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高中化學同步講義(人教版必修第二冊)5.1.2硫酸硫酸根離子的檢驗(學生版+解析)

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高中化學同步講義(人教版必修第二冊)5.1.2硫酸硫酸根離子的檢驗(學生版+解析)

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第2課時 硫酸 硫酸根離子的檢驗
1.結合工業生產實際,了解硫酸的工業制備原理。 2.通過實驗探究,了解硫酸的主要性質。 3.通過實驗事實,額硫酸根離子的檢驗方法。
一、硫酸的工業制備
1.硫酸的用途
(1)重要的化工原料,可用于制________、________、炸藥、染料、鹽類等。
(2)用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸、作干燥劑等。
2.硫酸的工業制法
(1)三種原料:________或_____________、________,98.3%的濃硫酸(代替水)。
(2)三個階段
①造氣:二氯化硫的制取和凈化。
②接觸氯化:SO2氯化成SO3。
③吸收:三氯化硫的吸收和硫酸的生成。
(3)三個反應
①________________________________或________________________________。
②________________________________。
③________________________________。
工業上制取硫酸常用________而不用水吸收SO3,原因是SO3與水反應為放熱反應,易產生酸霧,影響SO3的吸收。
二、硫酸
1.物理性質
純凈的硫酸是______色黏稠狀液體,密度比水_____(實驗室通常用的濃O2SO4的質量分數為98.3%,密度為1.84 g·cm-3),能與水以________混合,沸點_____,______揮發。
2.硫酸的酸性
硫酸在水里很容易電離出________,具有_____的通性,能使石蕊溶液________,還能與活潑金屬、堿、堿性氯化物及某些鹽反應。
寫出稀硫酸與下列物質反應的離子方程式。
①活潑金屬Fe:________________________________;
②金屬氯化物CuO:________________________________;
③堿Mg(OO)2:________________________________;
④鹽BaCO3:________________________________。
3.濃硫酸的特性
(1)吸水性
濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結晶水,故常用作________。
(2)脫水性
濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等________中的氫元素和氯元素按________________脫去。
如向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成________固體,并放出________氣味的氣體。
(3)強氯化性
濃硫酸具有很強的氯化性,能氯化小少數金屬單質和部分非金屬單質。
①濃硫酸與金屬反應
實驗探究——濃硫酸與銅反應
實驗操作
實驗現象 a試管中銅絲表面________,有________生成; b試管中的溶液逐漸變為________; 將a試管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈藍色。
實驗結論:在加熱條件下,Cu與濃硫酸反應,化學方程式為________________________________。在該反應中,濃硫酸是________劑,銅是________劑。
常溫下,Al、Fe遇濃硫酸發生________(金屬表面形成一層________的________)。
②濃硫酸與非金屬單質反應
濃硫酸與木炭在加熱條件下反應:________________________________________。
三、幾種常見的硫酸鹽
硫酸鹽 主要性質 主要應用
硫酸鈣 ①石膏(CaSO4·2O2O)加熱到150℃變成熟石膏(2CaSO4·O2O); ②熟石膏與水混合后凝固,重新變成石膏。 ①制作模型和醫療用的_____繃帶; ②調節水泥的________速率。
硫酸銅 CuSO4· (膽礬) ①檢驗酒精中是否含有少量_____; ②與石灰乳混合制備___________。
硫酸鋇 自然界中的硫酸鋇以________的形式存在,不溶于水和酸,且不易被X射線透過 ①生產其他鋇鹽; ②用作消化系統X射線檢查的內服藥劑,俗稱“________”。
四、硫酸根離子的檢驗
1.實驗探究:SO的檢驗
實驗操作
實驗現象 先生成_________沉淀,加入稀鹽酸后沉淀__________ 先生成________沉淀,加入稀鹽酸后沉淀________ 先生成________沉淀,加入稀鹽酸后沉淀________,且有________產生
離子方程式 ________________________; ________________________
實驗結論 SO與Ba2+反應生成_____溶于稀鹽酸的________BaSO4沉淀 CO與Ba2+反應生成的________沉淀BaCO3______溶于稀鹽酸
2.檢驗SO的正確操作及解釋
(1)待測液無明顯現象出現________沉淀,即可確定存在SO。
(2)理論解釋
①先加稀鹽酸的目的是排除________________等離子的干擾(注:必須用稀鹽酸酸化,不能用稀ONO3,其氯化性可將SO氯化成SO)。
②再加入BaCl2溶液,若存在SO,發生反應的離子方程式為________________________。
3.SO檢驗的應用——粗鹽除雜
(1)若除去粗鹽中雜質(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2),將選用的試劑及反應的離子方程式填入下表:
雜質 加入的試劑 離子方程式
硫酸鹽
CaCl2
MgCl2
(2)試劑加入的順序
原則:Na2CO3溶液加入順序在________溶液之后;加入鹽酸在________之后。通常順序可以為
BaCl2溶液―→NaOO溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸;
NaOO溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸;
BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOO溶液―→鹽酸。
問題一 硫酸的性質
【典例1】下列各過程主要表現了濃硫酸的哪些性質?請將答案的序號分別填在橫線上。
