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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第2课时教案设计
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第2课时教案设计，共18页。
eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些]) eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])
新知探究(一) 硫酸的性质[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．硫酸的工业制法
工业上一般按照下列流程制备硫酸：
试写出以硫黄为原料制备硫酸的各步反应：
①S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2。
②2SO2＋O2eq \(,\s\up7(400～500 ℃),\s\d5(催化剂))2SO3。
③SO3＋H2O===H2SO4。
2．硫酸的性质
(1)稀硫酸的性质——具有酸的通性
硫酸是一种无色、高沸点的难挥发性液体，密度大于水的密度，易溶于水且放出大量热。浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌，及时散热，防止液体暴沸。
①电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
②硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与碱、活泼金属、碱性氧化物及某些盐反应。
(2)浓硫酸的性质——三大特性
通过下列实验探究浓硫酸的性质
3．几种重要的硫酸盐
[落实新知能]
1．浓硫酸的三大特性
2.浓硫酸吸水性和脱水性的区别
吸水性：浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。
脱水性：浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质。
结论：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
[演练新学考]
1．下列实验事实说明浓硫酸具有脱水性的是( )
A．浓硫酸放置在空气中浓度变小
B．浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2
C．常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中
D．浓硫酸可以使蔗糖变黑
解析：选D A、B项说明浓硫酸有吸水性；C项说明浓硫酸有强氧化性；D项中蔗糖是有机物，浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比2∶1脱出，剩下了黑色的炭，说明浓硫酸有脱水性。
2．在实验探究课上，同学们积极思考，设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是( )
A．①②③④ B．仅①②③
C．仅①③④ D．仅②③④
解析：选A 图①梨失水变干表现出浓硫酸的吸水性；图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图④浓硫酸的液面上升，水的液面下降，说明浓硫酸具有吸水性。
3.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．①中发生的反应为Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①加水，观察颜色
解析：选D SO2能使品红溶液褪色，B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收，C合理；浓硫酸过量，试管中有剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险，D不合理。
4．实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为________________________________________________________________________。
以上两种方法哪种好？________，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应，浓H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。
答案：2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
第一种方法好 ①制得相同质量的产品，第一种方法消耗的硫酸少，②第二种方法生成SO2，会造成大气污染，③第一种方法节约能源
新知探究(二) 硫酸根离子的检验[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．实验探究
2．结论
检验SOeq \\al(2－,4)一般选用Ba2＋检验，为了避免COeq \\al(2－,3)的干扰，加入钡盐前先用稀盐酸对待检液酸化。
[落实新知能]
1．SOeq \\al(2－,4)的检验方法
2．硫酸根离子检验应注意的三个问题
(1)只加可溶性钡盐，不酸化，误将COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)等干扰离子判断成SOeq \\al(2－,4)。因为上述离子也会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。
(2)用硝酸代替盐酸酸化待检测溶液，会将SOeq \\al(2－,3)误判成SOeq \\al(2－,4)，因为硝酸是强氧化剂，能将SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)。
(3)误将Ag＋判断成SOeq \\al(2－,4)。例如：向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq \\al(2－,4)。其错误是若溶液中只含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
[演练新学考]
1．下列实验，能证明溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)的是( )
A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解
C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
D．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生
解析：选D 能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)等，A项错误。能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq \\al(2－,4)等，B项错误。硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子，C项错误。先加盐酸酸化，能排除Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子，D项正确。
2．用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是( )
A．形成较多的白色沉淀
B．形成的沉淀纯度更高
C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰
D．排除钡离子以外的其他阳离子干扰
解析：选C 硫酸钡是不溶于酸的沉淀，加入盐酸和沉淀的多少没关系；盐酸未参与沉淀反应，和沉淀的纯度也没关系；Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)等离子也能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀，应先加入盐酸酸化，排除上述离子的干扰。
