胡守樸
一、考查濃硫酸的特性
例1下列關(guān)于濃硫酸的敘述正確的是()。
A.濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應(yīng)放出二氧化硫氣體
C.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥SO2氣體
D.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化
解析濃硫酸具有脫水性能使蔗糖炭化,A項錯誤;濃硫酸在加熱條件下可與銅片反應(yīng)放出二氧化硫氣體,B項錯誤;濃硫酸不能將SO2氧化,能用濃硫酸干燥SO2氣體,C項錯誤;濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化,D項正確。故答案為D。
點評求解此題的關(guān)鍵有三點:一是要掌握濃硫酸的吸水性與脫水性的區(qū)別;二是要明確濃硫酸在常溫下與銅不反應(yīng);三是要弄清濃硫酸與SO2不能反應(yīng)。
二、考查濃硫酸的氧化性和酸性
例2下列反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是()。
A.碳和濃硫酸共熱
B.銅和熱的濃硫酸反應(yīng)
C.鐵和濃硫酸共熱
D.氫氧化鋇和濃硫酸反應(yīng)
解析濃硫酸表現(xiàn)酸性是指硫酸在反應(yīng)中生成硫酸鹽的性質(zhì),濃硫酸表現(xiàn)氧化性是指濃硫酸分子中+6價的硫元素獲得電子的性質(zhì)(有SO2還原產(chǎn)物生成)。A項的反應(yīng)沒有硫酸鹽生成,而有還原產(chǎn)物生成,則濃硫酸只表現(xiàn)氧化性;D項的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),則硫酸只表現(xiàn)酸性;而B和C項的反應(yīng),均既有硫酸鹽生成又有還原產(chǎn)物生成,則濃硫酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。故答案為B、C。
點評在硫酸與金屬的反應(yīng)中,硫酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性;在硫酸與非金屬的反應(yīng)中,硫酸只表現(xiàn)氧化性;在硫酸所參加的非氧化還原反應(yīng)中,硫酸只表現(xiàn)酸性。
三、考查濃硫酸的稀釋方法
例3下列關(guān)于濃硫酸稀釋方法的敘述正確的是()。
A.稀釋濃硫酸時,先在燒杯中加入一定體積
的濃硫酸,后注入蒸餾水
B.稀釋濃硫酸時,可先在量筒中加入一定體積的蒸餾水,再在攪拌下慢慢加入濃硫酸
C.稀釋濃硫酸時,先在燒杯中加入一定體積的蒸餾水,再在攪拌下把濃硫酸沿著器壁慢慢地注入蒸餾水里
D.稀釋濃硫酸時,可將濃硫酸和蒸餾水同時注入到燒杯中
解析因濃硫酸溶于水時放出大量的熱,因此,在稀釋濃硫酸時,先在燒杯(不能用量筒)中加入一定體積的蒸餾水,再在攪拌下把濃硫酸沿著器壁慢慢地注入蒸餾水里,使產(chǎn)生的熱量迅速地擴(kuò)散;切忌將蒸餾水注入濃硫酸里。故答案為C。
點評求解此題的關(guān)鍵是要掌握濃硫酸的稀釋方法和量筒的用途(用于量取液體試劑,而不能用于溶解物質(zhì)或稀釋溶液)。
四、考查濃硫酸與足量不活潑金屬反應(yīng)的計算
例4在100 mL18.4 mol/L的濃H2SO4中加入足量銅片并加熱,充分反應(yīng)后,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量為()。
A.等于1.84 mol
B.等于0.92 mol
C.小于0.92mol
D.在0.92 mol和1.84 mol之間
解析因n(H2SO4)=18.4 mol/L×0.1 L=1.84 mol,若1.84 molH2SO全部參加反應(yīng),由反應(yīng)
Cu+2H2SO4(濃)△CuSO4+SO2↑+2H2O
可得,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量為12×1.84 mol=0.92 mol。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃H2SO4變?yōu)橄2SO4,而稀H2SO4與銅不反應(yīng),則參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量小于1.84 mol;從而可知,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量小于0.92 mol。故答案為C。
