-新教材高中化學(xué)課時檢測23硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)含解析蘇教版必修第一冊

硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)1．國家為了規(guī)范管理危險品，頒布了《危險化學(xué)品目錄》，其中硫酸是危險品，且是三類易制毒。經(jīng)營硫酸，除了要有危險化學(xué)品經(jīng)營許可證，還要辦理非藥品類易制毒化學(xué)品經(jīng)營備案證明。下列關(guān)于硫酸性質(zhì)的描述正確的是()A．濃硫酸有氧化性，稀硫酸無氧化性B．由于濃硫酸具有吸水性，故可用來與蔗糖反應(yīng)做“黑面包”實驗C．稀硫酸與鐵、鋁反應(yīng)，濃硫酸在常溫下與鐵、鋁不反應(yīng)D．濃硫酸與Cu的反應(yīng)中有少量黑色固體生成，可能是CuO解析：選D濃硫酸與金屬反應(yīng)時，硫元素被還原，體現(xiàn)其氧化性，稀H2SO4與金屬反應(yīng)時，氫元素被還原，體現(xiàn)其氧化性，故A錯誤；濃硫酸具有脫水性，可與蔗糖反應(yīng)做“黑面包”實驗，故B錯誤；濃硫酸在常溫下與鐵、鋁發(fā)生鈍化反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化膜，阻止反應(yīng)進一步進行，故C錯誤；少量黑色固體可能是CuO，因CuO為黑色，故D正確。2．通常情況下，以下氣體不能用濃硫酸干燥的是()A．SO2 B．Cl2C．HCl D．H2S解析：選D濃硫酸是酸性干燥劑，可以干燥酸性氣體，如SO2、Cl2、HCl，但不能干燥具有還原性的氣體，如H2S，因為濃H2SO4具有強氧化性，會把H2S氧化。3．下列關(guān)于硫酸的說法正確的是()A．向堿溶液中滴加稀硫酸，溶液的pH逐漸由小變大B．稀硫酸與氯化鋇溶液混合有白色沉淀產(chǎn)生C．稀硫酸能夠使石蕊溶液呈藍色D．稀釋濃硫酸時，要將水沿著器壁緩慢地加入濃硫酸中并不斷攪拌解析：選B向堿溶液中滴加稀H2SO4，發(fā)生中和反應(yīng)，溶液的pH由大變小，A錯誤；稀H2SO4與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀，B正確；稀H2SO4能使石蕊溶液變紅色，C錯誤；稀釋濃H2SO4時，要將濃H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，以防液滴飛濺，D錯誤。4．若將濃硫酸慢慢滴入濃鹽酸中，可能產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是()A．產(chǎn)生黃綠色氣體B．冒白霧，混合物溫度升高C．冒白霧，混合物溫度降低D．液體四濺，冒白煙解析：選B濃硫酸慢慢滴入濃鹽酸中，濃硫酸吸水放熱，混合物溫度升高，HCl揮發(fā)遇水蒸氣形成鹽酸小液滴，呈白霧。5．濃硫酸有許多重要的性質(zhì)，在與含有水分的蔗糖作用過程中未表現(xiàn)出的性質(zhì)是()A．酸性 B．脫水性C．吸水性 D．強氧化性解析：選A蔗糖(C12H22O11)在濃硫酸作用下脫水，生成碳和水(實驗后蔗糖會變黑，黑的就是碳顆粒)，這一過程表現(xiàn)了濃硫酸的脫水性和吸水性；濃硫酸吸水產(chǎn)生的大量熱使?jié)饬蛩岷虲發(fā)生反應(yīng)生成CO2和SO2，這一過程表現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性，整個過程沒有表現(xiàn)酸性，A項符合題意。6．向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量()A．小于0.45molB．等于0.45molC．在0.45mol和0.90mol之間D．大于0.90mol解析：選ACu與稀硫酸不反應(yīng)，在加熱條件下銅和濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)。由反應(yīng)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，參加反應(yīng)的H2SO4有一半被還原，在Cu與濃硫酸的反應(yīng)過程中，濃硫酸的濃度逐漸降低，變成稀硫酸時反應(yīng)將停止，所以0.9molH2SO4與足量銅片反應(yīng)時，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量小于0.45mol。7．下列反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)強氧化性，又表現(xiàn)酸性的是()①2NaCl(固)＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑②C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O③Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O④2FeO＋4H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2OA．①② B．③④C．①③ D．②④解析：選B金屬、金屬氧化物(具有變價的金屬元素處于低價態(tài))與濃硫酸反應(yīng)時，濃硫酸既表現(xiàn)強氧化性又表現(xiàn)酸性；非金屬與濃H2SO4反應(yīng)時，濃H2SO4只表現(xiàn)強氧化性。8．在實驗探究課上，同學(xué)們積極思考，共設(shè)計出如圖所示的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．①③④C．①②④ D．②③④解析：選A濃硫酸吸收空氣中的水放熱，溫度計溫度升高，能證明濃硫酸的吸水性，①正確；濃硫酸吸水，膽礬失去結(jié)晶水，變?yōu)榘咨臒o水硫酸銅，能證明濃硫酸的吸水性，②正確；濃硫酸吸水，飽和硝酸鉀溶液中析出晶體硝酸鉀，能證明濃硫酸的吸水性，③正確；濃硫酸吸水，試管中的水減少，能證明濃硫酸的吸水性，④正確。