3．下列物质的检验中，其结论一定正确的是( )
A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)
B．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有COeq \\al(2－,3)或SOeq \\al(2－,3)
C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化
D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2
解析：选C 该溶液中还可能含有Ag＋或SOeq \\al(2－,3)，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)或HSOeq \\al(－,3)，B错误；加入足量盐酸有气体产生，气体为SO2，排除SOeq \\al(2－,3)的干扰，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，沉淀为BaSO4，说明一定含有SOeq \\al(2－,4)，所以说明Na2SO3样品已部分被氧化，C正确；氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。
新知探究(三) 浓硫酸与金属反应规律[选考层级]
[难度增一点]
[典例] 一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是( )
A．过量的氢气与氧气
B．过量的浓盐酸与二氧化锰
C．过量的铜与浓硫酸
D．过量的锌与18 ml·L－1硫酸
[解析] A项，在过量的氢气情况下，氧气完全反应；B项，可以加入过量的浓盐酸，使二氧化锰反应完全；C项，浓硫酸随着反应进行变为稀硫酸，稀硫酸不再与铜反应；D项，18 ml·L－1的浓硫酸与锌开始反应产生SO2，随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应产生H2。
[答案] C
[知能深一点]
浓硫酸与金属的反应规律
1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生，体现了浓硫酸的强氧化性，若加热或将浓硫酸稀释可以继续反应。
2．与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2，与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，不再与Cu反应。
3．浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性；浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
[选考难一点]
1．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( )
A．都能作干燥剂
B．都具有一定的氧化性
C．加热时都能与铜发生反应
D．在常温下都能用铁制容器贮存
解析：选B 浓硫酸具有强氧化性，而稀硫酸与金属反应时也表现出氧化性；只有浓硫酸能作干燥剂；加热时稀硫酸不能与铜发生反应；在常温下浓硫酸使铁钝化，能用铁制容器贮存。
2．下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、CO
C．浓硫酸和锌片反应既表现出酸性，又表现出氧化性
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性
解析：选C 常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；锌与浓硫酸发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成ZnSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。
3．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( )
eq \x(\a\al(硫酸 化学纯CP,500 mL,化学式：H2SO4,相对分子质量：98,密度：1.84 g·cm－3,质量分数：98%))
A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 ml·L－1
B．1 ml Zn与足量的该硫酸反应产生2 g氢气
C．能用铁制容器盛放该硫酸
D．该硫酸稀释时应将水倒入盛有该酸的烧杯中并不断地用玻璃棒搅拌
解析：选C 据标签信息可得c＝eq \f(1 000ρw,M)＝eq \f(1 000 cm3·L－1×1.84 g·cm－3×98%,98 g·ml－1)＝18.4 ml·L－1，可知此硫酸为浓硫酸；稀硫酸与Zn反应产生H2，浓硫酸与Zn反应不产生H2；可用铁器盛放浓硫酸，但不能盛放稀硫酸；浓硫酸稀释时由于放出大量的热，故应将浓硫酸慢慢注入盛水的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是( )
A．与铜片反应
B．与石蕊溶液反应
C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D．加入锌片看是否有气体生成
解析：选C 浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。
2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是( )
A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂
B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末
D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化
解析：选B 区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。
3．向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是( )
A．浓硫酸具有脱水性
B．浓硫酸具有吸水性
C．盐酸具有挥发性
D．气体的溶解度随温度升高而降低
解析：选A 向盐酸中加入浓H2SO4，浓H2SO4稀释放热，再者浓H2SO4具有吸水性，可使HCl挥发出来。
4．浓硫酸和2 ml·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是( )
A．a升华、b冷凝 B．a挥发、b吸水
C．a蒸发、b潮解 D．a冷凝、b吸水
解析：选B 在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2 ml·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。
5．关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是( )
A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性
B．此反应属于复分解反应
C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性
D．每1 ml铜参加反应就有2 ml浓H2SO4被还原，同时生成2 ml SO2
答案：C
6．某同学进行了如图所示的实验，由实验现象得到的结论中正确的是( )
A．原溶液中一定只含有SOeq \\al(2－,4)
B．原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)和Cl－
C．原溶液中一定只含有Cl－
D．原溶液中可能含有SOeq \\al(2－,4)，也可能含有Cl－
解析：选D 能够与氯化钡反应生成不溶于稀盐酸的沉淀的离子有SOeq \\al(2－,4)或Ag＋，由于步骤①中加入氯化钡溶液，引进了Cl－，步骤③也无法确定是否存在氯离子，所以无法确定原溶液中一定存在的离子。
