高中化學(xué) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第1單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 第2課時 硫酸的制備和性質(zhì) 硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化學(xué)案 蘇教版必修1

1、第2課時硫酸的制備和性質(zhì)硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解硫酸的工業(yè)生產(chǎn)原理。2.掌握濃硫酸的性質(zhì)及濃、稀硫酸的性質(zhì)差異。(重難點)3.掌握硫及其含硫化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。(重點)自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知1硫酸的制備(1)古代制法：早在1 000多年前，我國就已采用加熱膽礬(cuso4·5h2o)或綠礬(feso4·7h2o)的方法制硫酸。(2)工業(yè)上用接觸法制硫酸的主要設(shè)備及生產(chǎn)流程如下圖：根據(jù)上圖回答下列問題：填寫下列各進口或出口物質(zhì)：a：含硫礦石(如fes2)；b：爐渣；c：so2和o2；d：尾氣(so2、o2)。四個“三”三步驟三原料三設(shè)備三反應(yīng)

2、原理造氣s或fes2沸騰爐so2so2或4fes211o28so22fe2o3接觸氧化o2接觸室2so2o22so3so3吸收98.3%的濃硫酸吸收塔so3h2o=h2so42硫酸的性質(zhì)和用途(1)物理性質(zhì)純硫酸是無色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體，稀釋時放出大量熱。(2)稀h2so4的化學(xué)性質(zhì)具有酸的通性，完成下列離子方程式：使紫色石蕊試液變紅。與活潑金屬反應(yīng)(如zn)zn2h=h2zn2。與堿性氧化物反應(yīng)(如cuo)cuo2h=cu2h2o。與堿反應(yīng)(如naoh)hoh=h2o。與某些鹽反應(yīng)(如bacl2、na2co3)ba2so=baso4、2hco=co2h2o。(3)濃硫酸的特性吸水性：濃

3、硫酸具有很強的吸水性，可用作干燥劑。在一支潔凈的大試管內(nèi)加入少量cuso4·5h2o粉末，再向試管中加入3 ml濃硫酸，此時試管內(nèi)的現(xiàn)象是藍色變成白色，體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。脫水性：濃硫酸按水的組成比，奪取某些有機物中的氫、氧原子形成h2o。教材中的蔗糖和濃硫酸的實驗說明濃硫酸具有脫水性。(4)強氧化性：與不活潑金屬cu反應(yīng)，其方程式為cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o，此反應(yīng)中硫酸表現(xiàn)了強氧化性和酸性。常溫下，濃h2so4使鐵、鋁鈍化，即金屬表面形成一層致密的氧化膜。濃硫酸不僅能與金屬反應(yīng)，還能與部分非金屬單質(zhì)如碳等反應(yīng)：c2h2so4(濃)co22so22h2o。濃h

4、2so4氧化h2s、hi等。(5)常見硫酸鹽及應(yīng)用生石膏的化學(xué)式為caso4·2h2o，加熱失水形成熟石膏2caso4·h2o。石膏可以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。硫酸鋇的化學(xué)式為baso4，俗稱重晶石，醫(yī)用“鋇餐”。硫酸鈉晶體的化學(xué)式為na2so4·10h2o，俗稱芒硝，醫(yī)用緩瀉劑。3硫的存在與性質(zhì)(1)存在游離態(tài)：主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里?；蠎B(tài)：主要存在于金屬礦石中。(2)硫的性質(zhì)物理性質(zhì)俗名色態(tài)溶解性硫黃黃色晶體不溶于水，微溶于酒精，易溶于cs2化學(xué)性質(zhì)a還原性：與o2反應(yīng)：so2so2，空氣中燃燒火焰為淡藍色。b氧化性：與fe反應(yīng)：fesfes。與c

5、u反應(yīng)：2cuscu2s。與hg反應(yīng)：hgs=hgs，用于處理不慎灑落的液態(tài)汞。提醒：s的氧化性較弱，與變價金屬fe、cu反應(yīng)分別生成低價化合物。4硫及其化合物的常見轉(zhuǎn)化(1)常見轉(zhuǎn)化關(guān)系(2)寫出下列反應(yīng)方程式亞硫酸空氣中被氧化2h2so3o2=2h2so4。工業(yè)上或?qū)嶒炇矣脕喠蛩徕c與濃硫酸反應(yīng)制備二氧化硫：na2so3h2so4(濃)=na2so4so2h2o。長期暴露在空氣中的亞硫酸鈉會被空氣中的氧氣氧化成硫酸鈉：2na2so3o2=2na2so4。實驗室常用過量氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫尾氣，生成亞硫酸鈉：2naohso2=na2so3h2o。(3)轉(zhuǎn)化規(guī)律含硫物質(zhì)多種多樣，在一定條件下

