2024-2025學年新教材高中化學第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第1節(jié)第2課時硫酸硫酸根離子的檢驗課時分層作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGE6-硫酸硫酸根離子的檢驗(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列有關(guān)硫酸的說法中不正確的是()A.硫黃和黃鐵礦均可作為原料來制備硫酸B.工業(yè)上制備硫酸時，SO2轉(zhuǎn)化為SO3，需在催化劑和加熱條件下進行C.工業(yè)上制備硫酸時，SO3可用水干脆汲取D.硫酸是重要的化工原料，可用于生產(chǎn)化肥，農(nóng)藥和炸藥等[答案]C2．濃硫酸和2mol·L－1的稀硫酸在試驗室中敞口放置，它們的質(zhì)量和放置天數(shù)的關(guān)系如圖。分析a、b曲線改變的緣由是()A.a升華、b冷凝B.a蒸發(fā)、b吸水C.a蒸發(fā)、b潮解D.a冷凝、b吸水B[濃硫酸汲取水分，溶液質(zhì)量增加；2mol·L－1稀硫酸中以水分蒸發(fā)為主，溶液質(zhì)量減小。]3．下列對濃硫酸的敘述正確的是()A.常溫下，濃硫酸與鐵、鋁不反應，所以鐵制、鋁制容器能盛放濃硫酸B.濃硫酸具有強氧化性，SO2、H2、CO具有還原性，故濃硫酸不能干燥SO2、H2、COC.濃硫酸和銅片加熱既表現(xiàn)出酸性，又表現(xiàn)出氧化性D.濃硫酸與亞硫酸鈉反應制取SO2時，濃硫酸表現(xiàn)出強氧化性C[常溫下，F(xiàn)e、Al在濃硫酸中發(fā)生鈍化，鈍化屬于化學改變，A錯誤；濃H2SO4與SO2、H2、CO不反應，可以干燥SO2、H2、CO，B錯誤；銅與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應，部分H2SO4被還原生成SO2，起氧化劑的作用，還有一部分H2SO4生成CuSO4，濃硫酸既表現(xiàn)了酸性，又表現(xiàn)了氧化性，C正確；試驗室中用濃硫酸與亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，其原理是用強酸制弱酸，因而在此反應中濃硫酸表現(xiàn)的是酸性，D錯誤。]4．圖中小試管內(nèi)盛有約3mL飽和硫酸銅溶液，與錐形瓶連通的U形管內(nèi)盛有少量水(為了便于視察，已滴入紅墨水)。沿小試管的內(nèi)壁當心地漸漸注入約3mL濃硫酸(不振蕩)，靜置片刻，不行能視察到的現(xiàn)象有()A.小試管內(nèi)液體分成兩層，上層藍色，下層無色B.U形管內(nèi)左邊液面下降，右邊液面上升C.有少量白色固體析出D.有少量藍色晶體析出D[濃硫酸的密度比飽和硫酸銅溶液的密度大，故沿小試管的內(nèi)壁當心地漸漸注入的濃硫酸會在下部，故A項正確；濃硫酸溶于水放出大量熱，使錐形瓶內(nèi)密閉的氣體受熱膨脹，從而導致U形管中左邊液面下降，右邊液面上升，故B項正確；濃硫酸具有吸水性，使得飽和硫酸銅溶液中析出硫酸銅而沉于試管底部，由于濃硫酸具有吸水性，故析出的硫酸銅不行能帶結(jié)晶水，故C項正確，D項錯誤。]5．某溶液可能含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、Cl－中的一種或幾種，為確定該溶液的離子組成，現(xiàn)進行如下試驗：①取少量溶液滴加硝酸鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀；②然后接著加入稀鹽酸至溶液呈酸性，產(chǎn)生無刺激性氣味，且能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體，白色沉淀部分溶解；③取上層清液接著滴加硝酸鋇溶液至無沉淀時，再滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。依據(jù)試驗，以下推想不正確的是()A.肯定有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))B.肯定有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C.不能確定Cl－是否存在D.不能確定SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))是否存在D[向①中生成的白色沉淀中接著滴加過量稀鹽酸時，沉淀部分溶解，且產(chǎn)生二氧化碳氣體，證明原溶液中肯定含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，但并不能確定原溶液中是否有Cl－，因為原溶液中加入了稀鹽酸，引入了Cl－。]6．向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量()A.小于0.45molB.等于0.45molC.在0.45mol和0.90mol之間D.等于0.90molA[18mol·L－1的H2SO4是濃H2SO4，在50mL溶液中H2SO4的物質(zhì)的量是0.90mol。銅與濃H2SO4反應的化學方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。