硫酸及硫酸根離子的檢驗(yàn) 學(xué)案 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）+必修第二冊

硫酸及硫酸根離子的檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究,了解硫酸的主要性質(zhì)。2.能列舉、描述、辨識硫酸的物理和化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3.能根據(jù)硫酸根離子的性質(zhì)和反應(yīng),設(shè)計硫酸根離子的檢驗(yàn)方案。一、硫酸的性質(zhì)及工業(yè)制法(一)知識梳理1.硫酸的用途(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。2.硫酸的工業(yè)制法硫酸是重要的化工原料,可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料和鹽類等,工業(yè)上一般以或其他(如黃鐵礦)為原料來制備硫酸。

工業(yè)制備硫酸工藝中常用98.3%濃硫酸而不用水吸收SO3,因?yàn)镾O3與H2O劇烈反應(yīng)放熱,易產(chǎn)生酸霧,影響SO3的吸收。3.硫酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)純凈的硫酸是無色黏稠狀液體,密度比水大(實(shí)驗(yàn)室通常用的濃H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,密度為1.84g·cm-3),能與水以任意比混合,沸點(diǎn)高,難揮發(fā)。稀釋濃硫酸時應(yīng)將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不斷攪拌。(2)稀硫酸的性質(zhì)硫酸在水里電離方程式為,

稀硫酸具有的通性,能使石蕊溶液。

寫出稀硫酸與下列物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式。①活潑金屬Fe:;

②金屬氧化物CuO:;

③堿Mg(OH)2:;

④鹽Na2CO3:。

(3)濃硫酸的特性①吸水性濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結(jié)晶水,故常用作。

②脫水性濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等中的氫元素和氧元素按脫去。

如向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成固體,并放出氣味的氣體。

③強(qiáng)氧化性a.濃硫酸能氧化大多數(shù)金屬單質(zhì),生成高價態(tài)金屬的硫酸鹽,本身一般被還原為SO2,如濃硫酸與銅反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a試管中銅絲表面,有生成;b試管中的溶液逐漸變?yōu)?將a試管里的溶液,溶液呈藍(lán)色

實(shí)驗(yàn)結(jié)論在加熱條件下,Cu與濃硫酸反應(yīng),化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。在該反應(yīng)中,濃硫酸是,銅是

b.濃硫酸能氧化部分非金屬單質(zhì)(如碳、磷等)生成高價態(tài)的氧化物或含氧酸,本身被還原為SO2。如與木炭反應(yīng):

。

4.幾種常見的硫酸鹽名稱重要性質(zhì)主要用途硫酸鈣石膏(CaSO4·2H2O)熟石膏(2CaSO4·H2O)制作各種模型和醫(yī)療繃帶;調(diào)節(jié)水泥的硬化速率硫酸鋇又稱重晶石,(BaSO4)不溶于水和酸,且不容易被X射線透過用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑,俗稱“”

硫酸銅硫酸銅(CuSO4)膽礬(CuSO4·5H2O)檢驗(yàn)水的存在;制作“波爾多液”(二)問題探究問題1硫酸制備過程主要為制氣、氧化和吸收三過程。你能寫出各階段的反應(yīng)方程式嗎?

問題2濃硫酸可以做干燥劑,不能干燥哪些氣體?甲同學(xué)認(rèn)為SO2具有還原性,不能使用濃硫酸干燥,他的說法是否正確?

問題3蔗糖和濃硫酸的“黑面包”實(shí)驗(yàn)中,能說明濃硫酸表現(xiàn)什么性質(zhì)?

問題4用足量的銅片與含2molH2SO4的濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)能否得到1molSO2?如果把銅片換為鋅片,得到什么氣體?請說明理由。

【探究歸納】濃硫酸具有強(qiáng)氧化性是因?yàn)榱蛩岱肿又?6價的硫元素具有很強(qiáng)的得電子能力,反應(yīng)一般被還原為SO2,若再生成硫酸鹽,還會同時體現(xiàn)酸性。稀硫酸是H+得電子(氧化性:H+>SO42?),其與活潑金屬反應(yīng)時還原產(chǎn)物為H1.通常情況下,以下氣體不能用濃硫酸干燥的是()A.SO2 B.Cl2C.HCl D.H2S2.下列有關(guān)濃硫酸的敘述正確的是()A.在濃硫酸與鋅片共熱的反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)出酸性B.濃硫酸與金屬活動性順序中排在氫后面的金屬反應(yīng)生成的氣體一般為SO2,與氫前面的金屬反應(yīng)生成的氣體一般為H2C.濃硫酸具有吸水性,可以干燥NH3等氣體D.H2SO4是不揮發(fā)性強(qiáng)酸,硫化氫是揮發(fā)性弱酸,所以可用濃硫酸與FeS反應(yīng)制取H2S氣體3.探究銅和濃硫酸的反應(yīng),下列裝置或操作錯誤的是()A.上下移動裝置甲中的銅絲可控制生成SO2的量B.裝置乙可用于收集SO2氣體C.為確認(rèn)甲中有CuSO4生成,將試管中的液體倒入裝置丙中稀釋,觀察顏色D.利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,可析出CuSO4·5H2O二、硫酸根離子的檢驗(yàn)(一)知識梳理1.實(shí)驗(yàn)探究硫酸根離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀不溶解先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀不溶解先生成白色沉淀,加入稀鹽酸后沉淀溶解,且有氣泡產(chǎn)生離子方程式Ba2++CO32?===BaCO3↓實(shí)驗(yàn)結(jié)論SO42?與Ba2+CO32?與Ba2+反應(yīng)生成的白色沉淀BaCO2.硫酸根離子的檢驗(yàn)(1)操作:被檢液取清液有產(chǎn)生,即可確定存在SO42?。