6、可相互轉(zhuǎn)化。通過氧化還原反應(yīng)可實現(xiàn)含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化；通過非氧化還原反應(yīng)可實現(xiàn)含有相同價態(tài)硫元素的不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。基礎(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)硫礦石生成硫酸可經(jīng)過三大步即造氣、氧化、吸收。()(2)h2so4的電離方程式為h2so42hso。()(3)濃h2so4遇到藍色石蕊試紙先變紅最后變成白色。()(4)濃h2so4常溫下可用鐵制器皿盛裝，說明濃h2so4與fe不反應(yīng)。()(5)s與fe反應(yīng)生成fe2s3。()(6)na2so3具有氧化性，在空氣中被氧化為na2so4。()【答案】(1)(2)×(3)(4)×(5)

7、×(6)×2下列變化過程利用了硫酸的什么性質(zhì)，請在空白處寫出：(1)銅與濃硫酸加熱反應(yīng)制取so2：_。(2)鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣：_。(3)用濃硫酸干燥co2：_。(4)硫酸銅晶體滴加濃硫酸后變白：_。(5)濃h2so4使蔗糖變黑_。(6)濃h2so4使fe、al鈍化_?！敬鸢浮?1)強氧化性和酸性(2)酸性(3)吸水性(4)吸水性(5)脫水性(6)強氧化性合 作 探 究·攻 重 難濃h2so4的特性吸水性、脫水性、強氧化性思考交流(1)向少量膽礬中加入少量濃h2so4，攪拌，有什么現(xiàn)象？濃h2so4表現(xiàn)什么性？【提示】藍色晶體變成白色粉末，吸水性。(2)將一定

8、量的蔗糖放入小燒杯中，加入濃硫酸，用玻璃棒不斷攪拌，觀察到的現(xiàn)象是_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_?！咎崾尽堪咨崽亲兒?，體積膨脹，產(chǎn)生大量白霧，且有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生c12h22o1112c11h2o，c2h2so4(濃)co22so22h2o(3)實驗：將一小塊銅片放入試管中，然后加入2 ml濃h2so4，用圖示實驗裝置進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：_。實驗結(jié)論：銅與濃h2so4在加熱時能發(fā)生反應(yīng)，生成so2和cuso4。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。在該反應(yīng)中，氧化劑為_，還原劑為_，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。濃硫酸在反應(yīng)中既體現(xiàn)出_又體現(xiàn)出_。蘸有少量堿液可能是_，作用是_?！咎崾尽?/p>

9、常溫下，無明顯現(xiàn)象，加熱后，銅與濃硫酸反應(yīng)，有氣體生成，產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色或使紫色石蕊溶液變紅，反應(yīng)后被稀釋的溶液呈藍色cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o濃h2so4cu11強氧化性酸性naoh溶液吸收尾氣so2，防止污染空氣濃硫酸的三大特性1吸水性干燥劑(不能干燥堿性氣體，如nh3；也不能干燥還原性氣體，如hi、h2s等)。2脫水性使某些有機物品(蔗糖、紙張、木材)中氫、氧按水的組成比脫去而變黑?？捎米髅撍畡?。3強氧化性(1)fe、al的鈍化(常溫)。(2)與氫之前的活潑金屬反應(yīng)(如zn mg)：規(guī)律：濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；濃硫酸一旦變稀，就發(fā)生：znh2so4

10、=znso4h2。(3)與氫之后的不活潑金屬(除au、pt外)反應(yīng)：規(guī)律：反應(yīng)需加熱，否則不反應(yīng)；氧化產(chǎn)物是硫酸鹽，金屬顯高價，還原產(chǎn)物為so2；濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；隨反應(yīng)進行，硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩幔磻?yīng)就會停止。(4)與非金屬反應(yīng)：c2h2so4(濃)co22so22h2o。規(guī)律：反應(yīng)要加熱，否則不反應(yīng)；氧化產(chǎn)物是含氧酸或非金屬氧化物，還原產(chǎn)物為so2；濃硫酸只表現(xiàn)氧化性；隨反應(yīng)進行，硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩?，反?yīng)就停止；不能氧化h2、n2、o2、si、cl2、f2、br2等。對點訓(xùn)練1對下列事實的解釋正確的是()a二氧化硫氣體能用濃硫酸干燥，是因為二氧化硫無還原性b

11、醫(yī)療上可用硫酸鋇作x射線透視腸胃的內(nèi)服藥，是因為硫酸鋇不溶于酸c向50 ml 18 mol·l1的h2so4溶液中加入足量的銅片加熱充分反應(yīng)后，被還原的h2so4的物質(zhì)的量等于0.45 mold常溫下，濃h2so4可以用鋁制容器貯存，說明鋁與濃h2so4不反應(yīng)ba項，so2有還原性，但濃h2so4不能氧化so2；c項，反應(yīng)時濃h2so4變?yōu)橄2so4時，稀h2so4不能再被cu還原，被還原h(huán)2so4小于0.45 mol；d項，鋁與濃h2so4鈍化，不是不反應(yīng)。2濃硫酸具有a.酸性，b.強氧化性，c.高沸點、低揮發(fā)性，d.脫水性，e.吸水性等性質(zhì)。以下過程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)？