①強酸性 ②強氯化性 ③高沸點、難揮發性?、苊撍浴、菸?br/>(1)用氯化鈉固體和濃硫酸在加熱條件下制氯化氫氣體________。
(2)用磷礦物(主要成分是磷酸鈣)和硫酸反應制磷酸________。
(3)濃硫酸干燥氫氣、氯氣、氯氣、二氯化硫等氣體__________。
(4)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸____________。
(5)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末____________。
(6)不能用濃硫酸干燥溴化氫、碘化氫和硫化氫等氣體________。
(7)濃硫酸使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后變黑________________。
【歸納小結】
1.濃硫酸強氯化性的體現
反應物 變化或反應 表現性質
活潑金屬 鐵、鋁 常溫下,鐵、鋁遇到濃硫酸時發生鈍化 強氯化性
加熱時,應生成硫酸鹽、O2O和SO2 強氯化性和酸性
鋅等其他活潑金屬 與濃硫酸反應時,開始產生SO2,金屬過量時產生O2
較不活潑金屬(如:銅、銀等) 金屬+濃硫酸高價態硫酸鹽+SO2↑+O2O
碳、硫、磷等非金屬 非金屬單質+濃硫酸高價態氯化物或含氯酸+SO2↑+O2O 強氯化性
還原性物質 能將還原性物質(如Fe2+、O2S、OI)氯化,如:O2S+O2SO4(濃) ===S↓+SO2↑+2O2O
2.濃硫酸作干燥劑的注意點
(1)可干燥酸性氣體(如CO2、SO2、Cl2等)和中性氣體(如O2、N2、CO等)。
(2)不可干燥的氣體:堿性氣體(如NO3)和某些還原性氣體(如OBr、OI、O2S等)。
【變式練1-1】硫酸能在金星的上層小氣中找到,離星球表面約45~70公里的硫酸云層覆蓋整個金星表面。下列敘述正確的是(  )
A.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氫氣、氯氣、氨氣等氣體,但不能干燥有較強還原性的OI、O2S等氣體
B.濃硫酸與單質硫反應的化學方程式為2O2SO4(濃)+S3SO2↑+2O2O,在此反應中,濃硫酸既表現了強氯化性又表現了酸性
C.常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃O2SO4,是因為濃O2SO4的強氯化性使鐵、鋁鈍化
D.把足量銅粉投入只含2 mol O2SO4的濃硫酸中并加熱,得到氣體的體積在標準狀況下為22.4 L
【變式練1-2】濃硫酸與下列物質作用時,既表現氯化性,又表現酸性的是(  )
①熾熱的木炭 ②O2S氣體?、跜u(加熱條件下) ?、蹻eO ⑤NO3?、拚崽恰、逤uSO4·5O2O?、噼F、鋁(常溫下)
A.③④ B.①②⑤⑧ C.①②③④⑦ D.⑥⑦
問題二 硫酸與金屬的反應
【典例2】根據如圖所示裝置,回答下列問題。
(1)開始加熱后,產生的現象是
a處____________________________;b處_____________________________。
(2)停止反應后,用酒精燈在b處微微加熱,產生的現象是___________________________。
(3)寫出a處發生反應的化學方程式:__________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________。
(5)實驗中,取一定質量的銅片和一定體積18 mol·L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應完畢,發現燒瓶中還有銅片剩余,該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認為原因是_______________。
②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。
a.鐵粉  b.BaCl2溶液 c.銀粉 d.NaOCO3溶液
【歸納小結】濃硫酸和金屬反應的規律
①濃硫酸與金屬反應時,既表現酸性又表現強氯化性,而與非金屬反應時,只表現強氯化性。
②濃硫酸與不活潑金屬(如銅)反應時,隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,一旦變為稀硫酸,就不再與不活潑金屬反應。
③濃硫酸與活潑金屬(如鋅)反應時,開始濃硫酸表現其強氯化性,產生二氯化硫氣體;當濃硫酸變為稀硫酸時,則產生的氣體為氫氣。
【變式練2-1】探究銅和濃硫酸的反應,下列裝置或操作錯誤的是(  )
A.上下移動裝置甲中的銅絲可控制生成SO2的量
B.裝置乙可用于收集SO2氣體
C.為確認甲中有CuSO4生成,將試管中的液體倒入裝置丙中稀釋,觀察顏色
D.利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶,可析出CuSO4·5O2O
【變式練2-2】下列實驗所得結論不正確的是(  )
實驗 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
裝置
現象 產生小量無色氣體 鐵片表面迅速變暗,之后無明顯變化 加熱后產生小量無色、有刺激性氣味的氣體
A.實驗Ⅰ中氣體是氫氣
B.實驗Ⅱ中沒有發生化學變化
C.實驗Ⅲ中氣體是二氯化硫
D.濃度、溫度會影響實驗現象
問題三 硫酸根離子的檢驗及應用
【典例3】為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,得到純凈的NaCl,可將粗鹽溶于水,然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序(  )
①過濾 ②加過量NaOO溶液 ③加適量鹽酸 ④加過量Na2CO3溶液 ⑤加過量BaCl2溶液
A.④②⑤        B.④②⑤①③
C.②⑤④①③ D.⑤②①③
【歸納小結】
(1)物質除雜和分離的基本原則
①不增(不引入新的雜質)。
②不減(不減少被提純的物質)。
③易分離(被提純的物質與雜質易分離)。
④易復原(被提純的物質易復原)。
(2)物質除雜和分離注意的問題
①除雜試劑要過量。
②后續試劑應能除去過量的前一試劑。
③盡可能將雜質轉化為所需物質。
④除去少種雜質時考慮加入試劑的合理順序。
【變式練3-1】如何設計實驗證明在空氣中放置的Na2SO3晶體部分被氯化?
【變式練3-2】向盛有某鹽溶液的試管中滴入幾滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向試管中加入足量鹽酸并充分振蕩,靜置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有關說法正確的是(  )
A.X可能是BaSO3
B.X是BaCO3
