2020-2021学年苏教版必修1 专题4 第1单元 第2课时 硫酸的制备和性质 作业

专题4硫、氮和可持续发展
第一单元含硫化合物的性质和应用
第2课时硫酸的制备和性质
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知识点一：硫酸的性质
1．下列关于浓硫酸的叙述正确的是()
A．浓硫酸具有吸水性，因而可使蔗糖炭化
B．浓硫酸与铁加热后发生反应，生成的气体可能是混合物
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，故无化学反应发生
解析：浓硫酸具有脱水性，因而可使蔗糖炭化，A错误；浓硫酸与铁加热后发生反应，随着反应的进行，硫酸浓度减小，稀硫酸和铁反应生成氢气，因此生成的气体可能是混合物(SO2、H2)，B正确；浓硫酸是一种干燥剂，具有强氧化性和酸性，因此不能够干燥氨气，C错误；浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化，钝化是化学变化，D错误。

答案选B。

答案：B
2．将pH试纸蘸取浓H2SO4后，试纸的颜色将变为()
A．蓝B．黑
C．红D．白
解析：浓H2SO4具有脱水性，使试纸炭化变黑。

答案：B
3．通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是()
A．SO2、Cl2、H2S B．O2、H2、SO2
C．NH3、H2、Cl2D．CO、SO3、O2
解析：浓硫酸具有强氧化性和酸性，不能干燥还原性气体和碱性气体，特别注意浓硫酸能吸收SO3气体，所以浓硫酸不能干燥SO3。

答案：B
4．下列反应浓硫酸只表现氧化性的是()
A．实验室用浓硫酸干燥氯气、氯化氢、二氧化硫等气体
B．将HI与浓硫酸混合，有紫色蒸气产生
C．浓硫酸与氧化亚铁反应，生成硫酸铁
D．用浓硫酸在木制品上“烙”字画
解析：A项利用浓硫酸吸水性；B项利用浓硫酸强氧化性；C项利用浓硫酸的强氧化性和酸性；D项利用浓硫酸的脱水性。

答案：B
5．某学习小组进行浓硫酸对蔗糖的脱水实验，“在200 mL烧杯中放入20 g 蔗糖(C12H22O11)，加入适量水，搅拌均匀，然后再加入15 mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌”进行如下探究。

(1)观察现象：蔗糖先变黄，再逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状黑色物质，同时闻到刺激性气味。

按压此黑色物质时，感觉较硬，放在水中呈漂浮状态。

同学们由上述现象推测出下列结论：①浓硫酸具有强氧化性；②浓硫酸具有吸水性；③浓硫酸具有脱水性；④浓硫酸具有酸性；⑤黑色物质具有强吸附性，其中依据不充分的是________(填序号)。

(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物，同学们设计了如下装置：
试回答下列问题：
①图1的A 中最好选用图2中的装置________(填编号)。

②图1的B 装置所装试剂是________________________；D 装置中试剂的作用是____________________；E 装置中发生的现象是____________________。

③图1的A 装置中使蔗糖先变黑的化学反应方程式为________________；后体积膨胀的化学方程式为________________________。

④某学生进行实验时，发现D 瓶品红不褪色，E 装置中有气体逸出，F 装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，推测F 装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因____________________________________。

解析：(1)闻到刺激性气味说明浓硫酸具有强氧化性；蔗糖先变黄，再逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状黑色物质说明浓硫酸具有脱水性；体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状黑色物质说明黑色物质具有强吸附性；此实验不能说明浓硫酸具有吸水性，酸性。

