硫酸　硫酸根離子的檢驗 高一下化學人教版（2019）必修第二冊

第2課時硫酸硫酸根離子的檢驗核心微網(wǎng)絡新課程標準1.結合工業(yè)生產(chǎn)實際，了解硫酸的工業(yè)制備原理；2．學會并理解硫酸的性質及濃硫酸的特性；3．通過實驗學會硫酸根離子的檢驗方法。素養(yǎng)新要求1.從硫元素化合價角度認識濃硫酸的強氧化性；2．設計探究實驗認識濃硫酸與炭的反應，并能驗證產(chǎn)物；3．通過銅與濃硫酸的實驗探究認識濃硫酸的特性，掌握濃硫酸反應規(guī)律。學業(yè)基礎核心素養(yǎng)學考評價學業(yè)基礎一、硫酸1．硫酸的用途與工業(yè)制備(1)用途：①重要的化工原料，可用于制____________、炸藥、染料、鹽類等。②用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸、作干燥劑等?；?、農(nóng)藥(2)工業(yè)制備：①三種原料：________________、__________、_____________。②三個階段(寫出下列階段的化學方程式)a．二氧化硫的制取和凈化：_________________________________。b．SO2氧化成SO3：_____________________________________。c．三氧化硫的吸收和硫酸的生成：__________________________。黃鐵礦SO2SO3硫黃或黃鐵礦(FeS2)空氣98.3%的濃硫酸SO3＋H2O===H2SO42．硫酸的物理性質濃硫酸是一種____________的液體，溶于水時放出大量的熱。稀釋濃硫酸時應將________沿器壁慢慢注入________中，并不斷________。無色黏稠、油狀濃硫酸水攪拌3．稀硫酸的化學性質稀硫酸——具有酸的通性(1)電離方程式為H2SO4===____________。(2)稀硫酸的通性

【學而思】1.思考：為什么用98.3%的濃硫酸吸收SO3？能否直接用水吸收？

2．質疑：接觸法制備硫酸過程中，反應4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2中生成8molSO2轉移電子數(shù)為多少？提示：SO3能強烈吸水，在空氣中發(fā)“煙”，與水劇烈反應生成H2SO4，同時放出大量熱，形成酸霧。用98.3%的濃硫酸吸收SO3，不會出現(xiàn)酸霧，吸收SO3更充分。提示：FeS2中S的化合價為－1，F(xiàn)e的化合價為＋2，生成8molSO2轉移電子數(shù)為44NA。4.濃硫酸的特性（1）吸水性：濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子，故常用做

。（2）脫水性：濃硫酸能把有機物中的氧、氫元素按

脫去，留下黑色的炭。實驗操作實驗現(xiàn)象蔗糖變黑，體積膨脹，變成疏松多孔的海綿狀的碳，并發(fā)出有

氣味的氣體實驗結論濃硫酸具有

.

干燥劑水的組成比刺激性脫水性（3）強氧化性①與金屬的反應：除Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用，如與銅反應。——【實驗5－3】實驗操作實驗說明a.通過可抽動的銅絲來控制反應的發(fā)生或停止b.浸有堿液的棉花團可以吸收多余的SO2，以防止污染環(huán)境實驗現(xiàn)象a.試管中銅絲表面

b.試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)?/p>

c.試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)?/p>

將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變?yōu)?/p>

實驗結論Cu與濃硫酸反應的化學方程式為Cu＋2H2SO4（濃）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O②常溫下，冷的濃硫酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化，故可用鐵槽車運輸濃H2SO4。③與非金屬反應加熱時，濃硫酸與木炭反應的化學方程式為C＋2H2SO4（濃）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O?！緫脟L試】濃硫酸具有A.強酸性，B.強氧化性，C.高沸點、難揮發(fā)性，D.脫水性，E.吸水性等性質。以下過程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質？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）膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末。（）（3）不能用濃硫酸干燥HBr、HI和H2S等氣體。（）（4）濃硫酸使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變黑。（）EEBAD【學而思】1.思考：濃硫酸具有吸水性，常用作干燥劑，結合以下反應，說明濃硫酸不能干燥哪些物質？（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4（2）H2S＋H2SO4（濃）===S↓＋SO2↑＋2H2O

