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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
1. 下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是（ ）。
A. 在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液变稀(挥发性)
B. 在加热条件下铜与浓硫酸反应(脱水性)
C. 浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D. 浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
2. 蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是（ ）。
A. 过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性
B. 过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关
C. 过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性
D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
3. 按图所示装置（部分夹持装置略）检验浓硫酸与木炭反应的产物。下列说法正确的是（ ）。
A. Ⅰ中烧瓶内的反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
B. Ⅱ中无水硫酸铜可替换无水
C. Ⅲ中溶液褪色，证明产物中有
D. Ⅳ中溶液褪色且Ⅴ中产生沉淀，证明产物中一定有
4. 下列物质的检验中，其结论一定正确的是（ ）。
A. 向某无色溶液中加入NaOH溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，试纸变蓝色，说明溶液中含有
B. 向某溶液中加入盐酸产生无色无味的气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有
C. 向某溶液中加入溶液，产生白色沉淀，加入稀后，白色沉淀不溶解，也无其它现象，说明原溶液中一定含有
D. 将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体定是
5. 某废水中存在大量的Na+、Cl-、NH、SO，欲除去其中的NH和SO，设计了如下流程。
下列说法中，不正确的是（ ）。
A. NaOH的作用是除去NH
B. Na2CO3的作用是除去过量的Ba2+
C. 试剂a为H2SO4溶液
D. NaOH改在过滤后加入可达到相同目的
6. Fe、Mg与H2SO4反应的实验记录如下:
实验
现象 Fe表面产生大量
无色气泡 Fe表面产生少量
气泡后迅速停止 Mg表面迅速产生
大量气泡 Fe表面有大量气泡，
Mg表面有少量气泡
下列对实验的分析中，合理的说法是（ ）。
A. I中产生气体的原因是: 2Fe + 6H+=2Fe3++ 3H2↑
B. I和Ⅲ对比，能说明浓度能影响物质的化学性质
C. Ⅱ和Ⅲ对比可知:Mg的金属性比Fe强
D. Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强
7. 工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如图所示：
请回答：
（1）已知FeS2的阴离子达到稳定结构，则FeS2的电子式为___________。
（2）已知：，请写出焦硫酸的结构式___________。
（3）写出步骤①的化学方程式___________。
（4）室温下，SO3为液体，SO2为气体。SO3熔点高于SO2的原因___________。
（5）下列说法正确的是___________。
A．步骤①，产生的气体进入接触室之前无需净化处理
B．步骤②，使用催化剂能使SO2的转化率达到100%
C．步骤③，吸收设备中填充瓷环可提高SO3吸收率
D．可以预测：Na2S2O7的水溶液呈酸性，H2S2能将Fe2+氧化成Fe3+
E．17.8g H2S2O7与2.2g水充分混合后，可获得98%浓硫酸
（6）若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，试设计一个简单的实验证明之。简述实验操作和有关的实验现象___________。(供选择的试剂：KSCN溶液、稀硫酸、稀盐酸、KMnO4溶液、品红溶液、NaOH溶液)
8. 某实验小组同学用铜与浓硫酸反应制取SO2，验证SO2性质并制备NaHSO3，设计如图所示实验装置。
回答下列问题：
（1）①仪器a的名称是___________。②C中的实验现象是___________。
（2）确认浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+的操作方法___________。
（3）试管D中发生反应的离子方程式为___________。
（4）向装置E中通入SO2可制得NaHSO3.已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图1所示，Na2SO4的溶解度曲线如图2所示。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为测量溶液的pH，当pH约为___________时，停止通入SO2 。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：___________，干燥，密封包装。
【实验中须使用的试剂有1.0 mol ·L-1 NaOH溶液、无水乙醇】第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
1. 下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是（ ）。
A. 在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液变稀(挥发性)
B. 在加热条件下铜与浓硫酸反应(脱水性)
C. 浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D. 浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
【答案】D