(2)①蔗糖与浓硫酸反应为固液不加热装置，反应后，蔗糖体积膨胀，应选用容积较大的反应器，所以选装置Ⅱ；②B 中盛放品红溶液，检验二氧化硫，用E 中的氢氧化钡溶液检验二氧化碳，但要先除去二氧化硫，因为二氧化硫也能使Ba(OH)2溶液变浑浊，所以C 中酸性高锰酸钾溶液的作用是除去二氧化硫，D 中品红溶液检验SO 2是否被除尽；③浓硫酸有脱水
性，能使蔗糖脱水生成C ，化学方程式为C 12H 22O 11(蔗糖)――→浓硫酸
12C ＋11H 2O ；浓硫酸有强氧化性能将C 氧化成二氧化碳，化学方程式为2H 2SO 4(浓)＋C=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ；④D 瓶品红不褪色，说明气体中无二氧化硫，E 装置中有气体逸出，气体不是二氧化碳，气体可能是浓硫酸将C 氧化成的一氧化碳，CO 气体能还原热的酸性高锰酸钾，故F 装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅。

答案：(1)②④
(2)①Ⅱ
②品红溶液 检验SO 2是否被除尽 溶液出现白色浑浊
③C 12H 22O 11(蔗糖)――→浓硫酸 12C ＋11H 2O 2H 2SO 4(浓)＋C =====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O
④CO 气体能还原热的酸性高锰酸钾溶液
知识点二：Cu 与浓H 2SO 4的反应
6．向25 mL 18.4 mol·L －1 H 2SO 4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H 2SO 4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
解析：18.4 mol·L －1 H 2SO 4为浓硫酸，溶液中加入足量的铜片并加热发生Cu
＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，n (H 2SO 4)＝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H 2SO 4的物质的量小于0.23 mol ，故选A 。

答案：A
7．用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)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中铜丝可控制生成SO 2的量
B ．②中选用品红溶液验证SO 2的生成
C ．③中选用NaOH 溶液吸收多余的SO 2
D ．该反应中浓硫酸表现了强氧化性和脱水性
解析：铜丝上下移动可以控制反应的发生和停止，进而控制二氧化硫的量，A 正确；二氧化硫能使品红褪色，B 正确；二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，C 正确；该反应中有硫酸铜、SO 2和水生成，反应中体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，没有体现脱水性，D 错误。

答案选D 。

答案：D
8．将1.6 g 铜与足量浓硫酸混合加热，使其充分反应。

(1)该反应的化学方程式是______________________。

(2)反应后生成的气体在标准状况下的体积为________L 。

(3)将反应后溶液加水稀释至50 mL ，所得溶液中Cu 2＋的物质的量浓度为
________mol·L －1。

(4)将该铜盐与足量氢氧化钠反应则生成沉淀的质量是________g 。

解析：根据反应Cu ＋2H 2SO 4(浓) =====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 可知，1.6 g 铜与足量浓硫酸反应，铜完全反应，故反应后生成的气体的体积为 1.6 g 64 g·mol －1
×22.4 L·mol －1＝0.56 L ；将反应后溶液加水稀释至50 mL ，所得Cu 2＋的物质的量
浓度为 1.6 g 64 g·mol －1×0.05 L
＝0.5 mol·L －1；将该铜盐与足量氢氧化钠反应生成沉淀的质量是 1.6 g 64 g·mol
－1×98 g·mol －1＝2.45 g 。

答案：(1)Cu ＋2H 2SO 4(浓) =====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
(2)0.56 (3)0.5 (4)2.45
知识点三：硫酸的工业制法
9.在硫酸工业生产中，为了有利于SO 2的转化，且能充分利用热能采用了中间有热交换器的接触室(如图)。

按此密闭体系中气体的流向，则在A 处流出的气体为( )
A ．SO 2
B ．SO 3、O 2
C ．SO 2、O 2
D ．SO 2、SO 3
解析：SO 2和O 2进入接触室前，先预热，所以A 处流出的气体是被加热后的SO 2和O 2的混合气体，C 项正确。

答案：C
1．a 、b 、c 、d 、e 分别是Cu 、Na 、Fe 、Al 、Mg 五种金属中的一种。

已知
(1)a 、c 均能与稀硫酸反应放出气体；(2)除b 以外，其余金属都能从d 的硫酸盐溶液中置换出单质d ；(3)c 与强碱反应放出气体；(4)c 、e 在冷浓硫酸中发生钝化。

