2020_2021学年高中化学专题4硫氮和可持续发展1_2硫酸的制备和性质课时作业含解析苏教版必修1

2020_2021学年高中化学专题4硫氮和可持续发展1_2硫酸的制备和性质课时作业含解析苏教版必修1

课时作业25　硫酸的制备和性质 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共48分)‎ ‎1．(双选)下列有关硫酸的化学事实与硫酸表现出的性质(括号中)的描述中，正确的是(　BD　)‎ A．久置在敞口容器中的浓硫酸，溶液质量增大(脱水性)‎ B．在加热条件下铁与浓硫酸反应(氧化性、酸性)‎ C．蔗糖与浓硫酸反应的“黑面包”实验(吸水性)‎ D．浓硫酸与氯化钠固体反应制HCl(难挥发性)‎ 解析：浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收现成的水，比如浓硫酸吸收空气中的水蒸气，所以A中应体现浓硫酸的吸水性，脱水性是指原物质中没有现成的水，浓硫酸把H、O按H2O的比例脱出来的性质，比如蔗糖炭化体现了浓硫酸的脱水性。‎ ‎2．下列过程中，最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是(　C　)‎ ‎3．对下列事实的解释正确的是(　D　)‎ A．浓硫酸具有吸水性，说明可用浓硫酸干燥氨气 B．常温下，可用铝制容器盛装浓硫酸，说明浓硫酸与铝不反应 C．足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2＋‎ D．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定 解析：‎ 9‎ 浓硫酸具有强氧化性，又具有强酸性，则不能用浓硫酸干燥氨气，A错误；常温下，可用铝制容器盛装浓硫酸是因为铝遇浓硫酸发生钝化，形成致密氧化膜而阻止反应进一步进行，B错误；足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，是因为生成的硝酸铁与过量的铁发生氧化还原反应，C错误；浓硝酸不稳定，光照易分解，故浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，D正确。‎ ‎4．下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作中错误的是(　D　)‎ A．分别取10 mL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，油状黏稠的是浓硫酸 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，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸 解析：硫酸溶液浓度越大，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项正确。浓硫酸是油状黏稠的液体，流动性不如稀硫酸，B项正确。浓硫酸有吸水性，故胆矾投入浓硫酸会变为白色粉末，胆矾晶体投入稀硫酸中溶解，C项正确。常温下铝片在浓硫酸中钝化，无气体放出，铝片投入稀硫酸中，有气体(氢气)放出，D项错误。‎ ‎5．探究Cu和浓硫酸的反应，下列装置或操作正确的是(　D　)‎ A．用装置甲、乙制备和收集SO2‎ B．用装置甲、丙制备和稀释CuSO4溶液 C．用装置乙、丁收集和检验SO2的漂白性 D．用装置甲、丁制备和探究SO2的漂白性 解析：Cu与浓硫酸混合加热制取SO2，由于SO2的密度比空气大，所以应该使用向上排空气的方法收集，入气导气管长，出气导气管短，装置乙错误，A错误；制备硫酸铜溶液一般利用稀硫酸与CuO，铜和浓硫酸反应后的溶液浓硫酸过量，所得CuSO4‎ 9‎ 溶液不纯，且向浓硫酸中加入水易发生液体外溅伤人，B错误；由A中分析可知乙装置收集SO2错误，SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色，但是产生的无色物质不稳定，加热会发生分解反应，使物质恢复原来的颜色，C错误。‎ ‎6．研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论不正确的是(　C　)‎ A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4‎ B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO4‎ C．白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuO D．白色固体中夹杂的少量黑色物质中含Cu、S元素 解析：Cu与浓H2SO4发生的主要反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由于浓H2SO4过量且浓硫酸具有吸水性，故可形成白色固体CuSO4，故A正确；加BaCl2溶液后有白色沉淀生成，已知硝酸过量，说明该白色沉淀不溶于硝酸，应为BaSO4，故B正确；CuO可与浓硫酸反应，由于浓硫酸过量，黑色固体不可能为CuO，故C错误；经洗涤的黑色固体溶于浓硝酸，所得溶液呈蓝色，说明原黑色固体中含Cu元素，所得溶液加入BaCl2溶液产生了不溶于硝酸的BaSO4沉淀，说明原黑色固体中含S元素，则原黑色固体可能为CuS也可能为Cu2S，故D正确。‎ ‎7．(双选)有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是(　CD　)‎ A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化 B．加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4‎ C．