《硫酸及硫酸盐》【复习目标】掌握稀硫酸的化学性质;掌握浓硫酸的性质(吸水性、脱水性和强氧化性);掌握SO42-的检验方法;了解硫酸的用途及硫酸工业的化学反应原理、生产设备与流程;了解硫酸盐及其用途。
【复习过程】一、硫酸的性质:1、物理性质:色油状体,密度,溶于水(有吸水性),挥发(沸点)98.3%的浓硫酸:无色粘稠液体,密度1.84 g/mL,c=2、化学性质:(1)酸的通性:二元强酸,稀硫酸具有酸的通性(H+),浓硫酸会使石蕊试纸先变后变。
【练习】①现有四份等质量等浓度的稀硫酸,向其中分别加入足量的Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3,充分反应后所得溶液的质量分数大小关系为。
②质量分数为3p%的X溶液与p%的X溶液等体积混合后,混合液的质量分数小于2p%。
则X可能是下列物质中的A、氨水B、硫酸溶液C、乙醇溶液D、氢氧化钠溶液(2)浓硫酸的特性Ⅰ、强性①与绝大多数反应(常温下,冷的浓H2SO4对有钝化作用)Cu+H2SO4(浓)→(在上述反应中消耗1摩尔铜的同时消耗了摩尔硫酸,但是充当氧化剂的硫酸仅有摩尔,因此在上述反应中浓硫酸表现性的同时有表现了性。
)②与许多非金属单质反应:C+H2SO4(浓)→S+H2SO4(浓)→③能氧化某些还原性化合物:H2S+H2SO4(浓)→Ⅱ、性:常作干燥剂,但不能干燥。
Ⅲ、脱水性:将有机物质中氢氧元素的原子按(物质的量比)结合成水而脱去。
如蔗糖被浓硫酸炭化,乙醇被浓硫酸脱水生成乙烯等,都体现了浓硫酸的脱水性。
【例1】①现有O2、NH3、H2、H2S、Cl2、N2、HI、HBr、CO、CO2、SO2、SO3等气体,其中不可能用浓硫酸干燥的有。
②皮肤上一旦沾有浓硫酸,应先,再,最后再涂上溶液。
(3)磺化作用:(4)催化作用:在某些有机反应中,浓硫酸起催化作用,如二、硫酸的工业制法—接触法1、六个三:三原料:、、。
三原理:原理(把反应中放出的热量传递给原料,使之预热,主要在接触室中体现);流原理(在接触室和吸收塔中体现);生产原理。
三净化:除去炉气中含有的的化合物以及水等。
净化时通过三种装置:室、塔、塔。
2、硫酸工业尾气的吸收——氨吸收法。
3、硫酸工业多步反应计算的关系式(关键:抓原子守恒)4、硫酸工业经济效益讨论:化工生产必须遵循科学原理,在实现某个反应的基础上,着重考虑综合经济效益。
如:环境保护与综合利用原料、能量的充分利用、生产规模和厂址选择。
341、试剂:。
2、原理:。
3、检验方法:。
检验的关键:试剂的选择,操作顺序的优化,排除干扰离子的误导,全面考虑。
【例2】甲、乙、丙三位同学各设计了实验,结果都认为自己的试样中含有SO42-。
甲的实验为:(1)乙认为甲的实验不严谨,因为试样A中若含有离子(仅填一种),也会有此现象。
乙的实验为:(2)丙认为乙的实验也不严谨,因为试样B中若含有离子(仅填一种),也会有现象。
丙的实验为:若丙方案合理,则回答:(若你认为丙方案不合理,以下四空可以不填)(3)其中试剂Ⅰ是,现象Ⅰ是;试剂Ⅱ是,现象Ⅱ是。
【例3】请设计一套实验装置图,用来演示浓硫酸与木炭共热的反应及检验其生成的产物。
①写出浓硫酸与木炭反应的化学方程式。
②依据反应物的状态和反应条件,选择该反应的发生装置。
③应先检验何种产物?。
【例4】实验室中根据2SO2+O2 2SO3+Q,Q>0,已知SO3熔点是16.6℃沸点44.4℃。
设计如下图所示的实验装置制备SO3固体。
(1)实验前,必须进行的操作是。
(2)在A装置中加入Na2SO3固体的同时,还需加几滴水,然后再滴加浓硫酸。
加几滴水的作用是。
(3)小试管C的作用是。
(4)装置D的作用是:①,②,③。
(5)实验中当Cr2O3表面红热时,应将酒精灯移开一会儿再加热,以防止温度过高,这样做的原因是。
(6)装置G的作用是。
(7)从装置G导出的尾气的处理方法是用。
【课后精练】1、目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告,报告中一般不涉及A、SO2B、NO2C、CO2D、可吸入颗粒物2、硫酸盐种类很多,有的在实际应用上很有价值,如作净水剂、媒染剂、防腐剂、X射线造影剂、缓泻剂、颜料等。
同时具有上述三种或三种以上用途的是A、芒硝B、皓矾C、明矾D、硫酸铁3、下列关于浓硫酸的叙述正确的是A、浓硫酸具有吸水剂,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SO2C、浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体D、浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化4、对于浓硫酸吸水性的原因,下列叙述合理的是A、浓硫酸遇水放热,使水蒸发B、浓硫酸含有SO3,它与水化合生成硫酸C、浓硫酸不稳定,容易吸收水变成较稳定的稀硫酸D、浓硫酸能形成一系列稳定的水合物,如H2SO4•H2O5、下列反应必须用稀硫酸,而不能用浓硫酸的是A、跟锌反应制氢气B、跟苯、浓硝酸作用制硝基苯C、溶解金属铜D、作乙酸乙酯水解的催化剂6、下列不能用浓硫酸来干燥的气体是A、HClB、HIC、SO2D、NH37、对下列事实的解释不正确的是A、在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性B、浓硫酸和浓盐酸何可制氯化氢,说明浓硫酸是一种难挥发的酸C、常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硫酸不反应D、CuSO4+H2S→CuS↓+H2SO4能进行,说明CuS不溶于水,也不溶于稀硫酸8、浓硫酸和2 mol/L的稀硫酸,在实验室中敞开放置。
