2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題23 濃硫酸在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用講解.doc

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專題23 濃硫酸在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018課標(biāo)Ⅱ）下列實(shí)驗(yàn)過程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)過程 A 配制0.4000 molL?1的NaOH溶液 稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容 B 探究維生素C的還原性 向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液，觀察顏色變化 C 制取并純化氫氣 向稀鹽酸中加入鋅粒，將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液 D 探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時(shí)加入2 mL 5%H2O2溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 【答案】B 酸即可，不需要通過KMnO4溶液，或者直接通過堿石灰，C錯(cuò)誤；D.反應(yīng)的方程式為HSO3－+H2O2＝SO42－+H＋+H2O，這說明反應(yīng)過程中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此無法探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，D錯(cuò)誤。 2．（2017課標(biāo)Ⅰ）實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示（Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣），下列說法正確的是 A．①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液 B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過聲音判斷氣體純度 C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱 D．裝置Q（啟普發(fā)生器）也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣 【答案】B 而啟普發(fā)生器不能加熱，所以不能用于該反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案選B。 3．（2016課標(biāo)Ⅲ）下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作正確的是（ ） 實(shí)驗(yàn) 操作 A. 配制稀硫酸 先將濃硫酸加入燒杯中，后倒入蒸餾水 B. 排水法收集KMnO4分解產(chǎn)生的O2 先熄滅酒精燈，后移出導(dǎo)管 C. 濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制備純凈Cl2 氣體產(chǎn)物先通過濃硫酸，后通過飽和食鹽水 D. CCl4萃取碘水中的I2 先從分液漏斗下口放出有機(jī)層，后從上口倒出水層 【答案】D 【解析】A、濃硫酸稀釋應(yīng)該將濃硫酸倒入水中，故錯(cuò)誤；B、實(shí)驗(yàn)后應(yīng)先移出導(dǎo)管后熄滅酒精燈，防止倒吸，故錯(cuò)誤；C、氣體產(chǎn)物先通過飽和食鹽水，除去氯化氫，再通過濃硫酸除去水蒸氣，否則氯化氫氣體不能除去，故錯(cuò)誤；D、四氯化碳的密度比水大，在下層，所以先從下口倒出有機(jī)層，再從上口倒出水層，故正確。 二、考點(diǎn)突破 1、考查濃硫酸的稀釋 典例1（2018屆天津市南開區(qū)高三三模）下列實(shí)驗(yàn)操作正確且能達(dá)到相應(yīng)目的的是 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)操作 A 稱取2.0gNaOH固體 先在托盤上各放1張濾紙，然后在右盤上添加2g砝碼，左盤上添加NaOH固體 B 配制稀硫酸 先將濃硫酸加入燒杯，后倒入蒸餾水 C 驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕 將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒 D 檢驗(yàn)溶液中是否有NH4+ 取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體 【答案】D 【解析】A項(xiàng)，NaOH具有強(qiáng)腐蝕性，不能用濾紙稱量NaOH固體，應(yīng)用玻璃器皿（如燒杯等）稱量NaOH固體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，濃硫酸的密度比水大得多，直接將水加入濃硫酸會(huì)使水浮在濃硫酸表面，大量放熱而使酸液沸騰濺出造成事故，稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不斷攪拌，使稀釋產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋼鐵在中性或酸性很弱的溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，鹽酸具有強(qiáng)酸性，用鹽酸浸沒鐵釘驗(yàn)證鐵的析氫腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，檢驗(yàn)NH4+的原理是NH4++OH-?NH3↑+H2O，NH3能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，檢驗(yàn)NH4+的實(shí)驗(yàn)操作為：取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，若試紙變藍(lán)，則原試液中含NH4+，D項(xiàng)正確。 