7．下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是( )
①H2SO4(浓)＋2NaCl(固)eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑
②2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
③2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
④4H2SO4(浓)＋2FeO===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B 浓H2SO4与金属、低价态金属氧化物(具有变价的金属元素)反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；浓H2SO4与非金属反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。
8.“亲爱的水：每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的气息……”——这是浓硫酸对水的真情告白。如图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是( )
A．左高右低 B．左低右高
C．左右一样高 D．来回振动
解析：选B 浓硫酸稀释时放出大量的热，使管内的气体膨胀，压强增大，所以U形细玻璃管内水左低右高。
9．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作错误的是( )
A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O
解析：选B 可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
10．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________→________→________→________(填装置的编号)。
(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，
B瓶溶液的作用是________________________________________________，
C瓶溶液的作用是_____________________________________________。
(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是______________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是____________，可验证的产物是________。
解析：C与浓硫酸发生反应：2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；因在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上述分析可知装置的连接顺序是④→②→①→③。
答案：(1)2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(2)④ ② ① ③
(3)验证SO2的存在 充分吸收SO2 验证SO2是否已被吸收完全
(4)无水硫酸铜 水 由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前
(5)澄清石灰水 CO2
B级—选考等级考试增分练
1．下列叙述正确的是( )
①稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜
②碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢
③H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
④BaSO4难溶于酸，可用盐酸和BaCl2溶液检验SOeq \\al(2－,4)
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B 稀硫酸和铜粉不反应， ①错误；浓硫酸具有氧化性，碘化钾能被浓硫酸氧化成碘单质， ②错误；三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥， ③正确；硫酸钡难溶于酸，先加盐酸，无沉淀产生，排除Ag＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)的干扰，再加BaCl2溶液有白色沉淀产生，证明原溶液中存在SOeq \\al(2－,4)，④正确。
2．浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是( )
A．对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
解析：选A ①中试管上部有红棕色气体，为溴蒸气，说明浓硫酸可以将Br－氧化，②中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将Cl－氧化成Cl2，否则应有黄绿色气体出现，所以对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－，A项正确。③中发生的反应是：H2SO4(浓)＋Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应，不能说明氧化性Br2>SO2，B、D项错误。②中试管口出现白雾，为HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，②中反应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，复分解反应中生成挥发性物质，反应方程式：H2SO4(浓)＋NaCleq \(=====,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑，不能说明酸性H2SO4>HCl，C项错误。
3．一定量的锌与100 mL 18.0 ml·L－1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6 L。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0.1 ml·L－1。则下列说法中不正确的是( )
A．反应中消耗的硫酸的物质的量为1.75 ml
B．生成的气体中SO2和H2的体积比为1∶4
C．最终溶液中Zn2＋浓度为1.5 ml·L－1
D．反应中转移电子的物质的量为3 ml
解析：选B 锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4 ＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4 ＋H2↑，生成气体为SO2和H2的混合物，物质的量为eq \f(33.6 L,22.4 L·ml－1)＝1.5 ml。硫酸是二元酸，根据氢离子的浓度计算剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝eq \f(1,2)×1 L×0.1 ml· L－1＝0.05 ml，所以消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)消耗＝0.1 L×18.0 ml· L－1 － 0.05 ml＝1.75 ml，A项正确；设混合气体中含有SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，根据气体总物质的量得：x＋y＝1.5 ml；根据化学计量关系：2H2SO4(浓) ～ SO2，H2SO4 ～ H2，可得：2x＋y＝1.75 ml，解得x＝0.25 ml，y＝1.25 ml。生成的气体中有0.25 ml SO2,1.25 ml H2，SO2和H2的体积比为1∶5，B项错误；据化学计量关系：SO2 ～ Zn，H2 ～ Zn，溶解Zn的物质的量为(0.25＋1.25) ml＝1.5 ml，最终溶液体积为1 L，所以最终溶液中Zn2＋浓度为1.5 ml·L－1，C项正确；由C项知参与反应的Zn的物质的量为1.5 ml，所以反应中转移电子的物质的量为2×1.5 ml＝3 ml，D项正确。
