新教材412 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质练习苏教版高中化学必修第一册解析版.docx
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新教材412硫酸的工业制备浓硫酸的性质练习苏教版高中化学必修第一册解析版
硫酸的工业制备浓硫酸的性质练习(解析版)
1.在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
浓硫酸具有强腐蚀性,选择腐蚀性标志
作警示标记,而B中为剧毒标志、C中为易燃标志、D中为禁止标志,故选A。
2.下列有关浓硫酸的叙述,正确的是
A.有脱水性,能夺取纸张中的水分子使之碳化
B.有吸水性,可以用来干燥某些非碱性的气体,如:
O2、HCl、CO2
C.有难挥发性,可与挥发性酸的盐反应制取相应气体,如:
HF、HI
D.有强氧化性,可以将H2S、SO2气体氧化
【答案】B
【解析】
A、浓硫酸脱水性是将纸张中氢与氧以水的组成脱去,而纸张中无水分子,故A错误;
B、浓硫酸具有吸水性,可以干燥O2、HCl、CO2等非碱性的气体,故B正确;
C、碘化氢具有还原性,而浓硫酸有强氧化性,所以碘化氢不能用浓硫酸制取,故C错误;
D、二氧化硫中的硫是+4,而浓硫酸中的硫为+6价,两者之间无硫的中间价态,所以二氧化硫不能被浓硫酸氧化,故D错误;
故答案选B。
【点睛】
浓硫酸具有三大特性:
吸水性、脱水性、强氧化性;吸水性是吸收现有的水,脱水性是指将有机物中氢与氧以水的组成脱去,强氧化性是指与还原剂反应,一般被还原为SO2。
3.实验室进行Cu与浓硫酸的反应、相关物质的检测实验如图。
下列说法正确的是
A.用装置制备SO2和CuSO4
B.用装置②检验SO2和尾气处理
C.用装置③稀释反应后溶液,检验Cu2+
D.用装置④测定反应后剩余H2SO4的物质的量
【答案】C
【解析】
A.Cu与浓硫酸反应制SO2,反应需要加热,故A错误;
B.用装置②检验SO2和尾气处理,盛装品红溶液的试剂瓶中,导管应该长进短出,尾气处理应该防倒吸,故B错误;
C.铜和浓硫酸反应后,浓硫酸有剩余,因此应该将烧瓶中的反应液慢慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,故C正确;
D.氢氧化钠应该用碱式滴定管盛装,故D错误;
答案选C。
4.将稀硫酸、浓硫酸、氯水分别滴在蓝色石蕊试纸上,最后试纸呈现的颜色依次是
A.红色、黑色、白色B.红色、白色、白色
C.红色、红色、红色D.黑色、红色、白色
【答案】A
【解析】
稀硫酸具有酸性,能够使石蕊变红;
浓硫酸具有脱水性,能够使石蕊试纸炭化变黑;
氯水中含有氢离子和次氯酸分子,具有酸性和漂白性,能够使蓝色石蕊试纸先变红色,再褪色;
故合理选项是A。
5.常温下,可以用铁或铝制的容器贮存浓硫酸,下列叙述中,错误的是
A.浓硫酸具有强还原性
B.贮存浓硫酸的容器要密封,因为浓硫酸容易吸收空气中的水蒸气
C.浓硫酸可以使硫酸铜晶体由蓝色变为白色
D.常温下,浓硫酸可以使铁或铝钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行
【答案】A
【解析】
A.浓硫酸具有强氧化性,A项错误;
B.浓硫酸具有吸水性,因此贮存浓硫酸的容器要密封,因为浓硫酸容易吸收空气中的水蒸气,B项正确;
C.浓硫酸具有吸水性,可吸收硫酸铜晶体表面的结晶水,使之由蓝色变为白色,C项正确;
D.常温下,浓硫酸可以使铁或铝钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,D项正确;
答案选A。
6.下列各组气体中,通常情况下能共存,并都能用浓硫酸和碱石灰干燥的是
A.SO2,H2S,O2B.NH3,H2,N2
C.N2,H2,COD.HCl,Cl2,CO2
【答案】C
【解析】
A.二氧化硫与硫化氢之间能够发生反应,不能共存,且二氧化硫和硫化氢都能够与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,A项错误;
B.NH3能和浓硫酸反应,所以不能用浓硫酸干燥,B项错误;
C. N2、H2、CO之间不反应,且都不与浓硫酸、碱石灰反应,所以都能用浓硫酸和碱石灰干燥,C项正确;
