硫酸的制備和性質(zhì)硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化

硫酸的制備和性質(zhì)閱讀教材，完成以下問題1．硫酸的制法(接觸法制硫酸)三步驟三原料三設(shè)備三反應(yīng)原理造氣S或FeS2接觸氧化O2沸騰爐接觸室SO3吸收98.3%濃硫酸吸收塔SO3＋H2O===H2SO42.濃硫酸的性質(zhì)(1)吸水性：濃硫酸有很強(qiáng)的吸水性，可用作_______。(2)脫水性：濃硫酸按__________，奪取某些有機(jī)物中的______元素形成______。(3)強(qiáng)氧化性：干燥劑水的組成比氫、氧水分子【判斷】1．濃硫酸具有吸水性，故能使蔗糖(C12H22O11)炭化()2．濃硫酸在常溫下與鐵、鋁等不反應(yīng)()3．稀釋濃硫酸應(yīng)把水加入濃硫酸中()4．濃硫酸中主要是硫酸分子，而稀硫酸中主要是H＋、SO42－，故性質(zhì)差別較大()5．濃硫酸做干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體(

)×××√√硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化閱讀教材P93[硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化]至P94末尾，完成以下問題1．硫在自然界中的存在自然界中的硫元素主要以_______、_______和_______等形式存在。①游離態(tài)：主要存在于________附近或__________里。②化合態(tài)：主要存在于_________中。硫單質(zhì)硫化物硫酸鹽火山噴口地殼的巖層金屬礦石2．含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化(1)通過_____________可以實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。(2)通過______________可以實(shí)現(xiàn)含有相同價(jià)態(tài)硫元素的不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)1.濃硫酸的物理性質(zhì)濃硫酸是無色油狀液體，沸點(diǎn)高，難揮發(fā)，能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解于水中時(shí)放出大量的熱，所以稀釋時(shí)只能將濃硫酸沿玻璃棒注入水中，切不可將水倒入濃硫酸中。2．濃硫酸的吸水性濃硫酸具有很強(qiáng)的吸水性，能吸收氣體、液體中的水分子以及晶體中的結(jié)晶水，形成一系列穩(wěn)定的水合物，從而使氣體得到干燥，溶液或晶體發(fā)生相應(yīng)的變化。在氣體的實(shí)驗(yàn)室制備中，通常用它作干燥劑，干燥H2、O2、CO2、SO2、HCl等中性或酸性氣體。3．濃硫酸的脫水性濃硫酸能將部分物質(zhì)中的氫、氧元素按原子數(shù)目比為2∶1的比例奪取出來，并生成水，表現(xiàn)出較強(qiáng)的脫水性。例如：濃硫酸能使蔗糖等糖類物質(zhì)因完全脫水而變黑(炭化)，能使衣服、皮膚脫水而被腐蝕，與濕潤的石蕊試紙接觸時(shí)，雖然開始時(shí)也會使試紙變成紅色，但很快會使其因脫水而變黑。4．濃硫酸的強(qiáng)氧化性濃硫酸的強(qiáng)氧化性致使大部分有濃硫酸參加的反應(yīng)，都是氧化還原反應(yīng)，在反應(yīng)中濃硫酸作氧化劑。(1)與金屬反應(yīng)a．常溫下，鋁、鐵等少數(shù)金屬遇濃硫酸會發(fā)生鈍化。b．加熱時(shí)，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成SO2，例如：(2)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)加熱條件下，濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化成其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2，如：(3)與某些具有還原性的化合物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室制取H2S、HBr、HI等還原性氣體時(shí)，不能選用濃硫酸作干燥劑，因?yàn)闈饬蛩峋哂袕?qiáng)氧化性，可與還原性氣體發(fā)生反應(yīng)，例如：H2S＋H2SO4(濃)===S↓＋SO2↑＋2H2O?！净顚W(xué)活用】1．(1)用過量的鋅與濃H2SO4反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體有________________。(2)用過量的銅片與0.2mol濃H2SO4共熱足夠長的時(shí)間，產(chǎn)生的SO2的物質(zhì)的量________(填“大于”“等于”或“小于”)0.1mol。(3)實(shí)驗(yàn)證明，銅不能在低溫下與O2反應(yīng)，也不能與稀H2SO4共熱反應(yīng)，若把銅放入熱的稀H2SO4中，并通入O2或滴加H2O2，推測________(填“能”或“不能”)用該方法制CuSO4。若能，請分析與用Cu與濃H2SO4直接加熱制取CuSO4相比哪個(gè)方法好：________(填“前一個(gè)”或“后一個(gè)”)，原因是_______________________________。若推測不能，則無需回答后兩空?！窘馕觥?/p>