4．向50 mL浓硫酸(足量)中加入3.2 g Cu，在加热条件下充分反应：
(1)反应消耗的H2SO4的物质的量是________ml，生成SO2的体积为________mL(标准状况下)。
(2)若题干中浓硫酸的物质的量浓度为a ml·L－1，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)________ 0.025a ml(填“等于”“大于”或“小于”)。
(3)将题干中反应后的溶液稀释到500 mL，从中取出50 mL，并向取出液中加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀19.81 g，则原浓硫酸的物质的量浓度为____________ ml·L－1。
解析：(1)根据反应2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其中n(Cu)＝eq \f(3.2 g,64 g·ml－1)＝0.05 ml，则反应消耗的H2SO4的物质的量n(H2SO4)＝2n(Cu)＝0.1 ml，生成SO2的体积(标准状况下)V＝0.05 ml×22.4 L·ml－1＝1.12 L＝1 120 mL。
(2)n(H2SO4)＝0.05a ml，由于Cu与浓硫酸的反应中，溶质H2SO4不可能全部参加反应，且被还原的H2SO4为参加反应的H2SO4的一半，故实际被还原的H2SO4的物质的量小于0.025a ml。
(3)因为n(BaSO4)＝eq \f(19.81 g,233 g·ml－1)≈0.085 ml，则题干中反应后的溶液中n(SOeq \\al(2－,4))＝0.085 ml×eq \f(500 mL,50 mL)＝0.85 ml，又n(SO2)＝0.05 ml，所以原溶液中H2SO4的物质的量：n(H2SO4)＝n(SOeq \\al(2－,4))＋n(SO2)＝0.9 ml，c(H2SO4)＝eq \f(0.9 ml,0.05 L)＝18 ml·L－1。
答案：(1)0.1 1 120 (2)小于 (3)18
5．某化学兴趣小组为研究浓硫酸与生铁(含碳)的反应情况及产物性质，进行了如下实验。请回答下列问题：
(1)按图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为________；实验过程中，装置B中观察到的现象是________________________________________________________________________；
装置C中有白色沉淀生成，该沉淀是________________________________(填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体，请写出产生CO2的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2，应先从下列①～④中选出必要的装置连接装置A中c处管口，从左到右的顺序为________(填序号)；然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2，其目的是______________________________________________________________。
(4)某同学认为装置A中产生的气体中还含有H2，理由是________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
解析：(1)由装置图可知，仪器b为分液漏斗，生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫可使湿润的品红试纸褪色，二氧化硫溶于水后可使蓝色石蕊试纸变红。在酸性条件下NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，把二氧化硫通入硝酸钡溶液，会生成硫酸钡沉淀。
(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，因此
应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，然后通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水检验二氧化碳，从左到右的顺序为③②④。
答案：(1)分液漏斗 品红试纸褪色，石蕊试纸变红 BaSO4
(2)2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)③②④ 赶尽装置中的空气，防止空气中的CO2影响实验
(4)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
1.了解浓硫酸的主要性质。
2.了解工业制取硫酸的原理及硫酸盐的存在形式。
3.掌握SOeq \\al(2－,4)的检验方法。
实验操作
实验现象
实验结论
蓝色晶体变成白色粉末
浓硫酸具有吸水性
蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，生成CO2，本身被还原为SO2
加热前，铜丝在浓硫酸中无现象；
加热后，铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生；品红溶液褪色，石蕊溶液变红
浓硫酸具有
强氧化性
名称
存在、性质与用途
硫酸钙
主要以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在，加热失水变成熟石膏(2CaSO4·H2O)，可用来制作模型和绷带，还可用来调节水泥的硬化速率
硫酸钡
以重晶石(BaSO4)的形式存在，可用作钡餐
硫酸铜
硫酸铜(CuSO4)遇水由白色变成蓝色晶体——俗称胆矾(CuSO4·5H2O)，据此可检验水的存在
吸水性
浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水等。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂
脱水性
浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子
强氧化性
①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。如：2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。如与木炭反应：2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
实验操作
实验现象
实验结论
向试管中加入少量稀硫酸然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再加入少量稀盐酸，观察现象
出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀不溶解
在溶液中SOeq \\al(2－,4)可以与Ba2＋反应，生成不溶于盐酸的白色BaSO4沉淀。反应的离子方程式为：SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓
向试管中加入少量Na2SO4溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象
出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀不溶解
向试管中加入少量Na2CO3溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象
先出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀溶解，并产生气体