提示：不可干燥的氣體：堿性氣體(如NH3)和某些還原性氣體(如HBr、HI、H2S等)?？筛稍锼嵝詺怏w(如CO2、SO2、Cl2等)和中性氣體(如O2、N2、CO等)。2．質疑：鐵罐車或鋁槽車為什么可以運輸冷的濃硫酸？提示：常溫下，F(xiàn)e、Al與濃H2SO4發(fā)生鈍化，生成了致密的氧化膜，阻止酸與內層金屬進一步反應，從而保護了金屬。3．探索：足量的金屬與濃H2SO4反應（1）寫出足量的Zn與濃H2SO4反應的化學方程式：_________________________________________________、_________________________________________________。[追問]足量的Zn與濃H2SO4反應生成1mol氣體時消耗的Zn的物質的量為多少？轉移電子數(shù)為多少？

（2）過量的銅與一定量的濃硫酸反應時，硫酸能否全部參加反應？Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2OZn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑提示：根據(jù)反應方程式可知不管生成的是單一氣體還是混合氣體，生成1mol氣體時消耗的Zn的物質的量均為1mol；轉移電子數(shù)為2NA。提示：不能。Cu是不活潑金屬，加熱條件下只能與濃硫酸反應，與稀硫酸不反應。過量的銅與一定量的濃硫酸反應時，隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，反應進行到一定程度后，濃硫酸變?yōu)橄×蛩?，反應自動停止，H2SO4不能全部反應。

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論先

，加入稀鹽酸后

.

先

，加入稀鹽酸后

.

生成白色沉淀沉淀不溶解生成白色沉淀沉淀不溶解白色沉淀先

，加入稀鹽酸后

.生成白色沉淀沉淀溶解，且有氣泡產(chǎn)生

2．粗鹽的提純（1）除去粗鹽中不溶性雜質——過濾（2）除去粗鹽中可溶性雜質①原理：②加試劑的先后順序原則：Na2CO3溶液加入順序在BaCl2溶液之后；加入鹽酸在過濾之后。通常順序可以為BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸；NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→鹽酸；BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→鹽酸。

不能；溶液中存在Ag＋時也會產(chǎn)生白色沉淀。

[即學即練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。（1）濃硫酸具有強氧化性，稀硫酸不具有氧化性。（）（2）常溫下將銅片放入濃硫酸中，無明顯變化，說明銅在濃硫酸中發(fā)生“鈍化”。（）（3）濃H2SO4具有強氧化性，SO2具有還原性，所以濃H2SO4不能干燥SO2。（）（4）濃H2SO4具有吸水性，所以濃H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S等氣體。（）（5）濃硫酸使藍礬（CuSO4·5H2O）變成白色粉末，體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。（）（6）1L18.4mol·L－1濃硫酸與足量銅反應，生成9.2mol二氧化硫氣體。（）××××××2．向鹽酸中加入濃硫酸時，會有白霧生成。下列敘述不屬于導致產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因的是（）A．濃硫酸具有脫水性B．濃硫酸具有吸水性C．鹽酸具有揮發(fā)性D．氣態(tài)溶質的溶解度隨溫度升高而降低答案：A3．用來鑒別濃硫酸和稀硫酸的操作錯誤的是（）A．分別取10mL溶液，質量大的是濃硫酸，質量小的是稀硫酸B．觀察液體流動性，流動性好的是稀硫酸，油狀黏稠的是濃硫酸C.把CuSO4·5H2O晶體投入溶液中，逐漸變?yōu)榘咨勰┑氖菨饬蛩幔w溶解的是稀硫酸D．將鋁片分別投入溶液，快速放出氣體的是濃硫酸，放出氣體慢的是稀硫酸解析：硫酸濃度越大密度越大，故等體積的濃硫酸和稀硫酸相比，濃硫酸的質量大于稀硫酸，A項正確。濃硫酸是黏稠的液體，流動性不如稀硫酸，B項正確。濃硫酸具有吸水性，能吸收結晶水合物中的結晶水，故膽礬投入濃硫酸會變?yōu)榘咨勰?，投入稀硫酸中膽礬晶體溶解，C項正確。常溫下濃硫酸使鋁片鈍化無氣體放出，鋁片投入稀硫酸中有氣體(氫氣)放出，D項錯誤。答案：D4．下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的的是（）A．制取SO2

B．驗證漂白性C．收集SO2

D．尾氣處理解析：A錯，銅和稀硫酸不反應。B對，二氧化硫可使品紅溶液褪色，可驗證二氧化硫的漂白性。C錯，二氧化硫密度比空氣大，用向上排空氣法收集時，導氣管應“長進短出”。D錯，二氧化硫在飽和亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小，不可用于尾氣吸收。答案：B5．硫酸是一種重要的化工原料，下列關于硫酸的說法不正確的是（）A．硫酸可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥和炸藥等B．硫黃和黃鐵礦可以作為制備硫酸的原料C．工業(yè)制備硫酸時，SO2轉化為SO3的反應需要在加熱和催化劑存在的條件下進行D．反應生成的SO3可以用水直接吸收來制備硫酸

