第02讲三氧化硫和硫酸
一、SO3的物理性质
颜色 无色 状态 固体（标况下） 水溶性 易溶于水 二、SO3的化学性质 SO3是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：
1．SO3与水反应：______________________________________________________ 2．SO3与碱反应（如Ca(OH)2）：_________________________________________ 3．SO3与碱性氧化物反应（如CaO）：_____________________________________ 4. SO3能与某些盐溶液反应：Na2CO3+ SO3===Na2SO4+ CO2↑
【答案】SO3 + H2O === H2SO4 SO3 + Ca(OH)2=== CaSO4 + H2O SO3 + CaO === CaSO4 三、硫酸的用途与工业制备
1．用途：（1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
（2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
2．工业制备：
制备装置 制备流程 反应 ①制备SO2：________________________或__________________________________;
原理 ②制备SO3：____________________________________________________________; ③吸收SO3：____________________________________________________________。 【答案】S+ O2===== SO2 4FeS2 + 11O2===== 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2
2SO3 SO3 + H2O=== H2SO4
点燃高温
思考与交流：为什么用98.3%的浓硫酸吸收SO3？能否直接用水吸收？
【答案】SO3能强烈的吸水，在空气中发“烟”，与水剧烈反应生成H2SO4，同时放出大量热，形成酸雾。用98.3%的浓硫酸吸收SO3，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分。
四、硫酸的物理性质
纯硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，沸点高，______挥发。 【答案】难
五、硫酸的化学性质 1．稀硫酸的酸性
稀硫酸具有酸的通性，能与酸碱指示剂、活泼金属、碱、碱性氧化物、部分盐发生反应。
【答案】变红；Fe+2H+=== Fe2++H2↑；OH- + H+===H2O；
-+
CuO + 2H+===Cu2++H2O；CO23+2H===CO2↑+H2O
2．浓硫酸的吸水性
（1）浓硫酸可以吸收气体、液体、某些结晶水合物中的水，常用作___________。 （2）浓硫酸可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等气体，但不能干燥碱性气体（NH3等）以及还原性气体（如H2S、HBr、HI等）。 【答案】干燥剂
3．浓硫酸的脱水性
（1）浓硫酸可将有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去，使蔗糖、纸张、木材等脱水炭化。
（2）向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。
4．浓硫酸的强氧化性
浓硫酸具有强氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是SO2。
反应通金属 式 实例 反应通非金属 式 实例 金属+H2SO4(浓)与Cu反高价金属硫酸盐+ SO2↑+ H2O 应，化学方程式为：___________________________________________ 非金属+H2SO4(浓)与与CH2S△高价氧化物或含氧酸+ SO2↑+ H2O 应应，，化化学学方方程程式式为为：：反反____________________________________________ __________________________________________ 还原性化合物 【答案】Cu + 2H2SO4(浓)===== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O； C + 2H2SO4(浓) =====CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O；
H2S + H2SO4(浓)===S↓+ SO2↑+ 2H2O
△
资料卡片——钝化
常温下，Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。钝化是________变化。
故可用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸、浓硝酸。 【答案】化学
题型一：SO3的性质
【变1-1】下列有关SO3的说法中正确的是 A．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 B．SO3是碱性氧化物
C．将SO3加入BaCl2溶液无明显现象
D．SO2、SO3均具有漂白性，能使紫色石蕊试液褪色 【答案】A 【详解】
A．由三氧化硫物理性质可知，SO3极易溶于水，与水反应生成H2SO4，故A正确； B．SO3是酸性氧化物，故B错误；
C．将SO3加入BaCl2溶液中会生成白色沉淀，故C错误；
D．SO2有漂白性，但不能使紫色石蕊试液褪色，三氧化硫不具备漂白性，故D错误； 故选A。
