新教材学年人教版化学必修第二册同步讲义51 第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验 Word版含答案Word下载.docx

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现象

a试管中铜丝表面有气泡逸出；

b试管中的品红溶液逐渐变为无色；

c试管中的石蕊溶液逐渐变为红色；

将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色

化学

方程式

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

②与非金属的反应

在加热时，浓硫酸与木炭发生反应：

__2H2SO4（浓）＋C

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

浓硫酸的氧化规律

1．常温下与活泼金属（如Zn）反应，表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，浓硫酸变成稀硫酸后，继续反应生成的气体为H2。

2．与不活泼金属（如铜）和非金属（如碳）反应的规律

（1）反应需要加热，还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。

（2）浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。

（3）随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应立即停止。

3．与某些还原性化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。

1．下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法中不正确的是（　　）

A．浓硫酸使硫酸铜晶体变白，体现了浓硫酸的吸水性

B．浓硫酸有氧化性，稀硫酸没有氧化性

C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上，可以区别浓硫酸和稀硫酸

D．常温下，浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应

详细分析：

选B。

胆矾晶体遇浓硫酸变白，体现浓硫酸的吸水性，A正确；

稀硫酸的氧化性由＋1价的H元素体现，浓硫酸的氧化性由＋6价的S元素体现，都具有氧化性，B错误；

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，C正确；

铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，与稀硫酸不反应，D正确。

2．下列关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是（　　）

A．在反应中，浓硫酸只表现出氧化性

B．该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2

C．在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性

D．每1mol铜参加反应就有2mol浓硫酸被还原，同时生成2molSO2

选C。

该反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O，分析反应前后元素化合价的变化可知，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2molH2SO4参加反应只有1molH2SO4被还原，因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1。

3．将下列硫酸的性质填到相应的括号内。

A．酸性　B．吸水性　C．脱水性　D．强氧化性

（1）浓H2SO4滴在纸上，使纸变黑（　　）

（2）浓H2SO4干燥SO2气体（　　）

（3）锌粒放入稀H2SO4中有气体放出（　　）

（4）盛有浓H2SO4的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加（　　）

（5）把木炭放入热的浓H2SO4中有气体放出（　　）

答案：

（1）C　

（2）B　（3）A　（4）B　（5）D

　硫酸根离子的检验

1．常见硫酸盐

名称

重要性质

主要用途

硫酸钙

制作各种模型和医疗用的石膏绷带；

调节水泥的硬化速率

硫酸钡

重晶石（BaSO4）不溶于水和酸，且不容易被X射线透过

用作“钡餐”

硫酸铜

检验水的存在；

制作波尔多液

2.硫酸根离子的检验

（1）实验探究

在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。

再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。

稀硫酸

Na2SO4溶液

Na2CO3溶液

滴入几滴BaCl2溶液

有白色沉淀生成

分别加入少量稀盐酸并振荡

白色沉淀不溶解

白色沉淀溶解

（2）实验结论

在溶液中，SO

可与Ba2＋反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。

用可溶性钡盐检验SO

时，CO

有干扰，先将溶液用稀盐酸酸化，可以排除CO

等可能造成的干扰。

检验SO

的正确操作方法如下：

被检液

取清液

观察有无白色沉淀产生。

3．粗盐的提纯

（1）除去可溶性杂质（可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质）

杂质

加入的试剂

离子方程式

可溶性

硫酸盐

过量BaCl2

溶液

SO

＋Ba2＋===BaSO4↓

CaCl2

过量Na2CO3

Ca2＋＋CO

===CaCO3↓，Ba2＋＋CO

===BaCO3↓

MgCl2

过量NaOH

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

多余的

NaOH、

Na2CO3

适量盐酸

OH－＋H＋===H2O，CO

＋2H＋===__H2O＋CO2↑

（2）化学方法分离提纯物质的“四原则”和“三必须”

①“四原则”：

一不增（不增加新的杂质）；

二不减（不减少被提纯的物质）；

三易分离（被提纯物质与杂质易分离）；

四易复原（被提纯物质要易复原）。

②“三必须”：

一除杂试剂必须过量；

二过量试剂必须除尽；

三除杂途径必须最佳。

除去粗盐中可溶性杂质的原理

1．下列关于硫酸盐的说法中正确的是（　　）

A．CaSO4·

2H2O、CuSO4·

5H2O都属于混合物

B．石膏加热失水变为熟石膏的化学方程式为2[CaSO4·

2H2O]

2CaSO4·

H2O＋3H2O

C．硫酸钡、碳酸钡都可用作“钡餐”

