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高中化学三维设计江苏专版必修一:课时跟踪检测(二十) 硫酸的制备和性质

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               课时跟踪检测(二十)                 硫酸的制备和性质


    一、单项选择题

    1.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中,正确的是(  )
    A.常温时都能与铁发生反应,放出气体
    B.加热时都能与铜发生反应
    C.都能作为气体干燥剂
    D.硫元素的化合价都是+6           价
    解析:选    D 常温时浓硫酸使铁钝化;铜与稀硫酸在常温和加热时都不反应;浓硫酸
有吸水性,可以作干燥剂,稀硫酸不能作干燥剂。

    2.常温下,可以用铁或铝制的容器贮存浓硫酸,下列叙述中,错误的是(  )
    A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应
    B.贮存浓硫酸的容器要密封,因为浓硫酸容易吸收空气中的水蒸气
    C.贮存浓硫酸的容器应远离热源
    D.常温下,浓硫酸可以使铁或铝钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止了反应的继续
进行
    解析:选    A 常温下,浓硫酸可在          Fe、Al  等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜,体
现其强氧化性。

    3.区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是(  )
    A.各取少许溶液分别放铜片
    B.分别与石蕊溶液作用
    C.用玻璃棒各蘸取少许涂在纸上
    D.各取少许溶液分别放入铝片
    解析:选    C 区别浓、稀硫酸,可利用浓硫酸的脱水性,将其涂在纸上,浓硫酸会使
纸炭化而发黑。

    4.向  50 mL  18 mol·L-1 硫酸中加入足量的铜片并加热。充分反应后,被还原硫酸的
物质的量(  )
    A.小于    0.45 mol
    B.等于    0.45 mol
    C.在   0.45 mol 和 0.90 mol 之间
    D.大于    0.90 mol
                                                   △
                                               = = = = =
    解析:选    A     根据化学方程式        Cu+2H2SO4(浓)     CuSO4+SO2↑+2H2O,若有        2 
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mol 硫酸参加反应,就有         1 mol 硫酸被还原:2H2SO4~SO2~(被还原)H2SO4。对            50 mL 18 
mol·L-1 的硫酸来说,应该有        0.45 mol 硫酸被还原,但随反应的进行硫酸的浓度逐渐变小,
稀硫酸不与     Cu 反应,因此被还原硫酸物质的量小于                0.45 mol。

    5.向盐酸中加入浓        H2SO4 时,会有白雾生成,不是导致产生该现象的原因的是(  )

    A.浓   H2SO4 具有脱水性

    B.浓   H2SO4 具有吸水性
    C.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
    解析:选    A 浓硫酸具有吸水性且溶于水放热,加快了盐酸中                      HCl 气体的挥发。
    二、不定项选择题

    6.浓硫酸在使下列物质的转化中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是(  )

    A.Cu―→CuSO4                     B.C―→CO2

    C.NaCl―→Na2SO4                   D.Fe2O3―→Fe2(SO4)3
                                      △
                                  = = = = =
    解析:选    A 反应    Cu+2H2SO4(浓)     CuSO4+SO2↑+2H2O     中,一部分硫元素化合
价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸既表现了酸性,又表现了氧化性。C+
              △
          = = = = =
2H2SO4(浓)    CO2↑+2SO2↑+2H2O      中硫元素化合价降低;Fe2O3+3H2SO4(浓)

===Fe2(SO4)3+3H2O 中硫元素化合价不变。
    7.下列变化中能证明硫酸中硫元素显氧化性的是(  )
    A.稀硫酸使紫色石蕊溶液变红
    B.稀硫酸与锌反应制取氢气
    C.浓硫酸与木炭反应生成二氧化硫
    D.稀硫酸与纯碱反应
    解析:选    C B  中体现了    H+的氧化性,A、D        为非氧化还原反应,C         中  S 元素的化合
价由+6   价降到+4     价,体现了     S 元素的氧化性。

