2019年高考化学三轮冲刺导学案--硫酸的性质和SO24-的检验(含解析)

2019年高考化学三轮冲刺导学案--硫酸的性质和
SO24-的检验（含解析)
考点剖析 1．硫酸物理性质
纯硫酸为无色油状液体，密度为11.831g mL -⋅，凝同点为283.36 K ，沸点为611 K(质量分数为98.3%的24H SO )。

硫酸能与水以任意比例互溶，溶解时放出大量的热。

溶于水的硫酸发生电离：2244H SO SO 2H -
++。

2．稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性，能使紫色石蕊试液变色，能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应：
(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊溶液变红。

(2)与碱发生中和反应：
(3)与碱性氧化物或碱性气体反应： (4)与活泼金属发生置换反应： (5)与某些盐溶液反应： 3．浓硫酸的三大特性 (1)吸水性
浓硫酸具有吸水性，可以作干燥剂，可以干燥2O 、2H 、CO 、2CO 、2SO 、2Cl 、
HCl 、2N 等气体，但不能干燥3NH 等碱性气体，也不能干燥HBr 、2H S 等还原性气体。

(2)脱水性
物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，浓硫酸按水分子中氢、氧原子的个数比(2:1)夺取被脱水物质中的氢原子和氧原子。

可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的碳(炭化)。

例如，蔗糖与浓硫酸反应：24
H SO 1222112C H O 12C 11H O −−−−→+浓
(3)强氧化性
①与金属反应
加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成2SO ，硫酸表现出强氧化性和酸性。

②与非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氯化为其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为2SO ，浓硫酸只表现出氧化性。

③与其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性，实验室制取2H S 、HBr 、HI 等还原性气体不能选用浓硫酸。

4．24SO -
的检验方法
(1)原理：224
4Ba SO BaSO +-+↓(白色)。

(2)方法：取试样少许，先滴加稀盐酸无气泡、沉淀产生(排除23CO -、23SO -、Ag +
等离子的干扰)，再滴加2BaCl 溶液，若产生白色沉淀，则含有24SO -。

说明：24SO -的检验试剂为组合型试剂，通常可分为4组：
a ．2BaCl 与HCl
b ．2BaCl 与3HNO
c ．()32Ba NO 与HCl
d ．()32Ba NO 与3HNO
选用时视具体情况而定。

例如：当溶液中存在Ag +、2Hg +时，只能选用d 组试
剂；当溶液中存在23SO -时，只能选用a 组试剂，因为b 、c 、d 组试剂混合后均有3HNO 存在，而3HNO 能将23SO -氧化成24SO -，进而生成4BaSO 沉淀。

5．23SO -的检验方法
(1)原理：2322SO 2H SO H O -
++↑+；223
3Ba SO BaSO +-
+↓
(2)方法：取试样少许，加入稀盐酸，将产生的气体通入品红溶液，红色褪去；或加入2BaCl 溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气
味的气体，则含有2
3
SO-。

典例精析
1、有关硫酸性质的实验探究
某同学在实验室研究Fe与H
2SO
4
的反应：
【实验分析】
(1)实验Ⅰ中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为____________。

(2)实验Ⅱ中，铁丝表铁丝表面迅速发黑(Fe
3O
4
)，有少量气体产生，反应很快停
止，这一现象被称为_____。

(3)实验Ⅲ，已知：浓H
2SO
4
的沸点为338.2 ℃，加热试管A，温度保持在250 ℃～
300 ℃，产生大量气体，B中品红褪色，D处始终未检测到可燃性气体。

A中产生的气体是_______，装置C的作用是_______________。

(4)实验Ⅲ结束后，甲同学认为装置C中产生Na
2SO
3
，乙同学认为SO
2
过量，产物
中还可能含有_________，丙同学认为可能还含有Na
2SO
4
，设计简单实验验证
是否含有SO
4
2−，正确的是______。

A．先加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有
2
4
SO-存在
B．先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有2
4
SO-存在
C．先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有
2
4
SO-存在
(5)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，同学们得出以下结论：
①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，浓硫酸的氧化性源于+6价的S 元素，稀硫酸的氧化性源于________。

