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第一節(jié)　硫及其化合物
課時2　硫酸　硫酸根離子的檢驗
(一)基礎鞏固
1.(2022·上海卷)下列關于硫酸工業(yè)的說法正確的是 (　　)
A.在純氧中煅燒黃鐵礦
B.在高壓條件下制SO3
C.用98.3%濃硫酸吸收SO3
D.用澄清石灰水吸收尾氣
解析:制備硫酸工業(yè)中,在沸騰爐中通入空氣煅燒黃鐵礦制備二氧化硫,不需要純凈的氧氣,故A項錯誤;硫酸工業(yè)中催化氧化SO2制備SO3,在常壓條件下進行即可,該反應在常壓下的轉化率已經很大,加壓雖然可以使轉化率增大,但同時對設備要求提高,經濟成本增大,故B項錯誤;工業(yè)上采用98.3%的濃硫酸吸收SO3,可避免形成酸霧并提高吸收率,故C項正確;硫酸工業(yè)產生的尾氣主要是SO2,工業(yè)上通常采用石灰乳進行吸收,澄清石灰水中Ca(OH)2濃度太低,不適合處理工業(yè)尾氣,故D項錯誤。
答案:C
2.濃硫酸與下列物質作用時,只表現強氧化性的是 (　　)
A.藍色硫酸銅晶體 B.木材
C.紅熱木炭 D.氧化鋁
答案:C
3.檢驗某溶液中是否含有S,常用的方法是 (　　)
A.取樣,滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
B.取樣,滴加稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
C.取樣,滴加稀鹽酸,無明顯現象,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
D.取樣,滴加稀硫酸,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成
答案:C
4.(2024·廣東江門高一期中)對下列實驗現象的原因分析不正確的一項是 (　　)
選項 實驗現象 原因分析
A 濃硫酸遇濕潤的藍色石蕊試紙,先變紅,后變黑 硫酸有酸性,使石蕊變紅,濃硫酸有脫水性,使試紙?zhí)炕兒?br/>B 向一定濃度的CuSO4溶液中通入適量的H2S氣體,出現黑色沉淀 H2S的酸性比H2SO4的強
C SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液變紅 SO2與水反應生成H2SO3,使溶液呈酸性
D 向濕潤的蔗糖固體中加入濃硫酸,固體迅速變黑,后體積急劇膨脹 在濃硫酸脫水作用下,蔗糖固體被炭化,C與濃硫酸反應生成了CO2、SO2
解析:硫酸有酸性,遇濕潤的藍色石蕊試紙變紅,濃硫酸有脫水性,使試紙?zhí)炕兒?A項正確;反應生成的黑色沉淀是CuS,不溶于硫酸,酸性為H2SO4>H2S,B項錯誤;將SO2通入紫色石蕊溶液中,SO2會與水反應生成H2SO3,H2SO3具有酸性,使紫色石蕊溶液變紅,C項正確;向濕潤的蔗糖固體中加入濃硫酸,濃硫酸具有脫水性,使蔗糖炭化變黑,C與濃硫酸反應生成了CO2、SO2,體積急劇膨脹,D項正確。
答案:B
5.如圖所示,小試管中盛有幾毫升水,與大試管連通的U形細玻璃管內放有少量水(已染成紅色)。沿小試管壁小心地慢慢注入3 mL 濃硫酸,靜置片刻后,U形細玻璃管中可觀察到的液面現象是 (　　)
A.左高右低 B.左低右高
C.左右一樣高 D.來回振動
答案:B
6.(2022·廣東汕頭)某同學在實驗室選用下列實驗裝置,驗證濃硫酸與木炭反應的生成物。下列說法正確的是 (　　)
A.若連接順序為Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,當觀察到裝置Ⅲ溶液顏色變淺但不褪色,裝置Ⅴ溶液變渾濁時,可證明反應產生了CO2
B.若連接順序為Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅴ,此時裝置Ⅲ兩側的品紅溶液在實驗設計中的目的和作用相同
C.反應過程中裝置Ⅲ的酸性KMnO4溶液褪色,體現了SO2的漂白性
D.濃硫酸與木炭的反應中,濃硫酸表現出酸性和強氧化性
解析:在加熱時,濃硫酸與木炭反應生成CO2、SO2和H2O;先用無水CuSO4檢驗H2O,然后用品紅溶液檢驗SO2,再用酸性KMnO4溶液除去SO2,可以用品紅溶液來檢驗SO2是否除盡,最后用澄清石灰水檢驗CO2。A項,若連接順序為Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅴ,當觀察到裝置Ⅲ溶液顏色變淺但不褪色,說明SO2氣體已經除盡,排除了SO2的干擾,且由于CO2能夠使澄清石灰水變渾濁,所以裝置Ⅴ溶液變渾濁時,可證明反應產生了CO2,正確;B項,結合以上分析可知,裝置Ⅲ前面的品紅溶液是用來檢驗SO2氣體的,裝置Ⅲ后面的品紅溶液是用來檢驗SO2氣體是否除盡的,兩者的作用不同,錯誤;C項,酸性KMnO4溶液具有強氧化性,能夠把SO2氧化為S,Mn被還原為Mn2+,兩者發(fā)生了氧化還原反應,體現了SO2的還原性,錯誤;D項,在加熱時,濃硫酸與木炭發(fā)生反應生成CO2、SO2和H2O,只體現了濃硫酸的強氧化性,錯誤。