D．胆矾失去结晶水的过程属于物理变化

CaSO4·

5H2O都属于纯净物，A错误；

碳酸钡可溶于酸，不可用作“钡餐”，C错误；

胆矾失去结晶水的过程属于化学变化，D错误。

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的干扰

加盐酸可以排除银离子、碳酸根离子等的干扰，故C正确。

3．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（　　）

A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

选D。

A项，加入过量Na2CO3，除去了Ba2＋，但引入了杂质离子Na＋，错误；

B项，加入过量K2SO4，除去了Ba2＋，但引入了杂质离子SO

，错误；

C项，加入过量Na2SO4，除去了Ba2＋，但引入了杂质离子Na＋和SO

D项，加入过量K2CO3，除去了Ba2＋，多余的CO

可与HNO3反应而除去，正确。

课堂小结

合格考训练

1．向盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。

下列叙述不属于导致产生该现象的原因的是（　　）

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．气态溶质的溶解度随温度升高而降低

选A。

浓硫酸具有吸水性，当浓硫酸加入盐酸中时，因其吸水而放出大量的热，又因为盐酸具有挥发性，同时因温度升高也导致HCl的溶解度降低，加快了HCl的挥发，而挥发出的HCl与空气中的水蒸气形成了盐酸小液滴，即盐酸酸雾，故选A。

2.用下图所示实验装置（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．上下移动①中铜丝可控制SO2的量

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中加水，观察颜色

因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。

3．检验某未知溶液中是否含有SO

，下列操作最合理的是（　　）

A．先加稀硫酸酸化，再加氯化钡溶液

B．加入氯化钡溶液

C．加入盐酸酸化的氯化钡溶液

D．先用盐酸酸化，若无明显现象，再加氯化钡溶液

检验某溶液中是否含有SO

的方法：

先用盐酸酸化，若无明显现象，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明原溶液中有SO

。

4．要除去NaCl溶液中混有的MgCl2，应选用的试剂和操作方法是（　　）

A．加入适量Na2SO4溶液后过滤

B．加入适量NaOH溶液后过滤

C．加入过量NaOH溶液后蒸发

D．加入过量Na2CO3溶液后过滤

Na2SO4与MgCl2不能发生反应，A不正确；

NaOH与MgCl2反应生成Mg（OH）2，然后过滤除去，B正确；

加入过量NaOH溶液后蒸发，得到的NaCl中含有NaOH和Mg（OH）2，C不正确；

会引入Na2CO3杂质，D不正确。

5．为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠，某兴趣小组最初设计了如下所示方案进行实验。

（1）沉淀A的化学式是________。

（2）加入过量氯化钙溶液后，分离除去沉淀A的实验操作是________。

（3）他们在实验过程中，又发现了新的问题：

此方案很容易引入新的杂质。

固体物质B的成分为________________________________________________________________________

（用化学式表示）。

（4）他们继续探究后又提出了新的方案：

将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。

有关反应的化学方程式为_______________________________。

若用CaCl2除去碳酸钠，生成碳酸钙沉淀，但会引入新杂质CaCl2，蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物；

若用盐酸除去，则溶液中只有NaCl和HCl，蒸发结晶时HCl挥发，可得纯净的NaCl。

（1）CaCO3　

（2）过滤　（3）NaCl和CaCl2

（4）Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

等级性测试

1.

“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3mL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

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形细玻璃管内水的液面左低右高。

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做干燥剂

B．浓硫酸使火柴梗变黑

C．浓硫酸滴到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末

D．浓硫酸与碳单质反应

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，故C项不正确；

A选项中浓硫酸表现吸水性；

D选项中浓硫酸表现强氧化性；

只有B选项中浓硫酸表现脱水性。

3．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SO2气体

C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥H2、SO2等气体

D．浓硫酸在常温下能与单质碳反应放出CO2气体

A项，浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖脱水炭化；

B项，浓硫酸与铜在加热条件下才能反应；

D项，浓硫酸与单质碳在加热条件下才能反应。

4．浓硫酸在下列反应中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是（　　）

①Cu＋2H2SO4（浓）

②C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

③2FeO＋4H2SO4（浓）===Fe2（SO4）3＋SO2↑＋4H2O

④Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O

A．①②B．②③

C．①③D．③④

若反应中浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，则说明该反应中部分H2SO4分子中元素得电子，化合价降低，另一部分H2SO4中元素化合价不变，据此分析可知答案为C。

5．向50mL18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（　　）

A．小于0.45mol

B．等于0.45mol

C．在0.45mol和0.90mol之间

D．大于0.90mol

铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋2H2O＋SO2↑，n（H2SO4）＝0.90mol，如果H2SO4完全反应，被还原的H2SO4的物质的量为0.45mol，因随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应不再进行，所以被还原的H2SO4的物质的量小于0.45mol。