【解析】A．浓硫酸具有吸水性，则在空气中敞口久置的浓硫酸，会吸收空气中的水分而使溶液变稀，表现的是浓硫酸的吸水性，故A错误；B．浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下铜与浓硫酸反应发生氧化还原反应，表现的是浓硫酸的氧化性，故B错误；C．浓硫酸具有脱水性，能使有机物中的H、O元素以水的形式脱出，浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑，表现的是浓硫酸的脱水性，故C错误；D．浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥某些与浓硫酸不反应的酸性或中性气体，如氢气、二氧化碳等，表现的是浓硫酸的吸水性，故D正确；故选D。
2. 蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是（ ）。
A. 过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性
B. 过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关
C. 过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性
D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
【答案】C
【解析】A．浓硫酸具有脱水性，能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除，蔗糖中加入浓硫酸，白色固体变黑，体现浓硫酸的脱水性，A项正确；B．浓硫酸脱水过程中释放大量热，此时发生反应，产生大量气体，使固体体积膨胀，B项正确；C．结合选项B可知，浓硫酸脱水过程中生成的能使品红溶液褪色，体现浓硫酸的强氧化性，C项错误；D．该过程中，蔗糖发生化学反应，发生了化学键的断裂，D项正确；故选C。
3. 按图所示装置（部分夹持装置略）检验浓硫酸与木炭反应的产物。下列说法正确的是（ ）。
A. Ⅰ中烧瓶内的反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
B. Ⅱ中无水硫酸铜可替换无水
C. Ⅲ中溶液褪色，证明产物中有
D. Ⅳ中溶液褪色且Ⅴ中产生沉淀，证明产物中一定有
【答案】C
【解析】、I中发生的反应为：，通过Ⅱ对产生的水进行检验，Ⅲ可以验证SO2的漂白性，Ⅳ可以验证SO2的还原性，V可以检验CO2的生成，但由于未知SO2是否除尽，不一定是CO2让其产生沉淀，据此作答。【详解】A．浓硫酸与木炭共热发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，硫元素化合价全部降低，体现浓硫酸强氧化性，未体现酸性，故A错误；B．无水硫酸铜的作用是检验生成的水，通过观察颜色的变化检验水，无水氯化钙可以吸水，但是无水氯化钙无颜色变化，故B错误；C．品红褪色证明二氧化硫的存在，故C正确；D．澄清石灰水变浑浊，并不能证明产物中一定有CO2，原因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，故D错误；故选：C。
4. 下列物质的检验中，其结论一定正确的是（ ）。
A. 向某无色溶液中加入NaOH溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，试纸变蓝色，说明溶液中含有
B. 向某溶液中加入盐酸产生无色无味的气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有
C. 向某溶液中加入溶液，产生白色沉淀，加入稀后，白色沉淀不溶解，也无其它现象，说明原溶液中一定含有
D. 将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体定是
【答案】A
【解析】A．向某无色溶液中加入NaOH溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，试纸变蓝色，说明溶液中含有，A正确；B．向某溶液中加入盐酸产生无色无味的气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明该溶液中至少含有 与碳酸氢根之一，B错误；C．向某溶液中加入溶液，产生白色沉淀，加入稀后，白色沉淀不溶解，也无其它现象，说明原溶液中可能含有或者银离子等，C错误；D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体可能是或者氯气等，D错误；故选A。
5. 某废水中存在大量的Na+、Cl-、NH、SO，欲除去其中的NH和SO，设计了如下流程。
下列说法中，不正确的是（ ）。
A. NaOH的作用是除去NH
B. Na2CO3的作用是除去过量的Ba2+
C. 试剂a为H2SO4溶液
D. NaOH改在过滤后加入可达到相同目的
【答案】C
【解析】A．NH与OH-反应放出氨气，NaOH的作用是除去NH，故A正确；B．Ba2+和反应生成碳酸钡沉淀，Na2CO3的作用是除去过量的Ba2+，故B正确；C．加试剂a的目的是除去过量的氢氧化钠、碳酸钠，若试剂a为H2SO4溶液，会引入杂质SO，所以试剂a为盐酸，故C错误；D．NaOH的作用是除去NH，加入氢氧化钠不生成沉淀，NaOH改在过滤后加入可达到相同目的，故D正确；故选C。
6. Fe、Mg与H2SO4反应的实验记录如下:
实验
现象 Fe表面产生大量
无色气泡 Fe表面产生少量
气泡后迅速停止 Mg表面迅速产生
大量气泡 Fe表面有大量气泡，
Mg表面有少量气泡
下列对实验的分析中，合理的说法是（ ）。
A. I中产生气体的原因是: 2Fe + 6H+=2Fe3++ 3H2↑
B. I和Ⅲ对比，能说明浓度能影响物质的化学性质
C. Ⅱ和Ⅲ对比可知:Mg的金属性比Fe强
D. Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强
【答案】D
【解析】A．稀硫酸具有弱氧化性，与Fe反应生成氢气，发生的离子反应为Fe+2H+═Fe2++H2↑，故A错误；B．I和Ⅲ是两种不同的金属与不同浓度的硫酸溶液反应，且I中生成的是氢气，而Ⅲ中Mg与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫气体，反应原理不一样，则I和Ⅲ对比，无法说明浓度能影响物质的化学性质，故B错误；C．浓硫酸有强氧化性，Ⅱ中Fe钝化，而Ⅲ中Mg与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫气体，则Ⅱ和Ⅲ对比无法比较Mg和Fe的金属性强弱，故C错误；D．构成原电池，Mg为负极失去电子，Fe为正极，正极上氢离子得到电子，可知Mg的金属性比Fe强，故D正确；故答案D。
