高中化學(xué)課時評價練專題4第一單元第2課時硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)

二十硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)1．(教材二次開發(fā)·原創(chuàng)題)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)的描述中，不正確的是()A．濃硫酸有強(qiáng)氧化性，稀硫酸也有氧化性B．由于濃硫酸具有脫水性，故可用來與蔗糖反應(yīng)做“黑面包”實(shí)驗(yàn)C．稀硫酸與鐵、鋁反應(yīng)，濃硫酸在常溫下不與鐵、鋁反應(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C。濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，稀硫酸中H＋具有氧化性，A正確；濃硫酸可將有機(jī)物中氫、氧兩種元素按水的組成比脫去，使蔗糖變黑而成“黑面包”，表現(xiàn)了濃硫酸的脫水性，B正確；濃硫酸在常溫下可將鐵、鋁氧化，在其表面形成致密的氧化物薄膜而鈍化，C錯誤。2.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室(如圖)，按此密閉體系中氣體的流向，則在A處流出的氣體含有()A．僅SO2 B．SO3、O2C．SO2、O2 D．SO2、SO3【解析】選C。A處流出的是已經(jīng)過熱交換器預(yù)熱的原料氣SO2和O2?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】某冶煉廠利用煉銅產(chǎn)生的SO2生產(chǎn)硫酸，變廢為寶，化害為利。其原理是()A．利用了SO2的水溶性，將SO2直接通入水中B．利用了SO2的氧化性，將SO2直接通入水中C．利用了SO2的氧化性，使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3，再與水反應(yīng)D．利用了SO2的還原性，使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3，再與水反應(yīng)【解析】選D。利用SO2生產(chǎn)硫酸發(fā)生的反應(yīng)為SO2與O2反應(yīng)生成SO3，體現(xiàn)SO2的還原性。3．某同學(xué)通過查閱得到以下資料：材料一：BaSO4、BaSO3都難溶于水，BaSO4難溶于強(qiáng)酸，但BaSO3可溶于強(qiáng)酸，故BaSO4作為造影劑用于X射線檢查，而BaSO3不能。材料二：三氯化鐵與二氧化硫能發(fā)生下列反應(yīng)：2FeCl3＋SO2＋2H2O=FeCl2＋FeSO4＋4HCl。在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入一定量的SO2，有白色沉淀生成，由此得出的結(jié)論中正確的是()A．白色沉淀是BaSO3B．無法確定白色沉淀的成分C．白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物D．FeCl3被SO2還原為FeCl2【解析】選D。由題意知BaSO3不能在酸性溶液中存在，而Fe3＋可以將SO2氧化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，自身被還原為Fe2＋，故沉淀為BaSO4，故只有D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】已知①Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑、②Zn＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。下列說法不正確的是()A．濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸B．過量的Zn在濃硫酸中反應(yīng)可得SO2和H2C．Zn與稀硫酸反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是ZnSO4D．不管是濃硫酸還是稀硫酸，若反應(yīng)過程中被還原的H2SO4物質(zhì)的量相等，則生成氣體的物質(zhì)的量相等【解析】選A。從反應(yīng)方程式知濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A項(xiàng)錯誤；過量的Zn在濃硫酸中反應(yīng)先生成SO2，硫酸變稀后生成H2，B項(xiàng)正確；Zn與稀硫酸反應(yīng)，被氧化，氧化產(chǎn)物是ZnSO4，C項(xiàng)正確；Zn分別與濃硫酸和稀硫酸的反應(yīng)中，有1molH2SO4被還原時分別生成1molSO2和1molH2，D項(xiàng)正確。4.如圖小試管中盛有幾毫升水，與大試管連通的U形細(xì)玻璃管內(nèi)放有少量水(已染成紅色)。如沿小試管壁小心地慢慢注入3mL濃硫酸，靜置片刻后，U形細(xì)玻璃管中可觀察到的液面現(xiàn)象是()A．左高右低 B．左低右高C．左右一樣高 D．來回振動【解析】選B。濃硫酸稀釋時放出大量的熱，使管內(nèi)的氣體膨脹，壓強(qiáng)增大，所以U形細(xì)玻璃管內(nèi)水的液面左低右高。5．蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.濃硫酸在實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)了脫水性和強(qiáng)氧化性B．可以用足量品紅溶液分離兩種酸性氧化物C．出現(xiàn)澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，說明反應(yīng)產(chǎn)生了CO2D．雖然改進(jìn)裝置能夠?qū)⒂卸練怏w吸收，但仍需按要求規(guī)范操作【解析】選C。A.