由此判断a 、b 、c 、d 、e 依次为( )
A ．Fe 、Cu 、Al 、Na 、Mg
B ．Mg 、Cu 、Al 、Na 、Fe
C ．Al 、Cu 、Mg 、Na 、Fe
D ．Mg 、Na 、Al 、Cu 、Fe
解析：由(3)(4)知c 为Al ，e 为Fe ，排除A 、C 两项；由(2)知，若b 为Cu ，则d 应该为活泼性相对较弱的Fe ，这种情况不存在，因为e 为Fe ，d 不可能为Fe ，故b 只能为活泼性较强的Na ，则a 为Mg ，d 为Cu ，D 项正确。

答案：D
2．将一定量的锌放入100 mL 18.4 mol/L 浓硫酸中加热，充分反应后锌完全溶解，同时生成气体X 22.4 L(标准状况)。

将反应后的溶液稀释至0.8 L ，测得溶液c (H ＋)＝0.1 mol/L ，则下列判断错误的是( )
A ．气体X 为SO 2和H 2的混合物
B ．气体X 中SO 2与H 2的体积相等
C ．反应中共转移2 mol 电子
D ．反应中共消耗Zn 65 g
解析：稀释至0.8 L 时，c (H ＋)＝0.1 mol·L －1，说明硫酸过量，反应的硫酸的
物质的量为100×10－3
×18.4－0.8×0.1×12 mol ＝1.8 mol ，假设只生成SO 2，发生的反应是Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，SO 2的体积为1.8×22.4/2 L ＝20.16 L<22.4 L ，说明除生成SO 2外，还有氢气，故A 说法正确；设生成SO 2的物质的量为x mol ，则氢气的物质的量为(22.4/22.4－x ) mol ，生成SO 2消耗的硫酸的物质的量为2x mol ，生成氢气消耗的硫酸的物质的量为(1－x ) mol ，则根据A 选项的分析，有2x ＋(1－x )＝1.8，解得x ＝0.8 mol ，氢气的物质的量为0.2 mol ，两者体积不同，故B 说法错误；转移电子的物质的量为(0.8×2＋0.2×2) mol ＝2 mol ，故C 说法正确；根据得失电子守恒，消耗的锌的质量为2×65/2 g ＝65 g ，故D 说法正确。

答案：B
3．硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车。

某工人违反规程，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(常温下)产生的氧化物爆炸
D．稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气并遇明火而爆炸
解析：常温下铁遇浓硫酸发生钝化，但工人用水冲洗使浓硫酸稀释，稀硫酸与铁反应产生H2，遇明火爆炸。

答案：D
4．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。

实验中甲同学将a g铜片和12 mL 18 mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。

请回答下列问题：
(1)写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：
_________________________________________________________________。

(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是________________。

实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决(实验用品自选)________________。

装置B的作用是储存多余的气体。

当D处有明显现象后，关闭活塞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______________________________。

B 中应放置的液体是________(填字母)。

A．饱和Na2SO3溶液
B．酸性KMnO4溶液
C．浓溴水
D ．饱和NaHSO 3溶液
(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸，还是未能使Cu 完全溶解，你认为原因是________________________。

足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是______(填字母)。

A ．Fe
B ．BaCl 2溶液
C ．Ag
D ．Na 2CO 3溶液
(4)实验中甲同学向A 中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是________(填名称)，该反应的化学方程式是____________________________________________。

解析：铜只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应。

二氧化硫可以使品红褪色，可以用氢氧化钠溶液吸收，为防止污染，试管口用浸有氢氧化钠溶液的棉花团堵住。

B 装置的作用是储气，所以应盛放饱和NaHSO 3溶液，以降低SO 2的溶解度。

答案：(1)Cu ＋2H 2SO 4(浓) =====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
(2)品红溶液褪色 用浸有氢氧化钠溶液的棉花团塞在试管口 试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 D
(3)随着硫酸的消耗，浓硫酸的浓度不断减小，稀硫酸与铜不反应 AD
(4)氧气 2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2=====△2CuSO 4＋2H 2O。