题目内容

11．Ⅰ．将适量的蔗糖放入烧杯中，加入少量水，搅拌均匀．然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体．请回答下列问题：
（1）生成的黑色物质是C（填化学式）．
（2）“体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体”，写出对应的化学方程式2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（3）上述实验现象主要体现了浓硫酸的②③④（填序号）．
①酸性        ②吸水性       ③脱水性       ④强氧化性
Ⅱ．向80mL浓硫酸中加入56g铜片，加热一段时间后至不再反应为止，实验测得反应中共有13.44L（标准状况下）SO2生成，该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O，反应中转移电子1.2mol，该反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性．

分析 （1）浓硫酸具有脱水性，能将蔗糖中的H、O以2：1水的形式脱去，最终将蔗糖转化为C；
（2）浓硫酸和C反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（3）根据现象及浓硫酸具有的化学性质（酸的通性、三大特性）来分析；
（4）发生反应Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算n（SO2），被还原的硫酸生成SO2，根据硫原子守恒计算被还原的硫酸，结合化学方程式计算电子转移物质的量．

解答 解：（1）浓硫酸具有脱水性，能将蔗糖中的H、O以2：1水的形式脱去，最终将蔗糖转化为C，所以最终得到的黑色固体是C，故答案为：C；
（2）浓硫酸和C反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，该反应中C元素化合价由0价变为+4价、S元素化合价由+6价变为+4价，反应方程式为2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（3）因浓硫酸具有吸水性，浓硫酸吸水稀释而放出大量的热，浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖碳化而变黑，生成的黑色物质是C，碳和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，其中SO2具有刺激性气味，浓硫酸强氧化性，
故答案为：②③④；
（4）铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O，n（SO2）=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol，根据关系式SO2～2e-，反应中转移的电子1.2mol；表现为酸性和强氧化性，故答案为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O；1.2；酸性和强氧化性．

点评 本题主要考查了浓硫酸的三大特性，题目难度中等，涉及氧化还原反应原理和依据化学方程式的计算，其中转移电子数的计算容易出错．

练习册系列答案
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1．醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法．实验室制备1一溴丁烷的反应和实验装置如下：
NaBr+H2SO4$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$HBr+NaHSO4①
C4H9-OH+HBr$\stackrel{△}{→}$ C4H9-Br+H2O②
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br-被浓硫酸氧化为Br2等．
有关数据列表如下：
熔点/℃沸点/℃密度/g•cm-3
正丁醇-89.53117.250.81
1-溴丁烷-112.4101.61.28
（1）实验装置中仪器a的名称是直形冷凝管；反应加热时的温度不宜超过100℃，较好的加热方法是水浴加热．圆底烧瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸；．装置中倒扣漏斗的作用是防止溴化氢极易溶于水而倒吸；
（2）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行适当稀释，其目的是abc（填字母序号）．
a．减少副产物烯和醚的生成      b．减少Br2的生成
c．减少HBr的挥发              d．水是反应的催化剂
（3）反应结束后，将反应混合物中1-溴丁烷分离出来，应采取蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷，蒸馏装置除了用到冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶，还需要的玻璃仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶；
（4）将反应结束后得到的混合物经过蒸馏操作得到较纯的1-溴丁烷的产物中，可能含有的杂质主要是水；
（5）将1-溴丁烷产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层（填“上层”、“下层”或“不分层”）．
（6）某实验小组制取1-溴丁烷时，向圆底烧瓶中加入7.4g正丁醇，13.0g NaBr和足量的浓硫酸，最终制得1一溴丁烷9.6g，则1一溴丁烷的产率是70%（保留2位有效数字）．
2．著名的“侯氏制碱法”的第一步反应是向饱和食盐水中通入CO2而析出NaHCO3，该反应可表示为：NH3+NaCl+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
已知NaCl、NaHCO3、NH4Cl如下温度的溶解度：
物质NaClNaHCO3NH4Cl
40℃时溶解度/g371346
10℃时溶解度/g33
今在40℃时，向434g饱和食盐水中通入44.8L（标准状况）NH3，再向溶液中通入过量的CO2，求：
（1）可析出NaHCO3多少克？
（2）NH4Cl能否析出？
（3）若降温至10℃，可析出NH4Cl多少克？
（4）降温至10℃时，若要析出更多的NH4Cl晶体应采取什么措施？
19．甲酸（HCOOH）是一种有刺激性气味的无色液体，有很强的腐蚀性、较强的还原性．熔点8.4℃，沸点100.7℃，能与水、乙醇互溶，加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气．
（1）实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳：HCOOH$\frac{\underline{\;\;\;\;\;浓硫酸\;\;\;\;\;}}{80℃-90℃}$H2O+CO↑，实验的部分装置如下图所示．制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃，再逐滴滴入甲酸．

