2019高考化學(xué) 第4章（非金屬及其化合物）第3節(jié) 硫及其重要化合物 考點（2）濃硫酸的性質(zhì)及SO2－4的檢驗講與練（含解析）.doc

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考點二　濃硫酸的性質(zhì)及SO的檢驗 李仕才 1．硫酸的物理性質(zhì) (1)純硫酸是一種無色油狀液體，沸點高，難揮發(fā)。 (2)溶解性：濃H2SO4與水以任意比互溶，溶解時可放出大量熱，濃H2SO4稀釋的方法是將濃H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。 2．稀硫酸具有酸的通性 3．濃硫酸的特性 4．SO的檢驗 檢驗SO的操作方法：被檢液取清液有無白色沉淀―→判斷有無SO 先加稀鹽酸的目的是排除CO、SO、Ag＋等的干擾，檢驗過程中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) 1．濃H2SO4使膽礬(CuSO45H2O)變成白色粉末，體現(xiàn)了濃H2SO4的脫水性。(　　) 2．濃H2SO4具有強氧化性，不能用于干燥還原性氣體SO2。(　　) 3．濃H2SO4與Cu、C的反應(yīng)中，都體現(xiàn)了H2SO4的酸性和強氧化性。(　　) 4．50 mL 18.4 molL－1濃硫酸與足量銅反應(yīng)，生成SO2分子的數(shù)目為0.46NA。(　　) 5．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定含有SO。(　　) 1．濃硫酸不僅能夠吸收游離的水分子，還能吸收結(jié)晶水。 CuSO45H2OCuSO4＋5H2O 2．濃硫酸具有脫水性，能將有機物中的氫、氧元素按照水的組成比脫去，而不是游離的水分子。 3．檢驗SO時注意HNO3的隱蔽性 如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SO。該錯誤是未注意NO具有強氧化性，在酸性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。 4．濃硫酸與金屬反應(yīng)時表現(xiàn)強氧化性和酸性，其中起氧化劑和酸的作用的H2SO4各占1/2。 5．濃硫酸與非金屬反應(yīng)時表現(xiàn)強氧化性，可考慮先生成最高價含氧酸，若含氧酸穩(wěn)定，則為最終產(chǎn)物；若含氧酸易分解，則最終生成高價氧化物。 一、濃硫酸的性質(zhì) 1．下列說法正確的是(　　) A．濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣、氨氣等氣體，但不能干燥有較強還原性的HI、H2S等氣體 B．濃硫酸與單質(zhì)硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)＋S3SO2↑＋2H2O，在此反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)了其強氧化性又表現(xiàn)了其酸性 C．把足量銅粉投入只含H2SO4 2 mol的濃硫酸中，得到氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4 L D．常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃H2SO4，是因為濃H2SO4的強氧化性使其鈍化 解析：由于濃硫酸具有強氧化性和酸性，故不能用來干燥具有還原性的氣體和堿性氣體(NH3)，A錯誤；金屬與濃硫酸反應(yīng)時，生成相應(yīng)的鹽和SO2，此時濃硫酸顯酸性和強氧化性，而與S、C等非金屬單質(zhì)反應(yīng)時，由于沒有鹽生成，故只顯強氧化性，B錯誤；Cu與濃硫酸反應(yīng)時，濃硫酸濃度逐漸降低，當(dāng)降到一定程度變?yōu)橄×蛩釙r，反應(yīng)停止，故產(chǎn)生的SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下小于22.4 L，C錯誤。 答案：D 2．下列事實與濃硫酸表現(xiàn)出的性質(zhì)(括號中)對應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) A．在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大(難揮發(fā)性) B．在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)(強氧化性、酸性) C．蔗糖與濃硫酸反應(yīng)中有海綿狀的炭生成(吸水性) D．濃硫酸可用來干燥某些氣體(脫水性) 解析：A項，濃硫酸質(zhì)量增大，是因為吸收了空氣中的水分，體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性；B項，Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，濃硫酸既表現(xiàn)酸性，又表現(xiàn)強氧化性；C項，濃硫酸使蔗糖脫水炭化，表現(xiàn)了脫水性；D項，濃硫酸干燥氣體，體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。 答案：B 3．在實驗探究課上，同學(xué)們積極思考，共設(shè)計出如圖所示四種實驗方案用以驗證濃硫酸的吸水性，其中在理論上可行的是(　　) A．①②③④ B．①②③ C．①③④ D．②③④ 解析：圖①梨失水變干應(yīng)表現(xiàn)為濃硫酸吸水性；圖②可通過膽礬晶體變白說明濃硫酸具有吸水性；圖③通過觀察KNO3晶體析出說明濃硫酸具有吸水性；圖④濃硫酸的液面上升，水的液面下降，說明濃硫酸具有吸水性。 答案：A 4．在化學(xué)課上圍繞濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)進行了如下實驗探究，將適量的蔗糖放入燒杯中，加入幾滴水，攪拌均勻，然后加入濃硫酸，生成黑色物質(zhì)。 請回答下列問題： (1)生成的黑色物質(zhì)(單質(zhì))是________(填化學(xué)式)。 (2)這種黑色物質(zhì)繼續(xù)與濃硫酸作用會產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體有刺激性氣味，是大氣的主要污染物之一，這種刺激性氣味的氣體成分是________(填化學(xué)式)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。 (3)據(jù)蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象，說明濃硫酸具有________(填序號)。 A．酸性 B．吸水性 C．脫水性 D．