【变1-2】将SO2和SO3两种气体的混合物通入BaCl2溶液中，其结果是（） A．两种气体都被吸收，并有BaSO4沉淀生成 B．只有 BaSO3沉淀，SO3通入溶液中无沉淀生成 C．生成 BaSO3和BaSO4两种沉淀 D．只生成BaSO4沉淀，SO2从溶液中逸出 【答案】D
题型二：硫酸的工业制备
【变2】下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白：
（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式_______________________。 （2）写出上图中部分装置的作用：①甲_________________； ②丙和丁：______________________。
（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，产生这种现象的可能原因是：使两个吸收瓶内的压②__________________________。 强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于_______________；丙和丁相当于_____________________。
（5）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二者都正确的是__（填下列各项的序号）。
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，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率 D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
4FeS2＋11O2【答案】
高温2Fe2O3＋8SO2干燥SO2和O2吸收SO3并做对照实验浓硫酸对SO3
的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收接触室吸收塔D 【详解】
(1)黄铁矿的主要成分为FeS2，被氧气氧化为Fe2O3和SO2，反应的方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。
(2)甲中浓硫酸的作用是干燥SO2和氧气；用浓H2SO4吸收SO3，无酸雾；用水吸收SO3会产生酸雾，因此丙和丁装置的作用是吸收SO3并做对照实验。
(3)根据题意可知另一个原因可能是浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收。
SO3的吸收在吸收塔内进行，(4)黄铁矿的煅烧在接触室内进行，因此甲和乙相当于接触室；丙和丁相当于吸收塔；
(5)A、将硫铁矿粉碎可以增大反应物的接触面积，使燃烧速率更快，反应更充分，A错误；
高温
B、净化SO2的主要目的是防止杂质使催化剂中毒，B错误；C、催化剂只能提高反应速率，不能提高SO2的转化率，C错误；D、SO3用98%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全，D正确，答案选D。 题型三：浓硫酸的性质
【变3-3】如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是（）
A．紫色石蕊溶液变蓝色 B．品红溶液褪色 C．溴水橙色褪去
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅或褪色 【答案】A 【解析】 【分析】
SO2有漂白性、还原性、酸性。 【详解】
A．酸性气体能使紫色石蕊溶液变红色，A错误； B．SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，B正确； C．SO2有还原性，能还原溴水，C正确； D．SO2与NaOH溶液反应，D正确； 答案选A。 【点睛】
SO2能使溴水褪色，体现还原性，不是漂白性。 【变4】下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作中错误的是 A．分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸 B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸
C．把CuSO4∙5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸 D．将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸 【答案】D 【解析】 【详解】
A．硫酸溶液浓度越大，密度越大，故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大于稀硫酸，A正确。
B．浓硫酸是油状黏稠的液体，流动性不如稀硫酸，B正确。
C．浓硫酸有吸水性，故胆矾投入浓硫酸会变为白色粉末，胆矾晶体投入稀硫酸中溶解，C正确。
D．常温下铝片在浓硫酸中钝化，无气体放出，铝片投入稀硫酸中，有气体(氢气)放出，D
错误； 答案为D。
【变5-1】向50mL 18mol/L的浓硫酸中加入足量的铜并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量 A．大于0.9mol
C．在0.45mol与0.9mol之间 【答案】D 【详解】
Cu+2H2SO4（浓）==CuSO4+SO2↑+2H2O，被还原的硫酸的物质的量理论上应是参加反应的硫酸的一半，但随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，而铜与稀硫酸并不反应，因此，被还原的硫酸的物质的量应小于一半，则50mL 18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热后被还原的硫酸的物质的量应为：小于0.45mol。故选：D。 【变5-3】H2SO4具有多种性质，回答下列问题：