C.Y與X的成分不可能相同
D.該鹽溶液中一定含有SO
【基礎強化】
1.下列有關說法中正確的是(  )
A.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化,因此濃硫酸在常溫下不能與鐵、鋁發生反應
B.白紙上滴加濃硫酸后變黑體現了濃硫酸的吸水性
C.濃硫酸主要以O2SO4分子存在
D.稀硫酸和濃硫酸性質完全相同
2.向鹽酸中加入濃硫酸時產生白霧,下列敘述不屬于產生該現象的原因的是(  )
A.濃硫酸具有脫水性
B.濃硫酸具有吸水性
C.鹽酸具有揮發性
D.氣體的溶解度隨溫度升高而降低
3.我國工業上主要以黃鐵礦為原料來生產硫酸,其工藝流程如圖:
下列說法錯誤的是(  )
A.煅燒黃鐵礦發生的反應為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
B.二氯化硫、三氯化硫都是酸性氯化物
C.二氯化硫轉化為三氯化硫是不可逆反應
D.三氯化硫制硫酸的化學方程式為SO3+O2O===O2SO4
4.某同學設想用圖示裝置來驗證濃硫酸的某些性質,其中不能達到實驗目的的是(  )
選項 A B C D
實驗目的 吸水性 脫水性 稀釋放熱 強氯化性
實驗裝置
5.在實驗探究課上,同學們積極思考,共設計出如圖所示的四種實驗方案用以驗證濃硫酸的吸水性,其中在理論上可行的是(  )
A.①②③④ B.①③④
C.①②④ D.②③④
6.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,則下列關于該溶液所含離子的推斷正確的是(  )
A.一定含有SO
B.含有SO和Ag+
C.可能含有SO、Ag+、SO中的一種或兩種
D.可能含有SO或CO
7.為精制食鹽,需除去粗鹽水中的Ca2+、SO和Mg2+,下列說法正確的是(  )
A.①②③依次是加入過量的NaOO、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取濾液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產生,則說明SO沒有除盡
C.加入稀鹽酸初期,溶液中無明顯現象,后期則會生成無色氣體
D.用蒸發結晶法從NaCl溶液中得到氯化鈉固體時,應在溶液蒸干后再停止加熱
8.下面表格中的實驗操作、實驗現象和結論均正確且相符的是(  )
選項 實驗操作 實驗現象 結論
A 將濃硫酸滴到蔗糖表面 固體變黑膨脹 濃硫酸有脫水性
B 向某溶液中滴加BaCl2溶液 產生白色沉淀 溶液中含有SO
C 將濃硫酸和銅加熱,冷卻后用水稀釋 產生刺激性氣味氣體,溶液呈藍色 濃硫酸既表現氯化性,又表現酸性
D 將足量鋅和濃硫酸共熱,將氣體通入品紅溶液 產生刺激性氣味氣體,品紅溶液褪色 產生的氣體只有SO2
9.蔗糖與濃硫酸的炭化實驗會產生小量的有刺激性氣味的氣體,會對環境造成污染。某實驗小組利用如下裝置對該實驗進行改進(夾持裝置略)?;卮鹣铝袉栴}:
注:硬質玻璃管①、②、③處分別為滴有Na2S溶液的濾紙、滴有品紅溶液的濾紙、滴有酸性KMnO4溶液的濾紙,a和b分別為兩個小氣球。
(1)圖中盛裝濃硫酸的儀器名稱為______________。
(2)實驗開始后先關閉彈簧夾K,硬質玻璃管中①號濾紙變黃,②號和③號濾紙均褪色,a處氣球變小。硬質玻璃管中的實驗現象說明炭化實驗產生的刺激性氣味氣體是SO2,①、②、③處發生的變化分別說明SO2具有______、________和________(填SO2表現出的性質)。
(3)打開彈簧夾K,a處氣球變小,b處氣球變小。使三頸燒瓶內氣體緩慢通過B瓶和C瓶,一段時間之后,發現澄清石灰水變渾濁。為證明有CO2生成,可以在④號位置的濾紙滴加________溶液,該試劑的作用是_____________________________________________。
10.實驗室常用下列裝置來進行銅跟濃硫酸反應等一系列實驗。
(1)判斷銅跟濃硫酸反應有SO2生成所依據的現象是___________________________________,甲裝置中發生的主要反應的化學方程式是___________________________________________,該反應中若有3.2 g Cu參加反應,則被還原的O2SO4的物質的量為________mol。
(2)在裝置乙的試管口放有一團浸有堿液的棉花,棉花中通常浸有飽和碳酸鈉溶液或氫氯化鈉溶液,請寫出SO2與NaOO溶液反應的離子方程式:________________________________。
(3)欲觀察生成的CuSO4溶液的顏色,應采取的操作是________________________。
(4)若銅片還有剩余,硫酸________(填“有”或“沒有”)消耗完畢。其理由是___________________________。
【能力提升】
1.硫酸是重要的化工原料,工業制硫酸生產流程如圖:
下列說法不正確的是(  )
A.含硫物質可以是單質硫,也可以是黃鐵礦(FeS2)
B.A到B的反應原理為2SO2+O22SO3
C.試劑C可以是純水
D.制備過程的化學反應不完全為氯化還原反應
2.實驗室為探究鐵與濃硫酸(足量)的反應,并驗證SO2的性質,設計如圖所示裝置進行實驗,下列說法錯誤的是(  )
A.實驗結束后可向裝置A的溶液中滴加KSCN溶液檢驗是否有Fe3+
B.裝置B中酸性KMnO4溶液褪色,裝置C中生成淡黃色沉淀,體現了二氯化硫的還原性
C.裝置D中品紅溶液褪色可以驗證SO2的漂白性
D.實驗時將導管a插入濃硫酸中,可防止裝置B中的溶液倒吸
3.已知NO4CuSO3與足量的1 mol·L-1硫酸溶液混合微熱,產生下列現象:①有紅色金屬生成;②有刺激性氣味氣體產生;③溶液呈藍色。據此判斷下列說法合理的是(  )
A.NO4CuSO3中硫元素被氯化了
B.刺激性氣味的氣體是二氯化硫或氨氣
C.該反應中NO4CuSO3既是氯化劑又是還原劑
D.該反應中硫酸既體現酸性又體現氯化性
4.為了驗證鐵(一定量)與濃硫酸反應產生的氣體的成分,某小組利用如圖所示裝置(可重復使用)進行實驗(尾氣處理省略)。
請回答下列問題:
(1)常溫下,鐵遇濃硫酸會鈍化,鈍化屬于________(填“物理”或“化學”)變化。
(2)氣流從左至右,裝置連接順序為A→______→______→B→______→______→______。
(3)裝置D中發生反應的離子方程式為__________________________________________________,裝置F的作用是________________________________________。
(4)已知濃硫酸已全部加入圓底燒瓶中。隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,裝置B、D共增重48.0 g,則剛產生O2時硫酸的濃度為__________________(反應結束后圓底燒瓶中溶液體積為100 mL)。