【点睛】元素金属性性强弱的判断依据：①金属单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度，金属单质跟水(或酸)反应置换出氢越容易，则元素的金属性越强，反之越弱；②最高价氧化物对应的水化物--氢氧化物的碱性强弱，氢氧化物的碱性越强，对应金属元素的金属性越强，反之越弱；③还原性越强的金属元素原子，对应的金属元素的金属性越强，反之越弱。
7. 工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如图所示：
请回答：
（1）已知FeS2的阴离子达到稳定结构，则FeS2的电子式为___________。
（2）已知：，请写出焦硫酸的结构式___________。
（3）写出步骤①的化学方程式___________。
（4）室温下，SO3为液体，SO2为气体。SO3熔点高于SO2的原因___________。
（5）下列说法正确的是___________。
A．步骤①，产生的气体进入接触室之前无需净化处理
B．步骤②，使用催化剂能使SO2的转化率达到100%
C．步骤③，吸收设备中填充瓷环可提高SO3吸收率
D．可以预测：Na2S2O7的水溶液呈酸性，H2S2能将Fe2+氧化成Fe3+
E．17.8g H2S2O7与2.2g水充分混合后，可获得98%浓硫酸
（6）若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，试设计一个简单的实验证明之。简述实验操作和有关的实验现象___________。(供选择的试剂：KSCN溶液、稀硫酸、稀盐酸、KMnO4溶液、品红溶液、NaOH溶液)
【答案】（1） （2）
（3）4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3 （4）SO3 相对分子质量大，分子间作用力强，故熔点高 （5）CE （6）炉渣稀硫酸溶解后过滤，取少量滤液于试管中，滴加少量的KMnO4溶液，若紫红色褪去，则炉渣中混有+2价的铁元素
【解析】本题为工业流程题，由黄铁矿高温灼烧生成二氧化硫，再催化氧化生成三氧化硫，用浓硫酸吸收后，再经过处理得到浓硫酸，以此解题。
【小问1详解】由于阴离子达到稳定结构，则FeS2的电子式为：；
【小问2详解】结合焦硫酸分子式和题给信息可知，焦硫酸的结构式为；
【小问3详解】步骤①为黄铁矿灼烧的过程，方程式为：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3；
【小问4详解】二氧化硫和三氧化硫都是分子晶体，三氧化硫分子量大，分子间作用力大，故熔点高，故答案为：SO3 相对分子质量大，分子间作用力强，故熔点高；
【小问5详解】A．为防止催化剂中毒，进入接触室之前的气流需净化处理，A错误；B．二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的反应为可逆反应，且催化剂不能使平衡移动，转化率不能达到100%，B错误；C．吸收设备中填充瓷环可以增大接触面积，可提高SO3吸收率，C正确；D． Na2S2O7溶于水成硫酸氢钠，溶液显酸性，H2S2氧化性较弱，不能将Fe2+氧化成Fe3+，D错误；E．17.8g H2S2O7的物质的量为0.1mol，与水反应的方程式为：H2S2O7+H2O=2H2SO4，则可以生成0.2mol硫酸，其质量分数为：，E正确；故选CE；
【小问6详解】若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，利用稀硫酸溶解都生成的亚铁离子具有还原性，而高锰酸钾溶液具有强氧性，可使高锰酸钾溶液褪色，则选择试剂为硫酸，高锰酸钾溶液，操作方法为炉渣稀硫酸溶解后过滤，取少量滤液于试管中，滴加少量的KMnO4溶液，若紫红色褪去，则炉渣中混有+2价的铁元素。
8. 某实验小组同学用铜与浓硫酸反应制取SO2，验证SO2性质并制备NaHSO3，设计如图所示实验装置。
回答下列问题：
（1）①仪器a的名称是___________。②C中的实验现象是___________。
（2）确认浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+的操作方法___________。
（3）试管D中发生反应的离子方程式为___________。
（4）向装置E中通入SO2可制得NaHSO3.已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图1所示，Na2SO4的溶解度曲线如图2所示。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为测量溶液的pH，当pH约为___________时，停止通入SO2 。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：___________，干燥，密封包装。
【实验中须使用的试剂有1.0 mol ·L-1 NaOH溶液、无水乙醇】
【答案】（1）①分液漏斗 ②紫色石蕊溶液变为红色 （2）冷却后，将反应后混合溶液缓慢倒入水中，并不停地搅拌 （3）5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+ （4）①4 ②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤
【解析】由实验装置可知，A中铜与浓硫酸反应生成SO2，B是安全瓶，有防倒吸的作用；C中石蕊试液变红色，检验二氧化硫水为酸性氧化物；D中酸性高锰酸钾溶液褪色，检验二氧化硫检验还原性；SO2继续通入E中碳酸钠溶液，反应生成NaHSO3，F装置进行尾气处理；（1）①仪器a是分液漏斗；②由分析可知，C中的实验现象是紫色石蕊溶液变为红色；（2）确认反应后的产物中含有Cu2+的操作方法是冷却后，将反应后混合溶液缓慢倒入水中，并不停地搅拌，得到蓝色溶液，说明含有Cu2+；（3）D中SO2与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色，反应的离子方程式为：5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+；（4）①由图1可知，当pH约为4时，的含量最高，此时应停止通SO2；②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3，可边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。

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