(1)浓H2SO4使蔗糖变黑，体现了浓H2SO4的什么性质___________。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为___________。
(2)浓H2SO4是常见的气体干燥剂，但它不能干燥H2S和HI，原因是___________。 (3)过量的锌与一定量浓H2SO4反应，随着硫酸浓度变稀得到的两种气体产物为___________。使一定量Zn与100 mL 18.4 mol/L浓H2SO4充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的混合气体33.6 L，则Zn的质量为___________g。 【答案】(1) 脱水性 C + 2H2SO4(浓)
Δ B．等于0.45mol D．小于0.45mol
CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
(2)浓硫酸有强氧化性，会与H2S和HI发生氧化还原反应 (3) H2、SO2 97.5 【分析】
Δ根据浓硫酸具有脱水性，吸水性和强氧化性分析解答；根据2H2SO4(浓) + ZnZnSO4 + 2H2O
+SO2↑、H2SO4(稀) + Zn=ZnSO4 + H2↑分析解答。
(1)蔗糖中加浓H2SO4产生“黑面包”现象，体现了浓硫酸的脱水性，木炭粉与浓硫酸反应生成SO2和CO2，反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) 水性；C+2H2SO4(浓)
ΔΔ2SO2↑+CO2↑+2H2O，故答案为：脱
2SO2↑+CO2↑+2H2O；
(2)浓硫酸具有强氧化性、酸性，不能干燥具有较强还原性、碱性的气体，H2S和HI具有还原性，不能用浓H2SO4干燥，故答案为：浓硫酸有强氧化性，会与H2S和HI发生氧化还原反应；
(3)浓硫酸具有强氧化性，与金属锌反应放出二氧化硫，随着硫酸浓度变稀，稀硫酸与金属锌反应放出氢气；反应的方程式为2H2SO4(浓) + ZnZnSO4 + 2H2O +SO2↑、H2SO4(稀) + Zn=ZnSO4 + H2↑，存在Zn～H2(或SO2)，因此锌的物质的量与生成气体的物质的量相等。标准状况下，33.6 L的混合气体的物质的量为
Δ33.6L=1.5mol，则Zn的质量为
22.4L/mol
1.5mol×65g/mol=97.5g，故答案为：H2、SO2；97.5。
题型四：浓硫酸的性质探究实验
【变6】浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑。用如图所示装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。
（1）这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方向）是____→___→____→____。（填装置的序号）
（2）装置②中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是______；装置③中要检验产物中有二氧化碳气体，则放入的药品是___________；实验时可观察到装置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瓶溶液的作用是_________，C瓶溶液的作用是______________。
【答案】 ④ ② ① ③ 无水硫酸铜粉末澄清石灰水检验二氧化硫的存在除去气体中的SO2证明SO2气体已完全除尽 【分析】
（1）验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物时，先验证水，再验证SO2，最后验证CO2，据此分析；
（2）该实验中用无水CuSO4检验H2O，品红溶液用于检验SO2，用澄清石灰水检验CO2；为防止SO2对CO2的检验造成干扰，在检验CO2前除尽SO2，据此分析； 【详解】
（1）验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物时，先验证水，再验证SO2，最后验证CO2，
故答案为：④；②；①；③；
（2）该实验中用无水CuSO4检验H2O，品红溶液用于检验SO2，用澄清石灰水检验CO2；实验时可观察到装置①的A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，是因为为防止SO2对CO2的检验造成干扰，在检验CO2前除尽SO2，故A瓶溶液用于检验二氧化硫的存在，B瓶溶液的用于除去气体中的SO2，C瓶中品红溶液用于检验SO2是否除尽。
故答案为：无水硫酸铜粉末；澄清石灰水；检验二氧化硫的存在；除去气体中的SO2；证明SO2气体已完全除尽。 【点睛】
验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物时，注意检验的顺序是解题的关键，先验证水，再验证SO2，最后验证CO2。
【变7】某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。 Ⅰ．验证H2SO3的酸性比H2CO3强，甲同学设计下图装置。
（1）试剂X的作用是_______。
（2）当观察到_______,即证明H2SO3的酸性比H2CO3强。 Ⅱ．研究铁与硫酸的反应。 已知：浓H2SO4的沸点为338.2℃。 a．乙同学设计如下表所示的实验1、2：
实验 1 2 螺旋状铁丝、浓硫酸 试剂 螺旋状铁丝、稀硫酸 现象 铁丝表面有大量气体产生。 铁丝表面迅速发黑(Fe3O4)，有少量气体产生，反应很快停止。 （3）上述实验中，铁丝绕成螺旋状的目的是_______。 （4）实验1中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为_______。 （5）实验2中的现象常被称为_______。 b．丙同学设计如图所示装置的实验3：
