高中化学人教版（2019）必修2 同步练习 5.1.2 硫酸　硫酸根离子的检验

第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验基础过关练　　　　　　　　　　　　　　　　题组一　工业上硫酸的制备1.硫酸是一种重要的化工原料,下列关于硫酸的说法中不正确的是(　　)A.硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等B.硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料C.工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行D.反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸题组二　浓硫酸的吸水性和脱水性2.某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质,其中不能达到目的的是(　　)ABCD实验目的吸水性脱水性稀释时放热强氧化性实验装置3.(2019江西九江一中高一月考)在如图所示的实验中,实验开始一段时间后,对观察到的现象叙述错误的是(　　)A.苹果块会干瘪B.胆矾晶体表面“有白斑”C.小试管内有晶体析出D.pH试纸变红4.盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后,质量增加是因为浓硫酸具有(　　)A.吸水性　　B.脱水性　　C.强氧化性　　D.酸性5.下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法,不正确的是(　　)A.浓硫酸有脱水性,稀硫酸没有脱水性B.浓硫酸有氧化性,稀硫酸没有氧化性C.浓硫酸和稀硫酸都有酸性,D.常温下,浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应6.(2019北京西城高一上期末)将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯,滴入几滴水,搅拌均匀,然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑,片刻后,黑色物质急剧膨胀,同时产生大量刺激性气味的气体,放出大量的热。(如图所示)(1)固体变黑体现了浓硫酸的　　　　性(填“吸水”“脱水”或“强氧化”)。 (2)确定刺激性气味气体的成分。①将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热,颜色恢复。说明该气体中一定含有　　　　。 ②将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,　　　　(填“能”或“不能”)证明气体中含有二氧化碳,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③刺激性气味气体产生的原因是 　(用化学方程式表示)。 题组三　浓硫酸的强氧化性7.(2020广东珠海第一中学高一期中)下列关于硫及其化合物的说法正确的是(　　)A.浓硫酸具有脱水性,可用于干燥氨气B.向某溶液中加氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,则原溶液中一定有SO42-C.二氧化硫能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为二氧化硫具有漂白性D.如图装置中试管中溶液红色褪去,可以说明SO2具有还原性8.(2020辽宁高一开学考试)探究铜和浓硫酸的反应,下列装置或操作错误的是(　　),9.(2019湖南醴陵二中、醴陵四中高一上期末联考)某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为　。 (2)C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。在加热条件下,实验的后一阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为　　　　　　。 10.(2020北京高一下学期检测)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,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫气体外,还可能产生氢气。为了验证哪位同学的判断正确,丙同学设计了图中的实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,且加热装置略去)。试回答下列问题:(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为　　　　　　　　　。 ,(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)A中加入的试剂可能是　　　　　,作用是　　　　　　　　　;B中加入的试剂可能是　　　　　　　　　,作用是　　　　　　;E中加入的试剂可能是　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象:C中　　　　　　　　　,D中　　　　　　　　　。 题组四　硫酸根离子的检验及粗盐的提纯11.(2020四川遂宁高一期中)鉴别SO42-时所选用的试剂及先后顺序最合理的应为(　　)A.稀盐酸、BaCl2溶液B.稀硝酸、BaCl2溶液C.Ba(NO3)2溶液、稀硫酸D.BaCl2溶液、稀盐酸12.