6．下列离子的检验方法正确的是（　　）

A．某溶液中加硝酸银溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl－

B．某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀，说明原溶液中有SO

C．某溶液中加NaOH溶液生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋

D．某溶液中加稀硫酸产生无色气体，将该气体通入澄清石灰水中生成白色沉淀，说明原溶液中有CO

与硝酸银溶液反应生成白色沉淀的离子有Cl－、SO

等；

与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子有SO

、Ag＋等；

与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀的离子只有Cu2＋；

与稀硫酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体的离子有CO

、HCO

、SO

、HSO

等。

7．为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO

而进行下列五项操作，其中正确的操作顺序是（　　）

①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液

A．①④②⑤③B．④①②⑤③

C．②⑤④①③D．⑤②①④③

解题时必须了解各个实验步骤的目的，才能分清操作顺序。

加入过量NaOH溶液的目的是除去Mg2＋，加入过量BaCl2溶液的目的是除去SO

，加入过量Na2CO3溶液的目的是除去Ca2＋及多余的Ba2＋。

然后进行过滤，除去Mg（OH）2、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等难溶物；

最后加适量的盐酸，除去多余的OH－和CO

综上所述，正确的实验操作顺序为②⑤④①③或⑤②④①③或⑤④②①③。

8．为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三种试剂，按下列步骤操作：

（1）写出三种试剂的化学式：

A__________，B__________，C__________。

（2）①加入过量A的目的是__________________________________________；

②加入过量B的目的是_______________________________________________；

③加热煮沸的目的是__________________________________________________。

（3）操作Ⅰ是__________，操作Ⅱ是__________。

当有多种杂质共存时，应认真分析。

要使杂质一一除去，必须考虑所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除Mg2＋，可用含OH－的试剂，除SO

可用含Ba2＋的试剂，故先加入Ba（OH）2。

加入的过量Ba（OH）2中的Ba2＋可用K2CO3除去，过量Ba（OH）2中的OH－以及过量K2CO3中的CO

，可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。

（1）Ba（OH）2　K2CO3　HCl

（2）①除尽Mg2＋和SO

　②除尽过量的Ba2＋　③使HCl挥发

（3）过滤　蒸发

9．为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用如图所示仪器（内含物质）组装成实验装置。

（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是________接________，________接________，________接________。

（填各接口字母）

（2）仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2：

仪器乙中________________；

仪器丙中________________。

（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：

___________________________________________

________________________________________________________________________。

本题考查浓硫酸的性质与反应产物CO2的检验方法。

发生的反应为C＋2H2SO4（浓）

由于CO2、SO2均能使澄清石灰水变浑浊，故检验CO2前应先排除SO2的干扰。

仪器丁用于除去SO2，仪器丙用于检验混合气体中SO2是否被除尽。

若已除尽，则可用仪器乙检验产物中的CO2。

（1）A　F　E　C　D　B　

（2）澄清石灰水变浑浊　品红溶液不褪色　（3）除去CO2中混有的SO2

（4）C＋2H2SO4（浓）

10．已知锌跟浓硫酸反应生成SO2，跟稀硫酸反应生成H2。

使一定量的锌与100mL18.5mol·

L－1浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时收集到标准状况下的气体A33.6L。

将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol·

L－1。

（1）写出锌跟浓硫酸反应的化学方程式：

_____________________________________

（2）反应过程中消耗的H2SO4的物质的量是________。

（3）气体A的成分是____________________，各成分的体积比是________________。

（4）反应过程中消耗的锌的质量是______________。

气体A的物质的量：

n（A）＝

＝1.5mol。

反应过程中消耗H2SO4的物质的量为n（H2SO4）＝

－

＝1.8mol。

根据题意，锌跟硫酸反应的化学方程式是

Zn＋2H2SO4（浓）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O　①

Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑　②

若生成的气体全是二氧化硫，则消耗H2SO4的物质的量为n（H2SO4）＝2×

n（SO2）＝2×

1.5mol＝3.0mol≠1.80mol。

所以此假设不成立，即该气体只能是二氧化硫和氢气的混合气体。

设该混合气体中二氧化硫和氢气的物质的量分别是x和y。

根据题意可得如下两个方程：

解得x＝0.3mol，y＝1.2mol。

＝

由两个化学方程式可知，n（Zn）＝n（SO2）＋n（H2）＝1.5mol，则m（Zn）＝65g·

mol－1×

1.5mol＝97.5g。

（1）Zn＋2H2SO4（浓）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O

（2）1.8mol

（3）二氧化硫和氢气　V（SO2）∶V（H2）＝1∶4

（4）97.5g