加热试管A,温度保持在250℃~300℃,产生大量气体，B中品红褪色，D处始终未检测到可燃性气体,实验结束后,检验到A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。
（6）A中产生的气体是_______;请设计实验方案检测装置A的溶液中含有Fe3+_______(简要说明操作、试剂、现象和结论)。
（7）分析实验1、2、3，可知影响铁和硫酸反应产物多样性的因素有_______。
【答案】检验SO2是否除尽品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊增大铁丝与硫酸的接触面积，加快反应速率，使反应充分进行 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 钝化 SO2取少量溶液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色则证明有Fe3+存在反应的温度、反应物的浓度、反应物用量 【解析】 【详解】
Ⅰ．(1)由装置图分析可知，用酸性高锰酸钾除去未反应的SO2，为确保进入澄清石灰水中的气体为CO2，试剂X应该是品红溶液，用来检验SO2是否除尽；
(2)当观察到品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊，即说明SO2把CO2置换出来了，即证明H2SO3的酸性比H2CO3的强；
Ⅱ．(3)铁丝绕成螺旋状的目的增大铁丝与硫酸的接触面积，加快反应速率；
(4)实验1中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(5)实验2中的现象是铁丝表面迅速发黑(Fe3O4)，说明浓硫酸具有强的氧化性，迅速在铁的表面氧化生成致密的氧化膜，即黑色的Fe3O4，并有少量气体产生，但反应很快停止是由于致密的氧化膜阻止了浓硫酸与铁的进一步接触，使反应停止了，这种现象被称为钝化； (6)试管B中品红溶液褪色，说明A中产生的气体是SO2；检测装置A的溶液中含有Fe3+，可取少量该溶液，滴加几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色则证明有Fe3+存在；
(7)实验1说明稀硫酸与铁反应生成H2，实验2说明浓硫酸在常温下使铁钝化，故实验1和实验2比较可知，硫酸的浓度影响着铁和硫酸反应的产物；实验3说明浓硫酸在加热时与铁反应，产生大量的SO2气体，所以实验2和实验3比较可得，反应的温度影响着铁和硫酸反应的产物；但随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，而稀硫酸与铁反应将产生具有可燃性的H2，可是在实验3的D处始终未检测到可燃性气体，说明浓硫酸的用量非常大，由此分析反应物的浓度、反应的温度和反应物用量都是影响铁和硫酸反应产物多样性的因素。 点睛：铁与浓、稀硫酸的反应都是熟悉的重要知识，而本题却将这些知识设计成简单的实验，让学生进行对比，总结归纳出影响铁与硫酸反应产物多样性的因素，这是本题的难点；SO2和CO2混合气体的检验，一定要先检验SO2，为防止SO2干扰CO2的检验，一定要除尽SO2， 所以就必须有检验SO2除尽的装置和实验现象，即品红溶液不褪色，这也是容易答错的地方。
【题1】下列有关硫及其化合物的说法错误的是 A．硫易溶于二硫化碳 B．S与Fe反应生成FeS C．SO3属于酸性氧化物 D．浓硫酸不能用于干燥SO2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，故A正确；
B．硫的氧化性较弱，在于变价金属反应时，一般生成的是金属的低价硫化物，故B正确； C．三氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，故C正确；
D．浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化硫发生反应，故可以用于干燥二氧化硫，故D错误； 答案选D。
【题2】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原因二者都正确的是 A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分 【答案】D 【解析】 【详解】
A．将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；
B．从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；
C．SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；
D．SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确； 故选D。
【题3】下列有关浓硫酸的叙述正确的是 A．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
B．浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，说明硫酸完全反应 C．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化
D．浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2 【答案】A 【解析】 【详解】
A．浓硫酸、浓硝酸在常温下能使铁、铝等金属发生钝化生成一层致密的氧化物薄膜从而阻止反应的进一步进行，故A正确；
B．浓硫酸与铜加热发生反应，随着反应的进行，硫酸变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸也有剩余，故B错； C．浓硫酸使蔗糖碳化是因为浓硫酸具有脱水性而不是吸水性，故C错；