(2)解釋:先加稀鹽酸的目的是排除、、等離子的干擾;必須用稀鹽酸酸化,不能用稀HNO3,其氧化性可將SO32?3.SO42?檢驗(yàn)的應(yīng)用若除去粗鹽中雜質(zhì)(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2),將選用的試劑及反應(yīng)的離子方程式填入下表:雜質(zhì)加入的試劑離子方程式硫酸鹽CaCl2MgCl2(二)互動探究某亞硫酸鈉試劑已部分被氧化,為確定它的純度,要進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①取樣品W1g;②將樣品溶解;③給溶液加入稍過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液;④過濾、洗滌、干燥沉淀,稱其質(zhì)量為W2g。【問題討論】問題1BaCl2要用鹽酸酸化的原因是什么?

問題2BaCl2溶液要稍過量的原因是什么?

問題3判斷操作③是否完成的方法是什么?

問題4判斷沉淀是否洗凈的方法是什么?

【探究歸納】硫酸根離子的檢驗(yàn)方法1.檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠窈蠸O42?,下列操作最合理的是(A.先加稀硫酸酸化,再加氯化鋇溶液B.加入氯化鋇溶液C.加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液D.先用鹽酸酸化,若有沉淀,則過濾,濾液中再加氯化鋇溶液2.某溶液中可能含有的陰離子有SO42?、Cl?、CO32?等,為了檢驗(yàn)其中是否含有SO42?,除使用BaCl2溶液外,A.鹽酸 B.NaOHC.硫酸 D.硝酸3.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42?及泥沙,得到純凈的NaCl,可將粗鹽溶于水,然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序(①過濾②加過量NaOH溶液③加適量鹽酸④加過量Na2CO3溶液⑤加過量BaCl2溶液A.④②⑤ B.④②⑤①③C.②⑤④①③ D.⑤②①③【題后歸納】粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(1)試劑加入的順序:Na2CO3溶液加入順序在BaCl2溶液之后,加入鹽酸在過濾之后。Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入的目的是除去Ca2+和過量的Ba2+,過濾后再加入過量的鹽酸,目的是除去過量的OH-、CO3(2)除雜方案硫酸及硫酸根離子的檢驗(yàn)一、(一)1.(1)化肥農(nóng)藥2.硫黃含硫礦物SO2SO33.(2)H2SO42H++SO42?①Fe+2H+Fe2++H2↑②CuO+2H+Cu2++H2O③Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O④2H++CO32?H2O+CO2↑(3)①②有機(jī)物水的組成比黑色有刺激性③a.變黑氣泡無色慢慢倒入水中氧化劑還原劑b.2H2SO4(濃)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O4.鋇餐(二)問題1制氣:煅燒黃鐵礦:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;氧化:2SO2+O22SO3;吸收:SO3+H2OH2SO4。問題2濃硫酸做干燥劑,不可干燥堿性氣體(如NH3)和某些還原性氣體(如HBr、HI、H2S等)。不正確,因?yàn)槎趸蚺c濃硫酸中硫元素的化合價相鄰,不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),可以使用濃硫酸干燥二氧化硫。問題3蔗糖(C12H22O11)變黑說明有碳生成,體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性;體積膨脹,呈疏松多孔狀,說明有大量氣體產(chǎn)生,刺激性氣味的氣體可能是SO2,說明炭可能和濃硫酸發(fā)生了反應(yīng),體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。問題4不能。隨著反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度降低到一定程度后,與銅不反應(yīng)。如果把銅片換為鋅片,會得到SO2和H2的混合氣體,因?yàn)闈饬蛩岷弯\反應(yīng)生成SO2,濃硫酸變成稀硫酸后,鋅和稀硫酸反應(yīng)生成H2。對點(diǎn)訓(xùn)練1.D[濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,不能用于干燥某些還原性氣體。]2.A[在濃硫酸與鋅片共熱的反應(yīng)中生成物是硫酸鋅、二氧化硫和水,因此濃硫酸既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)出酸性,故A正確;濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,與金屬反應(yīng)得不到氫氣,故B錯誤;氨氣屬于堿性氣體,能被濃硫酸吸收,所以不能用濃硫酸干燥,故C錯誤;濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能夠氧化硫化氫,不能用濃硫酸制取硫化氫,故D錯誤。]3.B[二氧化硫的密度比空氣的大,因此用裝置乙收集二氧化硫時,應(yīng)長進(jìn)短出,B符合題意;將試管中的液體倒入裝置丙中,若變藍(lán),則有硫酸銅生成,C不符合題意;利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,可析出硫酸銅晶體,D不符合題意。]二、(一)1.Ba2++SO42?BaSO4↓BaCO3+2H+Ba2++H2O+CO2↑白色BaSO4沉淀2.(1)白色沉淀(2)Ag+CO32?SO燒堿溶液Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(二)問題1防止BaSO3沉淀的產(chǎn)生而引起誤差。問題2使試樣中的SO42?完全轉(zhuǎn)化為BaSO問題3將混合液靜置,取上層清液少許,繼續(xù)滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則操作完成。問題4取最后一次洗滌液少許,滴加AgNO3溶液,若無沉淀出現(xiàn),則已洗凈,反之則未洗凈。對點(diǎn)訓(xùn)練1.D