第5章 第1节硫及其化合物
第2课时硫酸、硫酸根离子的检验
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
2．下列各组气体，在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有( )
A．SO2、O2、N2 B．HCl、Cl2、CO2
C．CH4、H2、CO D．SO2、Cl2、O2
3．下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法中正确的是( )
A．浓硫酸、稀硫酸中的酸都难挥发
B．浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，反应的化学方程式相同
C．浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应
D．浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存
4．实验室有两瓶硫酸，分别是浓硫酸和稀硫酸，但由于同学的粗心将标签弄混了，请你帮助该同学选择区分的既简单又可靠的方法( )
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
5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( )
A．酸性 B．脱水性
C．吸水性 D．强氧化性
6．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。(已知酸性条件下NO具有强氧化性，可以氧化含＋4价的硫的微粒)对此实验下述结论正确的是( )
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．加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4
D．此实验能确定Na2SO3是否被部分氧化
7．下列变化的原理相似的是( )
①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小
②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色
③二氧化硫能使品红溶液、氯水褪色
④常温下浓硫酸用铁制容器存放，加热条件下浓硫酸能与木炭反应
⑤二氧化碳、二氧化硫使澄清石灰水变浑浊
A．只有②③④ B．只有④⑤
C．只有③④⑤ D．全部
二、非选择题
8．用如图所示各装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。
(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)：
A接G，H接C，D接 ， 接C，D接B。
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2？乙中 ，第二次使用的丙中 。
(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 。
(5)硫酸有很多的性质，将下列性质对应的字母填入各小题后面对应的横线上：
A．脱水性 B．酸性
C．强氧化性 D．吸水性
Ⅰ.在化学实验中，浓硫酸可作SO2、CO2等气体的干燥剂。
Ⅱ.Na2CO3与H2SO4反应，可生成Na2SO4和CO2。
Ⅲ.向滤纸上滴加浓H2SO4，滤纸变黑。
Ⅳ.在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是( )
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 稀释放热 强氧化性
实验 装置
2．某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置，并对气体产物进行检验，实验装置如图所示。下列结论中正确的是( )
选项 现象 结论
A Ⅰ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色 体现了浓硫酸的吸水性
B Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色 均体现了SO2的漂白性
C Ⅱ中无水硫酸铜变蓝 不能说明反应产物中有H2O
D Ⅲ中溶液颜色变浅，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊 说明有CO2产生
3．日常生活中的食盐是白色的细小晶体，它是由粗盐经过提纯，研细得到的。在“粗盐提纯”的实验中，下列做法正确的是( )
A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌
C．加入试剂的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl
D．用过滤法除去粗盐中的泥沙
4．已知①Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑、②Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。下列说法不正确的是( )
A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸
B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等
二、非选择题
5．工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。如图：
在沸腾炉内FeS2与O2反应生成SO2；在接触室内有催化剂存在下SO2进一步与O2化合生成SO3；SO3经过吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，SO3与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质，仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验装置。
(1)根据上述设计，说明该实验的目的是 。
(2)写出在沸腾炉内发生反应的化学方程式 。
(3)装置甲在本实验中的作用是① ；② ；③ 。
(4)反应中要求乙反应器内氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，控制这一比例的实验现象是 。
(5)实验时发现，丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象。据此可得出什么结论？ 。
(6)请就上述实验装置某一方面说说你对该实验装置的评价。
答案
第五章第5章 第1节硫及其化合物
第2课时硫酸、硫酸根离子的检验
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( C )
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
解析：A中二氧化硫被氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B中的亚硫酸钠被硝酸氧化为硫酸钠，沉淀也是硫酸钡；C中先加硝酸无沉淀，再加氯化钡所得沉淀可能是氯化银；D中先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
2．下列各组气体，在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有( C )
A．SO2、O2、N2 B．HCl、Cl2、CO2
C．CH4、H2、CO D．SO2、Cl2、O2
解析：被干燥气体既不能与浓H2SO4反应，也不能与碱石灰反应，SO2、HCl、Cl2、CO2都能与碱石灰反应。
3．下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法中正确的是( A )
A．浓硫酸、稀硫酸中的酸都难挥发
B．浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，反应的化学方程式相同
C．浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应
D．浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存
解析：浓硫酸、稀硫酸都能与锌反应，但生成的产物不同，B项错误；稀硫酸在加热时不与铜反应，C项错误；常温下浓硫酸能使铁钝化而不能继续反应，稀硫酸能与铁反应，D项错误。
4．实验室有两瓶硫酸，分别是浓硫酸和稀硫酸，但由于同学的粗心将标签弄混了，请你帮助该同学选择区分的既简单又可靠的方法( C )
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
5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是( A )
A．酸性 B．脱水性
C．吸水性 D．强氧化性
6．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。(已知酸性条件下NO具有强氧化性，可以氧化含＋4价的硫的微粒)对此实验下述结论正确的是( C )
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．加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4
D．此实验能确定Na2SO3是否被部分氧化
解析：硝酸可以将＋4价的硫氧化为＋6价，加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4，但加硝酸之前也有可能是BaSO3，所以该实验不能确定Na2SO3是否被部分氧化。
7．下列变化的原理相似的是( B )