②影响反应产物多样性的因素有_____________________(至少填两个)。

(2)钝化
(3)SO
2吸收SO
2
防止污染环境
(4)NaHSO
3
C
(5)①+1价H元素(或H+) ②浓度、温度、反应物的量等
2、硫酸盐、2
4
SO-的检验
通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。

对下列实验事实的解释正确．．
的是_______。

现象 解释
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色
该溶液中一定含有Na +，
无K + B
SO 2能使酸性高锰酸钾溶液褪色
SO 2具有漂白性
C
某溶液中先加入稀盐酸无现象，再加入氯化钡溶
液，有白色沉淀生成
该溶液中一定含有24SO -
D 铁加入稀硝酸中有气泡产生
铁与稀硝酸发生了置换
反应
【解析】A ．因黄色光遮挡紫色光，观察钾元素的焰色反应要通过蓝色钴玻璃，否则无法观察到钾元素的颜色，用洁净的Pt 蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，不能说明不含钾元素，故A 错误；B 、SO 2漂白性的实质，是SO 2与水反应生成的H 2SO 3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物，该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色，SO 2能使酸性高锰酸钾褪色是因为SO 2具有还原性，与KMnO 4发生氧化还原反应，加热不能恢复，故B 错误；C 、先加入HCl ，无
明显现象，说明溶液中没有Ag + (沉淀)，没有23CO -、23SO -
(气体)，然后加入BaCl 2
有沉淀出现,那么就是24SO -
造成的BaSO 4沉淀了，故C 正确；D 、金属活动性顺序
表Ag 以前的金属单质与稀硝酸全部反应生成气体(NO 2、NO 、NH 3、N 2O ，看反应条件)，但不生成H 2，故不是置换反应。

故选C 。

对点训练
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 ．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
D ．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
【解析】A ．浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖碳化，故A 错误；B ．浓硫酸与铜的反应应在加热条件下进行，故B 错误；C ．浓硫酸具有强氧化性，在常温下可使铁、
铝等金属在表面生成一层致密的氧化膜而钝化，故C正确；D．浓硫酸可与氨气
反应生成硫酸铵，则不能用于干燥氨气，故D错误；故选C。

2．用如图所示实验装置(夹持仪器己略去)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SO
2
的产生与停止
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．为确认有CuSO
4
生成，向①中加水，观察颜色
【解析】A．在加热的条件下，当铜丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铜
丝时，铜丝与硫酸不接触，反应停止，故可通过上下移动①中铜丝可控制SO
2
的
量，故A正确；B．SO
2
具有漂白性，品红能被二氧化硫漂白，可用品红溶液验证
SO
2的生成，故B正确；C．SO
2
为酸性气体，具有污染性，可与碱发生反应，生
成亚硫酸钠和水，可用NaOH溶液吸收多余的SO
2
，故C正确；D．铜与浓硫酸的
反应Cu+2H
2SO
4
△
CuSO
4
+SO
2
↑+2H
2
O，实验中，铜丝与过量浓硫酸的反应生成是
硫酸铜，试管中含有大量水，不会生成白色固体，CuSO
4溶液呈蓝色，为确认CuSO
4
生成，应用胶头滴管将试管①中的液体取出少量，滴入水中，观察溶液颜色，若溶液显蓝色，证明有硫酸铜生成，反之则无，而不应将水加入过量的浓硫酸中，否则易产生暴沸现象，故D错误；故选D。

3．可以肯定溶液中存在大量SO42−的理由是
A、加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．加入稀盐酸溶液，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
C．加入Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解
D．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解
【解析】A、Ag+可以和多种阴离子反应生成沉淀，此题中Cl−等也能产生白色沉淀AgCl，故错误；B、先加盐酸，排除其他离子的干扰，加入BaCl
2
出现白色沉
淀，说明此溶液中存在2
4
SO ，故正确；C、Ag+产生干扰，加入Ba(OH)2溶液，白色沉淀是AgOH，加入盐酸，生成AgCl，故错误；D、Ag+产生干扰，故错误。

