高考化学三轮冲刺导学案硫酸的性质和SO24的检验含解析

高考化学三轮冲刺导学案硫酸的性质和SO24的检验含解析

三轮冲刺导学案--硫酸的性质和SO24-的检验 考点剖析 ‎1．硫酸物理性质 纯硫酸为无色油状液体，密度为，凝同点为283.36 K，沸点为611 K(质量分数为98.3%的)。硫酸能与水以任意比例互溶，溶解时放出大量的热。溶于水的硫酸发生电离：。‎ ‎2．稀硫酸的化学性质 稀硫酸具有酸的通性，能使紫色石蕊试液变色，能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应：‎ ‎(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊溶液变红。‎ ‎(2)与碱发生中和反应：‎ ‎(3)与碱性氧化物或碱性气体反应：‎ ‎(4)与活泼金属发生置换反应：‎ ‎(5)与某些盐溶液反应：‎ ‎3．浓硫酸的三大特性 ‎(1)吸水性 浓硫酸具有吸水性，可以作干燥剂，可以干燥、、、、、、、等气体，但不能干燥等碱性气体，也不能干燥、等还原性气体。‎ ‎(2)脱水性 物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，浓硫酸按水分子中氢、氧原子的个数比(2:1)夺取被脱水物质中的氢原子和氧原子。可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的碳(炭化)。‎ 例如，蔗糖与浓硫酸反应：‎ ‎(3)强氧化性 ‎①与金属反应 加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成，硫酸表现出强氧化性和酸性。‎ ‎②与非金属反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氯化为其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为，浓硫酸只表现出氧化性。‎ ‎③与其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性，实验室制取、、等还原性气体不能选用浓硫酸。‎ ‎4．的检验方法 ‎(1)原理：(白色)。‎ ‎(2)方法：取试样少许，先滴加稀盐酸无气泡、沉淀产生(排除、、等离子的干扰)，再滴加溶液，若产生白色沉淀，则含有。‎ 说明：的检验试剂为组合型试剂，通常可分为4组：‎ a．与 b．与 c．与 d．与 选用时视具体情况而定。例如：当溶液中存在、时，只能选用d组试剂；当溶液中存在时，只能选用a组试剂，因为b、c、d组试剂混合后均有存在，而能将氧化成，进而生成沉淀。‎ ‎5．的检验方法 ‎(1)原理：；‎ ‎(2)方法：取试样少许，加入稀盐酸，将产生的气体通入品红溶液，红色褪去；或加入溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，则含有。‎ 典例精析 ‎1、有关硫酸性质的实验探究 某同学在实验室研究Fe与H2SO4的反应：‎ ‎【实验分析】‎ ‎(1)实验Ⅰ中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为____________。‎ ‎(2)实验Ⅱ中，铁丝表铁丝表面迅速发黑(Fe3O4)，有少量气体产生，反应很快停止，这一现象被称为_____。‎ ‎(3)实验Ⅲ，已知：浓H2SO4的沸点为338.2 ℃，加热试管A，温度保持在250 ℃～300 ℃，产生大量气体，B中品红褪色，D处始终未检测到可燃性气体。A中产生的气体是_______，装置C的作用是_______________。‎ ‎(4)实验Ⅲ结束后，甲同学认为装置C中产生Na2SO3，乙同学认为SO2过量，产物中还可能含有_________，丙同学认为可能还含有Na2SO4，设计简单实验验证是否含有SO42−，正确的是______。‎ A．先加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有存在 B．先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有存在 C．先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有存在 ‎(5)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，同学们得出以下结论：‎ ‎①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，浓硫酸的氧化性源于+6价的S元素，稀硫酸的氧化性源于________。‎ ‎②影响反应产物多样性的因素有_____________________(至少填两个)。‎ ‎【答案】 (1)Fe+2H+===Fe2++H2↑‎ ‎(2)钝化 ‎(3)SO2 吸收SO2防止污染环境 ‎(4)NaHSO3 C ‎(5)①+1价H元素(或H+) ②浓度、温度、反应物的量等 ‎【解析】(1)Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。‎ ‎(2)浓硫酸具有强氧化性，生成致密的氧化膜覆盖在Fe的表面，发生钝化。(3)硫酸沸点高、产生气体使品红褪色和D处始终未检测到可燃性气体可推断A中产生的气体为SO2，装置C的作用是吸收SO2防止污染环境。