高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第一节第2课时硫酸硫酸盐课后练习含解析新人教版必修第二册

高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第一节第2课时硫酸硫酸盐课后练习含解析新人教版必修第二册

第2课时　硫酸　硫酸盐 ‎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 答案C 解析常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应,无法区别。浓硫酸、稀硫酸均可与锌片反应,浓硫酸反应产生SO2,稀硫酸反应产生H2,可以区别,但不是最简单、最好的方法。只有C项是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别,方法简单。‎ ‎2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是(　　)‎ A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性)‎ B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)‎ C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)‎ D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)‎ 答案B ‎3.硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车。某工人边吸烟边用水冲洗,结果发生了爆炸事故,下列引起爆炸的原因中正确的是(　　)‎ A.浓硫酸遇明火爆炸 B.浓硫酸遇水发热爆炸 C.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 D.稀释后的硫酸溶液与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 答案D 解析浓硫酸加水稀释变成稀硫酸后,与金属铁反应产生氢气,吸烟时,氢气在空气中遇明火造成爆炸。‎ ‎4.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.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体 D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 答案D 解析选项A中利用的是浓硫酸的脱水性,B项中反应在加热条件下才能发生;C项中的氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥。‎ ‎5.浓硫酸在使下列物质发生转化时,只表现强氧化性的是(　　)‎ A.CuCuSO4 B.CCO2‎ C.FeOFe2(SO4)3 D.Fe2O3Fe2(SO4)3‎ 答案B 解析浓硫酸在反应中表现出酸性时,硫元素的化合价不变,硫元素仍以SO‎4‎‎2-‎的形式存在;浓硫酸表现出强氧化性时,硫元素的化合价降低。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中,硫元素的化合价降低,浓硫酸只表现强氧化性;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O中,硫元素的化合价不变,浓硫酸只表现酸性;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O和2FeO+4H2SO4‎ - 6 -‎ Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O中,都是一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸在A、C项转化中,既表现了酸性,又表现了氧化性。‎ ‎6.向50 mL 18 mol·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(　　)‎ A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol和0.9 mol之间 D.大于0.45 mol 答案A 解析Cu只与浓硫酸反应,不与稀硫酸反应,故当硫酸浓度降低到一定程度时,反应即停止,在参加反应的硫酸中只有一半被还原。所以被还原的H2SO4的物质的量小于‎0.05 L×18mol·‎L‎-1‎‎2‎=0.45 mol。‎ ‎7.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸时,设计了如下方案:‎ 操作 结论 甲 投入火柴梗 变黑者为浓硫酸 乙 加入金属铝片 产生刺激性气味的气体者为浓硫酸 丙 分别加入到盛水的试管中 放出大量热者为浓硫酸 丁 用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的试剂瓶瓶口 冒白烟者为浓硫酸 戊 加到CuSO4·5H2O晶体中 变白者为浓硫酸 ‎(1)其中可行的是　　　　　　(填序号)。 ‎ ‎(2)其中一个稍作改进就能成为可行方案的是　　　,改进方法是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)完全错误的是　　　,因为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)甲、丙、戊 ‎(2)乙　操作中增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸)‎ ‎(3)丁　硫酸不是挥发性酸 解析(1)甲、丙、戊分别利用了浓硫酸的脱水性、稀释时放出大量的热、吸水性,方案可行。(2)乙中,浓硫酸使铝钝化,加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。(3)丁错,挥发性酸遇浓氨水才能产生白烟,硫酸不属于挥发性酸。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.下列各组气体通常状况下能大量共存,并且既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的是(　　)‎ A.SO2、O2、HBr B.NH3、O2、N2‎ C.NH3、CO2、HCl D.H2、CH4、O2‎ 答案D 解析既能用浓硝酸干燥,又能用碱石灰干燥的气体应是中性气体,D项中的气体均为中性气体且在通常状况下能大量共存。‎ ‎2.化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)‎ A.碳酸氢钠可用于胃酸过多症 B.漂白粉可用于生活用水的消毒 - 6 -‎ C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸 D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查 答案D 解析碳酸氢钠溶液呈弱碱性,可与胃液中的盐酸反应,A项正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,可用于生活用水的消毒,B项正确;胃酸的主要成分是盐酸,可用Al(OH)3中和过多胃酸,生成AlCl3和H2O,C项正确;可溶性钡盐有毒,碳酸钡可与胃酸(主要成分是盐酸)反应生成BaCl2,易引起中毒,故常用不溶于酸的BaSO4做胃肠X射线造影检查,D项错误。‎ ‎3.如图所示,小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液,与锥形瓶连通的U形细管内盛有少量水(为了便于观察,预先把水染成了红色)。沿小试管的内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸,静置片刻后,不可能观察到的现象有(　　)‎ A.小试管内液体分成两层,上层蓝色,下层无色 B.U形细管内左边液面降低,右边液面升高 C.有少量的白色固体析出 D.小试管内有气泡产生 答案D 解析浓硫酸的密度比水的密度大,溶于水放出大量的热,且浓硫酸具有强吸水性,必然导致饱和硫酸铜溶液中析出CuSO4固体。‎ ‎4.用20 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸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,所得溶液中SO‎4‎‎2-‎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.0.50 mol·L-1 B.0.75 mol·L-1‎ C.1.00 mol·L-1 D.3.18 mol·L-1‎ 答案A 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与稀硫酸的混合溶液。