D．虽然浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，但浓硫酸不能氧化SO2，所以浓硫酸可用于干燥SO2，故D错； 答案选A。
【题4】利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是
A．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2 B．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2 C．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成 D．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B 【答案】D 【解析】 【详解】
A．丁中溶液褪色，酸性KMnO4作用是除去SO2，但无法确定 SO2是否除净，所以乙中溶液变浑浊，气体可以是未除净的二氧化硫或者是二氧化碳，故A错误；
B．丙中品红溶液褪色，说明含有二氧化硫，二氧化硫也能使石灰水变浑浊，所以不能说明甲生成二氧化碳，故B错误；
C．丁和丙中溶液都褪色，说明含有二氧化硫，二氧化硫也能使石灰水变浑浊，所以不能说明甲生成二氧化碳，故C错误；
D．甲为浓硫酸与碳发生反应的装置，高锰酸钾可氧化二氧化硫，用酸性高锰酸钾溶液除SO2，再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净，验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，可通过二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊确认，所以装置连接顺序为：A→F→E→C→D→B，故D正确； 故选：D。
L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气【题5】将一定量的锌与200 mL 18.5 mol·
L－1，则下列体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到2 L，测得溶液中c(H+)＝1mol·叙述中错误的是
A．反应中共转移电子3mol B．反应中共消耗锌97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1 D．稀释后的溶液中c（SO42―）=\"1.55\" mol·L－1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A．SO2和水，锌与浓硫酸反应首先生成硫酸锌、即Zn＋2H2SO4(浓)＝ZnSO4＋2H2O＋SO2↑。硫酸浓度降低后，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气，即Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。不论是生成氢气还是SO2均是转移2个电子，则反应中转移电子的物质的量是3mol，A正确；
3mol65g/mol97.5 g，B正确； 22L1mol/L1mol。生成的C．原硫酸的物质的量是0.2L×18.5mol/L＝3.7mol，剩余硫酸是
233.6L222.4L/molB．根据电子得失守恒可知反应中共消耗锌
硫酸锌是1.5mol，因此根据硫原子守恒可知生成的SO2是3.7mol—1mol—1.5mol＝1.2mol，所以氢气是1.5mol—1.2mol＝0.3mol，则气体A中SO2和H2的体积比为4∶1，C正确； D．稀释后的溶液中c（SO42―）=答案选D。
【题8】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Ⅰ 反应产物的定性探究 实验装置如图所示。(固定装置已略去)
2.5mol1.25 mol·L－1，D错误， 2L
（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Ⅱ 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 16 18 约150 约140 约120 约236 约250 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、Cu7S4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.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15mol/L d.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250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用bmol/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+I2,2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－） Cu＋2H2SO（【答案】4浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O NaOH溶液（或酸性KMnO4
溶液等） D装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色将A装置中试管内冷却的混合物沿杯壁（或玻璃棒）缓缓倒入盛有水的烧杯中，并不断搅拌，看溶液是否变蓝使用上述装置，不放入铜丝进行实验，观察无水硫酸铜是否变蓝 abd 【解析】 【详解】
（1）反应的还原产物为SO2；
