《高一化学易混易错归纳与专练（人教版必修1）》易错易混36 硝酸与硫酸（解析版）

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2020-2021 学年高一化学易混易错归纳与专练（人教版必修 1）
易错专题 36 硝酸与硫酸
易错点一 浓硫酸的特性
【易错典例】
例1 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
¿
(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 约150 约236
16 约140 约250
18 约120 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 250.00 mL 溶液，取该溶液 25.00 mL 加入足
量KI 溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用 b mol/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−)
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)氢氧化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液等
(3)D 装置中黑色固体颜色无变化，E中溶液褪色
(4)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
(5)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
(6)abd
(7)
64 bV
a%
【解析】(1)A 中的反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程为
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)装置中是铜和浓硫酸加热反应生成的气体中含有二氧化硫，二氧化硫是污染性的气体，不能排放到空气
中，二氧化硫是酸性氧化物且具有还原性，所以需要最后用氢氧化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收。
(3)证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，利用元素化合价变化生成的产物分析判断，若生成氢气， D
装置黑色会变化为红色，若生成二氧化硫，E装置中品红会褪色，所以证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于
氢元素的实验现象是，D装置中氧化铜黑色不变化，说明无氢气生成，E装置中品红试液褪色说明生成了
二氧化硫气体；
(4)反应后有硫酸剩余，则验证生成的溶液中含有铜离子，需要把试管中的液体倒入水中溶解，观察是否出
现蓝色溶液，即将 A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，出现蓝色溶
液证明含有铜离子；
(5)利用装置中铜不与浓硫酸接触反应，不放入铜丝反应，观察 B装置是否变蓝，若不变蓝证明浓硫酸中的
水不影响实验，若无水硫酸铜出现变蓝，说明浓硫酸中的水会影响实验；
(6)依据图表数据分析可知，浓度不同时出现黑色物质的时间随浓度增大减小，浓度为 18mol/L 时生成的黑
色物质不能消失；a．分析过程可知，发生的反应过程中生成二氧化硫和硫酸铜的反应过程中有其它反应
发生生成黑色物质，铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个，a符合；b．图表数据分析可知硫酸浓
度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质，b符合；c．浓硫酸和铜的反应浓度小于 15 mol/L 也可能出
现黑色物质，出现的时间长，该反应发生的条件不一定是硫酸浓度≥15 mol•L−1，c不符合；d．图表数据
中，18 mol/L 的浓硫酸，出现褐色物质的时间短，黑色物质难以消失，所以硫酸浓度越大，黑色物质越快
出现、越难消失，d符合；答案为 abd；
(7)由反应 2Cu2++4I−===2CuI+I2、2S2O32−+I2===S4O62−+2I−可知，2Cu2+～I2～2S2O32−，将该反应所得溶液中和
后配制成 250.00 mL 溶液，取该溶液 25.00 mL 加入足量 KI 溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用 b
mol•L−1Na2S2O3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，
设25 mL 溶液中生成铜离子物质的量为 x。则
2Cu2+～I2～2S2O32−
2 2
x b mol•L−1×V×10−3L
解得 x=0.001bV mol
250 mL 溶液中铜离子物质的量=0.01bV mol
因此硫酸铜的产率=
0.01bVmol
ag
64 g/mol
×100 %=64 bV
a%
。
【解题必备】
1．吸水性
浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里
常用浓硫酸作干燥剂。
2．脱水性
浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。
3．强氧化性
(1)浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为 SO2。如与铜反应的实验如
下表所示：
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