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硫酸硫酸根离子的检验(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)1.实验室有两瓶硫酸,分别是浓硫酸和稀硫酸,但由于同学的粗心将标签弄混了,请你帮助该同学选择既简单又可靠的区分方法()A.与铜片反应B.与石蕊溶液反应C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上D.加入锌片看是否有气体生成【解析】选C。常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应,都能使石蕊溶液变红无法区别。向两种酸中加入锌片二者都反应:浓硫酸反应产生SO2,稀硫酸产生H2,可以区别,但不是最简单、最好的方法。只有C是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别,方法简单,所以选择C。2.在“粗盐提纯”的实验中,下列做法正确的是()A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B.开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C.加入试剂的顺序为Na2CO3、BaCl2、NaOH、HClD.用过滤法除去粗盐中的泥沙【解析】选D。粗盐提纯应先过滤得NaCl溶液,再倒入蒸发皿中蒸发结晶得NaCl晶体,A错;蒸发过程中应用玻璃棒搅拌,使滤液受热均匀,防止液体飞溅,B错;除杂加入试剂Na2CO3应在BaCl2之后再加入,C错。3.(2019·聊城高一检测)浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是()A.酸性B.脱水性C.吸水性D.强氧化性【解析】选A。浓硫酸与含有水分的蔗糖作用的过程中,首先表现出吸水性;放出的热量促使浓硫酸将蔗糖脱水炭化,表现出脱水性;生成的炭又与浓硫酸发生氧化还原反应产生CO2、SO2等气体,使体积迅速膨胀。可见整个过程中浓硫酸未表现酸性。【补偿训练】下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是()A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性)B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)【解析】选B。在空气中敞口久置浓硫酸,浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大,表现了吸水性;浓硫酸使蔗糖炭化,表现了脱水性;浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。4.(2019·济南高一检测)某溶液中可能含有的阴离子有S、C、Cl-等。为了检验其中是否含有S,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是()A.硫酸B.盐酸C.NaOH溶液D.NaNO3溶液【解析】选B。检验S时,应先用盐酸酸化,若无明显现象,再用BaCl2溶液检验。5.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。已知酸性条件下N具有强氧化性,可以氧化含+4价的硫的微粒。对此实验下述结论正确的是()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.加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4D.此实验能确定Na2SO3是否被部分氧化【解析】选C。硝酸可以将+4价的硫氧化为+6价,加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4,但加硝酸之前也有可能是BaSO3,所以该实验不能确定Na2SO3是否被部分氧化。6.(2019·洛阳高一检测)下列变化的原理相似的是()①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色③二氧化硫能使品红溶液、氯水褪色④常温下浓硫酸用铁制容器存放,加热条件下浓硫酸能与木炭反应⑤二氧化碳、二氧化硫使澄清石灰水变浑浊A.只有②③④B.只有④⑤C.只有③④⑤D.全部【解析】选B。浓硫酸吸水,浓盐酸挥发,导致浓度均减小,二者原理不同,①错误;二氧化硫与品红化合生成无色物质,氯气和水反应生成的次氯酸能氧化品红,二者原理不同,②错误;二氧化硫能还原Cl2,使氯水褪色,二氧化硫与品红化合生成无色物质,褪色原理不同,③错误;浓硫酸能使Fe钝化,加热条件下浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,都体现浓硫酸的强氧化性,④正确;二氧化硫、二氧化碳遇澄清石灰水分别生成亚硫酸钙、碳酸钙沉淀,⑤正确。7.(2019·滁州高一检测)下列叙述或操作中正确的是()A.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿着量筒壁慢慢地注入盛有水的量筒中,并不断搅拌B.浓硫酸具有氧化性,稀硫酸无氧化性C.浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用大量水冲洗D.浓硫酸与铜的反应中,被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶2【解析】选C。浓硫酸稀释时,不能在量筒中进行;浓硫酸和稀硫酸都有氧化性,只是被还原的元素不同,浓硫酸中是+6价的硫元素,而稀硫酸中是+1价的氢元素;浓硫酸与铜的反应中,被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶1。8.(2019·南京高一检测)某同学通过查阅得到以下资料:材料一:BaSO4、BaSO3都难溶于水,BaSO4难溶于强酸,但BaSO3可溶于强酸,故BaSO4作为造影剂用于X射线检查,而BaSO3不能。材料二:三氯化铁与二氧化硫能发生下列反应:2FeCl3+SO2+2H2OFeCl2+FeSO4+4HCl。在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入一定量的SO2,有白色沉淀生成,由此得出的结论中正确的是()A.白色沉淀是BaSO3B.无法确定白色沉淀的成分C.白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物D.FeCl3被SO2还原为FeCl2【解析】选D。由题意知BaSO3不能在酸性溶液中存在,而Fe3+可以将SO2氧化为S,自身被还原为Fe2+,故沉淀为BaSO4,故只有D正确。【互动探究】(1)如何用实验证明三氯化铁与二氧化硫发生了反应?提示:取少量反应后的溶液于试管中,加足量盐酸酸化,再加少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则说明反应发生了。(2)如何通过实验进一步验证白色沉淀是否含有BaSO3?提示:取少量白色沉淀于试管中,加足量盐酸,若白色沉淀不溶解,则说明白色沉淀无BaSO3,若白色沉淀部分或全部溶解且有刺激性气味气体产生,则说明白色沉淀有BaSO3。