一定量的濃硫酸與金屬活動性順序中排在氫以前的較活潑金屬反應(yīng)時(shí)，開始還原產(chǎn)物為SO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)硫酸濃度小到一定程度時(shí)，發(fā)生稀硫酸與金屬的反應(yīng)，此時(shí)還原產(chǎn)物為H2，而濃H2SO4與排在氫后面的金屬反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)硫酸濃度小到一定程度時(shí)，反應(yīng)將會自動停止，所以過量鋅與濃H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是SO2和H2，過量Cu與濃H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的SO2的物質(zhì)的量小于0.1mol。當(dāng)Cu、O2、稀H2SO4混合在一起并加熱時(shí)，溫度、酸性提高了物質(zhì)間的反應(yīng)能力，導(dǎo)致銅片溶解而制得CuSO4，與直接用濃硫酸制取CuSO4相比，具有消耗H2SO4量少，無SO2氣體污染等優(yōu)點(diǎn)?！敬鸢浮?/p>

(1)SO2、H2

(2)小于(3)能前一個(gè)無污染，消耗H2SO4的量少1.通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化2．通過非氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含同種價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化(3)SO3→H2SO4→Na2SO4→BaSO4【活學(xué)活用】2．硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，溴水褪色，乙轉(zhuǎn)化為丙。在丙溶液中加入Na2S生成氣體丁，把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，則它們分別是(

)A．SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、SO2、SO3C．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2SO3D．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S【解析】

題目中所述的變化過程可表示為：【答案】

D預(yù)習(xí)完成后，請把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格中：問題1問題2問題3問題4[探究背景1]把濃H2SO4放入蔗糖中，如圖所示：出現(xiàn)現(xiàn)象：(1)蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成黑色多孔的海綿狀的炭。(2)有刺激性氣味的氣體。[探究問題1]1．該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了濃H2SO4的哪些性質(zhì)？【提示】

脫水性、強(qiáng)氧化性。2．體積膨脹，形成多孔的海綿狀的炭，說明產(chǎn)物中有氣體，氣體有幾種？【提示】

兩種。CO2、SO2。3．寫出產(chǎn)生刺激性氣味氣體的化學(xué)方程式。[探究背景2]硫及其化合物有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系：說明：1.水平方向：氧化還原——向右氧化，向左還原；豎直方向：非氧化還原。2．相同價(jià)態(tài)的含硫化合物間，通過酸堿反應(yīng)規(guī)律來轉(zhuǎn)化。3．不同價(jià)態(tài)的含硫化合物間，通過氧化還原反應(yīng)規(guī)律來轉(zhuǎn)化。[探究問題2]1．寫出④⑦的化學(xué)方程式?！咎崾尽?/p>

2．寫出實(shí)驗(yàn)室制備SO2的化學(xué)方程式?！咎崾尽?/p>

H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑3．把SO2通入氫硫酸溶液中有何現(xiàn)象？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式?！咎崾尽?/p>

生成淡黃色沉淀，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。

Zn和濃硫酸在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，參加反應(yīng)的Zn和H2SO4的質(zhì)量之比為26∶49，則H2SO4的還原產(chǎn)物為(

)

A．SO2B．H2SC．S D．以上都不對【思路點(diǎn)撥】

濃H2SO4在與金屬反應(yīng)時(shí)，既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)酸性。【答案】

B某工廠化驗(yàn)室為測定某黃鐵礦(主要成分是FeS2)的純度，取1.00g礦石樣品(所含雜質(zhì)不揮發(fā)且不與氧氣反應(yīng))，在氧氣流中充分灼燒，完全反應(yīng)后，冷卻，稱量固體殘留物的質(zhì)量為0.75g。則：(1)該黃鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？(2)該工廠用這種黃鐵礦制硫酸，F(xiàn)eS2在燃燒過程中損失2%，由SO2氧化成SO3時(shí)，SO2的利用率為80%。求該工廠用10.0t這種黃鐵礦可生產(chǎn)出98%的硫酸多少噸。【思路點(diǎn)撥】