在溶液中COeq \\al(2－,3)也可以与Ba2＋反应，生成白色BaCO3沉淀。但沉淀可溶于盐酸，反应的离子方程式为：
Ba2＋＋COeq \\al(2－,3)===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
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新知探究(一) 硫酸的性质[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．硫酸的工业制法
工业上一般按照下列流程制备硫酸：
试写出以硫黄为原料制备硫酸的各步反应：
①S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2。
②2SO2＋O2eq \(,\s\up7(400～500 ℃),\s\d5(催化剂))2SO3。
③SO3＋H2O===H2SO4。
2．硫酸的性质
(1)稀硫酸的性质——具有酸的通性
硫酸是一种无色、高沸点的难挥发性液体，密度大于水的密度，易溶于水且放出大量热。浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌，及时散热，防止液体暴沸。
①电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
②硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与碱、活泼金属、碱性氧化物及某些盐反应。
(2)浓硫酸的性质——三大特性
通过下列实验探究浓硫酸的性质
3．几种重要的硫酸盐
[落实新知能]
1．浓硫酸的三大特性
2.浓硫酸吸水性和脱水性的区别
吸水性：浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。
脱水性：浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质。
结论：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
[演练新学考]
1．下列实验事实说明浓硫酸具有脱水性的是( )
A．浓硫酸放置在空气中浓度变小
B．浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2
C．常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中
D．浓硫酸可以使蔗糖变黑
解析：选D A、B项说明浓硫酸有吸水性；C项说明浓硫酸有强氧化性；D项中蔗糖是有机物，浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比2∶1脱出，剩下了黑色的炭，说明浓硫酸有脱水性。
2．在实验探究课上，同学们积极思考，设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是( )
A．①②③④ B．仅①②③
C．仅①③④ D．仅②③④
解析：选A 图①梨失水变干表现出浓硫酸的吸水性；图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图④浓硫酸的液面上升，水的液面下降，说明浓硫酸具有吸水性。
3.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．①中发生的反应为Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①加水，观察颜色
解析：选D SO2能使品红溶液褪色，B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收，C合理；浓硫酸过量，试管中有剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险，D不合理。
4．实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为________________________________________________________________________。
以上两种方法哪种好？________，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应，浓H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。
答案：2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
第一种方法好 ①制得相同质量的产品，第一种方法消耗的硫酸少，②第二种方法生成SO2，会造成大气污染，③第一种方法节约能源
新知探究(二) 硫酸根离子的检验[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．实验探究
2．结论
检验SOeq \\al(2－,4)一般选用Ba2＋检验，为了避免COeq \\al(2－,3)的干扰，加入钡盐前先用稀盐酸对待检液酸化。
[落实新知能]
1．SOeq \\al(2－,4)的检验方法
2．硫酸根离子检验应注意的三个问题
(1)只加可溶性钡盐，不酸化，误将COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)等干扰离子判断成SOeq \\al(2－,4)。因为上述离子也会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。
(2)用硝酸代替盐酸酸化待检测溶液，会将SOeq \\al(2－,3)误判成SOeq \\al(2－,4)，因为硝酸是强氧化剂，能将SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)。
(3)误将Ag＋判断成SOeq \\al(2－,4)。例如：向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq \\al(2－,4)。其错误是若溶液中只含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
[演练新学考]
1．下列实验，能证明溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)的是( )
A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解
C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
D．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生
解析：选D 能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)等，A项错误。能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag＋、SOeq \\al(2－,4)等，B项错误。硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子，C项错误。先加盐酸酸化，能排除Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子，D项正确。
2．用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是( )
A．形成较多的白色沉淀
B．形成的沉淀纯度更高
C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰
D．排除钡离子以外的其他阳离子干扰
解析：选C 硫酸钡是不溶于酸的沉淀，加入盐酸和沉淀的多少没关系；盐酸未参与沉淀反应，和沉淀的纯度也没关系；Ag＋、SOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)等离子也能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀，应先加入盐酸酸化，排除上述离子的干扰。
3．下列物质的检验中，其结论一定正确的是( )