強氧化性 (4)將(2)中產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體通入品紅溶液中，可以看到品紅溶液________，說明這種氣體具有________性；將(2)中產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體通入水中可生成一種不穩(wěn)定、易分解的酸，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________ ________________________________________________________。 (5)能否用澄清石灰水鑒別這兩種氣體？________(填“能”或“不能”)，若不能，請?zhí)顚憙煞N能鑒別的試劑________。 解析：(1)因為濃硫酸具有脫水性，故蔗糖在濃硫酸中生成的黑色物質(zhì)是蔗糖脫水后形成的碳單質(zhì)。(2)因為濃硫酸具有強氧化性，故蔗糖脫水形成的碳單質(zhì)可以繼續(xù)和濃硫酸反應(yīng)生成CO2、SO2和H2O，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象及(1)(2)的分析知，在蔗糖與濃硫酸的反應(yīng)中，濃硫酸具有脫水性、強氧化性和吸水性。(4)將(2)中產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體SO2通入品紅溶液中，二氧化硫能將品紅溶液漂白，故可以看到品紅溶液褪色；將SO2通入水中，SO2可以和水發(fā)生化合反應(yīng)SO2＋H2OH2SO3。(5)因為CO2和SO2都可以與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀，故不能用澄清石灰水鑒別這兩種氣體；可以根據(jù)二氧化硫的特性來檢驗二氧化硫，例如二氧化硫可以使品紅溶液、溴水等褪色。 答案：(1)C (2)SO2　C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (3)BCD (4)褪色　漂白　SO2＋H2OH2SO3 (5)不能　品紅溶液、溴水(其他合理答案均可) 二、SO的檢驗 5．下列四種溶液中一定存在SO的是(　　) A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀 B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入鹽酸，沉淀不溶解 C．向丙溶液中加入鹽酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生 D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生 解析：甲溶液中可能存在SO、CO或Ag＋；乙溶液中可能存在Ag＋；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SO或HSO，會被氧化成SO，從而造成誤判。 答案：C 6．下列過程中，最終的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　) 解析：A中二氧化硫被硝酸氧化為硫酸，加氯化鋇一定生成硫酸鋇沉淀；B中的亞硫酸鈉被硝酸氧化為硫酸鈉，沉淀也是硫酸鋇；C中先加硝酸無沉淀，再加氯化鋇所得沉淀可能是氯化銀；D中先加過量鹽酸無沉淀，再加氯化鋇產(chǎn)生的白色沉淀一定是硫酸鋇。 答案：C 7．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，則下列關(guān)于該溶液所含離子的推斷中正確的是(　　) A．一定會有SO B．含有SO和Ag＋ C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一種、兩種 D．可能含有SO或CO 解析：A項錯誤，不能排除Ag＋、SO的干擾；B項錯誤，因為溶液中SO與Ag＋反應(yīng)不能大量共存；C項正確，因為不能排除Ag＋、SO的干擾；D項錯誤，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判斷不可能含有CO。 答案：C 8．有一瓶Na2SO3溶液，可能已部分氧化，某學(xué)生進行如下實驗：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加入過量稀硝酸，充分振蕩后仍有白色沉淀，結(jié)論正確的是(　　) A．Na2SO3溶液已部分氧化 B．加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4 C．加硝酸后的不溶沉淀一定為BaSO4 D．此實驗?zāi)艽_定Na2SO3溶液是否已部分氧化 解析：硝酸將SO氧化為SO，加硝酸后的沉淀一定為BaSO4，但加硝酸前的沉淀可能為BaSO3或BaSO4或它們的混合物，所以該實驗不能確定Na2SO3是否已部分氧化。 答案：C 濃硫酸與金屬和非金屬反應(yīng)的規(guī)律 1 與金屬的反應(yīng) 濃硫酸具有強氧化性，能夠和除Au、Pt以外的大多數(shù)金屬發(fā)生反應(yīng)。 (1)在常溫下，濃硫酸和金屬活動順序表中H后的金屬不反應(yīng)，加熱才能反應(yīng)，一般生成相應(yīng)的硫酸鹽和SO2。當(dāng)隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸變成稀硫酸時，反應(yīng)自行停止，如Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。當(dāng)濃硫酸足量時，每2 mol濃硫酸能得到1 mol SO2，而當(dāng)Cu足量時，2 mol濃硫酸不能完全反應(yīng)，得到的SO2的物質(zhì)的量小于1 mol。 (2)在常溫下，濃硫酸和金屬活動順序表中H前的金屬(Al、Fe除外)發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)還是濃硫酸時，H2SO4的還原產(chǎn)物是SO2，當(dāng)濃硫酸變成稀硫酸時，H2SO4的還原產(chǎn)物是H2。如Zn在常溫下和濃硫酸反應(yīng)的過程依次為Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O和Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (3)常溫下，濃硫酸能夠使Al和Fe發(fā)生鈍化，但是在加熱時能夠劇烈反應(yīng)生成SO2，如2Al＋6H2SO4(濃)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 2 與非金屬的反應(yīng) 加熱時，濃硫酸可與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成高價態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2，其中濃硫酸只表現(xiàn)氧化性，反應(yīng)通式為非金屬單質(zhì)＋濃硫酸高價態(tài)的氧化物或含氧酸＋SO2↑＋H2O。