①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小
②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色
③二氧化硫能使品红溶液、氯水褪色
④常温下浓硫酸用铁制容器存放，加热条件下浓硫酸能与木炭反应
⑤二氧化碳、二氧化硫使澄清石灰水变浑浊
A．只有②③④ B．只有④⑤
C．只有③④⑤ D．全部
解析：浓硫酸吸水，浓盐酸挥发，导致浓度均减小，二者原理不同，①错误；二氧化硫与品红化合为无色物质，氯气和水反应生成的次氯酸能氧化品红，二者原理不同，②错误；二氧化硫能还原Cl2，使氯水褪色，二氧化硫与品红化合生成无色物质，褪色原理不同，③错误；浓硫酸能使Fe钝化，加热条件下浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，都体现浓硫酸的强氧化性，④正确；二氧化硫、二氧化碳遇澄清石灰水分别生成亚硫酸钙、碳酸钙沉淀，⑤正确。
二、非选择题
8．用如图所示各装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。
(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)：
A接G，H接C，D接F，E接C，D接B。
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2？乙中出现白色沉淀，第二次使用的丙中品红未褪色。
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2。
(4)写出甲中反应的化学方程式C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(5)硫酸有很多的性质，将下列性质对应的字母填入各小题后面对应的横线上：
A．脱水性 B．酸性
C．强氧化性 D．吸水性
Ⅰ.在化学实验中，浓硫酸可作SO2、CO2等气体的干燥剂。D
Ⅱ.Na2CO3与H2SO4反应，可生成Na2SO4和CO2。B
Ⅲ.向滤纸上滴加浓H2SO4，滤纸变黑。A
Ⅳ.在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象。C
解析：(1)根据实验室浓H2SO4氧化木炭的反应原理、条件，固液加热下反应，选择发生装置，酸性高锰酸钾可氧化二氧化硫，用高锰酸钾酸性溶液除SO2，再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，可通过二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊确认。(2)乙中为澄清的石灰水，澄清的石灰水和二氧化碳反应变浑浊，二氧化硫具有漂白性，二氧化硫能使品红褪色，丁装置用酸性高锰酸钾溶液除SO2，再通过品红溶液不褪色。(3)为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，应先除去二氧化硫，用酸性高锰酸钾溶液除SO2。(4)浓硫酸与木炭发生氧化还原反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(5)Ⅰ.浓硫酸可与水形成一系列稳定的水合物，故浓硫酸可吸收物质中游离态的水，具有强烈的吸水性，浓硫酸常用作气体干燥剂，浓硫酸有酸性，可与碱性气体反应，所以只能干燥酸性或中性气体。Ⅱ.Na2CO3与H2SO4反应，可生成Na2SO4和CO2，符合强酸制弱酸原理，体现了硫酸的酸性；Ⅲ.向滤纸上滴加浓H2SO4，滤纸变黑，体现脱水性；Ⅳ.浓硫酸能与铁片反应，使铁片表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与铁片进一步反应，即产生钝化现象，在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象，体现了浓硫酸的强氧化性。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是( D )
选项 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 稀释放热 强氧化性
实验 装置
解析：A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸接触浓硫酸后，会很快因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内气压增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，不能达到实验目的。
2．某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置，并对气体产物进行检验，实验装置如图所示。下列结论中正确的是( CD )
选项 现象 结论
A Ⅰ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色 体现了浓硫酸的吸水性
B Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色 均体现了SO2的漂白性
C Ⅱ中无水硫酸铜变蓝 不能说明反应产物中有H2O
D Ⅲ中溶液颜色变浅，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊 说明有CO2产生
解析：Ⅰ中注入浓硫酸后，可观察到试管中白色固体变为黑色，体现浓硫酸的脱水性，故A错误；Ⅱ中观察到棉球a、b都褪色，a体现了SO2的漂白性，b体现了SO2的还原性，故B错误；Ⅱ中无水硫酸铜变蓝，不能证明有水生成，Ⅱ中品红溶液、溴水均可提供水，故C正确；Ⅲ中溶液颜色变浅，Ⅳ中澄清石灰水变浑浊，可排除二氧化硫的影响，说明有CO2产生，故D正确。
3．日常生活中的食盐是白色的细小晶体，它是由粗盐经过提纯，研细得到的。在“粗盐提纯”的实验中，下列做法正确的是( CD )
A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌
C．加入试剂的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl
D．用过滤法除去粗盐中的泥沙
4．已知①Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑、②Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。下列说法不正确的是( A )
A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸
B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等
解析：从反应方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A项错误；过量的Zn在浓H2SO4中反应先生成SO2，硫酸变稀后生成H2，B项正确；Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4，C项正确；Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中，有1 mol H2SO4被还原时分别生成1 mol SO2和1 mol H2，D项正确。
二、非选择题
5．工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。如图：
在沸腾炉内FeS2与O2反应生成SO2；在接触室内有催化剂存在下SO2进一步与O2化合生成SO3；SO3经过吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，SO3与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质，仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验装置。
(1)根据上述设计，说明该实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果。
(2)写出在沸腾炉内发生反应的化学方程式4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。
(3)装置甲在本实验中的作用是①干燥二氧化硫和氧气；②使SO2和O2充分混合；③调节气体的流速。
(4)反应中要求乙反应器内氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，控制这一比例的实验现象是甲装置中，通氧气的导管口产生气泡的速率大约是SO2导管口的2倍。
(5)实验时发现，丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象。据此可得出什么结论？水与三氧化硫的反应是放热反应；浓硫酸吸收SO3的效果比水好。
(6)请就上述实验装置某一方面说说你对该实验装置的评价。
缺少尾气吸收装置等(合理答案均可)。
解析：(1)该实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果；(2)工业制硫酸，沸腾炉内发生反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。(3)装置甲的作用：①干燥二氧化硫和氧气，吸收水分；②使二氧化硫和氧气充分混合；③通过观察气泡，调节气体的流速。(4)甲装置中，通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通二氧化硫导管口的2倍。(5)丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，说明有水蒸气产生，则水与三氧化硫的反应是放热反应；丙装置一直都没有任何现象说明浓硫酸吸收SO3的效果比水好。(6)SO2和SO3都是大气污染物，必须进行尾气吸收。