9．硫酸廠有一輛已存放過濃硫酸的槽罐車，某新工人違反規(guī)定，邊吸煙邊用水沖洗該車，結(jié)果發(fā)生了爆炸事故。下列對引起爆炸的原因分析正確的是()A．濃硫酸遇明火爆炸B．鐵與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣接觸空氣，遇明火爆炸C．濃硫酸遇水發(fā)熱爆炸D．稀釋后的硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣接觸空氣，遇明火爆炸解析：選D濃硫酸加水稀釋后變成稀硫酸，稀硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氫氣接觸空氣，遇明火爆炸。10.如右圖所示，小試管內(nèi)盛有約3mL飽和硫酸銅溶液，與錐形瓶連通的U形細管內(nèi)盛有少量水(為便于觀察，預(yù)先染成紅色)，沿小試管的內(nèi)壁小心地慢慢加入約3mL濃硫酸，靜置片刻?？捎^察到的現(xiàn)象有()A．小試管內(nèi)液體分成兩層，下層藍色，上層無色B．U形管內(nèi)左、右兩邊液面高度無變化C．小試管內(nèi)有少量白色固體析出D．以上現(xiàn)象都沒有，無明顯現(xiàn)象解析：選CA選項，小心加入濃硫酸，會暫時分層，濃硫酸密度大，所以下層無色，上層藍色。B選項，濃硫酸與水溶液混合后，放熱，錐形瓶內(nèi)氣壓增大，U形管左邊液面下降，右邊液面升高。C選項，濃硫酸具有吸水性，飽和硫酸銅溶液析出少量硫酸銅晶體。11．在如圖所示的實驗裝置中，實驗開始一段時間后，對觀察到的現(xiàn)象敘述不正確的是()A．蘋果塊會干癟 B．膽礬晶體表面有“白斑”C．小試管內(nèi)有固體析出 D．pH試紙變紅解析：選D濃硫酸具有吸水性，能夠吸收周圍環(huán)境中的水蒸氣。蘋果塊散發(fā)出的水分、膽礬風(fēng)化產(chǎn)生的水分都可以被濃硫酸吸收，從而導(dǎo)致蘋果塊變干癟、膽礬表面失水而出現(xiàn)不帶結(jié)晶水的白色CuSO4，A、B項正確；濃硫酸溶于水時會放出大量的熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，飽和澄清石灰水中有固體析出，C項正確；濃硫酸幾乎不能電離出H＋，因此pH試紙不會變紅，但會被炭化而變黑，D項錯誤。12．將3.2gCu投入100mL稀硫酸中加熱，沒有明顯變化，若邊加熱邊緩緩加入一定量H2O2，金屬Cu逐漸溶解，則下列說法正確的是()A．反應(yīng)過程中有刺激性氣味的氣體生成B．H2O2對Cu和稀硫酸的反應(yīng)起催化作用C．若Cu和硫酸恰好完全反應(yīng)，則稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1D．反應(yīng)中硫酸既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出強氧化性解析：選C雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化，反應(yīng)化學(xué)方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。從方程式看出無氣體生成，故A錯誤；分析元素的化合價，過氧化氫中氧的化合價從－1→－2，化合價降低，過氧化氫作氧化劑，故B錯誤；3.2g銅的物質(zhì)的量：eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol，從方程式看出，消耗0.05mol硫酸，硫酸的濃度：eq\f(0.05mol,0.1L)＝0.5mol·L－1，故C正確；從方程式看出，反應(yīng)中硫酸中各元素的化合價沒有變化，故只表現(xiàn)出酸性，沒有表現(xiàn)氧化性，故D錯誤。13．根據(jù)如圖所示裝置，回答下列問題。(1)開始加熱后，產(chǎn)生的現(xiàn)象：a處__________________；b處________________________________________。(2)停止反應(yīng)后，用酒精燈在b處微微加熱，產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________。(3)寫出a處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是________________________________________________________________________________________________________________。(5)實驗中，取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18mol·L－1濃硫酸放在試管中共熱，直到反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余，該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認為還有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是________________________________________________________________________________。②下列藥品中能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。a．鐵粉 b．BaCl2溶液c．銀粉 d．NaHCO3溶液解析：(1)濃硫酸與銅片反應(yīng)生成SO2氣體，SO2能使品紅溶液褪色，生成的CuSO4使溶液變藍色。(2)被SO2漂白的品紅紙條加熱時會重新變紅。