（2）该实验尾气为SO2，可以用强碱或者强氧化剂溶液吸收；
（3）要证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素则需证明A中还原产物为SO2而非H2，产物为SO2则D中黑色固体颜色不变，E中品红溶液会褪色； （4）若含有Cu2＋则溶于水显蓝色；
（5）对比实验中，不加入铜丝则反应不会发生，由现象可以判断反应外的因素对实验是否存在影响；
（6）生成物可能不止一种，则反应可能不止一个，a项正确；硫酸浓度越低，黑色物质出现的温度越高，消失的温度越低，则硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质，
64bV% a
b项正确；只要控制在合适的温度，浓硫酸浓度小于15 mol/L也可与铜反应，c项错误；硫酸浓度越大，黑色物质出现温度越低，消失温度越高，d项正确；
amol，滴定I2消耗的Na2S2O3的物质的量6410bVbVmol，可知反应生成的I2的物质的量为mol，反应生成的Cu2＋的物质的量为为
10002100064bVbVmol，则CuSO4的产率为%。 1000a（7）滴定反应溶液中铜离子的物质的量为
【练1】下列有关SO3的说法中正确的是 A．标准状况下，1molSO3的体积约为22.4L B．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 C．将SO3加入BaCl2溶液无明显现象 D．SO2在空气中易被氧化为SO3 【答案】B 【详解】
A．标准状况下，SO3不是气体，不能用22.4L·mol－1，故A错误； B．SO3极易溶于水，能与水反应生成H2SO4，故B正确；
C．SO3与水反应生成H2SO4，硫酸与BaCl2反应生成BaSO4↓，故C错误；
D．二氧化硫与氧气在有催化剂、高温的条件下发生可逆反应生成三氧化硫，SO2在空气中不能直接被氧化为SO3，故D错误； 故选B。
【练2】硫酸是一种重要的化工原料，下列关于硫酸的说法中不正确的是 A．硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等 B．硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行 D．反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸 【答案】D 【解析】 【详解】
A．硫酸可用于生产化肥，如硫酸铵，生产农药，如制备硫酸铜来配制波尔多液，生产炸药，如制备TNT作催化剂，A项正确；
B．硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生二氧化硫、二氧化硫和氧气反应产生三氧化硫、三氧化硫溶于水得硫酸，因此以硫黄或黄铁矿作为原料可用于制取硫酸，B项正确；
C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应在400-500℃、V2O5作催化剂的条件下进行，C项正确；
D．三氧化硫极易溶于水，溶于水易形成酸雾，因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3，D项错误； 答案选D。
【练3】如图所示，将浓硫酸滴至下列物质上，无明显现象的是（）
A．蔗糖 【答案】B 【解析】 【详解】
A．浓硫酸有脱水性，会使蔗糖炭化变黑，A项错误； B．常温下，浓硫酸能使铝片钝化，故无明显现象，B项正确； C．浓硫酸有吸水性，使胆矾由蓝变白，C项错误； D．浓硫酸滴在纯碱上生成CO2气体，D项错误。 答案选B。 【点睛】
B项中，Al和浓硫酸发生钝化，发生了化学变化，但是没有明显现象。
【练4】如图是Cu与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸（浓度为18molL1）为50mL。下列有关判断正确的是（）
B．铝片
C．胆矾
D．纯碱
A．装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2
B．装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B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．装置C的作用是收集SO2 【答案】D 【解析】 【详解】
装置A为浓硫酸和铜加热制备SO2，装备B中有长颈漏斗，与外界大气相连，为安全瓶，如果发生堵塞，可以看到长颈漏斗导管中的液面上升，C为集气瓶，SO2密度大于空气，所以长管进气，D验证SO2的漂白性，碱性棉球的作用是吸收SO2防止其污染环境。 A．装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误； B．装置C为集气瓶，用来收集SO2，B项错误；
C．碱性棉球的作用是吸收SO2，防止其逸出，污染环境，C项错误。 D．装置C为集气瓶，用来收集SO2，D项正确。 答案选D。
【练5】浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是( )
①红热的木炭 ②H2S气体 ③Cu ④FeO ⑤NH3 ⑥使木材炭化 ⑦CuSO4·5H2O ⑧
对铁、铝的钝化 A．③④ 【答案】A 【解析】 【分析】
硫酸中硫元素化合价降低，硫酸表现氧化性，有硫酸盐生成，硫酸表现酸性。①炽热的木炭 ②H2S气体与浓硫酸反应生成硫和二氧化硫；③Cu与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫；
和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫；④FeO和浓硫酸反应生成硫酸铁和二氧化硫；⑤NH3与浓硫酸反应生成硫酸铵；⑥浓硫酸使木材炭化，浓硫酸表现脱水性；⑦CuSO4•5H2O与浓硫酸作用，浓硫酸表现吸水性；⑧铁、铝与浓硫酸发生钝化反应，浓硫酸表现强氧化性。 【详解】