點評在足量的不活潑金屬與濃硫酸的反應(yīng)中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔×蛩崤c不活潑的金屬不反應(yīng),而使反應(yīng)停止,則稀硫酸不能完全反應(yīng)。抓住這一本質(zhì)是求解此題的關(guān)鍵。
五、考查濃硫酸和稀硫酸與活潑金屬反應(yīng)的計算
例5使一定質(zhì)量的Zn與100 mL 18.5 mol/L濃硫酸充分反應(yīng),Zn完全溶解,同時生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的X氣體33.6 L。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1 L,測得溶液的pH=1。下列敘述不正確的是()。
A.反應(yīng)中共消耗1.8 mol H2SO4
B.生成的X氣體中SO2和H2的體積比為4∶1
C.反應(yīng)中共消耗97.5 g Zn
D.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3 mol電子
解析反應(yīng)后溶液的pH=1,即c(H+)=0.1 mol/L,說明硫酸過量0.05 mol,則參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為18.5 mol/L×0.1 L-0.05 mol=1.8 mol,A項正確;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔瑒t生成的X氣體為SO2和H2的混合氣體,由反應(yīng)
Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O
Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑
可知,不論是生成SO2還是生成H2,都是1 mol Zn生成1 mol氣體X,則n(Zn)=n(X)=n(ZnSO4)=33.6L22.4L/mol=1.5 mol,則反應(yīng)中共消耗Zn的質(zhì)量為m(Zn)=1.5 mol×65 g/mol=97.5 g,C項正確;因Zn-2e-→Zn2+,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e-)=1.5 mol×2=3 mol,D項正確;根據(jù)硫原子的物質(zhì)的量守恒原則可知,n(SO2)=1.8 mol-n(ZnSO4)= 1.8 mol-1.5 mol=0.3 mol,則n(H2)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol;從而得V(SO2)∶V(H2)=0.3 mol∶1.2 mol=1∶4,B項不正確。故答案為B。
點評足量的活潑金屬與濃硫酸反應(yīng)時,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩?,還原產(chǎn)物為SO2和H2的混合氣體。求解此題的關(guān)鍵有兩點:一是根據(jù)Zn分別與濃硫酸和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,找出Zn與生成的氣體X之間量的關(guān)系;二是根據(jù)硫原子的物質(zhì)的量守恒原則,求出生成SO2的物質(zhì)的量。
六、考查濃硫酸與稀硫酸的鑒別
例6下列有關(guān)濃硫酸與稀硫酸鑒別的敘述錯誤的是()。
A.不能用物理方法鑒別濃硫酸與稀硫酸
B.可分別加入鐵屑鑒別濃硫酸與稀硫酸
C.可分別加入銅屑并加熱鑒別濃硫酸與
稀硫酸
D.可分別加入氫硫酸鑒別濃硫酸與稀硫酸
解析濃硫酸的密度比稀硫酸的密度大,等體積濃硫酸的質(zhì)量比稀硫酸的質(zhì)量大,可用稱量法或掂量法鑒別濃硫酸與稀硫酸;濃硫酸為油狀液體,稀硫酸同水一樣,可用觀察法鑒別濃硫酸與稀硫酸,A項錯誤。濃硫酸能使鐵鈍化,稀硫酸能與鐵反應(yīng)放出氣體,可分別加入鐵屑鑒別濃硫酸與稀硫酸,B項正確。在加熱時,濃硫酸能與銅反應(yīng)放出有刺激性氣味的氣體,而稀硫酸與銅不反應(yīng),可分別加入銅屑并加熱鑒別濃硫酸與稀硫酸,C項正確。濃硫酸能將H2S氧化為S使溶液出現(xiàn)渾濁,而稀硫酸與H2S不反應(yīng),可分別加入氫硫酸鑒別濃硫酸與稀硫酸,D項正確。故答案為A。
點評鑒別濃硫酸與稀硫酸時,應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)差異可利用物理方法或化學(xué)方法進(jìn)行鑒別。常用的物理方法有觀察法、稱量法(或掂量法)、稀釋法等,常用的化學(xué)方法有碳化法、置換法、木炭法、銅屑法、H2S法、NaCl法、膽礬法等。
(收稿日期:2016-10-15)