D. HCl、Cl2、CO2都能够与碱石灰反应,不能使用碱石灰干燥,D项错误;
答案选C。
7.浓H2SO4在下列反应中,既表现氧化性,又表现酸性的是()
A.Cu+2H2SO4(浓)→CuSO4+SO2↑+2H2O
B.C+2H2SO4(浓)→CO2+2SO2↑+2H2O
C.2NaOH+H2SO4(浓)→Na2SO4+2H2O
D.Fe2O3+3H2SO4(浓)→Fe2(SO4)3+3H2O
【答案】A
【解析】
A.Cu+2H2SO4(浓)→CuSO4+SO2↑+2H2O,浓H2SO4既表现氧化性,又表现酸性,符合题意;
B.C+2H2SO4(浓)→CO2+2SO2↑+2H2O,浓H2SO4表现氧化性,不合题意;
C.2NaOH+H2SO4(浓)→Na2SO4+2H2O,浓H2SO4表现酸性,不合题意;
D.Fe2O3+3H2SO4(浓)→Fe2(SO4)3+3H2O,浓H2SO4表现酸性,不合题意。
答案是A。
【点睛】
对于酸参加的反应,若酸中所含元素价态升高,则酸表现出还原性;若酸中所含元素价态降低,酸表现出氧化性;若有盐生成,则酸表现出酸性。
8.下列说法正确的是( )
A.二氧化硅溶于水生成硅酸,它是挥发性酸
B.常温下浓硫酸不与铁、铝反应,所以可以用铁制或铝制容器盛装冷的浓硫酸
C.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥HCl、NH3、Cl2等气体
D.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌
【答案】D
【解析】
A、SiO2是难溶于水的氧化物,不与水反应生成硅酸,故A错误;
B、常温下,浓硫酸与铁、铝发生钝化反应,阻碍反应进行,因此可以用铁制或铝制容器盛装冷的浓硫酸,故B错误;
C、浓硫酸具有吸水性,能干燥HCl、Cl2等,NH3能与硫酸发生反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气,故C错误;
D、浓硫酸的密度大于水,且遇水放出大量的热,因此稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,故D正确;
答案为D。
9.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
据此,下列说法正确的是()
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1
B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49%
C.配制250mL4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸62.5mL
D.该硫酸50.0mL与足量的铜反应可得到标准状况下SO2气体10.304L
【答案】C
【解析】
A、利用c=
=
=18.4mol·L-1,故A错误;
B、令硫酸的体积为VmL,稀释过程中溶质的质量不变,即m(H2SO4)=VmL×1.84g/cm3×98%,水的体积为VmL,则水的质量为Vg,溶液的质量为(VmL×1.84g/cm3+Vg),稀释后所得溶液的质量分数为
×100%=63.5%>49%,故B错误;
C、根据溶质的物质的量不变,得出250×10-3L×4.6mol·L-1=V(H2SO4)×10-3L×18.4mol·L-1,V(H2SO4)=62.5mL,故C正确;
D、铜是足量的,铜只与浓硫酸反应,不与稀硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸浓度逐渐变稀,反应将会停止,根据所给信息,无法计算出SO2的体积,故D错误;
答案为C。
【点睛】
等质量的98%的硫酸与水混合所得溶液的质量分数等于49%;98%的硫酸与等体积的水混合,由于硫酸的密度大于水,所得溶液的质量分数大于49%。
10.已知酸性条件下有反应:
2Cu+=Cu2++Cu。
氢气还原氧化铜实验由于反应温度不同,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。
某同学对某次氢气还原氧化铜的红色固体产物做了如下实验,实验操作和实验现象列表如下:
加入
试剂
稀硫酸
浓硫酸
并加热
