1、12 月 11 日 浓硫酸的特性高考频度：难易程度：典例在线某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：(1)B 是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请在图上把导管补充完整。(2)实验中他们取 6.4 g 铜片和 12 mL 18 molL1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_；为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是_；下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是_(填编号) 。A铁粉 BBaCl 2 溶液
2、C银粉 DNa 2CO3 溶液(3)装置 C 中试管 D 内盛装的是品红溶液，当 B 中气体收集满后，有可能观察到的现象是_，待反应结束后，向 C 中烧杯内加入沸水，D 中观察到的现象是_。(4)实验装置 C 有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决，_(实验用品自选)。【答案】(1)(2)Cu+2H 2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2随着反应进行，硫酸被消耗，产物有水生成，所以浓硫酸变成稀硫酸，反应停止AD(3)红色褪去 恢复红色(4)用浸有 NaOH 的溶液的棉花团塞在试管口 (合理均可)【解析】(1)铜跟浓硫酸反应生成了 SO2气体，SO 2比空气密度大，可以用向上排气法收
3、集，所以装置中的导气管应长进短出。(3)装置 C 中试管 D 内盛装的是品红溶液，当 B 中气体收集满后，SO 2进入品红溶液，使品红溶液褪色；待反应结束后，向 C 中烧杯内加入沸水，升高温度，无色物质不稳定，受热分解，SO 2逸出，品红溶液又变为红色。(4)实验装置 C 有可能造成环境污染，由于 SO2 是酸性氧化物，可以与碱发生反应产生盐和水，因此可以用浸有 NaOH 的溶液的棉花团塞在试管口。解题必备一、浓硫酸的物理性质纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状的液体，溶于水时放出大量的热，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并不断用玻璃棒搅拌。二、浓硫酸的特性1吸水性浓硫酸可以吸收空气或
4、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。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂。2脱水性浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离” 出来，结合生成水分子。3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。如与铜反应的实验如下表所示：实验操作实验现象a 试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；b 试管中的品红溶液逐渐变为无色；c 试管中的紫色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。实验结论Cu 和浓 H2SO4 反应的化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O(2)常温下，浓
5、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：C+2H 2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O。易混易错不是所有气体都能用浓硫酸进行干燥。浓硫酸呈酸性，能与碱性气体如氨气发生化学反应，因此不能用浓硫酸干燥氨气。浓硫酸具有强氧化性，能与还原性气体如 H2S 等发生氧化还原反应，因此不能用浓硫酸干燥 H2S 等还原性气体。实际使用中，浓硫酸常用来干燥CO、H 2、O 2、N 2 等中性气体及 HCl、CO 2、SO 2 等酸性气体。学霸推荐1向盐酸中加浓 H2SO4 时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因是A浓 H2SO4 具
6、有脱水性B浓 H2SO4 具有吸水性C盐酸具有挥发性D气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低2关于浓硫酸和铜反应，下列装置或操作不能达到实验目的的是A用装置甲进行铜和浓硫酸的反应B用装置乙收集二氧化硫C用装置丙验证 SO2 的漂白性D用装置丁处理尾气3下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是2NaCl(固)+H 2SO4(浓) Na2SO4+2HClC+2H 2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2OCu+2H 2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O2FeO+4H 2SO4(浓)= =Fe2(SO4)3+SO2+4H2OA B C D4为了验证木炭可被浓 H2SO4 氧化成 CO
7、2，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(填各接口字母)：_接_，_接_，_接_。(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出 CO2?乙中_，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_。5为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。 实验 反应产物的定性探究实验装置如图所示。固定装置已略去(1)A 中反应的化学方程式为_。(2)F 烧杯中的溶液通常是_。(3)实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是_。(4)实验结束后，证明 A 装置试管中反应所得产物是否含有铜
8、离子的操作方法是_。(5)为说明浓硫酸中的水是否影响 B 装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为_。实验 反应产物的定量探究(6)在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，经查阅文献获得下列资料。资料 1：硫酸(mol/L)黑色物质出现的温度()黑色物质消失的温度()15 约 150 约 23616 约 140 约 25018 约 120 不消失资料 2：X 射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为 Cu2S、CuS、Cu 7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是_。a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个b.硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质c.