(2019山西长治二中期末)为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:(1)取少量溶液滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀;(2)然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,白色沉淀部分溶解;(3)取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。根据实验,以下推测不正确的是(　　)A.一定有CO32-B.一定有SO42-C.不能确定SO42-是否存在D.不能确定Cl-是否存在13.(2019北京师范大学附中高一上期末)除去粗盐中的杂质CaCl2、MgCl2和Na2SO4,过程如下:粗盐滤液氯化钠固体下列有关说法中,不正确的是(　　)A.除去Mg2+的主要反应:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓B.试剂①一定不是Na2CO3溶液,C.检验SO42-是否除尽:取少量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液D.滤液加稀盐酸时只发生反应:H++OH-H2O14.(2020江苏南京外国语学校高一上期中)食盐是人类生活中不可缺少的物质,海水中含有大量食盐。某地出产的粗盐中,所含杂质是CaCl2,通过下面的实验可制得纯净的NaCl。请回答:(1)加入的A溶液是　　　　,检验A溶液已过量的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)加入的B溶液是　　　　,加入稍过量B溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　。 (3)为检验沉淀是否洗净,最好在最后一次洗涤液中加入　　　　　　　。 能力提升练　　　　　　　　　　　　　　　　题组一　浓硫酸的吸水性和脱水性1.()下列现象或用途与浓硫酸的脱水性有关的是(　易错　)A.浓硫酸可作氯气的干燥剂B.浓硫酸滴加到蔗糖中,蔗糖变黑C.浓硫酸滴加到胆矾上,蓝色晶体变成白色粉末D.浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应2.()向浓盐酸中加入浓硫酸时,会有白雾生成。下列叙述与该现象无关的是(　　)A.浓硫酸具有脱水性B.浓硫酸具有吸水性C.浓盐酸具有挥发性D.气态溶质的溶解度随温度的升高而降低3.()在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是(　　),A.①②③④　B.①③④　C.①②④　D.②③④4.()用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作及相关叙述中有误的是(　　)A.分别取10mL溶液,质量大的是浓硫酸,质量小的是稀硫酸B.观察液体流动性,流动性好的是稀硫酸,黏稠的是浓硫酸C.把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中,逐渐变为白色粉末的是浓硫酸,晶体溶解的是稀硫酸D.将铝片分别投入溶液中,快速放出气体的是浓硫酸,放出气体慢的是稀硫酸题组二　浓硫酸的强氧化性5.(2020辽宁滨海实验中学高一期中,)下列对硫酸的叙述正确的是(　　)A.因浓硫酸具有强氧化性,故不可用浓硫酸干燥氢气B.常温下,因为浓硫酸不与铁、铝反应,所以可用铁、铝制成的容器储存和运输浓硫酸C.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸不具有氧化性D.实验室中利用浓硫酸高沸点的性质来制备HCl等气体6.(2020云南曲靖高一月考,)根据下列装置完成系列实验(加热装置省略),下列说法正确的是(　　)A.铜和稀硫酸的反应与铜和浓硫酸的反应一样需要在加热条件下才能进行B.BaCl2溶液中会出现白色沉淀BaSO3C.H2S溶液中会出现黄色沉淀,体现了SO2的还原性D.为验证碳、硅非金属性的相对强弱,A试管中的试剂可以是酸性KMnO4溶液,7.(2020安徽滁州高一月考,)为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的气体产物,某同学选用了如图所示的实验装置。下列说法错误的是(　　)A.B装置用来检验产物中是否有水蒸气生成B.C装置用来检验产物中是否有SO2生成C.D装置中溴水褪色,则说明SO2具有漂白性D.F装置用来检验产物中是否有CO2生成8.(2020辽宁省实验中学高一期中,)实验室中用下列装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率(部分夹持装置已省略,已知SO3的熔点为16.8℃,假设气体进入装置时均被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响),下列说法不正确的是(　　)A.A装置烧瓶中发生的反应可以表示为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2OB.用D装置制备氧气,试管中的药品可以是KClO3C.当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气D.C中产生的白色沉淀是BaSO4,答案全解全析基础过关练1.D　硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等,A项正确;以硫黄或黄铁矿作为原料可用于制取硫酸,B项正确;工业制备硫酸时,SO2转化为SO3的反应在400~500℃、V2O5作催化剂的条件下进行,C项正确;工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,D项错误。2.D　Cu与浓硫酸反应需要加热,D项错误。