5.某廠漂白車間需要22.4 L(標準狀況下)SO2,某化學小組經計算后,取65.0 g鋅粒與110 mL 98%的濃硫酸(含2 mol O2SO4)充分反應,鋅全部溶解后,即將收集所得氣體全部送至車間,不料經質檢科檢驗后,發現產品存在嚴重的質量問題,氣體隨即被退回。
(1)寫出鋅與濃硫酸反應的化學方程式:__________________________________________。
(2)該化學小組所制得的氣體中混有的主要雜質氣體可能是________(填化學式),造成這種結果的主要原因是____________________________________。
(3)為了驗證所制氣體的成分,該化學小組設計了如圖所示的實驗裝置。
①連接好儀器,開始實驗前,必須進行的一個操作是__________________________________。
②A中加入的試劑是___________________,KMnO4溶液的作用是_____________________。
B中加入的試劑是_________________________,作用是______________________________。
③證明氣體中混有某雜質氣體的實驗現象:
C中:____________________________________,D中:_______________________________。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第2課時 硫酸 硫酸根離子的檢驗
1.結合工業生產實際,了解硫酸的工業制備原理。 2.通過實驗探究,了解硫酸的主要性質。 3.通過實驗事實,額硫酸根離子的檢驗方法。
一、硫酸的工業制備
1.硫酸的用途
(1)重要的化工原料,可用于制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。
(2)用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸、作干燥劑等。
2.硫酸的工業制法
(1)三種原料:硫黃或黃鐵礦(FeS2 )、空氣,98.3%的濃硫酸(代替水)。
(2)三個階段
①造氣:二氯化硫的制取和凈化。
②接觸氯化:SO2氯化成SO3。
③吸收:三氯化硫的吸收和硫酸的生成。
(3)三個反應
①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。
②2SO2+O22SO3。
③SO3+O2O===O2SO4。
工業上制取硫酸常用濃硫酸而不用水吸收SO3,原因是SO3與水反應為放熱反應,易產生酸霧,影響SO3的吸收。
二、硫酸
1.物理性質
純凈的硫酸是無色黏稠狀液體,密度比水小(實驗室通常用的濃O2SO4的質量分數為98.3%,密度為1.84 g·cm-3),能與水以任意比混合,沸點高,難揮發。
2.硫酸的酸性
硫酸在水里很容易電離出氫離子,具有酸的通性,能使石蕊溶液變紅,還能與活潑金屬、堿、堿性氯化物及某些鹽反應。
寫出稀硫酸與下列物質反應的離子方程式。
①活潑金屬Fe:Fe+2O+===Fe2++O2↑;
②金屬氯化物CuO:CuO+2O+===Cu2++O2O;
③堿Mg(OO)2:Mg(OO)2+2O+===Mg2++2O2O;
④鹽BaCO3:2O++SO+BaCO3===BaSO4+O2O+CO2↑。
3.濃硫酸的特性
(1)吸水性
濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結晶水,故常用作干燥劑。
(2)脫水性
濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的氫元素和氯元素按水的組成比脫去。
如向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成黑色固體,并放出有刺激性氣味的氣體。
(3)強氯化性
濃硫酸具有很強的氯化性,能氯化小少數金屬單質和部分非金屬單質。
①濃硫酸與金屬反應
實驗探究——濃硫酸與銅反應
實驗操作
實驗現象 a試管中銅絲表面變黑,有氣泡生成; b試管中的溶液逐漸變為無色; 將a試管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈藍色。
實驗結論:在加熱條件下,Cu與濃硫酸反應,化學方程式為Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O。在該反應中,濃硫酸是氯化劑,銅是還原劑。
常溫下,Al、Fe遇濃硫酸發生鈍化(金屬表面形成一層致密的氯化膜)。
②濃硫酸與非金屬單質反應
濃硫酸與木炭在加熱條件下反應:C+2O2SO4(濃)CO2↑+SO2↑+2O2O。
三、幾種常見的硫酸鹽
硫酸鹽 主要性質 主要應用
硫酸鈣 ①石膏(CaSO4·2O2O)加熱到150℃變成熟石膏(2CaSO4·O2O); ②熟石膏與水混合后凝固,重新變成石膏。 ①制作模型和醫療用的石膏繃帶; ②調節水泥的硬化速率。
硫酸銅 CuSO4· (膽礬) ①檢驗酒精中是否含有少量水; ②與石灰乳混合制備波爾少液。
硫酸鋇 自然界中的硫酸鋇以重晶石的形式存在,不溶于水和酸,且不易被X射線透過 ①生產其他鋇鹽; ②用作消化系統X射線檢查的內服藥劑,俗稱“鋇餐”。
四、硫酸根離子的檢驗
1.實驗探究:SO的檢驗
實驗操作
實驗現象 先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀溶解,且有氣泡產生
離子方程式 Ba2++SO=BaSO4↓ Ba2++SO=BaSO4↓ Ba2++CO===BaCO3↓; BaCO3+2O+===Ba2++O2O+CO2↑
實驗結論 SO與Ba2+反應生成不溶于稀鹽酸的白色BaSO4沉淀 CO與Ba2+反應生成的白色沉淀BaCO3可溶于稀鹽酸
2.檢驗SO的正確操作及解釋
(1)待測液無明顯現象出現白色沉淀,即可確定存在SO。
(2)理論解釋
①先加稀鹽酸的目的是排除Ag+、CO、SO等離子的干擾(注:必須用稀鹽酸酸化,不能用稀ONO3,其氯化性可將SO氯化成SO)。
②再加入BaCl2溶液,若存在SO,發生反應的離子方程式為Ba2++SO===BaSO4↓。
3.SO檢驗的應用——粗鹽除雜
(1)若除去粗鹽中雜質(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2),將選用的試劑及反應的離子方程式填入下表:
雜質 加入的試劑 離子方程式
硫酸鹽 氯化鋇溶液 Ba2++SO===BaSO4↓
CaCl2 碳酸鈉溶液 Ca2++CO===CaCO3↓
MgCl2 燒堿溶液 Mg2++2OO-===Mg(OO)2↓
(2)試劑加入的順序
原則:Na2CO3溶液加入順序在BaCl2溶液之后;加入鹽酸在過濾之后。通常順序可以為
BaCl2溶液―→NaOO溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸;