【补偿训练】已知①Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是()A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,所以硫酸是氧化性酸B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等,则生成气体的物质的量相等【解析】选A。从反应方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,但稀硫酸不是氧化性酸,A项错误;过量的Zn在浓硫酸中反应先生成SO2,硫酸变稀后生成H2,B项正确;Zn与稀硫酸反应,被氧化,氧化产物是ZnSO4,C项正确;Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1molH2SO4被还原时分别生成1molSO2和1molH2,D项正确。二、非选择题(本题包括1小题,共22分)9.某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤如图所示。请回答下列问题:(1)步骤①和②的操作名称是_________________。(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是______________________;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止_________________当蒸发皿中有较多量固体出现时,应________,用余热使水分蒸干。(3)猜想和验证:猜想验证方法现象结论猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩住试管口_____猜想Ⅰ成立猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3取少量固体A于试管中,先滴加________,再滴加Na2SO4溶液有气泡冒出,无白色沉淀_____猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4取少量NaCl晶体于试管中溶解,___________猜想Ⅲ成立【解析】(1)由流程图可知,步骤①和②的操作名称是过滤。(2)滴加盐酸至无气泡放出时可判断步骤③加入盐酸是否“适量”。(3)本题主要考查基本实验操作,猜想Ⅰ主要是为了检验碳酸盐,可以加入强酸并将产生的气体通入澄清石灰水来进行检验;猜想Ⅱ是对C、Ba2+的检验;猜想Ⅲ是对S的检验,选用含Ba2+的合适试剂即可。答案:(1)过滤(2)滴加盐酸至无气泡产生为止局部过热,造成溶液飞溅停止加热(或熄灭酒精灯)(3)有气泡冒出,烧杯内壁变浑浊稀硝酸(或稀盐酸)猜想Ⅱ不成立滴加BaCl2溶液和稀盐酸有白色沉淀生成(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)10.对下列事实的解释正确的是()A.蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟,说明硫酸与氨气不反应B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于酸C.向50mL18mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45molD.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应【解析】选B。氨气与挥发性酸反应可形成白烟,硫酸难挥发,A错误;随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应,C错误;常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行,D错误。11.(2019·海淀区高一检测)将一定量的锌与100mL18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成33.6L气体Y(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液的c(H+)=0.1mol·L-1,则下列叙述不正确的是()A.气体Y是SO2和H2的混合物B.气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1C.反应中共消耗97.5g锌D.反应中共转移3mol电子【解析】选B。Zn和浓硫酸反应生成SO2,随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,变成稀硫酸,此时生成H2。反应消耗H2SO4的物质的量为18.5mol·L-1×0.1L-0.05mol·L-1×1L=1.8mol,根据得失电子守恒得:ZnZn2+,SSO2,2H+H2。此时生成1.5mol气体,则转移电子为3mol,反应掉的Zn为1.5mol。m(Zn)=65g·mol-1×1.5mol=97.5g,n(SO2)=1.85mol-0.05mol-1.5mol=0.3mol,n(H2)=1.5mol-0.3mol=1.2mol。故混合气体中n(SO2)∶n(H2)=0.3mol∶1.2mol=1∶4。二、非选择题(本题包括1小题,共16分)12.某课外活动小组的同学在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时,两位同学提出以下见解:为了验证甲、乙两同学的判断是否正确,丙同学设计了如图所示的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,且该反应装置已略去):试思考:(1)乙同学认为反应产生氢气的理由是什么?(2)丙同学在安装好装置后,必不可少的一步操作是什么?(3)装置B的作用是什么?加入的试剂是什么?(4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是什么?(5)如果撤去装置B,是否还能判断气体X中含有氢气?【解析】为确定有SO2产生,可在A中加入品红溶液,然后利用酸性KMnO4溶液将其除去;为确定有H2产生,需用H2还原CuO,检验生成物有H2O,但必须先用装置B中的液体干燥气体。答案:(1)反应过程中H2SO4被消耗,且有水生成,故硫酸的浓度减小而锌与稀硫酸反应可生成氢气(2)检验装置气密性(3)吸收水蒸气浓硫酸(4)装置C中黑色粉末变红,装置D中白色粉末变成蓝色(5)不能;混合气体通过KMnO4溶液时会带出水蒸气,干扰生成水的检验【补偿训练】(2019·西安高一检测)工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。如图:在沸腾炉内FeS2与O2反应,生成SO2;在接触室内有催化剂存在的条件下SO2进一步与O2化合,生成SO3;SO3流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,SO3与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质,仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验装置。(1)根据上述设计,说明该实验的目的是什么?(2)写出在沸腾炉内发生反应的化学方程式。(3)装置甲在本实验中的作用什么?(4)反应中要求乙反应器内氧气的量要比二氧化硫的量多一