加硝酸后的沉淀一定是BaSO4‎ D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化 解析：第一步加入Ba(NO3)2溶液，不论是SO还是SO都会产生白色沉淀。再加入足量硝酸，即使原溶液中只有SO，生成的BaSO3沉淀也会被HNO3氧化为BaSO4沉淀，所以加硝酸后的沉淀一定是BaSO4，因此该实验并不能确定Na2SO3是否部分被氧化。‎ ‎8．用20 mL 18.4 mol·L－1的浓H2SO4与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液加水稀释到100 mL，得到溶液中SO的浓度为3.18 mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为(　A　)‎ A．0.50 mol·L－1 B．0.75 mol·L－1‎ 9‎ C．1.00 mol·L－1 D．3.18 mol·L－1‎ 解析：随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，所得溶液为CuSO4与稀H2SO4的混合溶液。反应前n(H2SO4)＝18.4 mol·L－1×0.020 L＝0.368 mol，反应后n(SO)＝3.18 mol·L－1×0.100 L＝0.318 mol；因此减少的SO的物质的量n(SO)＝n(SO2)＝0.368 mol－0.318 mol＝0.050 mol。由反应Cu＋2H2SO4(浓)△,CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，n(CuSO4)＝n(SO2)＝0.050 mol，则c(CuSO4)＝＝0.50 mol·L－1。‎ ‎9．利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是(　C　)‎ 解析：二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，A项错误；氯气通入溴化亚铁溶液中先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，B项错误；H2CO3的酸性弱于HCl，所以二氧化碳不与氯化钙溶液反应，C项正确；溴水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，D项错误。‎ ‎10．已知某无色溶液中含有下列离子中的几种：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、SO、SO，为了确定溶液的组成，某学生进行了如下探究实验：‎ ‎①用pH试纸检测溶液的酸碱性，溶液的pH大于7‎ ‎②取少量溶液，向其中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置，CCl4层呈橙色 ‎③另取少量溶液，向其中滴加Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生 ‎④用分液漏斗将②所得混合液分离，倒出上层清液，滴加AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生 根据上述实验判断，下列结论正确的是(　B　)‎ A．原溶液中一定含有Br－、SO 9‎ B．原溶液中一定含有Na＋，不含Ba2＋‎ C．实验①与上述离子的检验没有关系，可以省略 D．由实验④可以判断原溶液中含有Cl－‎ 解析：①用pH试纸检测溶液的酸碱性，溶液的pH大于7，则含弱酸根离子SO，一定不含Ba2＋；②取少量溶液，向其中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置，CCl4层呈橙色，则一定含Br－；③另取少量溶液，向其中滴加Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，沉淀为硫酸钡，不能确定是否含SO；④用分液漏斗将②所得混合液分离，倒出上层清液，滴加AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，沉淀为AgCl，但②中加氯水引入了Cl－，不能确定原溶液是否含Cl－，由溶液为电中性可知，溶液中一定含阳离子Na＋。由上述分析可知B正确。‎ ‎11．硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车，某新工人违反规定，边吸烟边用水冲洗该车，结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是(　D　)‎ A．浓硫酸遇明火爆炸 B．铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 C．浓硫酸遇水发热爆炸 D．稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 解析：浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸，稀硫酸与铁反应产生氢气，氢气接触空气遇明火爆炸。‎ ‎12．把一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体Y 33.6 L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则下列叙述不正确 的是(　B　)‎ A．气体Y是SO2和H2的混合物 B．气体Y是SO2和H2的体积比为41‎ C．反应中共消耗锌97.5 g D．反应中共转移电子3 mol 解析：Zn和浓H2SO4反应生成SO2，随着反应的进行，浓H2SO4的浓度降低，变成稀H2SO4，此时生成H2。S元素守恒可表示为 9‎ 此时生成1.5 mol气体，则转移电子为3 mol，反应掉的Zn为1.5 mol。