例如： C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O 2P＋5H2SO4(濃)2H3PO4＋5SO2↑＋2H2O 3 濃硫酸與不活潑金屬或非金屬反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律 (1)反應(yīng)要加熱，否則不反應(yīng)。 (2)還原產(chǎn)物一般是SO2，一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽，非金屬被氧化為高價態(tài)的氧化物或含氧酸。 (3)濃硫酸與金屬反應(yīng)時，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，而與非金屬反應(yīng)時，只表現(xiàn)強氧化性。 (4)濃硫酸與不活潑金屬反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進行，硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩?，反?yīng)就停止。 1．向5 mL 18 molL－1的硫酸中加入足量銅片并加熱使其充分反應(yīng)。下列說法正確的是(　　) A．有0.09 mol的硫酸被還原 B．有0.045 mol的硫酸被還原 C．充分反應(yīng)后體系無硫酸剩余 D．消耗的銅的質(zhì)量一定小于2.88 g 解析：濃硫酸與銅加熱時可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而稀硫酸與銅不發(fā)生反應(yīng)。濃硫酸與銅反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸的濃度逐漸降低變成稀硫酸，因此，參加反應(yīng)的硫酸的實際量要比理論計算值小。根據(jù)題意可得n(H2SO4)＝0.005 L18 molL－1＝0.09 mol，參加反應(yīng)的硫酸n(H2SO4)<0.09 mol，參加反應(yīng)的銅小于2.88 g。 答案：D 2．將一定量的鋅與100 mL 18.5 mol/L濃硫酸充分反應(yīng)后，鋅完全溶解，同時生成氣體A 33.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1 L，測得溶液的pH＝1，則下列敘述中錯誤的是(　　) A．氣體A為SO2和H2的混合物 B．反應(yīng)中共消耗Zn 97.5 g C．氣體A中SO2和H2的體積比為4∶1 D．反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3 mol電子 解析：鋅與濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H2SO4(濃)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應(yīng)的進行，H2SO4的濃度變小，發(fā)生反應(yīng)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，設(shè)反應(yīng)生成的SO2物質(zhì)的量為x，H2物質(zhì)的量為y，則有x＋y＝＝1.5 mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5 mol/L0.1 L－，解得x＝0.3 mol，y＝1.2 mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，參加反應(yīng)的Zn：x＋y＝1.5 mol，質(zhì)量是97.5 g，轉(zhuǎn)移電子：1.5 mol2＝3 mol。 答案：C 3．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將一定量的鐵與濃硫酸加熱，發(fā)現(xiàn)鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量的氣體X。該興趣小組同學(xué)欲通過實驗探究氣體X的成分。 Ⅰ.提出假設(shè) (1)甲同學(xué)認(rèn)為氣體X為SO2。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為氣體X為H2。 (3)丙同學(xué)認(rèn)為氣體X為________。 Ⅱ.設(shè)計實驗 興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置對氣體成分進行驗證，請按要求填寫表格。 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 (1) C中酸性高錳酸鉀溶液顏色________ 證明氣體X中含有________ (2) E中粉末________，F(xiàn)中固體________ 證明氣體X中含有H2 根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，可知X的成分為______________________ ________________________________________________________。 Ⅲ.思考與討論 (1)若混合氣體中含有H2，則生成H2的理論依據(jù)是___________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)如果去掉裝置D，還能否根據(jù)F中的現(xiàn)象判斷得出結(jié)論________(填“能”或“不能”)，原因是_______________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 解析：濃硫酸和鐵在加熱條件下反應(yīng)的過程中，隨著反應(yīng)的進行，硫酸濃度變小，稀硫酸與鐵反應(yīng)生成了H2，所以X為H2和SO2的混合氣體。驗證SO2需要酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液；驗證H2一般利用它與CuO反應(yīng)生成水。 答案：Ⅰ.H2和SO2的混合氣體 Ⅱ.(1)變淺　SO2 (2)由黑色變成紅色　由白色變成藍色　H2和SO2的混合氣體 Ⅲ.(1)隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度變小，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣 (2)不能　因為混合氣體中可能含水蒸氣，會干擾H2的檢驗