A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)
B．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有COeq \\al(2－,3)或SOeq \\al(2－,3)
C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化
D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2
解析：选C 该溶液中还可能含有Ag＋或SOeq \\al(2－,3)，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)或HSOeq \\al(－,3)，B错误；加入足量盐酸有气体产生，气体为SO2，排除SOeq \\al(2－,3)的干扰，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，沉淀为BaSO4，说明一定含有SOeq \\al(2－,4)，所以说明Na2SO3样品已部分被氧化，C正确；氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。
新知探究(三) 浓硫酸与金属反应规律[选考层级]
[难度增一点]
[典例] 一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是( )
A．过量的氢气与氧气
B．过量的浓盐酸与二氧化锰
C．过量的铜与浓硫酸
D．过量的锌与18 ml·L－1硫酸
[解析] A项，在过量的氢气情况下，氧气完全反应；B项，可以加入过量的浓盐酸，使二氧化锰反应完全；C项，浓硫酸随着反应进行变为稀硫酸，稀硫酸不再与铜反应；D项，18 ml·L－1的浓硫酸与锌开始反应产生SO2，随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应产生H2。
[答案] C
[知能深一点]
浓硫酸与金属的反应规律
1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生，体现了浓硫酸的强氧化性，若加热或将浓硫酸稀释可以继续反应。
2．与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2，与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，不再与Cu反应。
3．浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性；浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
[选考难一点]
1．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( )
A．都能作干燥剂
B．都具有一定的氧化性
C．加热时都能与铜发生反应
D．在常温下都能用铁制容器贮存
解析：选B 浓硫酸具有强氧化性，而稀硫酸与金属反应时也表现出氧化性；只有浓硫酸能作干燥剂；加热时稀硫酸不能与铜发生反应；在常温下浓硫酸使铁钝化，能用铁制容器贮存。
2．下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、CO
C．浓硫酸和锌片反应既表现出酸性，又表现出氧化性
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性
解析：选C 常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；锌与浓硫酸发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成ZnSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。
3．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( )
eq \x(\a\al(硫酸 化学纯CP,500 mL,化学式：H2SO4,相对分子质量：98,密度：1.84 g·cm－3,质量分数：98%))
A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 ml·L－1
B．1 ml Zn与足量的该硫酸反应产生2 g氢气
C．能用铁制容器盛放该硫酸
D．该硫酸稀释时应将水倒入盛有该酸的烧杯中并不断地用玻璃棒搅拌
解析：选C 据标签信息可得c＝eq \f(1 000ρw,M)＝eq \f(1 000 cm3·L－1×1.84 g·cm－3×98%,98 g·ml－1)＝18.4 ml·L－1，可知此硫酸为浓硫酸；稀硫酸与Zn反应产生H2，浓硫酸与Zn反应不产生H2；可用铁器盛放浓硫酸，但不能盛放稀硫酸；浓硫酸稀释时由于放出大量的热，故应将浓硫酸慢慢注入盛水的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是( )
A．与铜片反应
B．与石蕊溶液反应
C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D．加入锌片看是否有气体生成
解析：选C 浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。
2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是( )
A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂
B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末
D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化
解析：选B 区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。
3．向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是( )
A．浓硫酸具有脱水性
B．浓硫酸具有吸水性
C．盐酸具有挥发性
D．气体的溶解度随温度升高而降低
解析：选A 向盐酸中加入浓H2SO4，浓H2SO4稀释放热，再者浓H2SO4具有吸水性，可使HCl挥发出来。
4．浓硫酸和2 ml·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是( )
A．a升华、b冷凝 B．a挥发、b吸水
C．a蒸发、b潮解 D．a冷凝、b吸水
解析：选B 在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2 ml·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。
5．关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是( )
A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性
B．此反应属于复分解反应
C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性
D．每1 ml铜参加反应就有2 ml浓H2SO4被还原，同时生成2 ml SO2
答案：C
6．某同学进行了如图所示的实验，由实验现象得到的结论中正确的是( )
A．原溶液中一定只含有SOeq \\al(2－,4)
B．原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)和Cl－
C．原溶液中一定只含有Cl－
D．原溶液中可能含有SOeq \\al(2－,4)，也可能含有Cl－
解析：选D 能够与氯化钡反应生成不溶于稀盐酸的沉淀的离子有SOeq \\al(2－,4)或Ag＋，由于步骤①中加入氯化钡溶液，引进了Cl－，步骤③也无法确定是否存在氯离子，所以无法确定原溶液中一定存在的离子。
7．下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是( )