(4)因Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3，如果SO2过量，产物中还可能含有NaHSO3；欲检验溶液中含有，先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有存在，故答案为C。(5)①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，浓硫酸的氧化性表现在+6价的硫元素上，稀硫酸的氧化性表现在+1价的氢(H+)元素上。②影响反应产物多样性的因素有浓度、温度、反应物的量等。‎ ‎2、 硫酸盐、的检验 通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是_______。‎ 现象 解释 A 用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色 该溶液中一定含有Na+，无K+‎ B SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色 SO2具有漂白性 C 某溶液中先加入稀盐酸无现象，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有 D 铁加入稀硝酸中有气泡产生 铁与稀硝酸发生了置换反应 ‎【答案】C ‎【解析】A．因黄色光遮挡紫色光，观察钾元素的焰色反应要通过蓝色钴玻璃，否则无法观察到钾元素的颜色，用洁净的Pt蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，不能说明不含钾元素，故A错误；B、SO2漂白性的实质，是SO2与水反应生成的H2SO3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物，该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色，SO2能使酸性高锰酸钾褪色是因为SO2具有还原性，与KMnO4发生氧化还原反应，加热不能恢复，故B错误；C、先加入HCl，无明显现象，说明溶液中没有Ag+ (沉淀)，没有、 (气体)，然后加入BaCl2有沉淀出现,那么就是造成的BaSO4‎ 沉淀了，故C正确；D、金属活动性顺序表Ag以前的金属单质与稀硝酸全部反应生成气体(NO2、NO、NH3、N2O，看反应条件)，但不生成H2，故不是置换反应。故选C。‎ 对点训练 ‎1．下列关于浓硫酸的叙述正确的是 A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 D．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 ‎【答案】C ‎【解析】A．浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖碳化，故A错误；B．浓硫酸与铜的反应应在加热条件下进行，故B错误；C．浓硫酸具有强氧化性，在常温下可使铁、铝等金属在表面生成一层致密的氧化膜而钝化，故C正确；D．浓硫酸可与氨气反应生成硫酸铵，则不能用于干燥氨气，故D错误；故选C。‎ ‎2．用如图所示实验装置(夹持仪器己略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 A．上下移动①中铜丝可控制SO2的产生与停止 B．②中选用品红溶液验证SO2的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2‎ D．为确认有CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 ‎【答案】D ‎【解析】A．在加热的条件下，当铜丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铜丝时，铜丝与硫酸不接触，反应停止，故可通过上下移动①中铜丝可控制SO2的量，故A正确；B．SO2具有漂白性，品红能被二氧化硫漂白，可用品红溶液验证SO2的生成，故B正确；C．SO2为酸性气体，具有污染性，可与碱发生反应，生成亚硫酸钠和水，可用NaOH溶液吸收多余的SO2，故C正确；D．铜与浓硫酸的反应Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O，实验中，铜丝与过量浓硫酸的反应生成是硫酸铜，试管中含有大量水，不会生成白色固体，CuSO4溶液呈蓝色，为确认CuSO4生成，应用胶头滴管将试管①‎ 中的液体取出少量，滴入水中，观察溶液颜色，若溶液显蓝色，证明有硫酸铜生成，反之则无，而不应将水加入过量的浓硫酸中，否则易产生暴沸现象，故D错误；故选D。‎ ‎3．可以肯定溶液中存在大量SO42−的理由是 A、加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生 B．加入稀盐酸溶液，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀 C．加入Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解 D．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解 ‎【答案】B ‎【解析】A、Ag+可以和多种阴离子反应生成沉淀，此题中Cl−等也能产生白色沉淀AgCl，故错误；B、先加盐酸，排除其他离子的干扰，加入BaCl2出现白色沉淀，说明此溶液中存在，故正确；C、Ag+产生干扰，加入Ba(OH)2溶液，白色沉淀是AgOH，加入盐酸，生成AgCl，故错误；D、Ag+产生干扰，故错误。