(4)SO2有毒，不能直接排放到空氣中，用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)隨著反應(yīng)的進行，H2SO4被不斷消耗，且反應(yīng)生成水，使?jié)饬蛩岬臐舛戎饾u減小，當(dāng)變?yōu)橄×蛩釙r，反應(yīng)將會停止，因為銅與稀硫酸不反應(yīng)；可向反應(yīng)結(jié)束后的試管中加入鐵粉或NaHCO3溶液，若有氣泡產(chǎn)生則可證明有余酸。答案：(1)有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍紙條褪色(2)紙條由無色恢復(fù)為紅色(3)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)吸收多余的SO2，防止污染環(huán)境(5)①反應(yīng)過程中濃硫酸被消耗，逐漸變稀，而銅和稀硫酸不反應(yīng)②ad14．在化學(xué)課上圍繞濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)進行如下實驗探究，將適量的蔗糖放入燒杯中，加幾滴水，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)生成的這種黑色物質(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，是大氣的污染物之一，這種有刺激性氣味的氣體為(填化學(xué)式)______________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。(3)根據(jù)蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象，說明濃硫酸具有(填字母)________。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________，說明這種氣體有________性；將(2)中產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體通入氯水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。(5)能否用澄清石灰水鑒別(2)中產(chǎn)生的兩種氣體(填“能”或“不能”)________，若不能，請寫出兩種可以鑒別這兩種氣體的試劑：____________________________。解析：(1)濃硫酸具有脫水性，生成的黑色物質(zhì)為蔗糖與濃硫酸脫水后形成的碳單質(zhì)。(2)濃硫酸具有強氧化性，蔗糖脫水形成的碳單質(zhì)在脫水放出的熱量作用下與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水，具有刺激性氣味的二氧化硫是大氣的污染物之一，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋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，濃硫酸表現(xiàn)出了吸水性、脫水性和強氧化性，B、C、D正確。(4)將(2)中產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體二氧化硫通入品紅溶液中，由于二氧化硫具有漂白性，品紅溶液會褪色，二氧化硫具有還原性，能與氯氣在水中反應(yīng)生成硫酸和鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。(5)(2)中產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化碳通入澄清石灰水中，都能產(chǎn)生白色沉淀，現(xiàn)象相同，不能用澄清石灰水鑒別；二氧化硫具有漂白性可使品紅溶液褪色、具有還原性可使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳不能使品紅溶液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色，二氧化硫和二氧化碳可選用品紅溶液、溴水或酸性高錳酸鉀溶液進行鑒別。答案：(1)C(2)SO2C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O(3)BCD(4)褪色漂白SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(5)不能品紅溶液、溴水或酸性高錳酸鉀溶液15．對下列事實的解釋正確的是()A．蘸有濃硫酸和蘸有濃氨水的玻璃棒靠近沒有白煙，說明硫酸與氨氣不反應(yīng)B．醫(yī)療上可用硫酸鋇作X射線透視腸胃的內(nèi)服藥，是因為硫酸鋇不溶于酸C．向50mL18mol·L－1H2SO4溶液中加入足量的銅片加熱充分反應(yīng)后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量等于0.45molD．常溫下，濃硫酸可以用鋁制容器貯存，說明鋁與濃硫酸不反應(yīng)解析：選B氨氣與揮發(fā)性酸反應(yīng)可形成白煙，硫酸難揮發(fā)，A錯誤；隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度降低，稀硫酸不能與銅反應(yīng)，C錯誤；常溫下濃硫酸使鋁鈍化(化學(xué)變化)，形成致密的氧化膜阻礙了反應(yīng)的繼續(xù)進行，D錯誤。16．將一定量的鋅與100mL18.5mol·L－1濃硫酸充分反應(yīng)后，鋅完全溶解，同時生成33.6L氣體Y(在標準狀況下)。將反應(yīng)后的溶液稀釋到1L，測得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，則下列敘述不正確的是()A．氣體Y是SO2和H2的混合物B．氣體Y中SO2和H2的體積比為4∶1C．反應(yīng)中共消耗97.5g鋅D．反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3mol電子解析：選BZn和濃硫酸反應(yīng)生成SO2，隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸的濃度降低，變成稀硫酸，此時生成H2。