2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化2

2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化2

课时2　硫酸　酸雨及其防治　‎ 考点1　硫酸的一般性和特殊性 ‎1.区分浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是(　　)。‎ A.常温下与铜片反应 B.滴加石蕊试液 C.用玻璃棒各蘸少许溶液涂在白纸上 D.加入锌片看是否有气体生成 答案: C 解析: 常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与Cu反应,且均呈酸性;锌与浓硫酸反应产生有毒的SO2;利用浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区分两种溶液,较简单。‎ ‎2.向浓盐酸中加入浓硫酸会产生大量白雾,下列关于原因的分析正确的是(　　)。‎ ‎①浓硫酸具有脱水性　②浓硫酸具有吸水性　③浓硫酸具有强氧化性　④盐酸具有挥发性　⑤盐酸具有还原性⑥气态物质的溶解度随温度的升高而降低 A.①③⑥　　B.②④⑥　　C.③⑤⑥　　D.②③④⑤‎ 答案: B 解析: 向浓盐酸中加入浓硫酸会有白雾产生,说明加入的浓硫酸吸水放热,导致溶液温度升高,加快了HCl的挥发,因此该实验现象表明浓硫酸具有吸水性,盐酸具有挥发性,且气态物质的溶解度与温度有关,该实验现象与浓硫酸的脱水性、氧化性及盐酸的还原性无关。‎ ‎3.(2019·安徽蚌埠二中期末考试)硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车,某新工人违反规定,边吸烟边用水冲洗该车,结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是(　　)。‎ A.浓硫酸遇明火爆炸 B.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 - 8 -‎ C.浓硫酸遇水发热爆炸 D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 答案: D 解析: 浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸,稀硫酸与铁反应产生氢气,氢气接触空气遇明火爆炸。‎ ‎4.(2019·河北石家庄二中期中考试)在实验探究课上,同学们积极思考,设计出如下图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是(　　)。‎ A.①②③④ B.①③④‎ C.①②④ D.②③④‎ 答案: A 解析: ①中暴露在空气中的浓硫酸因吸收空气中的水而放热,故可由温度变化来验证;②放置一段时间后,胆矾晶体表面会因失去结晶水而变白;③放置一段时间后,饱和KNO3溶液会因失去部分水而析出晶体;④放置一段时间后,因烧瓶中的浓硫酸吸收了烧瓶中的水蒸气而使烧瓶中的压强变小,故试管中的水会在导管中形成一段水柱。‎ 考点2　硫酸的强氧化性 ‎5.下列反应中,浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是(　　)。‎ A.2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑‎ B.Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O C.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O D.2FeO+4H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O - 8 -‎ 答案: D 解析: A、B项中硫元素的化合价不变,浓硫酸只表现出酸性;C项中硫元素的化合价全部降低,浓硫酸只表现出强氧化性;D项中有一部分硫元素的化合价降低,另一部分硫元素的化合价不变,所以浓硫酸在反应中既表现出强氧化性又表现出酸性。‎ ‎6.(2019·安徽芜湖一中期末考试)下图是Cu与浓硫酸反应的实验装置。已知:铜片足量,浓硫酸(浓度为18 mol·L-1)为50 mL。下列有关判断正确的是(　　)。‎ A.装置乙中盛装的是浓硫酸,作用是干燥SO2‎ B.装置丙为安全瓶,防止装置丁中的液体倒吸入装置乙中 C.品红溶液可检验生成的SO2,碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体 D.充分反应后,被还原的H2SO4少于0.45 mol 答案: D 解析: 装置乙为安全瓶,可观察反应过程中装置是否堵塞,A项错误;装置丙为集气瓶,收集SO2,B项错误;碱性棉球的作用是吸收SO2,防止其逸出,C项错误;由题意知,H2SO4为0.9 mol,根据反应方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O及条件“铜片足量”可知,当硫酸完全参与反应时,被还原的H2SO4的物质的量为0.45 mol,但在反应过程中,硫酸的浓度越来越小,而金属铜与稀硫酸不反应,故被还原的H2SO4少于0.45 mol,D项正确。