硫及其化合物第2課時-硫-酸-講與練高一化學必修二

硫酸講與練知識點一硫酸的工業(yè)制法基本知識：1．硫酸的工業(yè)制法2.工業(yè)上接觸法制硫酸的主要設備及生產(chǎn)流程如下圖：根據(jù)上圖回答下列問題：(1)填寫下列各進口或出口物質(zhì)的名稱：A：(如)；B：；C：；D：2)。(2)接觸法制硫酸分為三個階段，請?zhí)顚懴卤恚荷a(chǎn)階段設備主要反應造氣S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2或4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2接觸氧化2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))2SO3SO3吸收SO3＋H2O=H2SO4(3)三個反應①；②；③。答案：（1）A：含硫礦石(如FeS2)；B：爐渣；C：二氧化硫、氧氣、氮氣；D：尾氣(SO2、O2、N2)。(2)接觸法制硫酸分為三個階段，請?zhí)顚懴卤恚荷a(chǎn)階段設備主要反應造氣沸騰爐S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2或4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2接觸氧化接觸室2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))2SO3SO3吸收吸收塔SO3＋H2O=H2SO4（3）①4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2或S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2；②2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))2SO3；③SO3＋H2O=H2SO4。知識點二硫酸的性質(zhì)基本知識：1．硫酸的酸的通性H2SO4在水里很容易電離出，具有，能使紫色石蕊試液顯，請寫出下列反應的離子方程式。①和活潑金屬(如Fe)：；②和金屬氧化物(如MgO)：；③和堿[如Mg(OH)2]：；④和鹽(如Na2CO3)：。2．濃硫酸的特性濃硫酸有三大特性：、和。(1)吸水性與脫水性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(jié)晶水，故常用作。②脫水性濃硫酸能把有機物中的氫元素和氧元素按脫去。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，并放出有氣味的氣體。(2)強氧化性實驗操作實驗現(xiàn)象a試管中銅絲表面；b試管中的溶液；c試管中的；將a試管里的溶液慢慢倒入水中，色實驗結(jié)論在反應中，濃硫酸是，銅是答案：1．H＋，酸性，紅色，①Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；②MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；③Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O；④COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。2．濃硫酸的特性吸水性、脫水性和強氧化性。(1)①干燥劑。②水的元素組成比。黑色刺激性。(2)實驗現(xiàn)象a變黑，有氣泡生成；b逐漸變?yōu)闊o色；c紫色石蕊溶液變紅色；溶液呈藍色實驗結(jié)論氧化劑，還原劑隨堂演練1．下列各過程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)？請將答案的序號分別填在橫線上。①強酸性②強氧化性③高沸點、難揮發(fā)性④脫水性⑤吸水性(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、氧氣、氯氣、二氧化硫等氣體__________。(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?jié)駶櫟乃{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(fā)性，氯化氫氣體易揮發(fā)。(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(zhì)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氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬和濃硫酸繼續(xù)反應。(5)濃硫酸吸收膽礬晶體中的結(jié)晶水，使之變成無水硫酸銅白色粉末。