在“充分反應”的限定條件下，好像被還原的H2SO4的物質(zhì)的量是0.45mol，但是事實上隨著反應的進行，H2SO4漸漸被消耗，而且漸漸生成水，使得硫酸的濃度漸漸降低，到肯定程度濃H2SO4變成稀H2SO4，不再與銅發(fā)生反應，則被還原的H2SO4的物質(zhì)的量小于0.45mol。]7．在如下圖所示的試驗中，試驗起先一段時間后，對視察到的現(xiàn)象敘述錯誤的是()A.蘋果塊會干癟 B．膽礬晶體表面有“白斑”C.小試管內(nèi)有晶體析出 D．pH試紙變紅D[濃硫酸具有較強的吸水性、脫水性和強氧化性，因此將蘋果塊、膽礬晶體和飽和硝酸鉀溶液在題中圖示裝置中放置一段時間后，濃硫酸會汲取它們中的水分，使蘋果塊干癟，膽礬晶體變?yōu)榘咨臒o水硫酸銅，飽和硝酸鉀溶液中析出晶體。D項pH試紙在濃硫酸中會變黑，因濃硫酸具有極強的氧化性和脫水性，能使pH試紙?zhí)炕兒?。]8．將下列硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)填入括號內(nèi)：A.酸性、B.強氧化性、C.脫水性、D.吸水性。(1)用磷礦粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反應制磷酸()(2)熱的濃硫酸與銅片反應()(3)濃硫酸不能干燥NH3、H2S、HI等氣體()(4)濃硫酸能汲取H2或SO2氣體中的水分()(5)濃硫酸使潮濕的藍色石蕊試紙先變紅后變黑()(6)鋅和稀硫酸反應()[解析]硫酸與Ca3(PO4)2反應制磷酸利用了硫酸的強酸性；熱的濃硫酸與Cu片反應生成CuSO4和SO2，表現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性和酸性；NH3為堿性氣體，不能用濃硫酸干燥，H2S、HI為還原性氣體，濃H2SO4會氧化這兩種氣體；濃硫酸可用來干燥氣體，表現(xiàn)了其吸水性；濃硫酸使潮濕的藍色石蕊試紙變紅，表現(xiàn)其酸性，后變黑，表現(xiàn)其脫水性；金屬與稀硫酸的反應，是H＋表現(xiàn)出來的酸的通性，利用了硫酸的酸性。[答案](1)A(2)AB(3)AB(4)D(5)AC(6)A9．某溶液中含有硫酸鎂和硫酸鈉兩種溶質(zhì)，選擇適當試劑將溶液中的鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀或固體分別出來，設(shè)計試驗流程如下：(1)欲證明濾液中存在SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，選用的方案是先取少量的濾液滴加過量的________，發(fā)覺有氣泡生成，再向其中加入________溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則可證明SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))均存在。(2)如何洗滌碳酸鎂沉淀？________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如何檢驗碳酸鎂沉淀是否洗滌干凈？________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)熟識COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))檢驗所用的試劑和加入的先后依次。常用含有H＋的酸來檢驗COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，常用含有Ba2＋的可溶性鋇鹽檢驗SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。因COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))可與Ba2＋生成碳酸鋇沉淀，干擾SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的檢驗，故在檢驗SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))之前應先檢驗COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，并將其除去。(3)檢驗沉淀是否洗凈時，事實上是檢驗最終一次洗滌液是否含有母液中的溶質(zhì)離子，此題可通過檢驗最終一次洗滌液中是否含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))達到目的。[答案](1)稀鹽酸氯化鋇(答案合理均可)(2)沿玻璃棒向過濾器中注入少量蒸餾水，使水剛好浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2～3次(3)取少量最終一次洗滌液，滴加稀鹽酸和氯化鋇溶液。若有沉淀生成則說明沒有洗凈；反之，已洗滌干凈(答案合理均可)[素養(yǎng)培優(yōu)練]10．將3.2gCu投入100mL稀硫酸中加熱，沒有明顯改變，若邊加熱邊緩緩加入肯定量H2O2，金屬Cu漸漸溶解，則下列說法正確的是()A.反應過程中有刺激性氣味的氣體生成B.H2O2對Cu和稀硫酸的反應起催化作用C.若Cu和硫酸恰好完全反應，則硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1D.