‎ ‎7.碳与浓硫酸共热产生的气体X通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中,下列有关说法正确的是(　　)。‎ A.洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡 B.从洗气瓶出来的气体中无二氧化碳 - 8 -‎ C.洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡 D.洗气瓶中无沉淀产生 答案: D 解析: 碳与浓硫酸共热产生CO2、SO2气体,二者与BaCl2溶液都不反应,故从洗气瓶出来的气体中含有CO2和SO2,而洗气瓶内无沉淀生成,D项符合题意。‎ ‎8.实验证明铜在低温下不能和O2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CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列反应的化学方程式为　、 　。 ‎ 利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备CuSO4溶液,其化学方程式为　。 ‎ 以上两种方法是前者好还是后者好?　　　　,原因是　 　。 ‎ 答案: 2Cu+O22CuO　CuO+H2SO4CuSO4+H2O　Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　前者好制得相同质量的产品,前者消耗的硫酸少,而且后者生成的SO2会造成大气污染 解析: 铜屑与通入的空气中的氧气先反应生成CuO,后CuO与稀硫酸反应。‎ ‎9.(2019·贵州贵阳一中期末考试)已知浓硫酸和木炭粉在加热条件下可发生化学反应。‎ ‎(1)反应的化学方程式为　。 ‎ 答案: 2H2SO4(浓)+C2SO2↑+CO2↑+2H2O 解析: 木炭粉与浓硫酸在加热条件下发生反应生成SO2、CO2和H2O,反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+C2SO2↑+CO2↑+2H2O。‎ ‎(2)试用下图所示装置设计一个实验,验证上述反应的各种产物(若该反应有水生成,则假定混合气体中的水均来自产物)。‎ 编号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ - 8 -‎ 装置 这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是　　　　(填装置中导管口的字母,下同)接　　　　,　　　　接　　　　,　　　　接　　　　。 ‎ 答案: g　c(或d)　d(或c)　a　b　f　‎ 解析: 检验CO2和SO2时用到的溶液中均含有水,所以先检验H2O的存在,CO2和SO2均可以使澄清石灰水变浑浊,所以先检验SO2,再除去SO2,最后检验CO2。‎ ‎(3)实验时可观察到装置①中A瓶中溶液褪色,C瓶中溶液不褪色。A瓶中溶液的作用是　　　　　　　　　　;B瓶中溶液的作用是　　　　　　　　　　　;C瓶中溶液的作用是　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案: 检验SO2气体　吸收SO2气体　检验SO2气体是否除尽 解析: A瓶中溶液是用来检验SO2的,B、C瓶中溶液是为除去SO2并检验SO2是否除尽的。‎ ‎(4)装置②中所加固体药品是无水硫酸铜,可验证的产物是　　　　　　　　。 ‎ 答案: H2O 解析: 无水硫酸铜为白色固体,遇水可变为五水硫酸铜(CuSO4·5H2O),五水硫酸铜为蓝色固体,可检验H2O的存在。‎ ‎(5)装置③中所盛溶液是澄清石灰水,可验证的产物是　　　　　　　　。 ‎ 答案: CO2‎ 解析: 将剩余气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,证明该气体是CO2。‎ ‎10.(2019·上海中学期中考试)将一定量的锌粉加入浓硫酸中,反应过程中产生的SO2和H2的混合气体在标准状况下的体积为4.48 L。(已知:Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O)‎ ‎(1)所需锌粉的质量为多少?‎ 答案: 13 g(具体解题过程见解析,下同)‎ - 8 -‎ 解析: 由Zn与浓硫酸反应生成SO2和Zn与稀硫酸反应生成H2的化学方程式可知,1 mol Zn参加反应生成1 mol气体,故反应所需Zn的物质的量n(Zn)=‎4.48 L‎22.4 L·mol‎-1‎=0.2 mol,即所需锌粉的质量为13 g。‎ ‎(2)若生成的H2在标准状况下的体积为1.12 L,则反应过程所消耗的H2SO4的物质的量共为多少?