①请从图中挑选所需的仪器，补充图中虚线方框中缺少的气体发生装置：ac、e（填选项序号）（必要的塞子、玻璃管、橡胶管、固定装置已省略）．其中，温度计的水银球应该处于液面以下，但不能接触烧瓶底部位置．

②装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中．
（2）实验室可用甲酸制备甲酸铜．其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜，碱式碳酸铜再与甲酸反应制得四水甲酸铜[Cu（HCOO）2•4H2O]晶体．相关的化学方程式是：
2CuSO4+4NaHCO3═Cu（OH）2•CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu（OH）2•CuCO3+4HCOOH+5H2O═2Cu（HCOO）2•4H2O+CO2↑
实验步骤如下：
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备：

①步骤ⅰ是将一定量CuSO4•5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨，其目的是研细并混合均匀．
②步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中，反应温度控制在70℃-80℃，如果看到有黑色固体生成（填写实验现象），说明温度过高．
③步骤ⅱ的后续操作有过滤、洗涤．检验沉淀是否已洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，说明沉淀已洗涤干净，若产生白色沉淀，说明沉淀未洗涤干净．
Ⅱ、甲酸铜的制备：
将Cu（OH）2•CuCO3固体放入烧杯中，加入一定量热的蒸馏水，再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解，趁热过滤除去少量不溶性杂质．在通风橱中蒸发滤液至原体积的$\frac{1}{3}$时，冷却析出晶体，过滤，再用少量无水乙醇洗涤晶体2～3次，晾干，得到产品．
④“趁热过滤”中，必须“趁热”的原因是防止甲酸铜晶体析出．
⑤用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质．
（3）请设计实验证明甲酸具有较强的还原性：往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性．再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中，水浴加热，有银镜生成．
6．能在水溶液中大量共存的离子组是（　　）
A．H+、Fe3+、SO42-、I-B．H+、NH4+、HCO3-、NO3-
C．K+、AlO2-、Cl-、OH-D．Ag+、K+、Cl-、SO42-
16．下列反应：①氢氧化钠与硫酸，②一氧化碳与氧气，③八水合氢氧化钡与氯化铵，④金属铜与硝酸银．其中（用序号填空）：能设计成原电池的反应是②④．
3．当天空降雨时，雨水会刺激土壤释放出一种称为土臭素的化学物质，其结构简式如图所示．下列试剂（可加热）不与土臭素反应的是（　　）
A．金属钠B．醋酸和浓硫酸的混合溶液
C．酸性高锰酸钾溶液D．碳酸钠溶液
1．请根据化学学科中的基本理论，回答下列问题

（1）纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂．火法还原CuO可制得Cu2O．已知：1克C（s）燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；Cu2O（s）与O2（g）反应的能量变化如图1所示；请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式2CuO（s）+C（s）=CO（g）+Cu2O（s）△H=+35.6kJ•mol-1
（2）在加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2可制备纳米级Cu2O，同时生成N2和H2O．该反应的化学方程式为4Cu（OH）2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O
（3）某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响．
①在体积均为1L，温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气，反应：2H2O（g）?2H2（g）+O2（g）△H=+484kJ•mol-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化，则A、B两容器反应的温度T1＞T2（填“＜”、“=”或“＞”），该过程中A容器至少需要吸收能量16.1kJ
②当该反应处于平衡状态时，下列既能增大反应速率，又能增大H2O（g）分解率的措施是（填序号）B．
A．向平衡混合物中充入Ar    B．升高反应的温度
C．增大反应体系的压强      D．向平衡混合物中充人O2
（4）25℃时，H2SO3═HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.0×10-12mol/L．
2．99℃时，Kw=1.0×10-12，该温度下测得0.1mol/LNa2A溶液的pH=6．下列说法不正确的是（　　）
A．H2A在水溶液中的电离方程式为H2A=2H++A2-
B．该温度下，将0.01mol/L的H2A溶液稀释20倍后溶液的pH=3
C．体积相同，pH均为1的盐酸和H2A溶液分别与足量的Zn反应，产生H2较多的是H2A
D．将0.1mol/L的H2A溶液与0.2mol/L的氨水等体积混合后，溶液中浓度最大的离子是NH4+

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