蔗糖遇濃硫酸炭化，體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性，該反應(yīng)中生成了CO2和SO2氣體，體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，故A正確；B.SO2可與品紅溶液反應(yīng)使品紅溶液褪色，CO2與品紅溶液不反應(yīng)，則可以用足量品紅溶液分離兩種酸性氧化物，故B正確；C.CO2和SO2都能使澄清石灰水變渾濁，不能說明生成了CO2，應(yīng)先排除SO2的干擾，故C錯誤；D.該反應(yīng)放熱且生成的SO2有毒，所以雖然改進(jìn)裝置能夠?qū)⒂卸練怏w吸收，但該反應(yīng)比較劇烈，產(chǎn)生大量氣體和熱量，利用上述密閉裝置，如果沒有按照規(guī)范添加反應(yīng)物的用量，會存在危險，故D正確。6．濃H2SO4在實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中，既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是()①Cu→CuSO4②C→CO2③FeO→Fe2(SO4)3④Fe2O3→Fe2(SO4)3A．①③B．②④C．①④D．②③【解析】選A。①正確，濃硫酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，將Cu氧化為Cu2＋，自身還原為SO2，同時生成了鹽(CuSO4)，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性；②只體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性；③既體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，將＋2價Fe氧化為＋3價Fe，同時又生成了鹽[Fe2(SO4)3]，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性；④只體現(xiàn)了濃硫酸的酸性。7．足量的濃硫酸與mg銅完全反應(yīng)，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下nLSO2，則被還原的H2SO4是()A．eq\f(22.4,64)molB．eq\f(64m,22.4)molC．eq\f(64n,22.4)g D．eq\f(98n,22.4)g【解析】選D。根據(jù)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，得被還原的H2SO4的物質(zhì)的量n(H2SO4)＝n(Cu)＝eq\f(mg,64g·mol－1)＝eq\f(m,64)mol；n(H2SO4)＝n(SO2)＝eq\f(nL,22.4L·mol－1)＝eq\f(n,22.4)mol。被還原的H2SO4的質(zhì)量m(H2SO4)＝eq\f(m,64)mol×98g·mol－1＝eq\f(98m,64)g；m(H2SO4)＝eq\f(n,22.4)mol×98g·mol－1＝eq\f(98n,22.4)g。二、非選擇題(本題包括2小題，共28分)8．(18分)(2021·蘇州高一檢測)某化學(xué)小組欲進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)探究金屬與濃硫酸反應(yīng)。試回答下列問題：(1)利用上圖裝置研究銅與濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。C裝置的作用___________________________________。(2)將上述實(shí)驗(yàn)中的銅改為鐵，在常溫下進(jìn)行，無明顯現(xiàn)象，其原因是________________________________________。在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)的后階段可觀察到倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，該氣體可能為________________。驗(yàn)證該氣體的實(shí)驗(yàn)方案如下：①裝置連接順序：X→_______→_______→_______→_______→a→b→_______。②能證明上述假設(shè)成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________。③某學(xué)習(xí)小組經(jīng)過討論認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案還不夠嚴(yán)謹(jǐn)，你認(rèn)為是否合理，若合理，則不作答，若不合理，請指出不嚴(yán)謹(jǐn)之處__________________________。【解析】(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱條件下與Cu反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O，故化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；C裝置的作用是吸收尾氣，防止污染環(huán)境；防倒吸；(2)若將上述實(shí)驗(yàn)中的銅改為鐵，在常溫下進(jìn)行，無明顯現(xiàn)象，其原因是常溫下，濃硫酸使Fe鈍化；在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)的后階段可觀察到倒立的漏斗邊沿有氣體冒出，實(shí)驗(yàn)后階段濃硫酸變稀，與鐵反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣，所以實(shí)驗(yàn)后階段可觀察到倒立漏斗邊緣有氣體冒出，且越來越快，該氣體可能為H2；①若要驗(yàn)證該氣體是氫氣，根據(jù)可供選擇的裝置及藥品，先除去二氧化硫，再吸水干燥，然后通入灼熱的氧化銅，最后檢驗(yàn)產(chǎn)物是水，所以裝置連接順序：X→c→d→e→f→a→b→g；②若E中(硬質(zhì)玻璃管)黑色粉末變紅，說明生成了銅單質(zhì)，同時H中(球形干燥管)固體由白色變?yōu)樗{(lán)色，說明生成了水，由此可證明上述假設(shè)成立；③有不嚴(yán)謹(jǐn)之處，應(yīng)在h之后添加一個盛裝堿石灰的球形干燥管。