化学高考一轮复习《硫酸及硫酸工业》.docx
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化学高考一轮复习《硫酸及硫酸工业》
第六章氧族元素及环境保护
第三节硫酸及硫酸工业
1．（2010·改编题）向25mL18.4mol·L－1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应
后，被还原的H2SO4的物质的量（ ）
A．小于0.23molB．等于0.23mol
C．在0.23mol～0.46mol之间D．大于0.46mol
解析：
n（H2SO4）＝0.46mol，假设完全反应被还原的H2SO4为0.23mol，可见A项符
合题意。
答案：
A
2．（2010·模拟题）小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量的
水（已染成红色）。
如沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓硫酸，静置片刻后，U形细
玻璃管中可观察到的液面现象是（ ）
A．左高右低B．左低右高C．左右一样高D．来回振动
解析：
浓H2SO4稀释放热，大试管中气体温度升高，压强增大，使U形管中液体向
右移动，故液面左低右高。
答案：
B
3．（2010·模拟题）下列事实与浓硫酸的脱水性无关的是（ ）
A．分别将盛装浓硫酸和硫酸铜蓝色晶体的试剂瓶，敞口放置于同一密闭容器中一
段时间后，硫酸铜变成白色粉末
B．浓硫酸使蔗糖变黑
C．乙醇与浓硫酸混合制取乙烯
D．浓硫酸使乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯
解析：
根据吸水性和脱水性的本质区别不难分析，浓硫酸使蓝色硫酸铜晶体变成白
色粉末，是浓硫酸吸收空间内的水分而促使CuSO4·5H2O失水所致，不属于脱水，
B、C中的变化均属脱水作用；D中浓H2SO4吸收乙酸脱羟基乙醇脱氢生成的水使平
衡正向移动生成乙酸乙酯，体现浓H2SO4的吸水性。
答案：
AD
4．（2010·北京四中月考题）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（ ）
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，以便使三氧化硫吸收完
全
解析：
A项，“粉碎”目的是为了增大反应接触面积；B项，“净化”是为了防止
催化剂中毒；使用催化剂可提高反应速率，不能使转化率发生改变。
答案：
D
5．（2010·太原十中期中考题）在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔（如图）中进
行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。
下列说法中不正确的是（ ）
A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式
B．从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积
C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气
D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸
解析：
三氧化硫的吸收通常使用98.3%的硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫
酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾，吸收速率慢，不利于三氧化硫的吸收；气体的吸
收常采用逆流原理，这样有利于气、液的充分接触，吸收效果好；从吸收塔上部导
出的气体是N2、没有起反应的O2和少量二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以
应用吸收剂吸收或循环使用。
答案：
C
6．（2010·模拟题）某校化学小组学生测定硫酸铜晶体里结晶水的含量。
若实验测得硫酸
铜晶体中结晶水的含量偏低，造成此结果可能的原因有（ ）
①加热前所用的坩埚未完全干燥 ②加热时有少量固体溅出 ③被测样品中含有加
热易挥发的杂质 ④在空气中冷却后称量 ⑤加热至样品还有淡淡的蓝色时就冷却
称量
A．①④B．②④C．③⑤D．④⑤
解析：
判断实验测得硫酸铜晶体中结晶水含量出现的误差依据为：
w（H2O）＝
×100%
①②③使m（H2O）增大，m（CuSO4·xH2O样品）不变；
④⑤使m（H2O）减少，m（CuSO4·xH2O样品）不变。
答案：
D
7．（2010·徐州市五校期中联考题）将一定量的锌与100mL18.5mol·L－1浓硫酸充分反应
后，锌完全溶解，同时生成气体A16.8L（标准状况）。
将反应后的溶液稀释到1L，
测得溶液的pH＝0，则下列叙述中错误的是（ ）
A．气体A为SO2和H2的混合物B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C．反应中共消耗锌97.5gD．反应中共转移电子1.5mol
解析：
n（H2SO4）＝1.85mol；剩余的为1L×1mol/L×
＝0.5mol；n（气体）＝0.75
mol（无论是SO2还是SO2与H2的混合物）⇒反应转移1.5mol电子⇒反应的Zn为0.75