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
红色固体
不反应
无色气体
无色气体
蓝色溶液
红棕色气体
蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( )
A.是Cu2OB.是Cu
C.一定有Cu,可能有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu
【答案】B
【解析】
依据题干条件,酸性条件下亚铜离子会发生自身氧化还原反应,铜与浓硫酸加热反应反应生成二氧化硫气体是无色的;常温下铜与稀硝酸、浓硝酸反应生成无色气体和红棕色气体,且所得溶液都呈蓝色。
【详解】
已知酸性条件下有反应:
2Cu+=Cu2++Cu,把氢气还原氧化铜实验可能产生Cu或Cu2O,加入稀硫酸红色固体不反应,说明一定无氧化亚铜存在,铜不与稀硫酸反应;加入浓硫酸加热有无色气体生成说明铜和浓硫酸反应生成二氧化硫无色气体,说明是铜;加入稀硝酸生成无色NO气体和硝酸铜蓝色溶液,说明是金属铜;与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2和硝酸铜蓝色溶液,说明是金属铜的性质;综上所述,本次氢气还原氧化铜的产物红色固体只能是铜;
故合理选项是B。
【点睛】
本题考查了铜与浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸的反应特征,铜不与稀硫酸反应,氧化亚铜在酸中能发生歧化反应的信息应用,正确理解题意是解题的保障。
11.为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的气体产物,某同学选用了如图所示的实验装置。
下列说法错误的是
A.B装置用来检验产物中是否有水蒸气
B.拆除E装置也能达到实验目的
C.F装置中出现白色浑浊证明产物中一定有CO2生成
D.C装置用来检验产物中是否有SO2生成
【答案】C
【解析】
浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生二氧化硫、二氧化碳、水,用无水硫酸铜检验水蒸气,用品红溶液检验二氧化硫,用澄清石灰水检验二氧化碳,由于二氧化硫与澄清石灰水也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要除去二氧化硫,品红溶液C检验SO2,通过溴水除去SO2,品红溶液E检验二氧化硫除尽,品红溶液E不褪色,F中澄清石灰水变浑浊,说明生成二氧化碳。
【详解】
A、无水硫酸铜遇水变蓝,B装置中无水硫酸铜用来检验产物中是否有水蒸气,故A正确;
B、气体通过溴水除去了SO2,所以拆除E装置也能达到实验目的,故B正确;
C、E中品红溶液不褪色、F中澄清石灰水变浑浊,才能证明产物中一定有CO2生成,故C错误;
D、SO2能使品红褪色,所以C装置用来检验产物中是否有SO2生成,故D正确。
【点睛】
本题侧重分析与实验能力的考查,关键是排除干扰、理解检验的顺序,注意证明产物中一定有CO2生成的现象是E中品红溶液不褪色,F中澄清石灰水变浑浊。
12.50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热,被还原的硫酸的物质的量
A.小于0.45mo1B.等于0.45molC.在0.45mol和0.9mol之间D.大于0.9mo1
【答案】A
【解析】
50mL18mol/L的硫酸中n(H2SO4)=18mol/L×0.05L=0.9mol,由Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O可知,被还原的硫酸的物质的量理论上是参加反应的硫酸的一半,但随着反应的进行,浓硫酸溶液的浓度逐渐减小,而铜与稀硫酸并不反应,因此,被还原的硫酸的物质的量应小于一半,所以作氧化剂的硫酸的物质的量小于0.45mol,即被还原的硫酸的物质的量小于0.45mol。
故选A。
13.硫酸工业在国民经济中占有重要地位.工业制硫酸主要的生产流程如图:
(1)工业制硫酸通常以 为原料,经造气、 、吸收三个主要生产阶段;
(2)硫酸生产的尾气中含有少量的SO2,通常用 来吸收处理;
(3)在工业生产中,反应条件有重要的作用.请回答:
①除去原料气中的有毒物质是为了防止 ;
②使用催化剂是为了提高 .