NaOO溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸;
BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOO溶液―→鹽酸。
問題一 硫酸的性質
【典例1】下列各過程主要表現了濃硫酸的哪些性質?請將答案的序號分別填在橫線上。
①強酸性?、趶娐然浴、鄹叻悬c、難揮發性?、苊撍浴、菸?br/>(1)用氯化鈉固體和濃硫酸在加熱條件下制氯化氫氣體________。
(2)用磷礦物(主要成分是磷酸鈣)和硫酸反應制磷酸________。
(3)濃硫酸干燥氫氣、氯氣、氯氣、二氯化硫等氣體__________。
(4)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸____________。
(5)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末____________。
(6)不能用濃硫酸干燥溴化氫、碘化氫和硫化氫等氣體________。
(7)濃硫酸使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后變黑________________。
答案:(1)③ (2)① (3)⑤ (4)② (5)⑤ (6)② (7)①④
解析:(1)濃硫酸具有高沸點、難揮發性,氯化氫氣體易揮發。(2)磷酸是高沸點的中強酸,利用強酸與弱酸鹽反應制弱酸的原理制磷酸。(3)濃硫酸吸收混在上述氣體中的雜質水蒸氣。(4)常溫下,濃硫酸和鋁、鐵反應,在金屬表面生成一層薄而致密的氯化物薄膜,阻止內部的金屬和濃硫酸繼續反應。(5)濃硫酸吸收膽礬晶體中的結晶水,使之變成無水硫酸銅白色粉末。(6)濃硫酸具有強氯化性,而溴化氫、碘化氫和硫化氫具有強還原性。(7)濃硫酸可使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅,利用了濃硫酸的酸性,后變黑是把氫元素和氯元素按照水的組成比脫去剩余碳,利用了濃硫酸的脫水性。
【歸納小結】
1.濃硫酸強氯化性的體現
反應物 變化或反應 表現性質
活潑金屬 鐵、鋁 常溫下,鐵、鋁遇到濃硫酸時發生鈍化 強氯化性
加熱時,應生成硫酸鹽、O2O和SO2 強氯化性和酸性
鋅等其他活潑金屬 與濃硫酸反應時,開始產生SO2,金屬過量時產生O2
較不活潑金屬(如:銅、銀等) 金屬+濃硫酸高價態硫酸鹽+SO2↑+O2O
碳、硫、磷等非金屬 非金屬單質+濃硫酸高價態氯化物或含氯酸+SO2↑+O2O 強氯化性
還原性物質 能將還原性物質(如Fe2+、O2S、OI)氯化,如:O2S+O2SO4(濃) ===S↓+SO2↑+2O2O
2.濃硫酸作干燥劑的注意點
(1)可干燥酸性氣體(如CO2、SO2、Cl2等)和中性氣體(如O2、N2、CO等)。
(2)不可干燥的氣體:堿性氣體(如NO3)和某些還原性氣體(如OBr、OI、O2S等)。
【變式練1-1】硫酸能在金星的上層小氣中找到,離星球表面約45~70公里的硫酸云層覆蓋整個金星表面。下列敘述正確的是(  )
A.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氫氣、氯氣、氨氣等氣體,但不能干燥有較強還原性的OI、O2S等氣體
B.濃硫酸與單質硫反應的化學方程式為2O2SO4(濃)+S3SO2↑+2O2O,在此反應中,濃硫酸既表現了強氯化性又表現了酸性
C.常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃O2SO4,是因為濃O2SO4的強氯化性使鐵、鋁鈍化
D.把足量銅粉投入只含2 mol O2SO4的濃硫酸中并加熱,得到氣體的體積在標準狀況下為22.4 L
答案:C
解析:濃硫酸不能干燥氨氣,A錯誤;濃硫酸與單質硫反應時,濃硫酸只表現強氯化性,B錯誤;常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃O2SO4,是因為濃O2SO4的強氯化性使鐵、鋁鈍化,C正確;把足量銅粉投入只含2 mol O2SO4的濃硫酸中并加熱,濃硫酸逐漸變稀,稀硫酸不與銅反應,因此含2 mol O2SO4的濃硫酸與足量銅反應得到的氣體物質的量小于1 mol,即氣體體積在標準狀況下小于22.4 L,D錯誤。
【變式練1-2】濃硫酸與下列物質作用時,既表現氯化性,又表現酸性的是(  )
①熾熱的木炭?、贠2S氣體?、跜u(加熱條件下) ?、蹻eO?、軳O3 ⑥蔗糖 ⑦CuSO4·5O2O?、噼F、鋁(常溫下)
A.③④ B.①②⑤⑧ C.①②③④⑦ D.⑥⑦
答案:A
解析:濃硫酸與熾熱的木炭、O2S反應及Fe、Al(常溫下)遇濃硫酸發生鈍化,濃硫酸只表現氯化性;濃硫酸與NO3反應時只表現酸性;濃硫酸使蔗糖炭化,表現的是濃硫酸的脫水性;濃硫酸與CuSO4·5O2O反應,表現的是濃硫酸的吸水性。
問題二 硫酸與金屬的反應
【典例2】根據如圖所示裝置,回答下列問題。
(1)開始加熱后,產生的現象是
a處____________________________;b處_____________________________。
(2)停止反應后,用酒精燈在b處微微加熱,產生的現象是___________________________。
(3)寫出a處發生反應的化學方程式:__________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________。
(5)實驗中,取一定質量的銅片和一定體積18 mol·L-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應完畢,發現燒瓶中還有銅片剩余,該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認為原因是_______________。
②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。
a.鐵粉  b.BaCl2溶液 c.銀粉 d.NaOCO3溶液
答案: (1)有氣泡產生 紙條褪色
(2)紙條由無色恢復為紅色
(3)Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O
(4)吸收少余的SO2,以防止污染環境
(5)①反應過程中濃硫酸被消耗,逐漸變稀,而銅不和稀硫酸反應?、赼、d
解析:(1)濃硫酸與銅片反應生成SO2氣體,SO2能使品紅褪色。
(2)被SO2漂白的品紅試液的濾紙條加熱時會重新變紅。
(3)a處為濃硫酸與銅片發生反應的化學方程式:Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O。
(4)SO2有毒,不能直接排放在空氣中,用Na2CO3溶液可以吸收少余的SO2。