(6)濃硫酸具有強氧化性，而溴化氫、碘化氫和硫化氫具有強還原性。(7)濃硫酸可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅，利用了濃硫酸的酸性，后變黑是把氫原子和氧原子按照2∶1脫去剩余碳，利用了濃硫酸的脫水性。2．(1)50mL物質(zhì)的量濃度為18mol·L－1的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應，被還原的硫酸________0.9mol(填“大于”“等于”或“小于”，下同)，消耗銅的物質(zhì)的量________0.45mol。原因是__________________________________________________。(2)將一定量的鋅與100mL18.5mol·L－1濃硫酸充分反應后，鋅完全溶解，同時生成氣體A33.6L(標準狀況)。將反應后的溶液稀釋至1L，測得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，則下列敘述中正確的是________(填字母)。A．氣體A為SO2和H2的混合物B．氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1C．反應中共消耗Zn97.5gD．反應中共轉(zhuǎn)移3mol電子答案(1)小于小于隨著反應的進行，硫酸變稀，稀硫酸不與銅反應(2)ACD解析(2)生成氣體的物質(zhì)的量為eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol，剩余硫酸的物質(zhì)的量為eq\f(1,2)×1L×0.1mol·L－1＝0.05mol，參加反應的n(H2SO4)＝0.1L×18.5mol·L－1－0.05mol＝1.8mol，濃硫酸與鋅反應生成SO2，隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，稀硫酸與鋅反應生成H2，設反應生成xmolSO2，ymolH2，依據(jù)反應方程式可得x＋y＝1.5,2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2，所以反應生成0.3molSO2和1.2molH2。3．如圖所示的實驗裝置中，從實驗開始到過一段時間后，對觀察到的實驗現(xiàn)象敘述不正確的是()A．甲中蘋果塊會變干癟B．乙中膽礬晶體表面有“白斑”C．丙中小試管內(nèi)有晶體析出D．丁中pH試紙變成紅色答案D解析A項，濃硫酸具有吸水性，會使蘋果塊中水分逐漸減少而變得干癟，正確；B項，濃硫酸具有吸水性，能使膽礬晶體表面失去部分結(jié)晶水，觀察到藍色晶體表面出現(xiàn)“白斑”，正確；C項，濃硫酸具有吸水性，使飽和KNO3溶液中溶劑減少，析出KNO3晶體，正確；D項，pH試紙的成分是纖維素，放入濃硫酸中易被脫水炭化，表面變成黑色，錯誤。4．如圖是銅與濃硫酸反應的實驗裝置。已知：銅片足量，濃硫酸(濃度為18mol·L－1)為50mL。下列有關判斷正確的是()A．裝置B中盛裝的是濃硫酸，作用是干燥SO2B．裝置C為安全瓶，防止裝置D中的液體倒吸入裝置B中C．品紅溶液可檢驗生成的SO2，堿性棉球的作用是吸收空氣中的酸性氣體D．充分反應后，被還原的硫酸少于0.45mol【答案】D【解析】裝置B為安全瓶，可觀察反應過程中裝置是否堵塞，A項錯誤；裝置C為集氣瓶，收集SO2，B項錯誤；堿性棉球的作用是吸收SO2，防止其逸出，C項錯誤；由題意知，H2SO4為0.9mol，根據(jù)反應方程式Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O及條件“銅片足量”可知，當硫酸完全參與反應時，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量為0.45mol，但在反應過程中，硫酸的濃度越來越小，而金屬銅與稀硫酸不反應，故被還原的H2SO4少于0.45mol，D項正確。5．某同學設想用圖示裝置來驗證濃硫酸的某些性質(zhì)，其中不能達到實驗目的的是()選項ABCD實驗目的吸水性脫水性稀釋放熱強氧化性實驗裝置答案D解析A項中由于分子是在不斷運動著的，故玻璃罩內(nèi)空氣中的水蒸氣不斷地被濃硫酸吸收，導致左側(cè)燒杯中的水不斷揮發(fā)，最后左側(cè)燒杯內(nèi)的液體量明顯少于右側(cè)燒杯內(nèi)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(nèi)的水中，放出的熱量會使錐形瓶內(nèi)壓強增大，U形管內(nèi)液面出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)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(xiàn)出強氧化性，不能達到實驗目的。