4．下列溶液中能用来区别SO
2和CO
2
气体的是
①石灰水②H
2S溶液③酸性KMnO
4
④氯水⑤品红溶液⑥紫色石蕊试
液
A．①②③⑤ B．①⑥ C．① D．②③④⑤
【解析】①因SO
2和CO
2
均能与石灰水反应生成白色沉淀，则不能鉴别；②只有
二氧化硫与氢硫酸反应生成S沉淀，二氧化碳不能，现象不同，可鉴别；③因二
氧化硫与KMnO
4溶液发生氧化还原反应，观察到KMnO
4
溶液颜色变浅或消失，而
二氧化碳与氯水不反应，则能鉴别；④SO
2
能与氯水中的氯气发生氧化还原反应
生成两种强酸，可使氯水褪色，但CO
2
不能使氯水褪色，可用来鉴别；⑤因二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，而二氧化碳不能，则能鉴别；⑥两种溶液都具有酸性，则不能鉴别；故选D。

5．向25 mL 18.4mo1·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 mo1·L−1H
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
2
O，n(H2SO4)=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。

6．硫代硫酸钠(Na
2S
2
O
3
)是一种重要的化工产品，易溶于水，遇酸易分解，Na
2
S
2
O
3
稀溶液与BaCl
2溶液混合无沉淀生成。

工业制备Na
2
S
2
O
3
的反应为：
S(s)+Na
2SO
3
(aq)
△
Na
2
S
2
O
3
(aq)，产品中常含有少量Na
2
CO
3
、Na
2
SO
3
和Na
2
SO
4。

实验室拟用如下实验装置在C中制备Na
2S
2
O
3。

请回答下列问题：
(1)按如图所示装置进行实验，装置A中反应的化学方程式是______________________。

装置C中可观察到溶液先变浑浊，后又澄清，生成的浑浊物质化学式为___________。

(2)装置B的作用为_________；为保证Na
2S
2
O
3
的产量，实验中通入的SO
2
不
能过量，原因是_________。

(3)为了验证固体硫代硫酸钠工业产品中含有碳酸钠，选用下列装置进行实验：
①实验装置的连接顺序依次____________(填装置的字母代号)，装置C中的试剂为____________。

②能证明固体中含有碳酸钠的实验现象是__________________。

(4)若要检验固体硫代硫酸钠工业产品中含有Na
2SO
3
，需先加水配成稀溶液，
再依次加入的试剂为_____________________和品红溶液。

(2)防止溶液倒吸若SO
2
过量，溶液显酸性，产物会分解
(3)①ADCB 品红溶液②装置C中品红溶液不褪色，B中澄清石灰水变浑浊
(4)氯化钡溶液、盐酸
【解析】 (1)装置A中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，反应的化学方程式
为Na
2SO
3
+H
2
SO
4
(浓)
===Na
2SO
4
+H
2
O+SO
2
↑；二氧化硫能够与硫化钠在酸性溶液中发生氧化还原反应，
生成硫单质，生成的硫有发生S(s)+Na
2SO
3
(aq)
△
Na
2
S
2
O
3
(aq)，因此装置C中可
观察到溶液先变浑浊，后又澄清。

(2)装置B是安全瓶。

可以防止溶液倒吸；根据题意，若SO
2
过量，溶液显酸性，
产物Na
2S
2
O
3
会分解。

(3)碳酸钠能够与酸反应生成二氧化碳，可以利用澄清石灰水检验，但由于混有二氧化硫，因此须用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，并检验，实验装置的连接顺序依次为ADCB，装置C中的作用是检验二氧化硫是否除净，因此选用的试剂为品红溶液。

②能证明固体中含有碳酸钠的实验现象是装置C中品红溶液不褪色，B中澄清石灰水变浑浊。

(4)根据题意，Na
2S
2
O
3
稀溶液与BaCl
2
溶液混合无沉淀生成，若要检验固体硫代硫
酸钠工业产品中含有Na
2SO
3
，需先加水配成稀溶液，再依次加入的试剂为氯化钡
溶液、盐酸和品红溶液，若加入氯化钡溶液生成白色沉淀，过滤后，白色沉淀能够被盐酸溶解，放出的气体能够使品红溶液褪色，证明固体硫代硫酸钠工业产品
中含有Na
2SO
3。