2020年高考化学课时提升作业(14)-第六章-第二节-硫酸--硫酸工业(广东专供).docx

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课时提升作业(十四)
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.下列物质(或主要成分)的化学式错误的是(　　)
A.重晶石：BaSO4
B.熟石膏：CaSO4·2H2O
C.皓矾：ZnSO4·7H2O
D.明矾：KAl(SO4)2·12H2O
2.储存浓硫酸的铁罐外口毁灭严峻的腐蚀现象，这体现了浓硫酸的(　　)
A.吸水性和酸性　　　　　　 B.脱水性和吸水性
C.氧化性和吸水性 D.不挥发性和酸性
3.(2021·天水模拟)对下列事实的解释错误的是(　　)
A.在蔗糖中加入浓硫酸后毁灭发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
B.将浓硫酸滴到蓝矾上，晶体变白，说明浓硫酸具有吸水性
C.常温下，浓硫酸可以用铝槽贮存，说明铝与浓硫酸不反应
D.反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4能进行，说明CuS既不溶于水也不溶于稀硫酸
4.在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要缘由二者都是正确的是(　　)
A.硫铁矿燃烧前要粉碎，由于大块的硫铁矿不能燃烧
B.SO3用98.3%的浓硫酸吸取，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸取完全
C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂由于这样可以提高SO2的转化率
D.从沸腾炉出来的炉气需净化，由于炉气中SO2会与杂质反应
5.按下述试验方法制备气体，合理又有用的是(　　)
A.锌粒与浓硫酸加热反应制备SO2
B.向饱和NaCl溶液中滴加浓硫酸制备HCl
C.亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D.大理石与稀硫酸反应制备CO2
6.化学试验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是(　　)
A.定性检验S，将BaCl2溶液用HNO3酸化
B.为提高高锰酸钾溶液的氧化力气，用盐酸将高锰酸钾溶液酸化
C.检验溶液中是否含有Fe2+时，用硝酸酸化
D.检验溶液中是否含有S时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，所得溶液再加BaCl2溶液
7.下列金属或氧化物可以完全溶解的是(　　)
A.1 mol Zn与含1 mol HCl的稀盐酸共热
B.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
C.1 mol Cu与含4 mol HNO3的浓硝酸
D.1 mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸共热
8.(2021·柳州模拟)有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下试验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此试验下述结论正确的是(　　)
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化

B.加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中确定含有BaSO4
C.加硝酸后的不溶性沉淀确定是BaSO4
D.此试验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
9.已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度越大，将质量分数为3x%与x%的两种硫酸溶液等体积混合后，溶液的质量分数(　　)
A.大于2x%　　　　　　　B.小于2x%
C.等于2x% D.无法确定
10.(2021·桂林模拟)向5 mL 18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应，下列说法正确的是(　　)
A.有0.09 mol的硫酸被还原
B.有0.045 mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量确定小于2.88 g
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(12分)硫酸的性质和硫酸盐在生产和生活中有着广泛应用。
Ⅰ.某争辩小组成员在争辩鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时，设计如下方案：

操　作
结　论
①
火柴梗
变黑者为浓硫酸
②
加入金属铝片
产生刺激性气味
者为浓硫酸
③
分别加入到盛水
的试管中
放热者为浓硫酸
④
用玻璃棒蘸浓氨水
靠近瓶口
冒白烟者为浓硫酸
⑤
加到CuSO4·5H2O
晶体中
变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是　　　　　(填序号)。
(2)其中一个稍作改进就能成为可行的是　　　(填序号)，改进方法是 
　 。
(3)其中不行行的是　　　(填序号)，理由是 　 。
Ⅱ.硫酸盐中的石膏可用来生产粉笔。粉笔的生产过程可图示如下。
石膏矿 A
粉笔
(4)A的化学式是　 。
(5)在A中加入少量甘油和纯碱，可制成“无尘”粉笔。甘油吸湿性很强，使粉笔末因潮湿而不易漂移。加入纯碱可提高硬度，写出与此相关的化学方程式：
　 。
12.(13分)(力气挑战题)某课外活动小组的同学，在试验室做锌与浓硫酸反应的试验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的推断是否正确，丙同学设计了如图所示试验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：

