能鉴别的试剂_。解析(1)浓H2SO4具有脱水性，能使蔗糖炭化，故黑色单质是C。(2)C与浓H2SO4发

7、生反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O，其中SO2是一种有刺激性气味的气体。(3)依据蔗糖与浓H2SO4的反应可以确定浓H2SO4具有脱水性和强氧化性；反应开始时滴入几滴水使浓H2SO4吸水放热，代替加热的反应条件，又可说明浓H2SO4具有吸水性。(4)SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色；SO2与水反应生成不稳定的H2SO3。(5)SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，故不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2；用溴水、KMnO4酸性溶液或品红溶液作试剂能鉴别SO2和CO2。答案 (1)C(2)SO2C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(3)BCD(4)褪色漂白SO2H2OH2SO

8、3(5)不能品红溶液、溴水(其他合理答案均可)名师精讲浓硫酸与金属的反应规律(1)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。(2)与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。(3)与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1 mol。(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。1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()A上下移动

9、中铜丝可控制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，向加水，观察颜色答案 D解析移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品红溶液褪色，故B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收，故C合理；浓硫酸过量，试管中有剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险，故D不合理。2现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置：(1)取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶，并加入足量浓H2S

10、O4，A、B中均无明显现象，原因是_。(2)点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出反应的化学反应方程式_。(3)装置B中的现象为_，装置C中反应的离子方程式为_。(4)反应一段时间后，将C中所吸收的气体通入以下溶液中，判断能否产生沉淀，若不能则写“否”，若能则写出相应的沉淀成分：氯水和氯化钡溶液：_，氨水和氯化钡溶液：_。(5)装置F的作用_。答案 (1)常温下，铁在浓硫酸中钝化，碳不与浓H2SO4反应(2)2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O、C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(3)溶液褪色2MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H(4)BaSO4BaSO

11、3(5)防止空气中的CO2、水蒸气进入装置影响实验解析(1)常温下，浓硫酸使铁钝化，合金中的碳与浓H2SO4也不反应。(2)加热条件下，Fe被浓H2SO4氧化为3价铁，部分H2SO4被还原为SO2，C被浓H2SO4氧化为CO2。(3)产生的SO2具有漂白性，使品红溶液褪色，具有还原性，被MnO氧化为SO，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子数目守恒可写出反应的离子方程式。(4)氯水中的HClO具有强氧化性，SO2被氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；氨水呈碱性，碱性条件下SO与Ba2反应生成BaSO3沉淀。(5)装置F中盛有碱石灰，可吸收水和二氧化碳，故可防止空气中的CO2、水蒸气进入装

12、置影响实验。考点2SO的检验典例2(2017山东济南模拟)下列说法正确的是()A浓H2SO4滴在湿润的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最后变黑，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性B样品无明显现象出现白色沉淀，说明样品中含SOC常温下浓H2SO4能用铁制容器盛装，说明浓H2SO4与Fe不反应D样品得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含SO或HSO解析A项中，最后变黑，说明具有脱水性；C项中，常温下Fe遇浓H2SO4发生钝化；D项中，样品中也可能含CO或HCO。答案 B名师精讲SO检验的易错点(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生B

13、aCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。(2)误将Ag判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag时也会产生同样的现象：AgCl=AgCl(白色)。(3)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：3Ba23SO2NO2H=3BaSO4(白色)2NOH2O。3在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是()A一定会有SOB含有SO和AgC可能

14、含有SO、Ag、SO中的一种或两种D可能含有SO或CO答案 C解析A项错误，不能排除Ag、SO的干扰；B项错误，因为溶液中SO与Ag反应不能大量共存；C项正确；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。4已知某溶液中可能含有SO、SO及其他某些未知离子，某学生取适量试液放入四支试管中，然后分别进行如下实验并得出相应的结论，其中合理的是()若加入BaCl2溶液得到白色沉淀，然后加入足量的稀硝酸，沉淀不消失，说明原溶液中一定含有SO若加入BaCl2溶液得到白色沉淀，然后加入足量的稀盐酸，沉淀溶解并产生刺激性气味的气体，说明原溶液中一定含有SO若先加入盐酸无现象，再加BaCl2溶

15、液得到白色沉淀，说明原溶液中一定有SO若做焰色实验时，得到黄色火焰，说明原溶液中一定有Na，但不能确定是否有KA B C D答案 C解析BaSO3可被硝酸氧化成BaSO4导致沉淀不会消失，错；BaSO4不溶于盐酸、BaSO3溶于盐酸并生成有刺激性气味的SO2，对；加盐酸无现象，表明溶液中无CO、SO等干扰性离子，此时生成的沉淀只能是BaSO4，对；钾元素的紫色可被钠元素的黄色掩盖住，对。(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

16、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：将中溶液滴入中，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SO的是()A向甲溶液中加入B

17、aCl2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SO、CO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SO和HSO，会被氧化成SO，无法判断原溶液中是否存在SO。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

18、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Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，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

19、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BBaCO3、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1 molL1稀硫酸，铜屑又逐渐溶解，是因为铜可直接与1 molL1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SO22OH=SOH2O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

20、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SO2OH=HSO，D错。6对某酸性溶液(可能含有Br、SO、H2SO3、NH)分别进行如下实验：加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；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；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()ABr BSO CH2SO3 DNH答案 B解析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

21、生的SO2可使品红溶液褪色。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NH。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SO，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SO。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SO：试液无沉淀白色沉淀B检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀C检验试液中的I：试液深黄色溶液深黄色溶液D检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解答案 B解析A选项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SO，而存在SO

22、，硝酸可能将SO氧化成SO，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SO、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SO，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SO，也会出现相同的实验现象，错误。8锌与100 mL 18.5 molL1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH1。下列叙述不正确的是()A反应中共消耗1.8 mol H2SO4B气体甲中SO2与H2的体积比为

23、41C反应中共消耗97.5 g ZnD反应中共转移3 mol电子答案 B解析反应后溶液的pH1，说明硫酸过量，且反应后硫酸的物质的量为0.05 mol，则反应掉的硫酸的物质的量为18.50.1 mol0.05 mol1.8 mol，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Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO22H2O，ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2，不论是生成SO2还是H2都是1 mol Zn产生1 mol气体甲，n(Zn)n(甲)n(ZnSO4)1.5 mol，则反应中共消耗Zn 97.5 g，C正确；反应中转移电子的物质

24、的量为锌的物质的量的两倍，为3 mol，D正确；由硫原子守恒可知n(SO2)1.8 mol1.5 mol0.3 mol，n(H2)1.5 mol0.3 mol1.2 mol，所以SO2和H2的体积比为14，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 B C D答案 A解析由于浓硫酸吸水后会有热量放出，图通过观察温度计温度的上升来说明；图可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图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

25、，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()ANa2SO3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SO生成SO，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

26、兴趣小组进行如下实验。实验：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：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250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b molL1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2，三次实验平均消耗该Na2S2O3溶液

27、V mL。若反应消耗铜的质量为a g，则硫酸铜的产率为_。(已知：2Cu24I=2CuII2,2S2OI2=S4O2I)答案 (1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(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)%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2Cu24I=2CuII2、2S2OI2=S4O2I得2Cu2I22S2O，设所取溶液中硫酸铜的物质的量为x mol，xbV103，则250 mL溶液中n(Cu2)bV102 mol，参加反应的n(Cu) mol，则