‎ ‎4．下列溶液中能用来区别SO2和CO2气体的是 ‎①石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4 ④氯水 ⑤品红溶液 ⑥紫色石蕊试液 A．①②③⑤ B．①⑥ C．① D．②③④⑤‎ ‎【答案】D ‎【解析】①因SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀，则不能鉴别；②只有二氧化硫与氢硫酸反应生成S沉淀，二氧化碳不能，现象不同，可鉴别；③因二氧化硫与KMnO4溶液发生氧化还原反应，观察到KMnO4溶液颜色变浅或消失，而二氧化碳与氯水不反应，则能鉴别；④SO2能与氯水中的氯气发生氧化还原反应生成两种强酸，可使氯水褪色，但CO2不能使氯水褪色，可用来鉴别；⑤因二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，而二氧化碳不能，则能鉴别；⑥两种溶液都具有酸性，则不能鉴别；故选D。‎ ‎5．向25 mL 18.4mo1·L−1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量是 A． 小于0.23 mol B． 等于0.23 mol C． 0.23 mol～0.46 mol之间 D． 等于0.46 mol ‎【答案】A ‎【解析】18.4 mo1·L−1H2SO4‎ 为浓硫酸，溶液中加入足量的铜片并加热发生Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，n(H2SO4)=0.025 L×18.4 mol/L=0.46 mol，随着反应的进行，硫酸浓度逐渐降低，稀硫酸与铜不反应，则被还原的H2SO4的物质的量小于0.23 mol，故选A。‎ ‎6．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品，易溶于水，遇酸易分解，Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。工业制备Na2S2O3的反应为：S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)，产品中常含有少量Na2CO3 、Na2SO3和Na2SO4。实验室拟用如下实验装置在C中制备Na2S2O3。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)按如图所示装置进行实验，装置A中反应的化学方程式是______________________。装置C中可观察到溶液先变浑浊，后又澄清，生成的浑浊物质化学式为___________。‎ ‎(2)装置B的作用为_________；为保证Na2S2O3的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_________。‎ ‎(3)为了验证固体硫代硫酸钠工业产品中含有碳酸钠，选用下列装置进行实验：‎ ‎①实验装置的连接顺序依次____________(填装置的字母代号)，装置C中的试剂为____________。‎ ‎②能证明固体中含有碳酸钠的实验现象是__________________。‎ ‎(4)若要检验固体硫代硫酸钠工业产品中含有Na2SO3，需先加水配成稀溶液，再依次加入的试剂为_____________________和品红溶液。‎ ‎【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑ S ‎(2)防止溶液倒吸 若SO2过量，溶液显酸性，产物会分解 ‎(3)①ADCB 品红溶液 ②装置C中品红溶液不褪色，B中澄清石灰水变浑浊 ‎(4)氯化钡溶液、盐酸 ‎【解析】 (1)装置A中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)‎ ‎===Na2SO4+H2O+SO2↑；二氧化硫能够与硫化钠在酸性溶液中发生氧化还原反应，生成硫单质，生成的硫有发生S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)，因此装置C中可观察到溶液先变浑浊，后又澄清。‎ ‎(2)装置B是安全瓶。可以防止溶液倒吸；根据题意，若SO2过量，溶液显酸性，产物Na2S2O3会分解。‎ ‎(3)碳酸钠能够与酸反应生成二氧化碳，可以利用澄清石灰水检验，但由于混有二氧化硫，因此须用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，并检验，实验装置的连接顺序依次为ADCB，装置C中的作用是检验二氧化硫是否除净，因此选用的试剂为品红溶液。‎ ‎②能证明固体中含有碳酸钠的实验现象是装置C中品红溶液不褪色，B中澄清石灰水变浑浊。‎ ‎(4)根据题意，Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成，若要检验固体硫代硫酸钠工业产品中含有Na2SO3，需先加水配成稀溶液，再依次加入的试剂为氯化钡溶液、盐酸和品红溶液，若加入氯化钡溶液生成白色沉淀，过滤后，白色沉淀能够被盐酸溶解，放出的气体能够使品红溶液褪色，证明固体硫代硫酸钠工业产品中含有Na2SO3。‎