反應(yīng)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為18.5mol·L－1×0.1L－0.05mol·L－1×1L＝1.8mol，根據(jù)得失電子守恒：Zneq\o(→,\s\up7(失2mole－))Zn2＋，SOeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up7(得2mole－))SO2,2H＋eq\o(→,\s\up7(得2mole－))H2。此時生成1.5mol氣體，則轉(zhuǎn)移電子為3mol，反應(yīng)完的Zn為1.5mol。則：m(Zn)＝65g·mol－1×1.5mol＝97.5g，n(SO2)＝1.8mol－1.5mol＝0.3mol，n(H2)＝1.5mol－0.3mol＝1.2mol。故混合氣體中n(SO2)∶n(H2)＝0.3mol∶1.2mol＝1∶4。17．硫酸是無機“三大強酸”之一，其產(chǎn)量是衡量一個國家無機化工發(fā)展水平的重要標志。工業(yè)制硫酸的工藝流程如下圖，請據(jù)圖回答下列問題。(1)寫出用硫鐵礦(主要含F(xiàn)eS2)造氣的化學(xué)方程式：__________________________，設(shè)備名稱是________。工業(yè)上往往將硫鐵礦粉碎，目的是_____________________________。(2)催化氧化之前對SO2和空氣的混合氣體進行凈化、干燥的目的是________________。(3)由吸收塔排出的尾氣中SO2的含量如果超過0.50mL·L－1，就要加以處理后才能排出，處理方法之一是用氨水洗滌煙氣脫硫，該過程的化學(xué)方程式是________________。(4)某硫酸工廠每天消耗硫鐵礦石(含F(xiàn)eS2質(zhì)量分數(shù)為60%)20t，生產(chǎn)中三階段的轉(zhuǎn)化率依次為98%、95%、98%，則該工廠一天能生產(chǎn)98.3%的硫酸的質(zhì)量為________t。解析：(1)用硫鐵礦造氣即FeS2與氧氣反應(yīng)生成Fe2O3與SO2。設(shè)備為沸騰爐，將硫鐵礦粉碎，目的是增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使硫鐵礦燃燒充分。(2)爐氣中的雜質(zhì)會造成催化劑中毒。(3)用氨水洗滌煙氣脫硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O或NH3·H2O＋SO2=NH4HSO3。(4)FeS2與H2SO4之間的關(guān)系為FeS2～2SO2～2H2SO412019620t×60%×98%×95%×98%m×98.3%解得m≈18.2t。答案：(1)4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2沸騰爐增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使硫鐵礦燃燒充分(2)防止催化劑中毒(3)2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O(4)18.218．某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng)，設(shè)計如下實驗探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出)：實驗選用細銅絲、98.3%H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等物品，銅絲被卷成螺旋狀，一端沒入濃H2SO4中，另一端露置在液面上方。以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄：材料一：小組交流摘錄,學(xué)生1：加熱前，無現(xiàn)象發(fā)生；加熱后，液面下銅絲變黑，產(chǎn)生氣泡，有細小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進入濃硫酸中，黑色物質(zhì)是什么？值得探究！學(xué)生2：我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì)，后來逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨腆w，我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO4。學(xué)生3：你們是否注意到液面以上的銅絲也發(fā)黑，而且試管上部內(nèi)壁有少量淡黃色S固體凝聚，會不會是液面以上的銅絲與硫發(fā)生了反應(yīng)，我查資料發(fā)現(xiàn)：eq\o(2Cu＋S\o(=,\s\up7(△))Cu2S黑色。)材料二：探究實驗剪輯實驗1將光亮的銅絲在酒精燈火焰上灼燒變黑，然后插入稀硫酸中，銅絲重新變得光亮，溶液呈藍綠色；將光亮的銅絲置入加熱的硫蒸氣中變黑，然后插入稀硫酸中無變化。實驗2截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲，插入稀硫酸中無變化；將濃硫酸液面下方變黑的銅絲，插入稀硫酸，黑色明顯變淺，溶液呈藍綠色。實驗3將溶液中的黑色顆粒狀物質(zhì)，經(jīng)過濾、稀硫酸洗、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱，然后冷卻，用電子天平稱重發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少10%左右。根據(jù)上述材料回答下列問題：(1)A試管上方的長導(dǎo)管的作用是____________；D、E兩支試管中CCl4的作用是_________。(2)加熱過程中