答案:A
7.(2024·廣東高一期中)某科學小組為研究不同價態(tài)含硫物質的轉化,設計了如圖所示實驗,請回答有關問題。
(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為 　　　　　　　　　　　　。該反應體現了濃硫酸的　　　　　　　。
(2)B處實驗現象是　　　　　　　　　,由此推測硫元素從+4價變?yōu)?6價。
(3)檢驗B處有S生成的方法是 　。
(4)C處觀察到蘸有Na2S溶液的棉花上出現黃色固體,可推測此反應過程中硫元素的價態(tài)變化分別是　 。
(5)D裝置的作用是　　　　　 　　,發(fā)生反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。
解析: (1)裝置A中銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫和水,發(fā)生反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,該反應中濃硫酸的部分硫元素化合價降低生成二氧化硫,部分硫元素化合價不變生成硫酸銅,體現了濃硫酸的強氧化性和酸性。(2)B處實驗現象是蘸有酸性高錳酸鉀溶液的棉花紫色褪去,高錳酸鉀被還原,由此推測硫元素從+4價變?yōu)?6價。(3)檢驗B處有S生成的方法是取B處反應后的棉花于試管中,先加入足量稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產生,則證明B處有S生成。(4)SO2中硫元素化合價為+4價,Na2S中硫元素化合價為-2價,C處觀察到蘸有Na2S溶液的棉花上出現黃色固體S單質,S單質中硫元素化合價為0,可推測此反應過程中硫元素的價態(tài)變化分別是+4價降低為0價、-2價升高為0價。(5)二氧化硫有毒,氫氧化鈉溶液能吸收二氧化硫,D裝置的作用是吸收尾氣,防止污染環(huán)境;發(fā)生反應的離子方程式為SO2+2OH-S+H2O。
答案: (1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O　強氧化性和酸性
(2)蘸有酸性KMnO4溶液的棉花紫色褪去
(3)取B處反應后的棉花于試管中,先加入足量稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產生,則證明B處有S生成
(4)+4價降低為0價、-2價升高為0價
(5)吸收尾氣,防止污染環(huán)境　SO2+2OH-S+H2O　
(二)拓展提高
8.實驗室常用下圖所示裝置進行銅與濃硫酸反應的實驗。下列有關實驗現象的描述或試劑的選用錯誤的是 (　　)
A.甲試管內溶液變?yōu)樗{色
B.乙試管中品紅溶液紅色褪去
C.棉花上的溶液可能為氫氧化鈉溶液
D.棉花上的溶液可能為飽和碳酸鈉溶液
解析:濃硫酸與銅反應生成硫酸銅、二氧化硫和水,因為濃硫酸具有吸水性,甲試管中生成的硫酸銅為白色固體,而不是藍色溶液,A項錯誤;生成的二氧化硫有漂白性,使品紅溶液褪色,B項正確;二氧化硫為酸性氣體,可用堿性溶液(如氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等)吸收,C、D項正確。
答案:A
9.草木灰中富含鉀鹽,主要成分是碳酸鉀。現從草木灰中提取鉀鹽,并用實驗檢驗其中的S、C和Cl-。
(1)從草木灰中提取鉀鹽的實驗操作順序如下:①稱量樣品,②溶解和沉淀,③,④,⑤冷卻結晶。
(2)用托盤天平(指針向上的)稱量樣品時,若指針偏向右邊,則表示　　　　(填字母)。
A.左盤重,樣品輕　　　 B.左盤輕,砝碼重
C.右盤重,砝碼輕 D.右盤輕,樣品重
(3)在進行②③④操作時都要用到玻璃棒,其作用分別是　 ;
　 ; 　 。
(4)將制得的少量晶體放入試管,加蒸餾水溶解并把溶液分成三份,分裝在三支試管里。
①在第一支試管里加入稀鹽酸,可觀察到有　　　　生成,證明溶液中有　　　　。
②在第二支試管里加入足量稀鹽酸后,再加入氯化鋇溶液,可觀察到有　　　　　生成,證明溶液中有　　　　。
③在第三支試管里加入足量稀硝酸后,再加入硝酸銀溶液,可觀察到有　　　　生成,證明溶液中有　　　　。
解析: (1)草木灰中的鉀鹽可以溶于水形成溶液,利用過濾的方法可以獲得鉀鹽的水溶液,將所得的水溶液蒸發(fā)結晶可以獲得鉀鹽的固體。