12、請將答案的字母分別填入括號中。(1)濃硫酸干燥h2、o2、cl2、hcl和so2等氣體 ()(2)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸 ()(3)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末 ()(4)不能用濃硫酸干燥hbr、hi和h2s等氣體 ()(5)濃硫酸使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變黑 ()(6)濃h2so4在紙上寫字變黑()(7)濃h2so4與cu在加熱時反應(yīng)生成so2()(8)濃h2so4與c共熱反應(yīng)生成so2()【答案】(1)e(2)b(3)e(4)b(5)a、d(6)d(7)a、b(8)b硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)說明：s有弱氧化性，與變價金屬cu、fe反應(yīng)時，

13、生成cu、fe的低價硫化物(cu2s、fes)。(2)濃h2so4不能氧化so2或h2so3因為6價與4價之間無中間價。(3)亞硫酸鹽和亞硫酸具有強還原性，在空氣中易被氧化為硫酸鹽和硫酸。對點訓(xùn)練3能實現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()單質(zhì)氧化物酸或堿鹽a硅b硫c銅d鐵bs與o2生成so2，再與h2o生成h2so3，可以與naoh生成na2so3，b項正確。4在通常情況下，a是固體單質(zhì)。根據(jù)下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題： 【導(dǎo)學(xué)號：90512103】(1)寫出下列化學(xué)式：a_、c_、e_。(2)寫出指定反應(yīng)的化學(xué)方程式：bc：_；cd：_；ec：_?！窘馕觥繌霓D(zhuǎn)化關(guān)系圖來分析：e是某氧化物的水化

14、物，是一種含氧酸，含氧酸與金屬銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的只有濃硫酸和硝酸，而與硝酸對應(yīng)的單質(zhì)a是n2，常溫下是氣體，故e是硫酸，再逆推回去，本題便迎刃而解?！敬鸢浮?1)sso2h2so4(2)2h2s3o22so22h2o2so2o22so3cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o當(dāng) 堂 達 標(biāo)·固 雙 基1下列化合物不能由單質(zhì)之間直接化合得到的是()afesbcu2scfecl2dfecl3cfe與s，cu與s，在加熱條件下可以直接化合，分別生成fes和cu2s。鐵絲能在cl2中燃燒生成fecl3。2在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是()a硫鐵礦燃

15、燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒b從沸騰爐出來的氣體只有so2cso2氧化成so3，so2能全部轉(zhuǎn)化為so3dso3用98.3%的濃h2so4吸收，目的是防止形成酸霧，以便使so3吸收完全d將硫鐵礦粉碎是使其增大與空氣的接觸面積，使燃燒更快、更充分，并不是大塊硫鐵礦不能燃燒。從沸騰爐出來的氣體除so3外，還有so2、o2、n2等。so2轉(zhuǎn)化為so3為可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)同時進行，故so2不可能全部轉(zhuǎn)化為so3。so3轉(zhuǎn)化為h2so4，若直接用水吸收，會形成大量酸霧，導(dǎo)致so3吸收不完全，工業(yè)生產(chǎn)中用98.3%的濃硫酸作為吸收劑，則不會出現(xiàn)酸霧，吸收so3更充分。3下列反應(yīng)中，濃h2so4只表

16、現(xiàn)強氧化性的是()a2nacl(固)h2so4(濃)= na2so42hclbc2h2so4(濃)co22so22h2occu2h2so4(濃)cuso4so22h2od2feo4h2so4(濃)fe2(so4)3so24h2oba項，反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)；c、d項，濃h2so4既表現(xiàn)強氧化性又表現(xiàn)酸性。4下列敘述正確的是 ()a濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣、氨氣等氣體，但不能干燥有較強還原性的hi、h2s等氣體b濃硫酸與單質(zhì)硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：s2h2so4(濃)3so22h2o，在此反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)了強氧化性又表現(xiàn)了酸性c把足量銅粉投入到含h2so4 2 mol的濃硫酸中，得到氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4 l d常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃h2so4，是因為濃h2so4的強氧化性使其鈍化da項，nh3為堿性氣體，可被濃h2so4吸收；b項，h2so4只表現(xiàn)強氧化性；c項，標(biāo)況下生成的so2體積小于22.4 l。5工業(yè)制硫酸的設(shè)備分為三大部分：沸騰爐、接觸室、吸收塔，下圖所示的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸工藝流程設(shè)計出來的，用于探究工業(yè)上為何采用濃硫酸吸收三氧化硫。 【導(dǎo)學(xué)號：90512104】請回答下列問題(1)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式_。(2)圖中的乙、丙分別相當(dāng)于