硫酸中硫元素化合价降低，硫酸表现氧化性，有硫酸盐生成，硫酸表现酸性。①炽热的木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，浓硫酸只表现氧化性；②H2S气体与浓硫酸反应生成硫和二氧化硫，浓硫酸只表现氧化性；③Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；④FeO和浓硫酸反应生成硫酸铁和二氧化硫，浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；⑤NH3与浓硫酸反应生成硫酸铵，浓硫酸只表现酸性；⑥浓硫酸使木材炭化，浓硫酸表现脱水性；⑦CuSO4•5H2O与浓硫酸作用，浓硫酸表现吸水性；⑧铁、铝③和④既表现氧化性，与浓硫酸发生钝化反应，浓硫酸表现强氧化性。又表现酸性，故选A。 【练6】下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是（） A．SO2、O2、CO C．CH4、H2、CO 【答案】C 【解析】 【详解】
能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥，说明不和酸反应，也不和碱反应； A．SO2不能用碱石灰干燥，A不符合题意； B．所有气体都不能用碱石灰干燥，B不符合题意；
C．所有气体不与浓硫酸，也不与碱石灰反应，可以用它们干燥，C符合题意； D．SO2、Cl2不能用碱石灰干燥，D不符合题意。 答案选C。
【练7】下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是
B．HCl、Cl2、CO2 D．SO2、Cl2、O2
B．①②⑤⑧
C．①②③④⑦
D．以上答案均不正确
A．喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境 B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色 C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体 D．反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
【答案】B 【解析】 【分析】
A. 二氧化硫是有毒的大气污染物，二氧化硫有毒； B. 浓硫酸具有吸水性；
C. 依据浓硫酸强氧化性和吸水性分析解答； D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水； 【详解】
A. 喷有碱液的棉花，可防止二氧化硫散失到空气中，造成大气污染，其作用是吸收过量的SO2，防止环境污染，A项正确；
B. 浓硫酸具有吸水性，使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体，B项错误；
C. 浓硫酸强氧化性，铜被氧化生成氧化铜，表面先发黑，浓硫酸具有吸水性，使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体，C项正确；
D. 铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、Cu＋2H2SO4(浓)二氧化硫和水，反应的化学方程式为：CuSO4＋SO2↑＋2H2O，D项正确； 答案选B。 【点睛】
B项是易错点易混点，解题时容易疏忽浓硫酸的吸水性可能带来的结果。 【练8】下列说法正确的是
A．向HClO溶液中通入SO2，生成H2SO4，证明H2SO4的酸性比HClO强 B．SO2、H2S为含硫化合物，都可用浓硫酸干燥 C．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色
D．蔗糖遇浓H2SO4后变黑，膨胀，最后产生刺激性气味气体，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和脱水性 【答案】C 【解析】 【详解】
A.要证明酸性的强弱，需要通过复分解反应，发生酸和盐生成新酸和新盐的反应，这样的反应一般符合强酸制弱酸的规律。向HClO溶液中通入SO2，生成H2SO4，发生的是氧化还原反应，HClO有强氧化性，把SO2氧化成硫酸，不能用氧化还原反应证明酸性的强弱，故A错误；
B. SO2与硫酸为相邻价态，不发生氧化还原反应，可用浓硫酸干燥，H2S具有还原性，与浓硫酸发生氧化还原反应，不能用浓硫酸干燥，故B错误；
C. SO2具有漂白性，将SO2通入品红溶液反应生成不稳定的无色物质，溶液褪色后加热，生成的物质分解放出SO2，又恢复原色，故C正确；
D. 蔗糖遇浓H2SO4后变黑，体现浓硫酸具有脱水性，之后膨胀，最后产生刺激性气味气体，说明浓H2SO4氧化性，没有体现酸性，故D错误； 答案选C。
【练9】如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
(1)①中反应的化学方程式是___。
(2)②中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中挥发出的硫酸。加热一段时间后，③中溶液依然澄清，④中溶液褪色。若要立即终止铜与硫酸的反应，恰当的方法是___。 a.上移铜丝，使其脱离硫酸b.撤去酒精灯c.拔去橡胶塞倒出硫酸
(3)反应停止后，待装置冷却，把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验：
第一份 第二份 加入试剂 加入NaOH溶液 加入氯水 现象 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 分析与解释 沉淀为___(写化学式) 沉淀为___(写化学式) (4)④中棉花团的作用是___(用离子方程式表示)。 (5)上述实验结束后，发现①中试管内有少量白色固体出现，冷却后将试管中的物质缓缓倒入水中，溶液呈蓝色。取少量蓝色溶液于试管中，滴加NaOH溶液至过量，出现的现象是___。