mol⇒n（ZnSO4）＝0.75mol⇒n（SO2）＝1.85mol－0.5mol－0.75mol＝0.6mol⇒n（H2）＝
0.15mol⇒A、B、D选项正确，C选项符合题意。
答案：
C
8．（2010·模拟题）把含硫48%的硫铁矿先制成硫酸，再吸收氨气制成硫酸铵。
1t这种硫
铁矿在理论上能制得硫酸铵（ ）
A．1.06tB．1.98tC．2.14tD．2.26t
解析：
根据“S”―→H2SO4―→（NH4）2SO4关系式可得出m[（NH4）2SO4]＝
×132＝1.98t。
答案：
B
9．（2009·天津八校5月联考题）某化工厂工业废水中含H2SO4的质量分数为2%，采用边
排放边中和的方法将它处理至基本上呈中性，处理方法如下图所示，若处理后废水
pH＝7，则2%NaOH溶液的流量为（ ）
A．0.00816m3·s－1B．0.01m3·s－1
C．0.01632m3·s－1D．0.02m3·s－1
解析：
抓住pH＝7即n（NaOH）＝2n（H2SO4）这个等量关系列式求算。
0．01m3·s－1×1.02g·cm－3×2%÷98g·mol－1×2×40g·mol－1÷2%÷1.02g·cm－3＝0.008
16m3·s－1。
答案：
A
10．（2010·模拟题）实验室里有一瓶试剂的标签部分被腐蚀，如图所示，仅知该试剂是只
含短周期元素的纯净物。
某同学设计实验探究该试剂成分，实验现象和结论都正确
的是（ ）
A．取该样品加入足量的硝酸钡溶液和稀盐酸，产生白色沉淀，则该样品的成分一
定是硫酸钠
B．取该样品溶于水，测得溶液pH＝10，将溶液放置在空气中，一段时间后再测定
溶液pH＝7，该样品可能是亚硫酸钠
C．取该样品溶于水，加入足量稀硫酸，将产生气体通入品红溶液，品红溶液褪
色，加热溶液变红色，则样品成分是Na2S
D．若样品成分是硅酸钠（Na2SiO3），溶于水，滴加盐酸至过量，产生现象是先生成
白色沉淀，后沉淀溶解
解析：
根据标签知，样品中一定含有钠元素，即该化合物是钠盐。
可能是硫化钠、
亚硫酸钠、硫酸钠、硅酸钠等。
样品中加入硝酸钡和盐酸，溶液中“H＋＋NO3－”
相当于硝酸，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠（也可能是氧化硫化钠生成硫酸钠），所以
产生白色沉淀，不能说明原样品是硫酸钠，A错；2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，亚硫
酸钠是弱酸强碱盐，溶液显碱性，在空气中转化成硫酸钠，硫酸钠是强酸强碱盐，
溶液呈中性，B正确；溶有SO2的品红溶液加热变红色，原因是SO2的漂白是可逆
的，与稀硫酸反应能生成SO2的钠盐均满足，C错；向硅酸钠溶液中滴加盐酸，产生
白色沉淀，硅酸不溶于强酸：
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，D错。
答案：
B
11．请根据工业制硫酸的有关知识回答下列问题：
（1）黄铁矿在沸腾炉中反应的化学方程式为
_______________________________________________________________________。
（2）在硫酸工业生产中，为了提高SO2的转化率，且能充分利用热能，采用了中间有
热交换器的接触室（如图所示）。
按此密闭体系中气体的流向判断，在R处流出的气体
中除N2外的主要组成为（ ）
A．SO2B．SO2、SO3
C．SO2、O2D．SO3、O2、SO2
（3）接触法制硫酸过程中：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）。
根据下表中的数据判
断下列图象正确的是（填序号）________。
压强
SO2 的转化率/%
温度
p1
p2
400℃
99.6
99.7
500℃
96.9
97.8
（4）下图表示的是工业制硫酸中尾气的综合利用，气体M回收后可进入接触室循环利
用，请根据图示判断X是（填名称）________，写出Y与硫酸反应生成M的化学方程
式：
_____________________________________________________________。
解析：
（1）黄铁矿与氧气在沸腾炉里反应；
（2）该装置为接触室，R处流出的气体就是
在接触室中发生反应的反应物，其主要成分是二氧化硫和氧气；（3）根据反应特点和
数据表知，p2>p1，正反应是放热反应，降低温度，二氧化硫的转化率提高；增大压
强，三氧化硫的百分含量提高，AB图象符合题意。
答案：
（1）4FeS2＋11O2
2Fe2O3＋8SO2
（2）C
（3）AB （4）氨水 （NH4）2SO3＋H2SO4===（NH4）2SO4＋H2O＋SO2↑
12．（2010·河北师大附中月考题）小明同学在学习“硫酸及其盐的某些性质与用途”的过
程中，进行如下实验探究。
实验一：
探究浓硫酸的氧化性
将实验室常用的药品放入如图所示的实验装置后，加热装置甲。
（夹持和加热装置省
略）
（1）该装置设计上存在明显缺陷，请指出：
_______________________________________________________________________。
（2）写出装置甲中反应的化学方程式：
_______________________________________________________________________。
装置乙中的试剂是
_______________________________________________________________________。
实验二：
探究某硫酸亚铁盐固体是否变质