(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为 　 。
(2)丙同学在安装好装置后，必不行少的一步操作是　
。
(3)A中加入的试剂可能是　　　　，作用是 　 ；
KMnO4溶液的作用是　 。

(4)B中加入的试剂可能是　　　　，作用是 　 ；
E中加入的试剂可能是　　　　，作用是 　 。
(5)可以证明气体X中含有氢气的试验现象是：
C中：　 ，
D中：　 。
假如去掉装置B，还能否依据D中的现象推断气体X中有氢气？　　　(填“能”或“不能”)，缘由是 　 。
13.(15分)(力气挑战题)工业制硫酸生产流程如下图：

(1)在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有　　　　。
A.上升温度　　　　　　　　 B.使用催化剂
C.不断补充空气 D.准时分别出SO3
(2)在生产中，为提高催化剂效率实行了以下哪些措施？　　　　。
A.净化气体
B.把握温度在400℃～500℃
C.增大催化剂与反应气体的接触面积
D.不断补充空气
(3)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol-1。在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，充分反应后，放出的热量　　　(填“<”“>”或“=”)196.6 kJ，理由是 　 。
(4)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO27%、O211%、N282%。在500℃，0.1 MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)=0.46∶6.5∶7.7∶82，则SO2的转化率为　。
(5)生产硫酸过程中的尾气(主要是SO2、O2、N2等)通常用氨水吸取，请写出该反应的化学方程式 　 。
答案解析
1.【解析】选B。熟石膏的化学式是2CaSO4·H2O。
2.【解析】选C。铁遇冷的浓硫酸会发生钝化，但浓硫酸具有较强的吸水性，吸水后变为稀硫酸，与活泼金属发生置换反应。
3.【解析】选C。浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖碳化变黑；浓硫酸具有吸水性，能吸取结晶水合物中的结晶水；常温下，浓硫酸可用铝槽贮存，是由于浓硫酸能使铝“钝化”，并不是铝与浓硫酸不反应，C错误；CuSO4与H2S反应生成的CuS与H2SO4(稀)能共存，说明CuS与稀硫酸不反应。
4.【解析】选B。矿石粉碎是为了提高反应速率，并不是由于大块的硫铁矿不能燃烧；用浓硫酸吸取SO3是为了防止水与其形成酸雾，降低SO3的吸取率；使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高SO2的转化率；从沸腾炉出来的炉气需净化，由于炉气中的杂质会使催化剂中毒。
5.【解析】选C。锌与浓硫酸反应，产生的是SO2和H2的混合气体。因氯化氢易溶于水，制备时用固体食盐与浓硫酸反应。H2SO4与CaCO3反应产生的CaSO4微溶于水，使反应难以进行。
6.【解析】选D。A项中HNO3会氧化S生成S，干扰S的检验，B项中用盐酸酸化，KMnO4将被还原，C项中Fe2+被HNO3氧化，处理不正确。
7.【解析】选C。A项中Zn剩余0.5 mol，B项中随反应发生当浓硫酸变稀时反应停止，所以Cu反应量小于1 mol，D项与B项类似，稀盐酸与MnO2也不反应，所以MnO2最终有剩余。
【方法技巧】“三酸变稀”问题
典型的“三酸变稀”问题就是浓盐酸与MnO2反应、浓硫酸与Cu、Zn等反应、浓硝酸与Cu等反应随着反应的进行，三种酸都变稀，从而使反应停止或产物发生变化；三种酸放置在空气中由于稀释(浓硫酸吸水)或挥发(浓盐酸挥发)，也可能使其变稀。
8.【解析】选D。加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中可能含有BaSO3，然后加入硝酸后，硝酸具有强氧化性，把BaSO3氧化为BaSO4。加入硝酸后的不溶性的沉淀可能是BaSO3和BaSO4的混合物。无论Na2SO3被不被氧气氧化，均产生题目中所述现象，所以本题D项为正确答案。
9.【解析】选A。假设两种硫酸溶液等质量混合，则混合后溶液里溶质的质量分数等于2x%。由于质量分数为3x%的溶液的密度大，所以等体积混合后其质量大于x%的溶液质量，因而混合后溶液里溶质的质量分数大于2x%。
【一题多解】设质量分数为3x%的硫酸溶液密度为ρ1，质量分数为x%的硫酸溶液的密度为ρ2，两者体积均为VmL。则混合后溶液的质量分数为：