    8.下列各实验相应操作、实验现象及原因解释或推论合理的是(  )
 选项                操作                   现象                 解释或推论

  A           铁片投入浓硫酸                无明显变化           常温下铁在浓硫酸中钝化
                                                  浓硫酸强氧化性导致纸张中的纤
  B         将浓硫酸滴到白纸上                 白纸变黑
                                                            维素炭化

  C          二氧化硫通入溴水                 溴水褪色           说明二氧化硫具有漂白性
  D     湿润红色石蕊试纸检验某气体                 试纸变蓝                该气体是氨气

    解析:选    AD 常温下,铁在浓硫酸中钝化,无明显现象,A                    正确;浓硫酸使白纸变黑
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是由于浓硫酸的脱水性使纤维素炭化,B                 不正确;二氧化硫通入溴水发生氧化还原反应溴
水褪色,二氧化硫表现为还原性,C               不正确;使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有

NH3,D   正确。
    三、非选择题

    9.如图表示某固态单质        A 及其化合物之间的转化关系(某些产
物和反应条件已略去)。化合物             B 在常温常压下为气体,B          和 C 的
相对分子质量之比为         4∶5,化合物     D 是重要的工业原料。

    (1)写出  A 在加热条件下与       H2 反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)写出  B →C 的化学方程式:_____________________________________________。
    (3)写出一个由     D 生成  B 的化学方程式:____________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:固态单质       A 能与空气中的氧气反应生成气体物质                B,则  A 可能为    C 或 S 等,

假定为   S,则   B 为 SO2,C  为  SO3,它们的相对分子质量之比为             64∶80=4∶5,恰好与题意

相符(同时也证明       A 不是  C),则   D 为 H2SO4,它是一种重要的工业原料,与题意也相符,

进一步证明     A 为  S,E  为 H2SO3。
                      △
                  = = = = =
    答案:(1)H2+S       H2S(或写成可逆反应)
               催化△ 剂
               
    (2)2SO2+O2    2SO3
                         △
                      = = = = =
    (3)  C+2H2SO4(浓)     CO2↑+2SO2↑+2H2O
                          △
                      = = = = =
     或 Cu+2H2SO4(浓)      CuSO4+SO2↑+2H2O

    10.为了验证木炭可被浓          H2SO4 氧化成   CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实
验装置:


    (1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):______接
______,______接______,______接______。

    (2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出                    CO2?
    乙中________________,丙中________________。
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    (3)丁中酸性    KMnO4  溶液的作用是______________。
    (4)写出甲中反应的化学方程式:______________________________________
    ________________________________________________________________。

    解析:(1)木炭与浓硫酸反应生成            CO2、SO2  和水,由于     SO2 也能使澄清石灰水变浑浊,

所以在检验     CO2 之前首先要除去       SO2,SO2  具有还原性,可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而
除去。为验证是否除尽需要再通过品红溶液检验,所以连接上述装置的正确顺序是                                   A、
F、E、C、D、B;
    (2)根据以上分析可知乙中出现白色沉淀,而丙中品红未褪色时,即可表明已检验出

CO2;

    (3)根据以上分析可知,丁中酸性            KMnO4  溶液的作用是吸收        SO2;
                                             △
                                          = = = = =
    (4)甲中反应的化学方程式为          C+2H2SO4(浓)      CO2↑+2SO2↑+2H2O。
    答案:(1)A F E C D B
    (2)出现白色沉淀 品红未褪色

    (3)吸收  SO2
                        △
                    = = = = =
    (4)C+2H2SO4(浓)     CO2↑+2SO2↑+2H2O


    一、单项选择题
    1.某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是(  )
           选项              操作                        结论
            A       将火柴梗伸入溶液中                   变黑者为浓硫酸
            B          加入金属铝片              产生刺激性气味者为稀硫酸
            C     分别加入到盛水的试管中                   放热者为浓硫酸