‎ 答案: 0.35 mol 解析: 由反应的化学方程式可知,H2SO4~H2,2H2SO4(浓)~SO2,故消耗的H2SO4的物质的量n(H2SO4)=‎1.12 L‎22.4 L·mol‎-1‎+2×‎4.48 L-1.12 L‎22.4 L·mol‎-1‎=0.35 mol。‎ 考点3　酸雨及其防治 ‎11.(2019·河北石家庄一中期中考试)下列环境问题与所对应的物质无关的是(　　)。‎ A.酸雨——SO2‎ B.光化学烟雾——NO2‎ C.水体富营养化——含磷洗涤剂 D.臭氧层破坏——N2‎ 答案: D 解析: 臭氧层破坏与N2无关。‎ ‎12.(2019·湖南株洲四中期末考试)下列对酸雨和雾霾的理解正确的是(　　)。‎ A.酸雨是指pH<7的降水(包括雨、雪、霜等)‎ B.酸雨放置后酸性会降低 C.酸雨和雾霾的形成均与空气中的SO2有关 D.对化石燃料的不合理利用导致了酸雨、雾霾,该过程中涉及硫的转化的反应均为氧化还原反应 答案: C - 8 -‎ 解析: 酸雨是指pH<5.6的降水,A项错误;酸雨中含有H2SO3,放置后会被逐渐氧化为H2SO4,酸性增强,B项错误;雾霾的形成主要与大气中的二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物有关,C项正确;SO2溶于水生成H2SO3的反应是非氧化还原反应,D项错误。‎ ‎13.(2019·山东枣庄三中期末考试)大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法正确的是(　　)。‎ A.二氧化碳是形成酸雨的主要物质 B.酸雨的主要成分为H2SO3和HNO3‎ C.汽车尾气中的NOx是指NO2‎ D.将燃料脱硫可减少酸雨的产生 答案: D 解析: 二氧化硫是形成酸雨的主要物质,A项错误;酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3,B项错误;汽车尾气中的NOx是指NO、NO2,C项错误。‎ ‎14.(2019·湖北黄石三中阶段检测)酸雨是指溶有一定量酸性物质、pH小于5.6的雨水,主要是由含硫矿物燃料燃烧、含硫矿石的冶炼产生的二氧化硫以及氮氧化物等排放到大气中,进行一系列的变化形成的。‎ ‎(1)用化学方程式表示直接排放含SO2的烟气形成酸雨的过程:　。 ‎ 答案: SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4‎ 解析: SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3又被氧气氧化为H2SO4,从而可得SO2形成硫酸型酸雨的过程中发生的反应。‎ ‎(2)为消除二氧化硫的污染,通常需要对原料或烟气进行处理。某种脱硫技术的基本原理如下:‎ FeS2Fe2++SO‎4‎‎2-‎Fe3+‎ 该技术的第一步反应的离子方程式为 　。 ‎ 处理1 kg含75%FeS2的黄铁矿,共消耗O2(标准状况)的体积为　　　　L。‎ - 8 -‎ 答案: 2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4SO‎4‎‎2-‎　525‎ 解析: 第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O,生成物有H+、Fe2+和SO‎4‎‎2-‎,根据氧化还原反应得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4SO‎4‎‎2-‎;1 kg含75% FeS2的黄铁矿能生成Fe2+的物质的量是‎1 000 g×75%‎‎120 g·mol‎-1‎=6.25 mol,根据第一步反应的离子方程式可知,第一步消耗O2的物质的量为6.25 mol×‎7‎‎2‎=21.875 mol,第二步发生的反应为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,消耗O2的物质的量为6.25 mol×‎1‎‎4‎=1.562 5 mol,共消耗O2(标准状况)的体积为(21.875 mol+1.562 5 mol)×22.4 L·mol-1=525 L。‎ ‎(3)工业生产中的尾气(主要成分为NO2和NO)可用纯碱溶液吸收,有关的化学方程式为2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2,NO、NO2的混合气体可用NOx表示,则混合气体被纯碱溶液完全吸收时x的取值范围为　　　　。 ‎ 答案: 1.5≤x<2‎ 解析: 由化学方程式可知,NO不能被单独吸收,NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液完全吸收,满足n(NO2)∶n(NO)≥1,当n(NO2)∶n(NO)=1时,x值最小,x最小值为‎2+1‎‎2‎=1.5;若气体全为NO2时,x=2,但因气体为NO、NO2的混合气体,所以x最大值<2,故x的取值范围为1.5≤x<2。‎ - 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