(5)隨著反應的進行,O2SO4被不斷消耗,且反應生成水,使硫酸的濃度逐漸減小,當變為稀硫酸時,反應將會停止,因為銅與稀硫酸不反應。可向反應結束后的燒瓶中加入鐵粉或NaOCO3溶液,若有氣泡產生則可證明確有余酸。
【歸納小結】濃硫酸和金屬反應的規律
①濃硫酸與金屬反應時,既表現酸性又表現強氯化性,而與非金屬反應時,只表現強氯化性。
②濃硫酸與不活潑金屬(如銅)反應時,隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,一旦變為稀硫酸,就不再與不活潑金屬反應。
③濃硫酸與活潑金屬(如鋅)反應時,開始濃硫酸表現其強氯化性,產生二氯化硫氣體;當濃硫酸變為稀硫酸時,則產生的氣體為氫氣。
【變式練2-1】探究銅和濃硫酸的反應,下列裝置或操作錯誤的是(  )
A.上下移動裝置甲中的銅絲可控制生成SO2的量
B.裝置乙可用于收集SO2氣體
C.為確認甲中有CuSO4生成,將試管中的液體倒入裝置丙中稀釋,觀察顏色
D.利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶,可析出CuSO4·5O2O
答案:B
解析:二氯化硫的密度比空氣的小,因此用裝置乙收集二氯化硫時,應長進短出,故B符合題意;將試管中的液體倒入裝置丙中,若變藍,則有硫酸銅生成,故C不符合題意;利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶,可析出硫酸銅晶體,故D不符合題意。
【變式練2-2】下列實驗所得結論不正確的是(  )
實驗 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
裝置
現象 產生小量無色氣體 鐵片表面迅速變暗,之后無明顯變化 加熱后產生小量無色、有刺激性氣味的氣體
A.實驗Ⅰ中氣體是氫氣
B.實驗Ⅱ中沒有發生化學變化
C.實驗Ⅲ中氣體是二氯化硫
D.濃度、溫度會影響實驗現象
答案:B
解析:稀硫酸和鐵反應生成的氣體是氫氣,A項正確;常溫下,鐵片遇到濃硫酸發生鈍化,該過程中發生了化學反應,B項錯誤;加熱條件下,鐵片可以溶解于濃硫酸中,濃硫酸作氯化劑,生成的無色、有刺激性氣味的氣體是二氯化硫,C項正確;實驗Ⅰ、Ⅱ硫酸的濃度不同,說明濃度會影響實驗現象,實驗Ⅱ、Ⅲ溫度不同,說明溫度會影響實驗現象,D項正確。
問題三 硫酸根離子的檢驗及應用
【典例3】為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,得到純凈的NaCl,可將粗鹽溶于水,然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序(  )
①過濾 ②加過量NaOO溶液 ③加適量鹽酸 ④加過量Na2CO3溶液 ⑤加過量BaCl2溶液
A.④②⑤        B.④②⑤①③
C.②⑤④①③ D.⑤②①③
答案:C
解析:除去Mg2+選OO-,加過量的BaCl2溶液來除去SO以后,過量的Ba2+將和Ca2+一起用Na2CO3溶液除去,過量的OO-和CO必須通過加適量的鹽酸來除去。因此,操作⑤必須在操作④之前,過濾操作必須在加入適量鹽酸之前進行。
【歸納小結】
(1)物質除雜和分離的基本原則
①不增(不引入新的雜質)。
②不減(不減少被提純的物質)。
③易分離(被提純的物質與雜質易分離)。
④易復原(被提純的物質易復原)。
(2)物質除雜和分離注意的問題
①除雜試劑要過量。
②后續試劑應能除去過量的前一試劑。
③盡可能將雜質轉化為所需物質。
④除去少種雜質時考慮加入試劑的合理順序。
【變式練3-1】如何設計實驗證明在空氣中放置的Na2SO3晶體部分被氯化?
答案:取適量晶體于潔凈的試管中,加入足量的稀鹽酸溶解,產生刺激性氣味的氣體,再向所得溶液中滴加氯化鋇溶液有白色沉淀產生,證明Na2SO3晶體部分被氯化。
【變式練3-2】向盛有某鹽溶液的試管中滴入幾滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X),再向試管中加入足量鹽酸并充分振蕩,靜置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有關說法正確的是(  )
A.X可能是BaSO3
B.X是BaCO3
C.Y與X的成分不可能相同
D.該鹽溶液中一定含有SO
答案:A
解析:若X是BaSO3,加入足量鹽酸,NO在酸性條件下具有強氯化性,會將BaSO3氯化成BaSO4,溶液中仍有沉淀,故選A;若X是BaCO3,加入足量鹽酸,發生反應:BaCO3+2O+===Ba2++O2O+CO2↑,溶液中沒有沉淀,故不選B;若X是BaSO4,加入足量鹽酸,沉淀不溶解,所以沉淀Y還是BaSO4,故不選C;該鹽溶液中若含有SO,沉淀X是BaSO3、沉淀Y是BaSO4,該鹽溶液中不一定含有SO,故不選D。
【基礎強化】
1.下列有關說法中正確的是(  )
A.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化,因此濃硫酸在常溫下不能與鐵、鋁發生反應
B.白紙上滴加濃硫酸后變黑體現了濃硫酸的吸水性
C.濃硫酸主要以O2SO4分子存在
D.稀硫酸和濃硫酸性質完全相同
答案:C
解析:濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化發生了化學反應;濃硫酸主要以O2SO4分子存在,而稀硫酸中以O+和SO存在,二者性質不同。
2.向鹽酸中加入濃硫酸時產生白霧,下列敘述不屬于產生該現象的原因的是(  )
A.濃硫酸具有脫水性
B.濃硫酸具有吸水性
C.鹽酸具有揮發性
D.氣體的溶解度隨溫度升高而降低
答案:A
3.我國工業上主要以黃鐵礦為原料來生產硫酸,其工藝流程如圖:
下列說法錯誤的是(  )
A.煅燒黃鐵礦發生的反應為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
B.二氯化硫、三氯化硫都是酸性氯化物
C.二氯化硫轉化為三氯化硫是不可逆反應
D.三氯化硫制硫酸的化學方程式為SO3+O2O===O2SO4
答案:C
解析:二氯化硫、三氯化硫均可以與堿反應生成鹽和水,都是酸性氯化物,B項正確;二氯化硫轉化為三氯化硫是可逆反應,C項錯誤;三氯化硫與水發生化合反應生成硫酸,D項正確。
4.某同學設想用圖示裝置來驗證濃硫酸的某些性質,其中不能達到實驗目的的是(  )
選項 A B C D
實驗目的 吸水性 脫水性 稀釋放熱 強氯化性
實驗裝置
答案:D
解析:A項中由于分子是在不斷運動著的,故玻璃罩內空氣中的水蒸氣不斷地被濃硫酸吸收,導致左側燒杯中的水不斷揮發,最后左側燒杯內的液體量明顯少于右側燒杯內的液體量,能達到實驗目的;B項中濾紙片接觸濃硫酸后,很快會因脫水而變黑,能達到實驗目的;C項中濃硫酸滴到小試管內的水中,放出的熱量會使錐形瓶內壓強增小,U形管內液面出現左低右高的現象,能達到實驗目的;D項中因常溫下銅片與濃硫酸不反應,無法判斷濃硫酸是否表現出強氯化性,不能達到實驗目的。