3.D　浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性,因此分别将苹果块、胆矾晶体、饱和硝酸钾溶液在题中图示装置中放置一段时间后,浓硫酸会吸收它们中的水分,使苹果块萎缩、胆矾晶体变为白色的无水硫酸铜、饱和硝酸钾溶液中析出晶体。D项,pH试纸在浓硫酸中先变红后变黑,因浓硫酸具有极强的氧化性和脱水性,能使pH试纸炭化变黑。4.A　浓硫酸具有吸水性,盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后,会吸收空气中的水蒸气,而使溶液质量增加,A项符合题意。5.B　浓硫酸有脱水性,稀硫酸没有脱水性,A正确;稀硫酸也有氧化性,稀硫酸与活泼金属反应时,H+表现氧化性,发生还原反应生成H2,B错误;浓硫酸和稀硫酸在与金属单质的反应中均能提供硫酸根离子,生成相应的硫酸盐,从而表现酸性,C正确;铜属于不活泼金属,不能与稀硫酸反应,而铜与浓硫酸的反应需要在加热条件下才能进行,D正确。6.答案　(1)脱水　(2)①SO2　②不能　SO2也可使澄清石灰水变浑浊　③C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O解析　(1)浓硫酸具有脱水性,把蔗糖中的氢、氧元素按原子个数比2∶1脱去,使蔗糖固体变黑。(2)①将产生的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液褪色,加热,颜色恢复,说明该气体中一定含有二氧化硫;②二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀,使溶液变浑浊,因此澄清石灰水变浑浊不能证明气体中含有二氧化碳;③脱水过程中放热,碳和浓硫酸共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。7.D　浓硫酸具有酸性,不可用于干燥氨气,A错误;加氯化钡溶液有白色沉淀产生,加入盐酸沉淀不消失,生成的沉淀可能是硫酸钡,也可能是氯化银,不能说明一定有SO42-,B错误;二氧化硫具有还原性,能跟溴水、酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色,未体现其漂白性,C错误;滴有KSCN的硫酸铁溶液呈红色,通入二氧,化硫,发生反应SO2+2Fe3++2H2OSO42-+2Fe2++4H+,红色褪去,证明SO2具有还原性,D正确。8.B　上下移动甲中铜丝可控制反应的发生与停止,从而控制生成SO2的量以减少对空气的污染,体现了绿色化学的思想,A正确;二氧化硫的密度比空气大,应采取向上排空气法收集,集气瓶中应长管进气、短管出气,B错误;含铜离子的溶液呈蓝色,可以将试管中的液体倒入水中稀释,根据溶液是否呈蓝色确定是否有CuSO4生成,C正确;结晶水合物加热时容易失去结晶水,不宜采取蒸发结晶的方法,硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶可析出CuSO4·5H2O,D正确。9.答案　(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)吸收多余的SO2,防止污染空气,防倒吸(3)在常温下,铁遇浓硫酸发生钝化　氢气(或H2)解析　(1)铜与浓硫酸反应需要加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)SO2是有毒气体,装置C中溶液可吸收多余的SO2,防止污染空气;SO2在水中溶解度较大,装置C中倒置漏斗可防倒吸。(3)常温下,铁遇浓硫酸会发生钝化。加热条件下,铁与浓硫酸的反应能持续进行,反应后期,浓硫酸变稀,铁与稀硫酸反应放出氢气。10.答案　(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O　(2)当Zn与浓硫酸反应时,浓硫酸逐渐变稀,Zn与稀硫酸反应可产生H2　(3)品红溶液　检验SO2　浓硫酸　吸收水蒸气　碱石灰　防止空气中的水蒸气进入装置D中　(4)黑色粉末变成红色　白色粉末变成蓝色解析　(1)锌和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸锌和水,反应的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。(2)在Zn与浓H2SO4反应的过程中,H2SO4被消耗且有水生成,H2SO4浓度逐渐减小,变成稀硫酸,Zn与稀H2SO4反应生成H2。(3)分析装置图可知,生成的气体中可能有二氧化硫和氢气,装置A是验证二氧化硫存在的装置,选品红溶液进行验证;通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫,通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气,利用氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气,所以装置D中盛有,无水硫酸铜,检验水的生成,为避免空气中的水蒸气影响装置D中水的检验,装置E中需加入碱石灰。(4)证明生成的气体中含有氢气的现象是:装置C中黑色粉末变为红色,装置D中白色粉末变为蓝色。11.A　先加入稀盐酸,若无现象,则说明不存在SO32-、CO32-、Ag+等离子,再加入BaCl2溶液,如果产生白色沉淀,则证明有SO42-存在,A正确;先加入稀硝酸,如果存在SO32-,硝酸会将SO32-氧化为SO42-,无法排除SO32-的干扰,B错误;先加Ba(NO3)2溶液后加入稀硫酸,硝酸根离子在酸性环境中具有强氧化性,如果存在SO32-,硝酸会将SO32-氧化为SO42-,无法排除SO32-的干扰,C错误;先加入BaCl2溶液,如果溶液中存在Ag+,则Ag+与Cl-反应生成不溶于酸的AgCl沉淀,D错误。