w(H2SO4)==×x%
由于ρ1>ρ2得到ρ1+ρ2>2ρ2所以
2ρ1+ρ1+ρ2>2ρ2+2ρ1
即3ρ1+ρ2>2(ρ1+ρ2)
w(H2SO4)>·x%=2x%
10.【解题指南】解答本题要明确以下2点：
(1)Cu与浓硫酸反应时，被还原的硫酸只占参与反应H2SO4的一半。
(2)随着反应的进行，硫酸的浓度降低，铜与稀硫酸不反应。
【解析】选D。浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应的进行，浓硫酸的浓度渐渐降低变成稀硫酸。因此，参与反应的硫酸的实际量要比理论计算值小。据题意得n(H2SO4)=0.005 L×
18 mol·L-1=0.09 mol，参与反应的硫酸n(H2SO4)<0.09 mol，被还原的硫酸小
于0.045 mol，参与反应的铜小于2.88 g。
11.【解析】Ⅰ.鉴别浓、稀硫酸时要充分利用二者性质的差别。方案①可行，体现了浓硫酸的脱水性；方案②不行行，由于在常温下，浓硫酸使Al钝化，故无刺激性气味气体逸出，若加热，二者即发生反应；方案③可行，由于浓硫酸溶于水时放出大量的热；方案④不行行，由于浓硫酸是高沸点酸，无挥发性；方案⑤可行，体现了浓硫酸的吸水性。
Ⅱ.石膏粉碎加热后得到熟石膏(2CaSO4·H2O)，所以A的化学式为2CaSO4·H2O。加入纯碱可提高硬度，说明Na2CO3和CaSO4反应生成了CaCO3。
答案：(1)①、③、⑤ (2)②　加热
(3)④　硫酸是高沸点酸，没有挥发性
(4)2CaSO4·H2O
(5)Na2CO3+CaSO4CaCO3+Na2SO4
12.【解析】(2)连接好装置后，检查完装置的气密性才能开头试验。
(3)可以用品红来检验SO2是否存在，用KMnO4来除去SO2。
(4)为了防止空气中的水分也进入D装置，所以应当加上E装置。
(5)D装置中的白色粉末变蓝，说明有H2O生成，同时C装置中CuO被还原为Cu，说明混合气体中存在H2。
答案：(1)Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)检查装置的气密性
(3)品红溶液　检验SO2　除去SO2气体
(4)浓硫酸　吸取水蒸气　碱石灰　防止空气中水蒸气进入D中
(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)　白色粉末变成蓝色　不能　混合气体中含H2O，会干扰H2的检验
13.【解题指南】解答本题时要留意以下2点：
(1)使用催化剂，加快反应速率，但是不会提高SO2平衡转化率。
(2)依据体积比中SO3和SO2的体积比可求出SO2的转化率。
【解析】(1)反应2SO2+O22SO3的特点是：反应放热，气体分子数减小，是可逆反应。为提高SO2的平衡转化率应实行降温、加压、准时分别出产物SO3以及增大O2浓度等措施。使用催化剂，加快反应速率，但是不会提高SO2平衡转化率。
(2)催化剂表面积越大，反应速率越快，另外还要考虑催化剂的活性温度和防止催化剂中毒。
(3)热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=-196.6 kJ·mol-1是指101 kPa和298 K时2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时放出的热量为196.6 kJ，当把2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)投入反应器达到平衡时，反应并不彻底，故放热少于196.6 kJ。
(4)由产物中V(SO2)∶V(SO3)=0.46∶6.5可求SO2的转化率，其算式为×100%=93.4%。
(5)生产硫酸的尾气成分主要是SO2、N2、O2等，SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3和H2O。用氨水作吸取剂主要目的是吸取SO2。
答案：(1)C、D (2)A、B、C
(3)<　在101 kPa和298 K条件下，2 mol SO2和1 mol O2完全反应生成2 mol SO3，放出196.6 kJ热量，该反应为可逆反应，不行能进行完全，又由于反应温度为450℃，所以放出的热量小于196.6 kJ
(4)93.4%
(5)2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O
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