反應中硫酸既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出強氧化性C[H2O2具有氧化性，在酸性環(huán)境下將金屬銅氧化：Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O，反應過程中無氣體生成，A錯誤；過氧化氫中氧元素的化合價降低，故過氧化氫作氧化劑，B錯誤；3.2g銅的物質(zhì)的量為0.05mol，從化學方程式看出，消耗0.05mol硫酸，則硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1，C正確；反應中硫酸表現(xiàn)酸性，沒有表現(xiàn)氧化性，D錯誤。]11．(素養(yǎng)題)探討銅和鐵與濃硫酸的反應，試驗如下：①②銅絲表面無明顯現(xiàn)象，鐵絲表面快速變黑，之后無明顯現(xiàn)象銅絲或鐵絲漸漸溶解，產(chǎn)生大量氣體，品紅溶液褪色下列說法正確的是()A.常溫下不能用鐵制容器盛放濃硫酸，可用銅制容器盛放濃硫酸B.②中銅絲或鐵絲均有剩余時，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等C.依據(jù)②，可推斷出銅和鐵與濃硫酸反應可生成SO2D.①②中現(xiàn)象的差異僅是由于升溫加快了反應C[常溫下鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化，則可以用鐵制容器盛放濃硫酸，故A錯誤；隨著反應的進行，濃硫酸的濃度漸漸減小，Cu與稀硫酸不反應，而Fe能與稀硫酸反應生成H2，則②中銅絲或鐵絲均有剩余時，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量不行能相等，故B錯誤；②中在加熱條件下，銅絲或鐵絲漸漸溶解，產(chǎn)生大量氣體，品紅溶液褪色，說明反應中生成了SO2，故C正確；溫度上升可加快反應，同時濃硫酸的氧化性隨溫度上升而增加，故D錯誤。]12．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\x(溶液)eq\o(→,\s\up9(加過),\s\do9(量A))eq\x(濾液)eq\o(→,\s\up9(加過量B),\s\do9(操作Ⅰ))eq\x(濾液)eq\o(→,\s\up9(加適),\s\do9(量C))eq\o(→,\s\up9(加熱),\s\do9(煮沸))純凈氯化鉀溶液(1)B的化學式是________，C的化學式是__________。(2)加入過量A的目的是_______________________________________。(3)加入過量B的目的是_______________________________________。(4)加熱煮沸的目的是_________________________________________。(5)操作Ⅰ的名稱是____________。[解析]先加入過量的氫氧化鋇溶液，將氯化鎂、硫酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀、硫酸鋇沉淀，濾液中再加入過量的碳酸鉀溶液，使過量的鋇離子轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，過濾除去沉淀，濾液中加入適量的鹽酸，加熱煮沸，得到氯化鉀溶液。[答案](1)K2CO3HCl(2)除盡鎂離子和硫酸根離子(3)除盡過量的鋇離子(4)使氯化氫揮發(fā)逸出(5)過濾13．(素養(yǎng)題)某化學愛好小組為了測定鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)，并探究濃硫酸的某些性質(zhì)，設(shè)計了如圖所示的試驗裝置(夾持儀器已省略)和試驗方案進行試驗探究。請回答下列問題：(1)按圖示裝置連接儀器，并檢查裝置的氣密性，稱量裝置E的質(zhì)量。(2)將mg鐵碳合金樣品放入A中，再向分液漏斗中加入足量的濃硫酸，其中儀器A的名稱為____________________________________________________________________________________________________________________。(3)打開分液漏斗活塞并點燃酒精燈，一段時間后，A、B中可視察到明顯的現(xiàn)象。寫出A中發(fā)生反應的化學方程式：_______________________________。裝置C的作用是__________________________________________。(4)待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下裝置E并稱重。若裝置E增重bg，則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為________________(用含m、b的表達式表示)。(5)某同學認為，依據(jù)此試驗測得的數(shù)據(jù)計算出的鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小，可能的緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。[解析](3)濃硫