他它们的质量和放置天数的关系如右图,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9、在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因都是正确的是A、硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B、从沸腾炉出来的炉气需净化,因为空气中SO2会与杂质反应C、SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率D、SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是放置形成酸雾,以便使SO3吸收完全10、在30 mL 18 mol/LH2SO4中加入12 g碳,加热,充分反应后被还原的H2SO4A、等于0.54 molB、小于0.54 molC、等于1.00 molD、小于1.00 mol11、石膏[CaSO4•2H2O]加热到150℃ 170℃时,会失去部分结晶水而生成熟石膏[2CaSO4•H2O],则通过加热每生成1 mol熟石膏失去水的物质的量为A、1 molB、1.54molC、2molD、3 mol12、足量的锌和下列酸反应,产生H2的物质的量最少的是A、10 mL 18.4 mol/L硫酸B、30 mL 3mol /L盐酸C、30 mL 2 mol/L硫酸D、30 mL 5 mol/L硝酸13、硫酸工业中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(如图),图中在a、b、c处流入或流出的气体正确的是A、a处SO2、N2B、b处SO2、O2、N2C、a处SO3、O2D、c处SO3、N214、向50 mL 18 mol/L的H2SO4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0.45 molB、等于0.45 molC、在0.45 mol与0.90 mol之间D、大于0.90 mol15、m gCu与足量浓硫酸完全反应,得到n LSO2(标准状况),则被还原的硫酸是A、6422.4mmol B、9822.4nmol C、64mmol D、6422.4nmol16、取100 mL 18.3 mol/L的H2SO4与Zn反应,当Zn完全溶解时,生成气体在标况下占有的体积为22.4 L,将所得的溶液稀释成1 L,测得溶液的H+浓度为1 mol/L,则所生成的气体中SO2与H2的体积比约为A、1:2B、2:1C、1:4D、4:117、在氧气中灼烧0.8 g由硫、铁元素组成的化合物,使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸,用20 mL 1 mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸,则原混合物中硫的质量分数约为A、40%B、46%C、53.3%D、80%18、一定质量的Cu-Zn合金溶于足量的热浓硫酸中(忽略副反应),溶液所增加的质量与原合金质量之比为1:A,则原合金中Zn、Cu的质量之比为A、65:(A-65)B、64:(A-65)C、65:(A-64)D、64:(A-64)19、检验某未知溶液中是否含有SO42-的下列操作中,最合理的是A、加入盐酸酸化的硝酸钡溶液B、先加硝酸酸化,再加硝酸钡溶液C、加入盐酸酸化的氯化钡溶液D、先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液20、在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是A、一定含有SO42-B、可能SO42-或Ag+或SO32-或同时含有SO42-和SO32-C、含有SO42-和Ag+D、可能含有SO42-或SO32-21、以下每个选项中的两组物质都能反应,且放出同一种产物的是A、铜与稀硫酸,铜与浓硫酸B、硫化钠与稀硫酸,亚硫酸钠与稀硫酸C、铁与稀硫酸,铁与浓硫酸D、硫化钠与稀硫酸,硫化钠与稀盐酸22、研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时,发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。
倒去试管中的浓硫酸,将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量的烧杯中,发现所得溶液为蓝色,黑色固体未溶解。
过滤、洗涤后,向黑色固体中加入过量浓硝酸,黑色固体溶解,溶液呈蓝色,所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。
下列所得结论正确的是A、铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4B、加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO3C、白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuOD、白色固体中夹杂的少量黑色物质中含有元素Cu、S23、把一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A33.6 L(S.T.P)。
将反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液的pH=1,则下列叙述错误的是A、4气体A是SO2和H2的混合物B、气体A中SO3和H2的体积比为4:1C、反应中共消耗87.5 gD、反应中共转移电子3 mol24、(1)写出浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式,并标出电子转移关系。
(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是(填编号):。
(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瓶溶液的作用时,C瓶溶液的作用是。
(4)装置②中所加的固体药品是,可确证的产物是,确定装置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。
25、试用下列各装置设计一个实验来验证浓硫酸与木炭粉反应的产物。