2、考查濃硫酸的強(qiáng)氧化性 典例2（2018屆安徽省黃山市高三一模檢測）下列實(shí)驗(yàn)“操作和現(xiàn)象”與“結(jié)論”對(duì)應(yīng)關(guān)系都正確的是（ ） 選項(xiàng) 操作和現(xiàn)象 結(jié)論 A 將少量氯水加入KI淀粉溶液中，溶液由無色變成藍(lán)色 氧化性：Cl2>I2 B 常溫下，打磨后的鐵片放入濃H2SO4中，無明顯反應(yīng)現(xiàn)象 常溫下，鐵與濃H2SO4不反應(yīng) C 向足量NaOH溶液中，先滴加少量MgCl2溶液，再滴加FeCl3溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，后出現(xiàn)紅褐色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3] D 室溫下用pH試紙測定同濃度的NaClO溶液和CH3COONa溶被可知：pH(NaClO)>pH(CH3COONa) 酸性HClO>CH3COOH 【答案】A 漂白性，不能用pH試紙測定NaClO溶液的pH，故D錯(cuò)誤。 典例3根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 A 溴乙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱，生成氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，褪色 有乙烯生成 B 向試管中的濃硫酸加入銅片，蓋好膠塞，導(dǎo)管通氣入品紅溶液，無明顯現(xiàn)象 銅片未打磨 C 除去CuSO4溶液中Fe2+：先加足量H2O2，再加Cu(OH)2調(diào)溶液pH=4 Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Fe(OH)2] D 將有色紙條放入盛滿干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，無明顯現(xiàn)象 氯氣漂白不是Cl2分子直接作用的結(jié)果 【答案】D 【解析】A項(xiàng)，乙醇具有揮發(fā)性，溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體中一定含CH3CH2OH（g），CH3CH2OH也能使酸性KMnO4溶液褪色，氣體使酸性KMnO4溶液褪色不能說明有乙烯生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Cu與濃H2SO4常溫下不反應(yīng)，Cu與濃H2SO4加熱時(shí)才會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生SO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，加入足量H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，再加Cu（OH）2調(diào)溶液pH=4時(shí)Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe（OH）3沉淀而除去，說明Fe（OH）3比Cu（OH）2的溶解度更小，Ksp[Cu（OH）2]>Ksp[Fe（OH）3]，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將有色紙條放入盛滿干燥Cl2的集氣瓶中，蓋上玻璃片，無明顯現(xiàn)象，說明Cl2沒有漂白性，氯氣漂白不是Cl2分子直接作用的結(jié)果，D項(xiàng)正確。 典例4（2018屆重慶市巴蜀中學(xué)高三適應(yīng)性月考）工業(yè)上常用鐵質(zhì)容器盛裝冷的濃硫酸。某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)：將一定量的生鐵與濃硫酸加熱時(shí)，觀察到固體能完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體。為探究反應(yīng)后的產(chǎn)物，請(qǐng)你協(xié)助他們完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。 [探究一] （1）將已去除表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)放入冷的濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是________________________。 （2）另稱取鐵釘6.0g放入15.0mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。 ①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要判斷溶液X中是否含有Fe2+，應(yīng)選用________(填序號(hào))。 a．KSCN溶液和氯水 b．K3[Fe(CN)6]溶液 c．濃氨水 d．酸性KMnO4溶液 ②乙同學(xué)將336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變錢，試用化學(xué)方程式解釋溴水顏色變淺的原因：__________________________________________________________，然后向反應(yīng)后的溶液中加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作得干燥固體2.33g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為_________。 [探究二] 分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，兩同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H2和Q氣體。為此設(shè)計(jì)如圖所示探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)。 （3）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________，裝置B中試劑的作用是____________。 （4）認(rèn)為氣體Y中還含有氣體Q的理由是_____________________________(用化學(xué)方程式表示)。 為了進(jìn)一步確認(rèn)Q的存在，需在裝置中添加裝置M于_________(填序號(hào))，M中所加試劑為_________。 a．A～B之間 b．B～C之間 c．C～D之間 d．E～F之間 （5）利用上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步確認(rèn)氣體Y中是否含有H2，為達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，加熱前稱量裝置D的總質(zhì)量為mg，當(dāng)通入336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y完全反應(yīng)后，繼續(xù)通入氮?dú)庵裂b置D冷卻到室溫，稱量裝置D的質(zhì)量為ng，則原混合氣體中H2的體積分?jǐn)?shù)為__________。(用含相關(guān)字母的代數(shù)式表示) 【答案】 鐵釘表面被鈍化 bd SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 66.7% 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 檢驗(yàn)SO2是否除盡 C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O b Ca(OH)2或Ba(OH)2 100% (3)A中高錳酸鉀能夠?qū)⒍趸蜓趸?，除去二氧化硫，反?yīng)的離子方程式為2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以B可以檢驗(yàn)A中是否完全除去二氧化硫； (4)在加熱時(shí)，鐵釘中不僅鐵和濃硫酸反應(yīng)，碳也和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為C+2H2SO4(濃硫酸)CO2 ↑+2SO2↑+2H2O，所以氣體二氧化硫還含有二氧化碳，Q為二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，確認(rèn)二氧化碳的存在，需要除去二氧化硫，但不能影響二氧化碳，AB裝置除去了二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫完全除去，因此可以在B～C之間添加盛有澄清石灰水的檢驗(yàn)二氧化碳； (5)336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體的物質(zhì)的量==0.015mol，裝置D中發(fā)生氫氣還原氧化銅的反應(yīng)，生成的水被E和F吸收，完全反應(yīng)后氧化銅轉(zhuǎn)化為銅，失去的氧元素的質(zhì)量為(m-n)g，物質(zhì)的量為=mol，因此混合氣體中含有氫氣mol，則原混合氣體中H2的體積分?jǐn)?shù)為100%=100%。 3、考查濃硫酸的脫水性 典例5根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作，所得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 A 將碘水和CCl4的混合液置于分液漏斗中并振蕩、靜置 溶液分層，上層呈紫紅色，下層幾乎無色 碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度 B 將表面滴有幾滴水的蔗糖和一定量的濃硫酸混合并攪拌 蔗糖膨脹變黑，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體 濃硫酸具有脫水性和強(qiáng)氧化性 C 在稀硝酸和過量銅片反應(yīng)后的溶液中，滴入少量稀硫酸 剩余銅繼續(xù)溶解，并且有氣泡產(chǎn)生 稀硫酸也可將銅氧化 D 用潔凈的鉑絲蘸取某鹽溶液在酒精燈火焰上灼燒 觀察到酒精燈火焰呈黃色 鹽溶液中一定含有Na+，無K+ 【答案】B 【解析】四氯化碳萃取碘后，在下層，則溶液分層，下層呈紫紅色，上層幾乎無色，現(xiàn)象不合理，A錯(cuò)誤；濃硫酸使蔗糖脫水后，C與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化硫，由現(xiàn)象可知，濃硫酸具有脫水性和強(qiáng)氧化性，B正確；Cu與稀硫酸不反應(yīng)，硝酸鹽在酸性條件下可氧化Cu，結(jié)論不合理，C錯(cuò)誤；觀察K的焰色反應(yīng)需要透過藍(lán)色的鈷玻璃，則由現(xiàn)象可知，溶液中一定含有Na+，不能確定是否含K+，D錯(cuò)誤。 4、考查濃硫酸的吸水性 濃硫酸有吸水性，可以干燥某些氣體，在乙酸乙酯制備中濃硫酸也作吸水劑。 碘例6（江蘇省泰州中學(xué)2018屆高三3月月度檢測二模）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是 A． 二氧化硅為酸性氧化物，可用于制造光導(dǎo)纖維 B． 明礬溶于水能形成膠體，可用于自來水的殺菌消毒 C． 濃硫酸具有脫水性，可用于干燥H2、SO2等 D． Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅錳干電池的負(fù)極材料 【答案】D