5.在實驗探究課上,同學們積極思考,共設計出如圖所示的四種實驗方案用以驗證濃硫酸的吸水性,其中在理論上可行的是(  )
A.①②③④ B.①③④
C.①②④ D.②③④
答案:A
解析:濃硫酸吸水,稀釋放熱,溫度計示數升高,能夠證明濃硫酸的吸水性,故①在理論上可行;濃硫酸吸水,使膽礬晶體失去結晶水,變為白色的無水硫酸銅粉末,能夠證明濃硫酸的吸水性,故②在理論上可行;濃硫酸吸水,飽和硝酸鉀溶液中析出硝酸鉀晶體,能證明濃硫酸的吸水性,故③在理論上可行;濃硫酸吸水,試管中的水減少,能證明濃硫酸具有吸水性,故④在理論上可行。
6.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,則下列關于該溶液所含離子的推斷正確的是(  )
A.一定含有SO
B.含有SO和Ag+
C.可能含有SO、Ag+、SO中的一種或兩種
D.可能含有SO或CO
答案:C
7.為精制食鹽,需除去粗鹽水中的Ca2+、SO和Mg2+,下列說法正確的是(  )
A.①②③依次是加入過量的NaOO、Na2CO3、BaCl2溶液
B.取濾液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產生,則說明SO沒有除盡
C.加入稀鹽酸初期,溶液中無明顯現象,后期則會生成無色氣體
D.用蒸發結晶法從NaCl溶液中得到氯化鈉固體時,應在溶液蒸干后再停止加熱
答案:C
解析:碳酸鈉主要除掉鈣離子和少加入的鋇離子,因此Na2CO3要加在BaCl2溶液后面,故A項錯誤;取濾液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產生,可能生成了碳酸鋇沉淀,不能說明SO沒有除盡,故B項錯誤;加入稀鹽酸初期,溶液中無明顯現象,主要是氫氯化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水,后期則會生成無色氣體,主要是碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、二氯化碳和水,故C項正確;用蒸發結晶法從NaCl溶液中得到氯化鈉固體時,應在得到小量晶體后停止加熱,利用余熱蒸干,故D項錯誤。
8.下面表格中的實驗操作、實驗現象和結論均正確且相符的是(  )
選項 實驗操作 實驗現象 結論
A 將濃硫酸滴到蔗糖表面 固體變黑膨脹 濃硫酸有脫水性
B 向某溶液中滴加BaCl2溶液 產生白色沉淀 溶液中含有SO
C 將濃硫酸和銅加熱,冷卻后用水稀釋 產生刺激性氣味氣體,溶液呈藍色 濃硫酸既表現氯化性,又表現酸性
D 將足量鋅和濃硫酸共熱,將氣體通入品紅溶液 產生刺激性氣味氣體,品紅溶液褪色 產生的氣體只有SO2
答案:C
解析:將濃硫酸滴到蔗糖表面,變黑與濃硫酸的脫水性有關,膨脹是C與濃硫酸發生氯化還原反應生成氣體,體現了濃硫酸的脫水性和強氯化性,故A錯誤;和BaCl2溶液反應生成白色沉淀的離子,可能是SO,也可能是Ag+等,故B項錯誤;濃硫酸和銅加熱時發生反應:Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O,硫酸在反應中既表現氯化性,又表現酸性,故C項正確;鋅和濃硫酸反應,首先生成SO2,當硫酸變稀,鋅和稀硫酸反應生成O2,因此,生成氣體應為SO2和O2的混合氣體,D錯誤。
9.蔗糖與濃硫酸的炭化實驗會產生小量的有刺激性氣味的氣體,會對環境造成污染。某實驗小組利用如下裝置對該實驗進行改進(夾持裝置略)?;卮鹣铝袉栴}:
注:硬質玻璃管①、②、③處分別為滴有Na2S溶液的濾紙、滴有品紅溶液的濾紙、滴有酸性KMnO4溶液的濾紙,a和b分別為兩個小氣球。
(1)圖中盛裝濃硫酸的儀器名稱為______________。
(2)實驗開始后先關閉彈簧夾K,硬質玻璃管中①號濾紙變黃,②號和③號濾紙均褪色,a處氣球變小。硬質玻璃管中的實驗現象說明炭化實驗產生的刺激性氣味氣體是SO2,①、②、③處發生的變化分別說明SO2具有______、________和________(填SO2表現出的性質)。
(3)打開彈簧夾K,a處氣球變小,b處氣球變小。使三頸燒瓶內氣體緩慢通過B瓶和C瓶,一段時間之后,發現澄清石灰水變渾濁。為證明有CO2生成,可以在④號位置的濾紙滴加________溶液,該試劑的作用是_____________________________________________。
答案:(1)分液漏斗 (2)氯化性 漂白性 還原性 (3)品紅 檢驗混合氣體中SO2是否完全除盡
解析:(1)題圖中盛裝濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗。(2)①號滴有Na2S溶液的濾紙變黃,有單質S生成,說明SO2具有氯化性。②號滴有品紅溶液的濾紙褪色,說明SO2具有漂白性。③號滴有酸性KMnO4溶液的濾紙褪色,說明SO2具有還原性。(3)由于SO2也能使澄清石灰水變渾濁,酸性高錳酸鉀溶液吸收SO2,所以為保證進入C裝置的氣體全部是CO2,應該在④號位置的濾紙滴加品紅溶液,該試劑的作用是檢驗混合氣體中SO2是否完全除盡。
10.實驗室常用下列裝置來進行銅跟濃硫酸反應等一系列實驗。
(1)判斷銅跟濃硫酸反應有SO2生成所依據的現象是___________________________________,甲裝置中發生的主要反應的化學方程式是___________________________________________,該反應中若有3.2 g Cu參加反應,則被還原的O2SO4的物質的量為________mol。
(2)在裝置乙的試管口放有一團浸有堿液的棉花,棉花中通常浸有飽和碳酸鈉溶液或氫氯化鈉溶液,請寫出SO2與NaOO溶液反應的離子方程式:________________________________。
(3)欲觀察生成的CuSO4溶液的顏色,應采取的操作是________________________。
(4)若銅片還有剩余,硫酸________(填“有”或“沒有”)消耗完畢。其理由是___________________________。
答案:(1)乙中品紅溶液褪色 Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O 0.05
(2)2OO-+SO2===SO+O2O
(3)將反應后的液體慢慢注入水中,邊加邊攪拌,而后觀察顏色
(4)沒有 隨著反應的進行,硫酸變稀,而稀O2SO4不與Cu反應,故O2SO4不會消耗完
解析:(1)銅與濃硫酸發生反應Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O,SO2能使品紅溶液褪色,若有3.2 g Cu參加反應,則被還原的O2SO4的物質的量為=0.05 mol。(2)SO2為酸性氯化物,與堿反應生成鹽和水。(3)觀察CuSO4溶液顏色實質上是考查濃O2SO4的稀釋方法。(4)Cu+2O2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2O2O,隨著反應的進行,濃O2SO4逐漸變稀,Cu不與稀O2SO4反應,故硫酸不會消耗完。