            D     加到  CuSO4·5H2O  晶体中           变白者为浓硫酸


    解析:选    B 向稀    H2SO4 中加入金属铝片后,产生无色无味气体,B                 错误。

    2.在含有    2 mol H2SO4 的浓硫酸中加入足量锌粉,使其充分反应,则下列推断中错误
的是(  )

    ①放出的气体中除        SO2 外还有   H2 ②只放出     SO2 气体,其物质的量为         1 mol ③反应
结束时转移电子的物质的量可能为               4 mol
    A.①                              B.②
    C.②③                             D.①②

    解析:选    C 浓硫酸具有强氧化性,与锌反应放出                 SO2 气体;随着硫酸的消耗,浓硫

酸变成稀硫酸,与锌反应生成氢气。据                 Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O       可知:

每消耗   1 mol 硫酸转移    1 mol 电子;据   Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑知:每消耗          1 mol 硫酸
转移   2 mol 电子,因此反应结束时转移电子的物质的量小于                   4 mol。

    3.一定量的     Cu 粉与浓    H2SO4 共热产生    SO2 气体的体积为     2.24 L(标准状况下),则下
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列情况不可能的是(  )
    A.加入    Cu 的质量为    6.4 g

    B.加入浓     H2SO4 中含溶质为     0.2 mol
    C.加入    Cu 的质量大于     6.4 g

    D.加入浓     H2SO4 中含溶质多于      0.2 mol

    解析:选    B 随反应进行,浓        H2SO4 会变为稀    H2SO4,稀   H2SO4 在加热条件下难与

Cu 反应产生    SO2。
    4.将足量的铜片与        100 mL  18 mol·L-1 浓硫酸加热充分反应,收集到标准状况下的

SO2 气体  V L,下列对此反应的有关说法中错误的是(  )
    A.该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
    B.反应结束后两种反应物均有剩余
                      V
    C.被还原的硫酸为22.4 mol
    D.参加反应的       Cu 为 0.9 mol
    解析:选    D 浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不能发生反应。当浓
硫酸变为稀硫酸时反应停止。反应过程中浓硫酸逐渐变稀,因此反应结束后铜和稀硫酸均
                                            1
有剩余,则参加反应的          n(Cu)<0.1 L×18 mol·L-1×2=0.9   mol;被还原的硫酸应依据生成
                                                           V L       V
                                                               -
的  SO2 来算,可得被还原的硫酸的物质的量               n(H2SO4)=n(SO2)=22.4 L·mol 1=22.4 mol。
综上所述,故      D 项错误。
    二、不定项选择题
    5.下列反应中,浓硫酸既表现强氧化性,又表现酸性的是(  )
    A.2NaCl(固)+H    SO (浓)     △    Na SO  +2HCl↑
                   2   4   = = = = =   2  4
    B.C+2H    SO (浓)     △    CO  ↑+2SO   ↑+2H   O
             2  4    = = = = =   2       2      2
    C.Cu+2H    SO (浓)     △    CuSO  +SO  ↑+2H   O
              2   4   = = = = =     4     2      2

    D.2FeO+4H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O

    解析:选    CD 金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓                        H2SO4 反应时,

浓  H2SO4 既表现强氧化性又表现酸性;非金属与浓                 H2SO4 反应时,浓     H2SO4 只表现强氧
化性。

    6.在下图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是(  )
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    A.①中苹果块会干瘪
    B.②中胆矾晶体表现有“白斑”
    C.③中小试管内有晶体析出
    D.④中    pH 试纸变红
    解析:选    D 浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸气。苹果块中散发的水分、

胆矾风化产生的水、饱和           KNO3 溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收,从而导致苹果块变

干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水                    CuSO4,饱和    KNO3 溶液失水而有晶体析出,
浓硫酸中不能电离出         H+,因此    pH 试纸不会变红,但会被炭化而变黑。
    三、非选择题