知識點三硫酸鹽基本知識：幾種常見的硫酸鹽硫酸鹽主要性質(zhì)主要應用硫酸鈣CaSO4·2H2Oeq\o(=,\s\up11(150℃),\s\do4(H2O))2CaSO4·H2O生石膏熟石膏制作模型和醫(yī)用石膏繃帶，調(diào)節(jié)水泥的硬化速率硫酸銅CuSO4eq\o(=,\s\up11(H2O),\s\do4(△))CuSO4·5H2O(膽礬)白色藍色檢驗水的存在，與石灰乳混合制備波爾多液硫酸鋇又稱重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射線透過用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑，即“鋇餐”知識點四硫酸根離子的檢驗基本知識：1．硫酸根離子檢驗的實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象先，加入鹽酸后先，加入鹽酸后先，加入鹽酸后實驗結(jié)論SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋反應生成不溶于鹽酸的，離子方程式：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓COeq\o\al(2－,3)與Ba2＋反應生成的白色沉淀BaCO3，可溶于鹽酸2.檢驗SOeq\o\al(2－,4)的正確操作及解釋(1)待測液eq\o(→,\s\up7(鹽酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))出現(xiàn)沉淀，即可確定存在SOeq\o\al(2－,4)。(2)理論解釋①先加稀鹽酸的目的是排除、、等離子干擾。②再加入BaCl2溶液，若存在SOeq\o\al(2－,4)，發(fā)生反應的離子方程式為Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。3．SOeq\o\al(2－,4)檢驗應用——粗鹽除雜(1)若除去粗鹽中雜質(zhì)(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(zhì)加入的試劑離子方程式硫酸鹽溶液Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓CaCl2溶液Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓MgCl2溶液Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(2)試劑加入的順序為使雜質(zhì)離子完全除去，通常加入試劑及順序有如下三種：①BaCl2溶液→NaOH溶液→溶液→鹽酸；②NaOH溶液→BaCl2溶液→溶液→鹽酸；③溶液→溶液→溶液→鹽酸?？偨Y(jié)：為保障雜質(zhì)離子完全除去，只要在之后加入即可。答案：1．實驗現(xiàn)象先生成白色沉淀，沉淀不溶解生成白色沉淀，沉淀不溶解生成白色沉淀，沉淀溶解，且有氣泡產(chǎn)生實驗結(jié)論白色沉淀，2.(1)白色。(2)①Ag＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)。②3．(1)硫酸鹽氯化鋇溶液CaCl2碳酸鈉溶液MgCl2燒堿溶液(2)：①Na2CO3溶液；②Na2CO3溶液；③BaCl2溶液→Na2CO3溶液。碳酸鈉溶液在氯化鋇溶液。隨堂演練1．為檢驗某種陽離子為Na＋的溶液中含有的陰離子是SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)還是OH－、Cl－，下列設計的方案中合理的是________。方案一：檢驗COeq\o\al(2－,3)：向待測液中加入足量的鹽酸產(chǎn)生氣泡，將氣體通入澄清石灰水中有白色沉淀生成方案二：檢驗SOeq\o\al(2－,4)：先向待測液中加入鹽酸至溶液呈酸性，未見沉淀或氣體生成，再加入BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀方案三：檢驗OH－：向待測液中加入石蕊溶液，溶液變藍色方案四：檢驗Cl－：向待測溶液中依次加入稀鹽酸和AgNO3溶液，有白色沉淀生成【答案】方案二、方案三【解析】與鹽酸反應的離子不一定是COeq\o\al(2－,3)，還可能是HCOeq\o\al(－,3)或SOeq\o\al(2－,3)等，故方案一不合理，先在待測液中加入鹽酸，可排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)及Ag＋等的干擾，再用BaCl2溶液檢驗SOeq\o\al(2－,4)的存在，故方案二合理；溶液中若有OH－，OH－會使石蕊溶液變成藍色，故方案三合理，AgNO3溶液和稀鹽酸混合就有白色渾濁出現(xiàn)，不能證明原溶液中含有Cl－，故方案四不合理。2．依據(jù)粗鹽提純的原理，除去氯化鉀溶液中少量的氯化鎂、硫酸鎂等雜質(zhì)，可選用氫氧化鋇溶液、稀鹽酸和碳酸鉀溶液三種試劑，按如圖步驟操作：eq