【答案】(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)a
(3) BaSO3 BaSO4
2(4)SO2+2OH-=SO3+H2O
Δ(5)开始无明显现象，后来有蓝色沉淀生成 【解析】 【分析】
(1)
在①中Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应产生硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学Δ方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
(2)
加热挥发出的硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，对二氧化硫的性质检验造成干扰，可以用亚硫酸氢钠除去挥发的硫酸，要立即终止铜与硫酸的反应，可以上移铜丝，使其脱离硫酸，撤去酒精灯，容易发生倒吸；拔去橡胶塞倒出硫酸，操作复杂，故合理选项是a； (3)
二氧化硫为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，其化学式是BaSO3；
硫酸与氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀，二氧化硫具有还原性，能够被氯气氧化生成硫酸，
故该白色沉淀化学式为BaSO4； (4)
棉花团应浸有碱液，可吸收酸性氧化物二氧化硫，从而可防止其污染空气，该反应的离子方
2程式为：SO2+2OH-=SO3+H2O；
(5)
稀释后的蓝色溶液中含有硫酸和硫酸铜，向其中加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠先与硫酸发生中和反应，然后再与硫酸铜反应，因此看到现象为：开始没有明显现象，后来有蓝色沉淀生成。
【练10】某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，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、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(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）乙同学认为还可能产生氢气的理由是____________________________________。 （3）丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是____________________________________。
（4）A中加入的试剂可能是_______，作用是______________________；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中含有氢气的实验现象是：
C中：_________________________________________________________， D中：_________________________________________________________。
如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？__(填“能”或“不能”)，原因是________。
【答案】 Zn＋2H2SO4(浓)
ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 当Zn与浓H2SO4反应时，浓
H2SO4浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4反应可产生H2检验装置的气密性品红溶液检验SO2浓H2SO4吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中黑色变成红色白色粉末变成蓝色不能因为混合气体中含H2O会干扰H2的检验 【解析】 【分析】
本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行两种推测，而后设计装置进行验证；设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成；验证SO2可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。 【详解】
（1）锌和浓硫酸反应是二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O；
Δ Zn与稀H2SO4反应可产生H2，（2）反应时浓H2SO4浓度逐渐变稀，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（3）装置是气体验证实验，所以需要装置气密性完好，实验开始先检验装置的气密性； （4）分析装置图可知，生成的气体中有二氧化硫和氢气，所以装置A是验证二氧化硫存在的装置，选品红溶液进行验证；通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过装置B中的浓硫酸除去水蒸气，利用氢气和氧化铜反应生成铜和水蒸气，所以利用装置D中的无水硫酸铜检验水的生成，为避免空气中的水蒸气影响D装置中水的检验，装置E中需要用碱石灰； （5）证明生成的气体中含有水蒸气的现象，C装置中黑色氧化铜变为红色铜，D装置中白色硫酸铜变为蓝色；混合气体中含H2O会干扰H2的检验，所以如果去掉装置B，就不能根据D中的现象判断气体X中有氢气。
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