反应前n(H2SO4)=18.4 mol·L-1×0.020 L=0.368 mol,反应后n(SO‎4‎‎2-‎)=3.18 mol·L-1×0.100 L=0.318 mol;因此减少的SO‎4‎‎2-‎的物质的量n(SO‎4‎‎2-‎)=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)=‎0.050mol‎0.100 L=0.50 mol·L-1。‎ ‎5.5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是(　　)‎ A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g 答案D 解析 - 6 -‎ 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸逐渐消耗,其浓度也逐渐减小,当硫酸溶液由浓变稀时,反应就会停止。因此,实际参加反应的硫酸的物质的量要比理论计算值小。由题意知,n总(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,参加反应的硫酸的物质的量n消耗(H2SO4)<0.09 mol,则被还原的硫酸的物质的量小于0.045 mol,参加反应的铜的质量小于2.88 g。‎ ‎6.一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况),则下列情况不可能的是(　　)‎ A.加入的铜的质量为6.4 g B.加入的浓硫酸中溶质的物质的量为0.2 mol C.加入的铜的质量大于6.4 g D.加入的浓硫酸中溶质的物质的量多于0.2 mol 答案B 解析Cu与浓硫酸共热时发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,当生成标准状况下2.24 L SO2(0.1 mol)时,反应消耗0.1 mol Cu(6.4 g),消耗0.2 mol H2SO4,由于反应中硫酸不断被消耗且有H2O生成,浓硫酸浓度不断减小,待变为稀硫酸时,不再与Cu反应,故实验中m(Cu)≥6.4 g,n(H2SO4)>0.2 mol。‎ ‎7.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:‎ ‎(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事先用一种液体浸湿,这种液体是　　　　,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,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。B中应放置的液体是　　　　(填字母)。 ‎ 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,直到反应完毕,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。‎ ‎①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是  　。 ‎ ‎②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是　　　　(填字母)。 ‎ A.铁粉 B.BaCl2溶液 C.银粉 D.NaHCO3溶液 答案(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ‎(2)NaOH溶液(其他合理答案均可)　吸收多余的二氧化硫,防止污染空气 ‎(3)瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升　D - 6 -‎ ‎(4)①反应过程中硫酸被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应　②AD 解析(1)Cu可与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)因为SO2是污染性气体,不能排入大气中,故D中试管口放置的棉花应事先用NaOH溶液浸湿,以吸收多余的SO2,防止污染空气。(3)余热使反应继续进行时,生成的多余气体可贮存于B中,排出的液体进入长颈漏斗,为减少SO2的溶解,B内应盛放饱和NaHSO3溶液。(4)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸溶液的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应;可向反应结束后的烧瓶中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生,则可证明确有余酸。‎ ‎8.(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)试用下列各装置设计一个实验,验证上述反应的各种产物。写出这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向,填装置的序号):‎ ‎　　　→　　　　　→　　　　　→　　　　　。 ‎ 编号 ‎①‎ ‎②‎ 装置 编号 ‎③‎ ‎④‎ 装置 ‎(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。则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　　　　　,可确定的产物是　　　　　　,确定装置②在整套装置中位置的理由是　。 ‎ ‎(5)装置③中所盛放的溶液是　　　　　,可验证的产物是　　　　　　　。 ‎ 答案(1)C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O ‎(2)④　②　①　③‎ ‎(3)验证产物中有SO2　将SO2全部氧化吸收　确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收 ‎(4)无水CuSO4(或变色硅胶)　水蒸气　由于产物气流通过①③时会带出水蒸气,所以②必须放置在①③之前 ‎(5)澄清石灰水　CO2‎ 解析检验C与浓硫酸反应的产物时,先检验H2O,再检验SO2,最后检验CO2。为了避免SO2对检验CO2的干扰,故在①中B瓶中盛放酸性KMnO4溶液,作用是将SO2全部氧化吸收,C瓶中盛放品红溶液,作用是确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收。‎ 贴近生活·拓展创新 - 6 -‎ 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。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确,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,且该发生装置略去),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)丙同学在安装好装置后,必须首先进行的一步操作是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)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　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是 C中:　　　　　　　　　　　,D中:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 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?　　　　　　(填“能”或“不能”),原因是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O ‎(2)Zn与浓硫酸反应过程中,浓硫酸逐渐变稀,Zn与稀硫酸反应可产生H2‎ ‎(3)检查装置的气密性 ‎(4)品红溶液　检验SO2　浓硫酸　吸收水蒸气　碱石灰　防止空气中水蒸气进入D中 ‎(5)黑色固体变成红色　白色粉末变成蓝色　不能　因为进入C的混合气体中含H2O,会干扰H2的检验 解析本题对Zn与浓硫酸反应的气体产物进行两种推测,而后设计实验装置进行验证。验证SO2,可用品红溶液;验证H2,可利用它的还原性,如在加热条件下H2可与CuO反应生成Cu和H2O,而无水硫酸铜遇水变蓝,同时必须注意验证H2时,应避免空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。‎ - 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