‎ m(Zn)＝65 g·mol－1×1.5 mol＝97.5 g，‎ n(SO2)＝1.85 mol－0.05 mol－1.5 mol＝0.3 mol，‎ n(H2)＝1.5 mol－0.3 mol＝1.2 mol。‎ 二、非选择题(共52分)‎ ‎13．(9分)已知A→C必须加热，否则会发生钝化现象。请回答下列问题：‎ ‎(1)A是铁，你推断的理由是A在浓硫酸中会钝化，且A与浓硫酸与稀硫酸反应的氧化产物不同。‎ ‎(2)B在酸性条件下与H2O2反应的离子方程式：‎ ‎2H＋＋2Fe2＋＋H2O2===2H2O＋2Fe3＋。‎ ‎(3)A与过量浓H2SO4反应的化学方程式：‎ ‎6H2SO4(浓)＋2FeFe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。‎ 解析：A与浓硫酸在常温下发生钝化，有可能是Fe或Al，又因A与稀、浓硫酸反应时被氧化的价态不同，所以A是变价金属Fe，则B为FeSO4；C为Fe2(SO4)3；D为Fe(OH)3。‎ ‎14．(14分)某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用图中装置进行有关实验。请回答：‎ 9‎ ‎(1)装置A中发生反应的化学方程式为 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。‎ ‎(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是NaOH溶液(其他合理答案也可)，其作用是吸收多余的SO2，防止污染空气。‎ ‎(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中现象是长颈漏斗内液面上升，集气瓶内液面下降。‎ B中应放置的液体是d(填序号)。‎ a．水 b．酸性KMnO4溶液 c．浓溴水 d．饱和NaHSO3溶液 解析：(2)为防止SO2尾气污染空气，D处的棉花应浸有能吸收SO2的溶液，如NaOH溶液。(3)B中所放液体应不与SO2反应，故应为饱和NaHSO3溶液。‎ ‎15．(15分)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中，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，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，气体发生装置略去)。试回答：‎ ‎(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为 9‎ Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。‎ ‎(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是当Zn与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐变小，Zn与稀硫酸反应可产生H2。‎ ‎(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是：检查装置的气密性。‎ ‎(4)A中加入的试剂可能是品红溶液，作用是检验SO2；B中加入的试剂可能是浓硫酸，作用是吸收水蒸气；E中加入的试剂可能是碱石灰，作用是防止空气中的水蒸气进入D中。‎ ‎(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中：黑色(CuO)粉末变成红色(Cu)，D中：白色粉末变成蓝色。如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？不能(填“能”或“不能”)，原因是因为混合气体中可能含水蒸气，会干扰H2的检验。‎ 解析：本题对Zn与浓硫酸反应的产物进行两种推测，而后设计实验进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，使其通过灼热的CuO，再通过无水硫酸铜检验是否有水生成。同时应注意通入C中的气体必须干燥，也要防止空气中水蒸气进入D中，以免对H2的检验产生干扰。‎ ‎16．(14分)某同学为了验证木炭和浓硫酸反应的产物，设计了如图所示的实验装置。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A装置中发生反应的化学方程式为 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O↑，其中浓硫酸的作用是作氧化剂。‎ ‎(2)B装置的作用是验证水蒸气，现象是由白色变为蓝色。‎ ‎(3)C装置的作用是验证SO2，现象是品红溶液褪色。‎ ‎(4)D装置的作用是除去SO2。‎ ‎(5)E装置的作用是检验SO2是否除尽。‎ ‎(6)F装置的作用是验证CO2，反应的离子方程式是 CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O。‎ ‎(7)B装置和C装置能否互换否(填“能”或“否”)，原因是气体通过C装置中的品红溶液会带出水蒸气，对水蒸气的验证产生干扰。‎ 9‎ 解析：(1)木炭和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O↑，浓硫酸是氧化剂。(2)验证木炭和浓硫酸反应的产物需要先验证生成的水，依据B装置中固体由白色变为蓝色说明产物中有水。(3)C装置的作用是验证产物中二氧化硫的存在，二氧化硫能使品红溶液褪色。(4)D装置的作用是除去二氧化硫气体。(5)E装置的作用是检验二氧化硫是否除尽。(6)F装置的作用是验证产物中二氧化碳气体的存在，反应的离子方程式为CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O。(7)品红溶液中存在水分子，所以B装置和C装置不能互换。‎ 9‎