①H2SO4(浓)＋2NaCl(固)eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑
②2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
③2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
④4H2SO4(浓)＋2FeO===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B 浓H2SO4与金属、低价态金属氧化物(具有变价的金属元素)反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；浓H2SO4与非金属反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。
8.“亲爱的水：每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的气息……”——这是浓硫酸对水的真情告白。如图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是( )
A．左高右低 B．左低右高
C．左右一样高 D．来回振动
解析：选B 浓硫酸稀释时放出大量的热，使管内的气体膨胀，压强增大，所以U形细玻璃管内水左低右高。
9．探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作错误的是( )
A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O
解析：选B 可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
10．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________→________→________→________(填装置的编号)。
(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，
B瓶溶液的作用是________________________________________________，
C瓶溶液的作用是_____________________________________________。
(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是______________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是____________，可验证的产物是________。
解析：C与浓硫酸发生反应：2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；因在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上述分析可知装置的连接顺序是④→②→①→③。
答案：(1)2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(2)④ ② ① ③
(3)验证SO2的存在 充分吸收SO2 验证SO2是否已被吸收完全
(4)无水硫酸铜 水 由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前
(5)澄清石灰水 CO2
B级—选考等级考试增分练
1．下列叙述正确的是( )
①稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜
②碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢
③H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
④BaSO4难溶于酸，可用盐酸和BaCl2溶液检验SOeq \\al(2－,4)
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B 稀硫酸和铜粉不反应， ①错误；浓硫酸具有氧化性，碘化钾能被浓硫酸氧化成碘单质， ②错误；三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥， ③正确；硫酸钡难溶于酸，先加盐酸，无沉淀产生，排除Ag＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)的干扰，再加BaCl2溶液有白色沉淀产生，证明原溶液中存在SOeq \\al(2－,4)，④正确。
2．浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是( )
A．对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
解析：选A ①中试管上部有红棕色气体，为溴蒸气，说明浓硫酸可以将Br－氧化，②中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将Cl－氧化成Cl2，否则应有黄绿色气体出现，所以对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－，A项正确。③中发生的反应是：H2SO4(浓)＋Na2SO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应，不能说明氧化性Br2>SO2，B、D项错误。②中试管口出现白雾，为HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，②中反应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，复分解反应中生成挥发性物质，反应方程式：H2SO4(浓)＋NaCleq \(=====,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑，不能说明酸性H2SO4>HCl，C项错误。
3．一定量的锌与100 mL 18.0 ml·L－1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6 L。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0.1 ml·L－1。则下列说法中不正确的是( )
A．反应中消耗的硫酸的物质的量为1.75 ml
B．生成的气体中SO2和H2的体积比为1∶4
C．最终溶液中Zn2＋浓度为1.5 ml·L－1
D．反应中转移电子的物质的量为3 ml
解析：选B 锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4 ＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4 ＋H2↑，生成气体为SO2和H2的混合物，物质的量为eq \f(33.6 L,22.4 L·ml－1)＝1.5 ml。硫酸是二元酸，根据氢离子的浓度计算剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝eq \f(1,2)×1 L×0.1 ml· L－1＝0.05 ml，所以消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)消耗＝0.1 L×18.0 ml· L－1 － 0.05 ml＝1.75 ml，A项正确；设混合气体中含有SO2的物质的量为x，H2的物质的量为y，根据气体总物质的量得：x＋y＝1.5 ml；根据化学计量关系：2H2SO4(浓) ～ SO2，H2SO4 ～ H2，可得：2x＋y＝1.75 ml，解得x＝0.25 ml，y＝1.25 ml。生成的气体中有0.25 ml SO2,1.25 ml H2，SO2和H2的体积比为1∶5，B项错误；据化学计量关系：SO2 ～ Zn，H2 ～ Zn，溶解Zn的物质的量为(0.25＋1.25) ml＝1.5 ml，最终溶液体积为1 L，所以最终溶液中Zn2＋浓度为1.5 ml·L－1，C项正确；由C项知参与反应的Zn的物质的量为1.5 ml，所以反应中转移电子的物质的量为2×1.5 ml＝3 ml，D项正确。