9、该反应发生的条件之一是硫酸浓度15mol/Ld.硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失(7)为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成 250.00 mL 溶液，取该溶液25.00 mL 加入足量 KI 溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用 b mol/LNa2S2O3 溶液滴定生成的 I2，3 次实验平均消耗该 Na2S2O3 溶液 V mL。若反应消耗铜的质量为 a g，则硫酸铜的产率为_。(已知： 2Cu2+4I=2CuI+I2，2S 2O32+I2=S4O62+2I)650 mL 浓 H2SO4溶液(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
10、的物质的量是_，生成 SO2的体积为(标准状况下)_mL。(2)若题干中浓硫酸的物质的量浓度为 a mol/L，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 mol(填“等于”、“大于”或“小于”)。(3)将题干中反应后的溶液稀释到 500 mL，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_。参考答案1 【 答案】A【解析】A、浓硫酸的脱水性是指浓硫酸把有机物的 H、O 两元素按原子个数比 2:1 的比例脱出来，形成水分子.不属于导致产生该现象的原因，故 A 正确；B、浓硫酸的吸水性是
11、指吸收现成的水分子，包括水蒸气、湿存水和结晶水，吸收过程中放出热量，是水合的过程，属于导致产生该现象的原因，故 B 错误；C、白雾生成是溶液温度升高，氯化氢变为气体挥发出去，和水蒸气形成盐酸小液滴，证明盐酸具有挥发性，属于导致产生该现象的原因，故 C 错误；D、从氯化氢气体的挥发可以说明气体溶解度随温度升高，故 D 错误。3【答案】B【解析】金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态 )与浓 H2SO4 反应时，浓 H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓 H2SO4 反应时，浓 H2SO4 只表现强氧化性。4【答案】(1)A F E C D B(2)澄清石灰水变浑浊 品红溶液未褪色
12、(3)吸收 SO2(4)C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O【解析】木炭与浓硫酸加热反应生成 CO2、SO 2 和 H2O。其中 CO2、SO 2 在化学性质上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的 Ca(OH)2 反应，使澄清石灰水变浑浊，这会干扰 CO2 的鉴别。SO 2 和 CO2 在化学性质上的明显不同点是 SO2 有漂白性和强的还原性，而CO2 都没有。所以，在鉴别 CO2 时，首先用酸性 KMnO4 溶液将 SO2 氧化除去，再用品红溶液检验是否被完全除去，最后用澄清石灰水检验 CO2 的存在，是一种确认 CO2 存在的好方案。【解析】(1)A 中的反应是浓硫酸和
13、铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。(2)装置中是铜和浓硫酸加热反应生成的气体中含有二氧化硫，二氧化硫是污染性的气体，不能排放到空气中，二氧化硫是酸性氧化物且具有还原性，所以需要最后用氢氧化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收。(3)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气，D 装置黑色会变化为红色，若生成二氧化硫，E 装置中品红会褪色，所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的实验现象是，D 装置中氧化铜黑色不变化，说明无氢气生成，E 装置中品红试液褪色说明生成了二氧化硫气体；(4)
14、反应后有硫酸剩余，则验证生成的溶液中含有铜离子，需要把试管中的液体倒入水中溶解，观察是否出现蓝色溶液，即将 A 装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，出现蓝色溶液证明含有铜离子；(5)利用装置中铜不与浓硫酸接触反应，不放入铜丝反应，观察 B 装置是否变蓝，若不变蓝证明浓硫酸中的水不影响实验，若无水硫酸铜出现变蓝，说明浓硫酸中的水会影响实验；(6)依据图表数据分析可知，浓度不同时出现黑色物质的时间随浓度增大减小，浓度为18mol/L 时生成的黑色物质不能消失；a分析过程可知，发生的反应过程中生成二氧化硫和硫酸铜的反应过程中有其它反应发生生成黑色物质，铜与浓硫酸反应时所涉
15、及的反应可能不止一个，a 符合；b图表数据分析可知硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质，b 符合；c浓硫酸和铜的反应浓度小于 15 mol/L 也可能出现黑色物质，出现的时间长，该反应发生的条件不一定是硫酸浓度15 molL1，c 不符合；d图表数据中，18 mol/L 的浓硫酸，出现褐色物质的时间短，黑色物质难以消失，所以硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失，d 符合；答案为 abd；(7)由反应 2Cu2+4I=2CuI+I2、2S 2O32+I2=S4O62+2I可知，2Cu 2+I 22S 2O32，将该反应所得溶液中和后配制成 250.00 mL 溶液，取该溶液 25.
16、00 mL 加入足量 KI 溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用 b molL1Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2，3 次实验平均消耗该Na2S2O3 溶液 V mL。若反应消耗铜的质量为 a g，设 25 mL 溶液中生成铜离子物质的量为 x。则2Cu2+I 22S 2O322 2x b molL1V103L解得 x=0.001bV mol250 mL 溶液中铜离子物质的量 =0.01bV mol因此硫酸铜的产率= 。(3)根据反应方程式，硫酸一部分起酸性，一部分作氧化剂，因此根据硫元素守恒，n(H 2SO4)=n( )+n(SO2) mol=( + ) mol=0.9 mol，因此 c(H2SO4)=0.9/(50103) molL1=18 molL1。学霸之路