（3）请你帮助小明同学完成如下实验方案：
实验操作
预期现象和结论
解析：
（1）制气装置不能在封闭体系中进行，否则易引起爆炸，因此尾气吸收装置乙
中的广口瓶不能加瓶塞。
（2）根据品红溶液可推测发生装置中生成了SO2气体，因此
可选用Cu与浓硫酸反应或C与浓硫酸反应。
（3）检验硫酸亚铁盐固体是否变质即检验
样品中有无Fe3+，检验Fe3+最灵敏的试剂是KSCN溶液。
误区警示：
在解答第（3）题时应注意，题中只要求检验样品是否变质，因此没有必要
检验样品中有无Fe2+。
答案：
（1）装置乙中的广口瓶不应加瓶塞
（2）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O（或C+2H2SO4（浓）CO2↑+
2SO2↑+2H2O，其他合理答案也可） NaOH溶液
（3）
实验操作
预期现象和结论
往一支试管中加入少量固体样品，加水溶解，再滴加几滴KSCN溶液
若溶液变为血红色，说明该固体已变质；若溶液未变为血红色，说明该固体没有变质
13．（2010·模拟题）实验室用粗锌和稀硫酸反应制氢的废液中含有大量的硫酸锌。
因粗锌
中常含有铁等杂质，溶液中混有一定量的硫酸亚铁。
为充分利用制氢废液，某校化
学兴趣小组以制氢气的废液为原料来制取皓矾（ZnSO4·7H2O）并探究其性质。
（1）制备皓矾的实验流程如图所示：
已知：
开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为：
Fe（OH）3：
2.7～3.7 Fe（OH）2：
7.6～9.6 Zn（OH）2：
5.7～8.0
试回答下列问题：
①实验室常用粗锌和稀硫酸反应而不用纯锌和稀硫酸反应制氢气，除了纯锌成本较
高外，还有一重要原因是
_______________________________________________________________________；
②试剂E供选择使用的有：
Zn粉、ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3、ZnSO4等，应选用
________，其理由是
_____________________________________________________________________；
晶体2，该过程的名称是________；
→晶体2，该过程的名称是________；
④在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是
______________________________________________________________________。
（2）探究ZnSO4·7H2O的性质
⑤称取28.7gZnSO4·7H2O研细后置于坩埚中小心加热，测得残留固体的质量与温度
的对应数据见下表：
温度（℃）
60
240
930
1000
残留固体质量（g）
19.7
16.1
8.1
8.1
试写出ZnSO4·7H2O加热到1000℃时的反应方程式：
_______________________________________________________________________。
解析：
本题是一道结合化工的推断型实验题，难度一般。
（1）①形成原电池可加快锌与硫酸的反应速率。
②注意在满足沉淀的同时，不能引进新的杂质。
（2）⑤通过题给表格数据分析可知930℃分解完全，再通过计算得出反应方程式。
答案：
（1）①粗锌中含有的杂质可与锌形成原电池，可加快锌与硫酸的反应速率
②ZnO[ZnCO3或Zn（OH）2] 调节溶液的pH至3.7～5.7，使得Fe3＋完全转化为Fe（OH）3
沉淀，同时避免引入新的杂质 ③重结晶 ④为了冲洗掉晶体表面的水及杂质离
子，防止晶体溶解，影响产率
（2）⑤ZnSO4·7H2O
ZnO＋SO3↑＋7H2O↑
14．（2010·模拟题）某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究
方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）。
实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药
品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。
以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。
材料一 小组交流摘录
学生1：
加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗
粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？
值得探究！
学生2：
加热后，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该
灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。
学生3：
你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S
固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：
2Cu＋
S===Cu2S（黑色）。
材料二 探究实验剪辑
实验1：
将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得
