2019-2020学年新教材高中化学 课时跟踪检测（二）硫酸及硫酸根离子的检验 新人教版必修第二册

1课时跟踪检测（二）硫酸及硫酸根离子的检验A级—学业水平考试达标练1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是()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浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是()A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化解析：选B区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。3．向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是()A．浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸具有吸水性C．盐酸具有挥发性D．气体的溶解度随温度升高而降低解析：选A向盐酸中加入浓H2SO4，浓H2SO4稀释放热，再者浓H2SO4具有吸水性，可使HCl挥发出来。4．浓硫酸和2mol·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是()A．a升华、b冷凝B．a挥发、b吸水C．a蒸发、b潮解D．a冷凝、b吸水解析：选B在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2mol·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。25．关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是()A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性B．此反应属于复分解反应C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性D．每1mol铜参加反应就有2mol浓H2SO4被还原，同时生成2molSO2答案：C6．某同学进行了如图所示的实验，由实验现象得到的结论中正确的是()A．原溶液中一定只含有SO2－4B．原溶液中一定含有SO2－4和Cl－C．原溶液中一定只含有Cl－D．原溶液中可能含有SO2－4，也可能含有Cl－解析：选D能够与氯化钡反应生成不溶于稀盐酸的沉淀的离子有SO2－4或Ag＋，由于步骤①中加入氯化钡溶液，引进了Cl－，步骤③也无法确定是否存在氯离子，所以无法确定原溶液中一定存在的离子。7．下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是()①H2SO4(浓)＋2NaCl(固)=====△Na2SO4＋2HCl↑②2H2SO4(浓)＋C=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O③2H2SO4(浓)＋Cu=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O④4H2SO4(浓)＋2FeO===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2OA．①②B．③④C．①③D．②④解析：选B浓H2SO4与金属、低价态金属氧化物(具有变价的金属元素)反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；浓H2SO4与非金属反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。8.“亲爱的水：每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的气息……”——这是浓硫酸对水的真情告白。如图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是()A．左高右低B．左低右高C．左右一样高D．来回振动3解析：选B浓硫酸稀释时放出大量的热，使管内的气体膨胀，压强增大，所以U形细玻璃管内水左低右高。9．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作错误的是()A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量B．装置乙可用于收集SO2气体C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O解析：选B可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。10．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________。(2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________→________→________→________(填装置的编号)。(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，B瓶溶液的作用是________________________________________________，C瓶溶液的作用是_____________________________________________。(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是______________________________________________。4(5)装置③中所盛溶液是____________，可验证的产物是________。解析：C与浓硫酸发生反应：2H2SO4(浓)＋C=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；因在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上述分析可知装置的连接顺序是④→②→①→③。答案：(1)2H2SO4(浓)＋C=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(2)④②①③(3)验证SO2的存在充分吸收SO2验证SO2是否已被吸收完全(4)无水硫酸铜水由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前(5)澄清石灰水CO2B级—选考等级考试增分练1．下列叙述正确的是()①稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜②碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢③H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥④BaSO4难溶于酸，可用盐酸和BaCl2溶液检验SO2－4A．①②B．③④C．①③D．②④解析：选B稀硫酸和铜粉不反应，①错误；浓硫酸具有氧化性，碘化钾能被浓硫酸氧化成碘单质，②错误；三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥，③正确；硫酸钡难溶于酸，先加盐酸，无沉淀产生，排除Ag＋、CO2－3、SO2－3的干扰，再加BaCl2溶液有白色沉淀产生，证明原溶液中存在SO2－4，④正确。2．浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是()A．对比①和②可以说明还原性Br－Cl－B．①和③相比可说明氧化性Br2SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2解析：选A①中试管上部有红棕色气体，为溴蒸气，说明浓硫酸可以将Br－氧化，②5中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将Cl－氧化成Cl2，否则应有黄绿色气体出现，所以对比①和②可以说明还原性Br－Cl－，A项正确。③中发生的反应是：H2SO4(浓)＋Na2SO3=====△Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应，不能说明氧化性Br2SO2，B、D项错误。②中试管口出现白雾，为HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，②中反应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，复分解反应中生成挥发性物质，反应方程式：H2SO4(浓)＋NaCl=====△NaHSO4＋HCl↑，不能说明酸性H2SO4HCl，C项错误。3．一定量的锌与100mL18.0mol·L－1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6L。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中c(H＋)＝0.1mol·L－1。则下列说法中不正确的是()A．反应中消耗的硫酸的物质的量为1.75molB．生成的气体中SO2和H2的体积比为1∶4C．最终溶液中Zn2＋浓度为1.5mol·L－1D．反应中转移电子的物质的量为3mol解析：选B锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，生成气体为SO2和H2的混合物，物质的量为33.6L22.4L·mol－1＝1.5mol。硫酸是二元酸，根据氢离子的浓度计算剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝12×1L×0.1mol·L－1＝0.05mol，所以消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)消耗＝0.1L×18.0mol·L－1－0.05mol＝1.75mol，A项正确；设混合气体中含有SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，根据气体总物质的量得：x＋y＝1.5mol；根据化学计量关系：2H2SO4(浓)～SO2，H2SO4～H2，可得：2x＋y＝1.75mol，解得x＝0.25mol，y＝1.25mol。生成的气体中有0.25molSO2,1.25molH2，SO2和H2的体积比为1∶5，B项错误；据化学计量关系：SO2～Zn，H2～Zn，溶解Zn的物质的量为(0.25＋1.25)mol＝1.5mol，最终溶液体积为1L，所以最终溶液中Zn2＋浓度为1.5mol·L－1，C项正确；由C项知参与反应的Zn的物质的量为1.5mol，所以反应中转移电子的物质的量为2×1.5mol＝3mol，D项正确。4．向50mL浓硫酸(足量)中加入3.2gCu，在加热条件下充分反应：(1)反应消耗的H2SO4的物质的量是________mol，生成SO2的体积为________mL(标准状况下)。(2)若题干中浓硫酸的物质的量浓度为amol·L－1，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)________0.025amol(填“等于”“大于”或“小于”)。(3)将题干中反应后的溶液稀释到500mL，从中取出50mL，并向取出液中加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀19.81g，则原浓硫酸的物质的量浓度为____________mol·L－1。6解析：(1)根据反应2H2SO4(浓)＋Cu=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其中n(Cu)＝3.2g64g·mol－1＝0.05mol，则反应消耗的H2SO4的物质的量n(H2SO4)＝2n(Cu)＝0.1mol，生成SO2的体积(标准状况下)V＝0.05mol×22.4L·mol－1＝1.12L＝1120mL。(2)n(H2SO4)＝0.05amol，由于Cu与浓硫酸的反应中，溶质H2SO4不可能全部参加反应，且被还原的H2SO4为参加反应的H2SO4的一半，故实际被还原的H2SO4的物质的量小于0.025amol。(3)因为n(BaSO4)＝19.81g233g·mol－1≈0.085mol，则题干中反应后的溶液中n(SO2－4)＝0.085mol×500mL50mL＝0.85mol，又n(SO2)＝0.05mol，所以原溶液中H2SO4的物质的量：n(H2SO4)＝n(SO2－4)＋n(SO2)＝0.9mol，c(H2SO4)＝0.9mol0.05L＝18mol·L－1。答案：(1)0.11120(2)小于(3)185．某化学兴趣小组为研究浓硫酸与生铁(含碳)的反应情况及产物性质，进行了如下实验。请回答下列问题：(1)按图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为________；实验过程