通過化學(xué)方程式，建立已知物質(zhì)與被求物質(zhì)的關(guān)系再進(jìn)行計(jì)算?！窘馕觥?/p>

本題考查工業(yè)制硫酸的有關(guān)計(jì)算?？梢酝ㄟ^化學(xué)反應(yīng)方程式確定原料和產(chǎn)物之間的關(guān)系

答：(1)FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%；(2)可生產(chǎn)出98%的硫酸9.8t.多步反應(yīng)的計(jì)算(1)關(guān)系式法：先寫出多步反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后找出反應(yīng)物和生成物之間物質(zhì)的量(或質(zhì)量)之比，列出關(guān)系式，即可一步計(jì)算。(2)元素守恒法：找出主要原料和最終產(chǎn)物之間物質(zhì)的量的對應(yīng)關(guān)系，找出此關(guān)系的簡便方法，就是分析原料與產(chǎn)物之間所含關(guān)鍵元素的原子個(gè)數(shù)關(guān)系，如：FeS2～2H2SO4，S～H2SO4.若已知(欲求)FeS2含量，用前面的關(guān)系式，若已知(欲求)S的含量，用后面的關(guān)系式，且二氧化硫的轉(zhuǎn)化率、三氧化硫的吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)進(jìn)行計(jì)算。(3)同時(shí)用到的幾個(gè)關(guān)系：①物質(zhì)純度(%)＝不純物質(zhì)中含純物質(zhì)的質(zhì)量÷不純物質(zhì)的總質(zhì)量×100%。②原料利用率(%)＝實(shí)際參加反應(yīng)的原料量÷投入原料總量×100%。③產(chǎn)率(%)＝實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量×100%。④化合物中某元素的損失率＝該化合物的損失率。

1．濃硫酸和2mol·L－1的稀硫酸，在實(shí)驗(yàn)室中敞口放置。它們的質(zhì)量和放置天數(shù)的關(guān)系如圖所示，分析a、b曲線變化的原因是(

)A．a(chǎn)升華、b冷凝B．a(chǎn)揮發(fā)、b吸水C．a(chǎn)蒸發(fā)、b潮解D．a(chǎn)冷凝、b吸水【解析】

在兩種溶液中都存在吸水和水分的揮發(fā)兩個(gè)過程，只不過在濃硫酸中以吸收水分為主，溶液質(zhì)量增加；而2mol·L－1的稀硫酸中以水分揮發(fā)為主，質(zhì)量減小?！敬鸢浮?/p>

B2．在一定體積的18.4mol·L－1的濃硫酸中加入過量銅片并加熱，被還原的H2SO4為0.92mol，則原濃硫酸的體積是(

)A．50mL

B．大于50mLC．100mL D．大于100mL【解析】

過量銅片與一定量的濃硫酸反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度減小，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，故硫酸肯定有剩余。題中被還原的H2SO4為0.92mol，則參加反應(yīng)的H2SO4為1.84mol，故原濃硫酸中H2SO4的物質(zhì)的量肯定大于1.84mol，即原硫酸的體積大于100mL，選項(xiàng)D正確。【答案】

D3．下列變化實(shí)質(zhì)相似的是(

)A．濃硫酸與濃鹽酸在空氣中敞口放置時(shí)濃度均減小B．二氧化硫和氯氣均能使品紅溶液褪色C．濃硫酸和稀硫酸均能與鋅反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體D．溴化氫、硫化氫都不能用濃硫酸干燥【解析】

A項(xiàng)，濃鹽酸露置在空氣中一段時(shí)間，揮發(fā)出氯化氫，溶質(zhì)減少，濃度減??；濃硫酸露置在空氣中一段時(shí)間，吸水質(zhì)量增重，溶質(zhì)質(zhì)量不變，濃度減?。籅項(xiàng)，二氧化硫與品紅化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸使品紅發(fā)生氧化還原反應(yīng)而褪色；C項(xiàng)，濃硫酸與鋅反應(yīng)是＋6價(jià)硫表現(xiàn)氧化性，稀硫酸與鋅反應(yīng)是H＋表現(xiàn)氧化性；D項(xiàng)，溴化氫和硫化氫具有強(qiáng)還原性，都能與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮?/p>

D【答案】

DA．物質(zhì)的量比為2∶1 B．質(zhì)量比為2∶1C．質(zhì)量比為1∶2 D．物質(zhì)的量比為1∶1【解析】

該氧化還原反應(yīng)中，S既是氧化劑，又是