光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中
无变化。
实验2：
截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方
变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。
实验3：
将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗，蒸馏水洗、干燥后放入氧
气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右。
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是
______________________________________________________________________；
D、E两支试管中CCl4的作用是
______________________________________________________________________。
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁
析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消
失。
写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
_____________________________________________________________________。
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始
终未见D试管中澄清石灰水出现混浊或沉淀。
你的猜想是
______________________________________________________________________。
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是
________________（写化学式）。
解析：
本实验的目的是检验铜与浓硫酸反应的产物。
（1）长导管的作用是冷凝气体，
D、E两支试管中CCl4的作用是防止倒吸，因为产物中的SO2、CO2气体能被碱液完
全吸收，容易产生倒吸现象；
（2）出现的淡黄色固体只能是单质硫，消失的原因是被
浓硫酸氧化；（3）中生成了Ca（HSO3）2而不出现沉淀；（4）依据材料二中几个实验可以
推出结论。
答案：
（1）冷凝、回流 防止倒吸
（2）S＋2H2SO4（浓）
3SO2↑＋2H2O
（3）SO2生成量较大，生成了Ca（HSO3）2溶液 （4）CuO、CuS、Cu2S
15．（2010·烟台一中期中考题）下图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及
反应条件未列出）。
其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一
种红棕色气体。
请填写下列空白：
（1）写出反应②的化学方程式：
______________________________________________________________________。
（2）在反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（3）在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是
________（填写序号）。
解析：
框图信息：
二硫化亚铁与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化硫；A到B需要
氧气，说明A为二氧化硫，B为三氧化硫，C为硫酸。
由于Al为第三周期元素组成
的单质中熔点最高的金属，则I为铝，D为三氧化二铁，铝与氧化铁发生铝热反应。
L与氧气反应生成K，说明L为NO，K为NO2，J为HNO3，G与硝酸反应生成NO，
说明发生氧化还原反应，则G为铁，H为氧化铝。
F与氢氧化钠反应生成E，E反应
生成氧化铁，说明F为铁盐。
C为硫酸，M为硝酸盐，它们反应生成NO，推知M
为硝酸亚铁。
框图涉及的化学方程式有：
①4FeS2＋11O2
2Fe2O3＋8SO2；②2SO2
＋O2
2SO3；③SO3＋H2O===H2SO4；④3Fe（NO3）2＋3H2SO4===Fe（NO3）3＋
Fe2（SO4）3＋NO↑＋2H2O＋2HNO3；⑤Fe（NO3）3＋3NaOH===Fe（OH）3↓＋3NaNO3和
Fe2（SO4）3＋6NaOH===2Fe（OH）3↓＋3Na2SO4；⑥2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O；
⑦Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3；⑧2NO＋O2===2NO2；⑨3NO2＋H2O===2HNO3＋
NO；⑩3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
答案：
（1）2SO2＋O2
2SO3
（2）11∶4 （3）③
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