解析：硫酸可用于生產(chǎn)化肥，如硫酸銨，生產(chǎn)農(nóng)藥，如制備硫酸銅來配制波爾多液，生產(chǎn)炸藥，如做制備TNT的催化劑，A項正確；硫黃或黃鐵礦和氧氣焙燒產(chǎn)生二氧化硫、二氧化硫和氧氣反應產(chǎn)生三氧化硫、三氧化硫溶于水得硫酸，因此可以用硫黃或黃鐵礦作為原料制取硫酸，B項正確；工業(yè)制備硫酸時，SO2轉化為SO3的反應在400～500℃、V2O5作催化劑的條件下進行，C項正確；三氧化硫極易溶于水，溶于水易形成酸霧，因此工業(yè)生產(chǎn)中用98.3%的濃硫酸來吸收SO3，D項錯誤。答案：D核心素養(yǎng)目標1濃硫酸的三大特性例1.某學習小組在鑒別濃硫酸和稀硫酸時，設計了如下方案：

操作結論甲投入火柴梗變黑者為濃硫酸乙加入金屬鋁片產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸丙分別加入到盛水的試管中放出大量熱者為濃硫酸丁用玻璃棒蘸濃氨水靠近盛酸的試劑瓶瓶口冒白煙者為濃硫酸戊加到CuSO4·5H2O晶體中變白者為濃硫酸（1）其中可行的是

（填序號）。（2）其中稍作改進就能成為可行方案的是

，改進方法是____________________________________________________。（3）完全錯誤的是

，因為__________________________________________。甲、丙、戊乙增加加熱條件(或將結論改為常溫下反應產(chǎn)生氣體的為稀硫酸)丁硫酸是高沸點酸，沒有揮發(fā)性解析：(1)甲、丙、戊分別利用濃硫酸的脫水性、溶解時放出大量的熱、吸水性設計，方案可行。(2)乙中常溫下鋁遇濃硫酸使鋁鈍化，加熱即可反應。而常溫下鋁片可與稀硫酸反應產(chǎn)生H2。(3)丁錯誤，揮發(fā)性酸遇濃氨水才能產(chǎn)生白煙，濃硫酸不屬于揮發(fā)性酸。狀元隨筆濃硫酸吸水性和脫水性的區(qū)別：吸水性：濃硫酸吸取物質中本身存在的水或結晶水的性質。脫水性：濃硫酸將組成有機物的H、O元素按原子個數(shù)比2∶1以“H2O”的形式脫去的性質。由此看出：二者的根本區(qū)別在于物質本身是否存在水分子。[提升1]

[2022·廣東卷]若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖（a～d均為浸有相應試液的棉花）所示的探究實驗，下列分析正確的是（）A.Cu與濃硫酸反應，只體現(xiàn)H2SO4的酸性B．a(chǎn)處變紅，說明SO2是酸性氧化物C．b或c處褪色，均說明SO2具有漂白性D．試管底部出現(xiàn)白色固體，說明反應中無H2O生成解析：銅和濃硫酸反應過程中，生成CuSO4體現(xiàn)出濃硫酸的酸性，生成SO2體現(xiàn)出濃硫酸的強氧化性，故A錯誤；a處的紫色石蕊溶液變紅，其原因是SO2溶于水生成了酸，可說明SO2是酸性氧化物，故B正確；b處品紅溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c處酸性高錳酸鉀溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4發(fā)生氧化還原反應，SO2體現(xiàn)出還原性，故C錯誤；實驗過程中試管底部出現(xiàn)白色固體，根據(jù)元素守恒可知，其成分為無水CuSO4，而非藍色的CuSO4·5H2O，其原因是濃硫酸體現(xiàn)出吸水性，將反應生成的H2O吸收，故D錯誤。答案：B狀元隨筆硫酸銅（CuSO4）是白色的粉末，結合水后會變成藍色晶體，俗稱膽礬（CuSO4·5H2O）。硫酸銅的這一性質可以用來檢驗酒精中是否含少量水。膽礬可以和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液。關鍵能力濃硫酸強氧化性的表現(xiàn)1．與金屬的反應（1）Fe、Al的鈍化常溫下，當Fe、Al遇到濃硫酸時，會與濃硫酸發(fā)生反應，表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。（2）與氫之前的活潑金屬反應Zn＋2H2SO4（濃）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O規(guī)律：①濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；②濃硫酸一旦變稀，就發(fā)生：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。（3）與氫之后的不活潑金屬（除Au、Pt外）反應Cu＋2H2SO4（濃）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O規(guī)律：①反應需加熱，否則不反應；②氧化產(chǎn)物是硫酸鹽，金屬顯高價，還原產(chǎn)物為SO2；③濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；④隨反應進行，硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩?，反應就會停止?．與非金屬反應C＋2H2SO4（濃）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。3．與還原性化合物的反應常見的還原性物質FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被濃H2SO4氧化。