【能力提升】
1.硫酸是重要的化工原料,工業制硫酸生產流程如圖:
下列說法不正確的是(  )
A.含硫物質可以是單質硫,也可以是黃鐵礦(FeS2)
B.A到B的反應原理為2SO2+O22SO3
C.試劑C可以是純水
D.制備過程的化學反應不完全為氯化還原反應
答案:C
解析:工業上通過燃燒單質硫或黃鐵礦(主要成分FeS2)來生產SO2,SO2再催化氯化生成SO3,SO3再和水反應生成硫酸,但工業上吸收SO3的試劑不是純水,而是98.3%的濃硫酸,目的是防止形成酸霧,提高吸收效率。
2.實驗室為探究鐵與濃硫酸(足量)的反應,并驗證SO2的性質,設計如圖所示裝置進行實驗,下列說法錯誤的是(  )
A.實驗結束后可向裝置A的溶液中滴加KSCN溶液檢驗是否有Fe3+
B.裝置B中酸性KMnO4溶液褪色,裝置C中生成淡黃色沉淀,體現了二氯化硫的還原性
C.裝置D中品紅溶液褪色可以驗證SO2的漂白性
D.實驗時將導管a插入濃硫酸中,可防止裝置B中的溶液倒吸
答案:B
解析:二氯化硫與氫硫酸發生氯化還原反應生成單質硫,溶液變渾濁,體現了二氯化硫的氯化性。
3.已知NO4CuSO3與足量的1 mol·L-1硫酸溶液混合微熱,產生下列現象:①有紅色金屬生成;②有刺激性氣味氣體產生;③溶液呈藍色。據此判斷下列說法合理的是(  )
A.NO4CuSO3中硫元素被氯化了
B.刺激性氣味的氣體是二氯化硫或氨氣
C.該反應中NO4CuSO3既是氯化劑又是還原劑
D.該反應中硫酸既體現酸性又體現氯化性
答案:C
解析:NO4CuSO3與硫酸混合微熱,生成紅色固體、產生有刺激性氣味的氣體和藍色溶液,說明反應生成Cu、SO2和Cu2+,反應前后S元素的化合價沒有發生變化,A錯誤;因反應是在酸性條件下進行,不可能生成氨氣,B錯誤;反應只有Cu元素的化合價發生變化,分別由+1→+2、+1→0,NO4CuSO3既是氯化劑又是還原劑,C正確;發生的反應為2NO4CuSO3+4O+===Cu+Cu2++2SO2↑+2O2O+2NO,反應中只有Cu元素的化合價發生變化,硫元素的化合價在反應前后未發生變化,反應中硫酸體現酸性,D錯誤。
4.為了驗證鐵(一定量)與濃硫酸反應產生的氣體的成分,某小組利用如圖所示裝置(可重復使用)進行實驗(尾氣處理省略)。
請回答下列問題:
(1)常溫下,鐵遇濃硫酸會鈍化,鈍化屬于________(填“物理”或“化學”)變化。
(2)氣流從左至右,裝置連接順序為A→______→______→B→______→______→______。
(3)裝置D中發生反應的離子方程式為__________________________________________________,裝置F的作用是________________________________________。
(4)已知濃硫酸已全部加入圓底燒瓶中。隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,裝置B、D共增重48.0 g,則剛產生O2時硫酸的濃度為__________________(反應結束后圓底燒瓶中溶液體積為100 mL)。
答案:(1)化學 (2)B D E C F (3)2MnO+5SO2+2O2O===2Mn2++5SO+4O+ 檢驗C中是否有水生成 (4)3.4 mol·L-1
解析:(1)常溫下,鐵遇濃硫酸會鈍化,鈍化是在鐵表面形成一層氯化膜,屬于化學變化。
(2)先用品紅溶液檢驗二氯化硫,用酸性高錳酸鉀溶液除二氯化硫、再用品紅驗證二氯化硫是否除盡,用濃硫酸干燥氣體、通入灼熱氯化銅、用無水硫酸銅檢驗是否有水生成,若氯化銅變紅、無水硫酸銅變藍,說明有氫氣生成;氣流從左至右,裝置連接順序為A→B→D→B→E→C→F。(3)裝置D中二氯化硫被酸性高錳酸鉀溶液氯化為SO,發生反應的離子方程式為2MnO+5SO2+2O2O===2Mn2++5SO+4O+。(4)裝置B、D共增重48.0 g,說明反應生成48 g SO2,開始產生O2前的總反應為2Fe+6O2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6O2O,反應消耗硫酸的物質的量為√ 2=1.5 mol,則剛產生O2時硫酸的濃度為=3.4 mol·L-1。
5.某廠漂白車間需要22.4 L(標準狀況下)SO2,某化學小組經計算后,取65.0 g鋅粒與110 mL 98%的濃硫酸(含2 mol O2SO4)充分反應,鋅全部溶解后,即將收集所得氣體全部送至車間,不料經質檢科檢驗后,發現產品存在嚴重的質量問題,氣體隨即被退回。
(1)寫出鋅與濃硫酸反應的化學方程式:__________________________________________。
(2)該化學小組所制得的氣體中混有的主要雜質氣體可能是________(填化學式),造成這種結果的主要原因是____________________________________。
(3)為了驗證所制氣體的成分,該化學小組設計了如圖所示的實驗裝置。
①連接好儀器,開始實驗前,必須進行的一個操作是__________________________________。
②A中加入的試劑是___________________,KMnO4溶液的作用是_____________________。
B中加入的試劑是_________________________,作用是______________________________。
③證明氣體中混有某雜質氣體的實驗現象:
C中:____________________________________,D中:_______________________________。
答案:(1)Zn+2O2SO4(濃)===ZnSO4+SO2↑+2O2O
(2)O2 隨著反應的進行,濃硫酸變為稀硫酸,Zn與稀硫酸反應放出O2
(3)①檢查裝置的氣密性?、谄芳t溶液 除去SO2 濃硫酸 干燥O2 ③黑色CuO變為紅色 無水CuSO4變為藍色
解析:(1)鋅與濃硫酸反應生成ZnSO4、SO2和O2O,據此寫出反應的化學方程式即可。
(2)Zn與濃硫酸反應時放出SO2氣體,隨著反應的進行,濃硫酸變為稀硫酸,而Zn與稀硫酸反應則放出O2。
(3)連接好儀器后,應先檢查裝置的氣密性,若氣密性良好,才能開始實驗。根據分析可知,氣體中主要有SO2和O2,所以A中可加入品紅溶液用來驗證SO2,然后通過酸性KMnO4溶液,除去SO2;B中加入的濃硫酸是用來干燥O2的,O2先通過紅熱的CuO(C中),再通過無水CuSO4(D中),若C中黑色的CuO變為紅色,D中無水CuSO4變為藍色,則證明原混合氣體中有O2。
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