【答案】
【解析】
试题分析:
(1)依据工业制硫酸的工艺流程分析回答.工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧造气、催化氧化、吸收;
(2)吸收塔排放的尾气中含有少量的SO2,防止污染大气、充分利用原料,通常用氨水来吸收处理;
(3)①原料中的有害杂质能使催化剂失去活性;
②催化剂只改变速率不改变平衡,不改变转化率.
解:
(1)工业制硫酸通常以黄铁矿为原料经过如下反应三步:
第一步:
SO2的制取(造气).主要原料是黄铁矿和空气,在高温下煅烧,使硫元素转变成SO2气体,反应方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2,设备为沸腾炉;
第二步:
SO3的制取(催化氧化).从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘,进入接触室在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,设备为接触室;
第三步:
硫酸的生成(吸收).从接触室中出来的气体进入吸收塔,为避免酸雾形成需用98.3%浓H2SO4吸收;
故答案为:
黄铁矿;催化氧化;
(2)SO2通常用足量氨水吸收,然后再用稀硫酸处理,发生SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(或SO2+NH3+H2O=NH4HSO3)、(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O[或2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O],优点为生成的(NH4)2SO4作化肥,二氧化硫可循环利用,
故答案为:
氨水;
(3)①原料中的有害杂质,能使催化剂失去活性,所以除去原料气中的有害物质是为了防止催化剂中毒,
故答案为:
催化剂中毒;
②催化剂缩短到达平衡时间,不影响平衡移动,二氧化硫的转化率不变,所以使用催化剂是为了提高反应速率,故答案为:
反应速率.
点评:
本题考查浓硫酸的性质及制备,把握制备浓硫酸的工艺流程及设备的作用、发生的化学反应为解答的关键,题目难度中等.
14.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_____________________________,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括号中:
A.脱水性B.酸性C.强氧化性D.吸水性
Ⅰ.在化学实验中,浓硫酸可做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(_______)
【答案】FE澄清石灰水变浑浊品红不退色除去气体中的SO2C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2ODBAC
【解析】
【分析】
浓硫酸与木炭粉反应C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O,实验目的是验证反应产生的各种产物。
水蒸气通常用无水硫酸铜检验,SO2用品红溶液检验,用澄清石灰水检验CO2。
因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊:
Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O,所以在检验CO2前必须除尽SO2,并实验证明SO2已经除尽,以此连接实验装置。
浓硫酸具有强酸性,能够制取碳酸产生CO2,浓硫酸的强氧化性使铁钝化,浓硫酸的吸水性使浓硫酸可作某些气体的干燥剂,浓硫酸能够将纤维素中的氢、氧元素按水的比例脱下,生成水而使纤维素炭化。
由此分析。
【详解】
(1)本实验的目的是验证浓硫酸与木炭粉反应产生的水蒸气、二氧化硫、二氧化碳。
应该先用无水硫酸铜验证水蒸气,再用品红溶液检验SO2。
因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊,在检验CO2前必须除去气体中的SO2。
酸性KMnO4溶液能充分吸收SO2,再用品红溶液证明SO2已除尽,最后用澄清石灰水验证CO2。
所以连接上述装置的正确顺序是A接G,H接C,D接F,E接C,D接B。
(2)只有丙中品红不退色,才能确信SO2已经除尽;能够使澄清石灰水变浑浊的只有CO2,所以表明已检验出CO2的实验现象是乙中澄清石灰水变浑浊,丙中品红不退色。
(3)KMnO4酸性溶液能够充分吸收SO2气体:
2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,所以丁中酸性KMnO4溶液的作用是除去气体中的SO2。
(4)加热条件下浓硫酸氧化木炭粉的化学方程式为C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(5)I、浓硫酸具有吸收性,能干燥SO2、CO2等气体,答案选D;II、硫酸属于强酸,强酸制弱酸,答案选B。
III、浓硫酸具有脱水性,滤纸的主要成分是纤维素[(C6H10O5)n],(C6H10O5)n
6nC+5nH2O,答案选A。
IV、浓硫酸具有强氧化性,常温下浓硫酸能使铁的表面形成一层致密氧化物薄膜阻止浓硫酸与铁继续反应(称为钝化),答案选C。
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