答案：C

狀元隨筆物質的分離和提純的“三個必須”和“四個原則”（1）三個必須：①除雜試劑必須稍過量。②過量試劑必須除盡，且容易除去。③除雜途徑選最佳，有多種雜質時除雜順序必須合理。（2）四個原則：[提升2]為了除去KCl固體中少量的MgCl2、MgSO4，可選用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三種試劑，按下圖步驟操作：（1）寫出三種試劑的化學式：A

，B

，C

。Ba(OH)2K2CO3

HCl（2）①加入過量A的目的是__________________，有關化學方程式為__________________________________。②加入過量B的目的是_________________，有關化學方程式為____________________________。③加熱煮沸的目的是________________。（3）操作Ⅰ是

，操作Ⅱ是

。

MgCl2＋Ba(OH)2===BaCl2＋Mg(OH)2↓，MgSO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓除盡過量Ba2＋Ba(OH)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KOH，BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl使HCl揮發(fā)過濾蒸發(fā)

關鍵能力除去粗鹽中雜質的過程雜質加入的試劑離子方程式硫酸鹽BaCl2MgCl2NaOHMg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓CaCl2Na2CO3過量BaCl2過量NaOH過濾之后加入過量稀鹽酸H＋＋OH－===H2O過量Na2CO3

學考評價1．可以鑒別稀硫酸和濃硫酸的簡單方法是（）A．加酚酞試液B．與銅片反應C．加BaCl2溶液和硝酸D．用玻璃棒各蘸一點滴在紙上答案：D2．關于濃H2SO4與Cu反應敘述正確的是（）A．在反應中，濃H2SO4只表現(xiàn)出氧化性B．此反應屬于復分解反應C．在反應中，濃H2SO4既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性D．每1mol銅參加反應就有2mol濃H2SO4被還原，同時生成2molSO2答案：C3．已知X為一種常見的酸，X的濃溶液能使蔗糖變黑。A與X的濃溶液反應的轉化關系如圖所示，其中反應條件及部分產(chǎn)物已略去，下列說法正確的是（）A．X的濃溶液使蔗糖變黑主要體現(xiàn)了X的濃溶液的吸水性B．若A為鐵，則足量A與X的濃溶液在常溫下即可完全反應C.若A為碳單質，則將C通入少量澄清石灰水中，一定能觀察到白色沉淀D．由B轉化為D的反應是工業(yè)制備X過程中的重要反應答案：D解析：X為一種常見的酸，X的濃溶液能使蔗糖變黑，則X為H2SO4，從而得出B為SO2，D為SO3。濃硫酸使蔗糖變黑主要體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性，A項錯誤；若A為鐵，則常溫下鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，B項錯誤；若A為碳單質，則C為CO2，將CO2通入少量澄清石灰水中生成Ca(HCO3)2，在反應過程中，很難觀察到白色沉淀，C項錯誤；SO2轉化為SO3的反應是工業(yè)制H2SO4過程中重要的反應，D項正確。4．用硫及其化合物制硫酸有下列三種反應途徑，某些反應條件和產(chǎn)物已省略，下列有關說法不正確的是（）A．途徑①的反應中體現(xiàn)了濃HNO3的強氧化性B．途徑②、③的第二步反應在實際生產(chǎn)中可以通過增大O2的濃度來降低成本C．由途徑①、②、③分別制取1molH2SO4，理論上各消耗1molS，各轉移6mole－D．途徑②、③比途徑①污染相對小且原子利用率高，更能體現(xiàn)“綠色化學”的理念答案：C解析：讀題干三種途徑，不正確抽信息A項，(濃)HNO3強氧化性B項，增大O2濃度降低成本C項，1molS轉移6mole－D項，綠色化學注意點硫元素的價態(tài)變化細分析途徑①屬于濃硝酸和非金屬單質的反應，表現(xiàn)了濃硝酸的強氧化性，A項正確；途徑②、③的第二步反應為可逆反應，通過增大O2的濃度來提高二氧化硫的轉化率，降低成本，B項正確；由途徑①、②分別制取1molH2SO4，理論上各消耗1