4．向50 mL浓硫酸(足量)中加入3.2 g Cu，在加热条件下充分反应：
(1)反应消耗的H2SO4的物质的量是________ml，生成SO2的体积为________mL(标准状况下)。
(2)若题干中浓硫酸的物质的量浓度为a ml·L－1，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)________ 0.025a ml(填“等于”“大于”或“小于”)。
(3)将题干中反应后的溶液稀释到500 mL，从中取出50 mL，并向取出液中加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀19.81 g，则原浓硫酸的物质的量浓度为____________ ml·L－1。
解析：(1)根据反应2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其中n(Cu)＝eq \f(3.2 g,64 g·ml－1)＝0.05 ml，则反应消耗的H2SO4的物质的量n(H2SO4)＝2n(Cu)＝0.1 ml，生成SO2的体积(标准状况下)V＝0.05 ml×22.4 L·ml－1＝1.12 L＝1 120 mL。
(2)n(H2SO4)＝0.05a ml，由于Cu与浓硫酸的反应中，溶质H2SO4不可能全部参加反应，且被还原的H2SO4为参加反应的H2SO4的一半，故实际被还原的H2SO4的物质的量小于0.025a ml。
(3)因为n(BaSO4)＝eq \f(19.81 g,233 g·ml－1)≈0.085 ml，则题干中反应后的溶液中n(SOeq \\al(2－,4))＝0.085 ml×eq \f(500 mL,50 mL)＝0.85 ml，又n(SO2)＝0.05 ml，所以原溶液中H2SO4的物质的量：n(H2SO4)＝n(SOeq \\al(2－,4))＋n(SO2)＝0.9 ml，c(H2SO4)＝eq \f(0.9 ml,0.05 L)＝18 ml·L－1。
答案：(1)0.1 1 120 (2)小于 (3)18
5．某化学兴趣小组为研究浓硫酸与生铁(含碳)的反应情况及产物性质，进行了如下实验。请回答下列问题：
(1)按图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为________；实验过程中，装置B中观察到的现象是________________________________________________________________________；
装置C中有白色沉淀生成，该沉淀是________________________________(填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体，请写出产生CO2的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2，应先从下列①～④中选出必要的装置连接装置A中c处管口，从左到右的顺序为________(填序号)；然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2，其目的是______________________________________________________________。
(4)某同学认为装置A中产生的气体中还含有H2，理由是________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
解析：(1)由装置图可知，仪器b为分液漏斗，生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫可使湿润的品红试纸褪色，二氧化硫溶于水后可使蓝色石蕊试纸变红。在酸性条件下NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，把二氧化硫通入硝酸钡溶液，会生成硫酸钡沉淀。
(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，因此
应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，然后通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水检验二氧化碳，从左到右的顺序为③②④。
答案：(1)分液漏斗 品红试纸褪色，石蕊试纸变红 BaSO4
(2)2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)③②④ 赶尽装置中的空气，防止空气中的CO2影响实验
(4)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
1.了解浓硫酸的主要性质。
2.了解工业制取硫酸的原理及硫酸盐的存在形式。
3.掌握SOeq \\al(2－,4)的检验方法。
实验操作
实验现象
实验结论
蓝色晶体变成白色粉末
浓硫酸具有吸水性
蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，生成CO2，本身被还原为SO2
加热前，铜丝在浓硫酸中无现象；
加热后，铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生；品红溶液褪色，石蕊溶液变红
浓硫酸具有
强氧化性
名称
存在、性质与用途
硫酸钙
主要以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在，加热失水变成熟石膏(2CaSO4·H2O)，可用来制作模型和绷带，还可用来调节水泥的硬化速率
硫酸钡
以重晶石(BaSO4)的形式存在，可用作钡餐
硫酸铜
硫酸铜(CuSO4)遇水由白色变成蓝色晶体——俗称胆矾(CuSO4·5H2O)，据此可检验水的存在
吸水性
浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水等。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂
脱水性
浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子
强氧化性
①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。如：2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。如与木炭反应：2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
实验操作
实验现象
实验结论
向试管中加入少量稀硫酸然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再加入少量稀盐酸，观察现象
出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀不溶解
在溶液中SOeq \\al(2－,4)可以与Ba2＋反应，生成不溶于盐酸的白色BaSO4沉淀。反应的离子方程式为：SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓
向试管中加入少量Na2SO4溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象
出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀不溶解
向试管中加入少量Na2CO3溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象
先出现白色沉淀，加入盐酸后沉淀溶解，并产生气体
在溶液中COeq \\al(2－,3)也可以与Ba2＋反应，生成白色BaCO3沉淀。但沉淀可溶于盐酸，反应的离子方程式为：
Ba2＋＋COeq \\al(2－,3)===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
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