12.B　生成沉淀后加入稀盐酸沉淀部分溶解,产生的气体无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊,则该气体为CO2,沉淀中含有BaCO3,溶液中一定有CO32-,A正确;加入Ba(NO3)2溶液后有沉淀生成,加入盐酸后沉淀部分溶解,说明有BaSO4沉淀生成,则原溶液中可能含SO42-,也可能含SO32-,B错误;若原溶液中含有SO32-,当加入硝酸钡及盐酸后,就有可能将SO32-氧化成SO42-,所以不能确定SO42-是否存在,C正确;步骤(3)取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,生成了氯化银白色沉淀,但步骤(2)中加入了稀盐酸,引入了氯离子,所以不能确定原溶液中是否含有氯离子,D正确。13.D　粗盐中的杂质离子为Ca2+、Mg2+和SO42-,可分别用过量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液将其转化为沉淀,剩余的CO32-、OH-均用稀盐酸除去,D项错误。14.答案　(1)Na2CO3溶液　取上层清液于试管中,然后向试管中滴加稀盐酸,如果有气泡产生,则说明Na2CO3溶液已过量(2)盐酸　除去溶液中过量的CO32-(3)硝酸酸化的AgNO3溶液,解析　根据该粗盐中所含杂质是CaCl2,可知应加入的除杂试剂为Na2CO3溶液,加入稍过量的Na2CO3溶液,过滤,所得沉淀为CaCO3,所得滤液中含Na+、Cl-和过量的CO32-,故应加入稍过量的盐酸除去CO32-,由于盐酸易挥发,故蒸发结晶即可得纯净的NaCl。(1)加入的A溶液是Na2CO3溶液,检验A溶液已过量即检验溶液中过量的CO32-,方法是取上层清液于试管中,然后向试管中滴加稀盐酸,如果有气泡产生,则说明Na2CO3溶液已过量。(2)加入的B溶液为盐酸,目的是除去过量的CO32-。(3)检验CaCO3是否洗净即检验洗涤液中是否有Cl-,可向最后一次洗涤液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液来检验。能力提升练1.B　区别浓硫酸的脱水性和吸水性,要看物质中是否含有H2O,如C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O(脱水性),CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O(吸水性)。易错警示　浓硫酸的脱水性和吸水性易混淆,浓硫酸与一种物质作用时,如果物质中本身不含水,是将H、O原子以2∶1的个数比脱去,则表现脱水性;如果物质中含有结晶水,则表现吸水性。可总结为“有水则吸,无水则脱”。2.A　浓硫酸加入浓盐酸中,浓硫酸吸收水分并放出大量的热,使溶液的温度升高,加快了HCl的挥发,所以出现白雾与浓硫酸的强吸水性有关,也与浓盐酸的挥发性有关,同时与气体的溶解度随着温度的升高而降低有关,与浓硫酸的脱水性无关。3.A　浓H2SO4吸水后放热,使溶液温度升高,①可行;浓H2SO4具有吸水性,能使胆矾晶体由蓝色变成白色,②可行;浓H2SO4具有吸水性,使饱和KNO3溶液中的水减少,有晶体析出,③可行;浓H2SO4具有吸水性,使试管中的水减少,④可行。4.D　硫酸浓度越大密度越大,故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比,浓硫酸的质量大于稀硫酸,A正确。浓硫酸是黏稠的液体,流动性不如稀硫酸,B正确。浓硫酸有吸水性,能吸收结晶水合物中的结晶水,故胆矾投入浓硫酸中会变为白色粉末,投入稀硫酸中胆矾溶解,C正确。常温下浓硫酸使铝片钝化,铝片投入稀硫酸中有气体(氢气)放出,D不正确。5.D　浓硫酸和氢气不反应,可用于干燥氢气,A错误;浓硫酸具有强氧化性,常温下能够使铝、铁钝化,铝、铁表面生成一层致密的氧化膜保护内部金属不被氧化,故浓硫酸可用铁、铝制成的容器存放,B错误;稀硫酸具有氧化性,可与活泼金属反应生成氢气,C错误;浓硫酸沸点高,难挥发,可用于制备HCl等气体,D正确。,6.D　铜和稀硫酸在加热条件下也不反应,A错误;亚硫酸的酸性比盐酸弱,BaCl2溶液中不会出现沉淀,B错误;二氧化硫中硫元素的化合价是+4价,有氧化性,二氧化硫气体与H2S反应生成黄色固体硫和水,体现了SO2的氧化性,C错误;二氧化硫具有还原性,若A中酸性KMnO4溶液没有褪色,说明二氧化硫已经完全被除尽,若硅酸钠饱和溶液中出现白色沉淀,证明碳酸酸性强于硅酸,从而证明碳的非金属性强于硅,D正确。7.C　浓硫酸和木炭粉在加热条件下生成SO2、CO2和H2O。先通过无水硫酸铜检验水的生成,无水硫酸铜会变蓝;再通过品红溶液检验二氧化硫,二氧化硫有漂白性,可以使品红溶液褪色;然后通过溴水,二氧化硫可以和溴水反应以除去二氧化硫;再通过品红溶液,检验二氧化硫是否除尽,最后通入澄清石灰水中检验二氧化碳。由以上分析可知,B装置用来检验产物中是否有水蒸气生成,A正确;C装置用来检验产物中是否有SO2生成,B正确;D装置中溴水和SO2反应:Br2+2H2O+SO2H2SO4+2HBr,溴水褪色,体现了SO2的还原性,C错误;F装置用来检验产物中是否有CO2生成,D正确。8.B　70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应产生二氧化硫,A装置烧瓶中发生的反应可以表示为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,A正确;D装置加热固体制备氧气,可以用KMnO4,加热分解KClO3需要MnO2作催化剂,B错误;对于定量测定实验,需要排除空气、水蒸气的干扰,还要将产物三氧化硫以及未反应的二氧化硫全部驱赶到后续装置中以进行准确测量或称量,故停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,C正确;C装置中发生的反应为3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O4H++2NO↑+3BaSO4↓,白色沉淀为BaSO4,D正确。