答案：(1)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O吸收尾氣，防止污染環(huán)境；防倒吸(2)常溫下，濃硫酸使Fe鈍化H2①cdefg②E中固體由黑色變紅色，H中固體由白色變藍(lán)色③應(yīng)在h之后添加一個盛裝堿石灰的球形干燥管9．(10分)皮蛋，又稱松花蛋，因其獨(dú)特的口味，是不少市民心愛的食物。傳統(tǒng)皮蛋主要原料有生石灰、純堿、食鹽、紅茶、植物灰等。央視曝光了江西南昌皮蛋生產(chǎn)企業(yè)使用工業(yè)硫酸銅“炮制”皮蛋，工業(yè)硫酸銅中含有大量重金屬。實(shí)驗(yàn)證明銅在低溫下不能和O2發(fā)生反應(yīng)，也不能和稀硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)。(1)但工業(yè)上是將廢銅屑倒入熱的稀硫酸中并不斷地通入空氣來制取CuSO4溶液的。銅屑在此狀態(tài)下發(fā)生一系列反應(yīng)。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)利用銅和濃硫酸在加熱條件下也能制備CuSO4溶液，在該反應(yīng)中硫酸表現(xiàn)什么性質(zhì)？氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是多少？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)試分析以上兩種方法哪種好？說明原因?！窘馕觥?1)在稀硫酸存在的條件下，Cu與O2反應(yīng)后的產(chǎn)物CuO迅速溶解在熱的稀硫酸中生成CuSO4。(2)在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)，Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O，硫酸表現(xiàn)酸性(生成CuSO4)和氧化性(生成SO2)，氧化劑(H2SO4)與還原劑(Cu)的物質(zhì)的量之比為1∶1。(3)第二種方法是在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)，濃硫酸會被還原為SO2，其利用率降低且生成的氣體有毒，故第一種方法好。答案：(1)Cu與O2反應(yīng)生成CuO迅速溶解在熱的稀硫酸中生成CuSO4；2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2CuO、CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2O(2)酸性和氧化性；1∶1；Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)第一種方法好。原因：①制得相同質(zhì)量的產(chǎn)品，第一種方法消耗的硫酸少；②第二種方法生成SO2，會造成大氣污染；③第一種方法節(jié)約能源【能力進(jìn)階】(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括1小題，共10分)10．用硫及其化合物制硫酸有下列三種反應(yīng)途徑，某些反應(yīng)條件和產(chǎn)物已省略，下列有關(guān)說法不正確的是()途徑①：Seq\o(→,\s\up7(濃HNO3))H2SO4途徑②：Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4途徑③：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4A．途徑①的反應(yīng)中體現(xiàn)了濃HNO3的強(qiáng)氧化性B．途徑②、③的第二步反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中可以用空氣代替O2來降低成本C．由途徑①、②、③分別制取1molH2SO4，理論上各轉(zhuǎn)移6mole－D．工業(yè)制硫酸的尾氣可以用氨水吸收【解析】選C。途徑①屬于濃硝酸和非金屬單質(zhì)的反應(yīng)，表現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性，A正確；可以用空氣代替O2來降低成本，B正確；由途徑①、②分別制取1molH2SO4，理論上各消耗1molS，各轉(zhuǎn)移6mole－，而途徑③硫元素的化合價從－1價→＋6價，制取1molH2SO4，轉(zhuǎn)移大于6mole－，C錯誤；工業(yè)制硫酸的尾氣可以用氨水吸收，D正確。二、非選擇題(本題包括1小題，共20分)11．硫酸是當(dāng)今世界最重要的化工產(chǎn)品之一。Ⅰ.硫酸的各種制法。(1)早在1000多年前，我國就已采用加熱膽礬(CuSO4·5H2O)或綠礬(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受熱分解的化學(xué)方程式：2FeSO4eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。將FeSO4受熱產(chǎn)生的氣體通入如圖裝置中，以檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中是否含有SO3和SO2。能說明SO2存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________。(2)目前工業(yè)上主要采用接觸法制備硫酸，其中一步為2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3。實(shí)驗(yàn)室模擬該過程常用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。b裝置中裝有濃硫酸，寫出b裝置的作用________________________________________(寫出兩點(diǎn))。Ⅱ.硫酸的性質(zhì)。(3)如圖中甲試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________，該反應(yīng)體現(xiàn)了濃硫酸的性質(zhì)為______________________________________。(4)當(dāng)銅片與