    7.在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,
加入几滴水,搅拌均匀,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。
    请回答下列问题:

    (1)生成的黑色物质(单质)是________(填化学式)。
    (2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是
大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是________(填化学式),反应的化学
方程式为

________________________________________________________________________。
    (3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有________(填字母)。
    A.酸性                             B.吸水性
    C.脱水性                            D.强氧化性
    (4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液________,
说明这种气体具有________性;将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入水中可生成一种不
稳定、易分解的酸,请写出该反应的化学方程式:__________________________。
    (5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?____________(填“能”或“不能”),若不能,
请填写两种能鉴别的试剂________________。
    解析:(1)浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖炭化,所以生成的黑色物质(单质)是                            C。(2)浓

硫酸具有强氧化性,能与炭反应生成                CO2、SO2  和水,其中     SO2 气体有刺激性气味,是大
气的主要污染物之一,该反应的化学方程式为                    C+2H  SO (浓)     △    CO  ↑+
                                             2   4   = = = = =   2

2SO2↑+2H2O。(3)根据以上分析可知在蔗糖与浓硫酸的反应中体现了浓硫酸的脱水性、

吸水性和强氧化性。(4)SO2        具有漂白性,因此将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红

溶液中,可以看到品红溶液褪色;SO2               与水反应生成亚硫酸,亚硫酸不稳定,反应的化学

方程式为    SO2+H2O  H2SO3。(5)SO2、CO2      均能使澄清石灰水变浑浊,且气体过量后沉

淀又溶解,所以不能用澄清石灰水鉴别这两种气体;由于                        SO2 具有漂白性和还原性,所以
能鉴别两种气体的试剂可以是品红溶液、溴水。
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    答案:(1)C (2)SO     C+2H   SO  (浓)    △     CO ↑+2SO   ↑+2H   O
                    2        2  4   = = = = =    2       2      2

    (3)BCD (4)褪色 漂白 SO2+H2O  H2SO3
    (5)不能 品红溶液、溴水(其他合理答案均可)
    8.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用如下图所示装置进行有关实验。


    (1)装置  A 中发生反应的化学方程式为______________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)装置  D 中试管口放置的棉花应浸一种溶液,这种溶液是________,其作用是
________________________________________________________________________。
    (3)装置  B 的作用是贮存多余的气体。当            D 处有明显的现象后,关闭旋塞             K,移去酒
精灯,但由于余热的作用,A            处仍有气体产生,此时          B 中现象是________________,B     中
应放置的溶液是________。

    a.水                              B.酸性    KMnO4  溶液

    c.浓溴水                            D.饱和    NaHSO3 溶液
    (4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积                18 mol·L-1 的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,
反应完毕时,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量

的硫酸剩余,其原因是______________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:Cu    与浓硫酸发生反应的化学方程式为               Cu+2H  SO (浓)     △    CuSO  +
                                                 2   4   = = = = =     4

2H2O+SO2↑。反应过程中         H2SO4 不断被消耗,同时反应生成            H2O,使   H2SO4 的浓度减

小,当降低到一定程度,变为稀硫酸时,反应停止。(2)生成的                        SO2 具有漂白性,且污染大
气,可用    NaOH  溶液吸收。(3)余热使反应继续进行,生成的多余气体可储存于                         B 中,排

出的液体进入长颈漏斗,为减少              SO2 的溶解,B    中应为饱和     NaHSO3  溶液。(4)浓硫酸与铜
在加热条件下反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,而稀硫酸在加热条件下不
和铜反应。

    答案:(1)Cu+2H     SO (浓)    △     CuSO  +2H  O+SO   ↑
                   2  4    = = = = =     4    2      2

    (2)NaOH 吸收多余的       SO2,防止污染空气 (3)广口瓶中液面下降,长颈漏斗液面上
升 d (4)反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不与稀硫酸反应
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