(2)用托盤天平稱量樣品時,若指針偏向右邊,則表示左盤輕,砝碼重。
(3)在溶解固體時,使用玻璃棒可以攪拌,加快溶解;在過濾操作中,可以用玻璃棒引流;在蒸發(fā)操作中,用玻璃棒攪拌,使液體受熱均勻,防止局部過熱造成液滴飛濺。(4)①碳酸根離子能與鹽酸反應生成二氧化碳,向溶液中加入稀鹽酸后有氣泡生成,發(fā)生反應的離子方程式為2H++CH2O+CO2↑。②向溶液中先滴加足量稀鹽酸再加入氯化鋇溶液,排除了其他離子的干擾,如果產生白色沉淀,就說明溶液中有硫酸根離子,涉及反應的離子方程式為2H++CH2O+CO2↑、S+Ba2+BaS↓。③向溶液中滴加足量稀硝酸后,排除了其他離子的干擾,再加入 AgNO3 溶液,產生白色沉淀,說明溶液中有氯離子,反應的離子方程式為Cl-+Ag+AgCl↓。
答案: (1)過濾　蒸發(fā)　(2)B
(3)攪拌,加快溶解　引流　攪拌,防止局部過熱造成液滴飛濺
(4)①氣泡　C　②白色沉淀　S　③白色沉淀　Cl-
(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新
10.(2024·廣東廣州高一期中)某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應,用如圖所示裝置進行實驗。實驗中甲同學將a g Cu片和12 mL
18 mol·L-1濃硫酸放入圓底燒瓶中加熱,直到反應完畢,最后發(fā)現燒瓶中還有一定量的H2SO4和Cu剩余。
請回答下列問題。
(1)寫出Cu與濃硫酸反應的化學方程式: 　 。
(2)裝置D內盛品紅溶液,當C中氣體集滿后,D中有可能觀察到的現象是 　　　 　。該實驗裝置有可能造成環(huán)境污染,試用最簡單的方法解決:　 　(實驗用品自選)。
(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體。當D處有明顯現象后,關閉彈簧夾K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產生,此時B裝置中的現象是 　 。
(4)F中應放置的液體是　　　(填字母)。
A.飽和Na2SO3溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.濃溴水
D.飽和NaHSO3溶液
解析: (1)Cu與濃硫酸反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)由于反應生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,D內盛品紅溶液,當C中氣體集滿后,D中有可能觀察到的現象是品紅溶液褪色;為防止環(huán)境污染,可用浸有NaOH溶液的棉花團塞在試管口,發(fā)生反應SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。(3)當D處有明顯現象后,關閉彈簧夾K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產生,B中壓強增加,此時B裝置中的現象是廣口瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升。(4)F中應盛放飽和NaHSO3溶液,以減少SO2的溶解。
答案: (1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)品紅溶液褪色　將浸有NaOH溶液的棉花團塞在試管口
(3)F中液面下降,長頸漏斗中液面上升
(4)D
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第五章　化工生產中的重要非金屬元素
實驗
裝置
實驗
現象 試管a中銅絲表面 ;
試管b中的品紅溶液逐漸變?yōu)? 色;
冷卻后,將試管a里的溶液慢慢倒入水中,溶液變
為 色
實驗
結論 銅與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應,化學方程式
為 。 　
2
2門世2有
3厚
炸藥
蓄電池
過磷過磷
酸鈣
酸鈣
9+0
化肥
酸洗
硫酸的用途
試劑
00p
000
農藥
6
醫(yī)藥
干燥劑
銅絲
浸NaOH溶液
的棉團
濃硫酸
b
品紅溶液
課堂建構
能與酸堿指示劑作
用，能與活潑金屬
酸的
堿、堿性氧化物及
氫離子的性質
通性
某些鹽反應
硫酸
吸水性
H2S04分子及：
濃硫酸
特性
脫水性
硫酸根離子的：
強氧化性
性質和檢驗
宏觀辨識
微觀探析

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