5.1.2硫酸和硫酸根離子的檢驗-高一化學(xué)教學(xué)講與練（人教版2019）(原卷版)

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物第2課時硫酸和硫酸根離子的檢驗課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)目標(biāo)1．通過實驗探究，認(rèn)識硫酸的主要性質(zhì)，特別是濃硫酸的特性，認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。2．掌握硫酸根離子的檢驗方法。1．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能從物質(zhì)類別和元素化合價角度認(rèn)識硫酸的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過實驗探究硫酸的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的學(xué)科素養(yǎng)。一、硫酸1.硫酸的工業(yè)制法(1)由黃鐵礦為原料制取硫酸各階段的化學(xué)方程式：①4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3；③SO3＋H2O=H2SO4。(2)工業(yè)上制取硫酸常用濃硫酸而不用水吸收SO3，原因是。2.硫酸具有酸的共性3.濃硫酸的特性(1)吸水性觀察思考描述現(xiàn)象色的硫酸銅晶體變?yōu)樯臒o水硫酸銅粉末結(jié)論濃硫酸具有性(2)脫水性觀察思考描述現(xiàn)象蔗糖變，體積，變成疏松多孔的海綿狀的炭，并釋放出有氣味的氣體結(jié)論濃硫酸具有性【歸納總結(jié)】吸水性與脫水性的區(qū)別吸水性脫水性原理濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結(jié)晶水濃硫酸能把有機物中氫、氧元素按水的組成比脫去，剩余黑色的炭區(qū)別物質(zhì)中含有H2O物質(zhì)中不含有H2O，只含有氫元素和氧元素應(yīng)用作干燥劑(3)強氧化性實驗探究：濃硫酸與銅的反應(yīng)實驗現(xiàn)象a試管中銅絲表面；b試管中的溶液；c試管中的；將a試管里的溶液慢慢倒入水中，實驗結(jié)論Cu和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：二、硫酸根離子的檢驗1.硫酸根離子實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象離子方程式加入BaCl2生成，再加入少量稀鹽酸，白色沉淀加入BaCl2生成，再加入少量稀鹽酸，，生成2.硫酸根離子的檢驗方法被檢液eq\o(→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))觀察有無白色沉淀產(chǎn)生。先加稀鹽酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明有SOeq\o\al(2－,4)，可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。注意鹽酸和BaCl2溶液的加入順序不可顛倒?！久麕燑c撥】SOeq\o\al(2－,4)檢驗的三大誤區(qū)誤區(qū)1：只加可溶性鋇鹽，而不酸化將導(dǎo)致COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等干擾離子判斷成SOeq\o\al(2－,4)。因上述離子會產(chǎn)生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀誤區(qū)2：誤將Ag＋判斷成SOeq\o\al(2－,4)如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含SOeq\o\al(2－,4)。其錯誤是未注意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋時也會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)誤區(qū)3：誤將SOeq\o\al(2－,3)判斷成SOeq\o\al(2－,4)如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SOeq\o\al(2－,4)。該錯誤是未注意NOeq\o\al(－,3)在酸性環(huán)境中具有強氧化性，將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)而產(chǎn)生干擾三、常見的硫酸鹽化學(xué)式俗名顏色主要性質(zhì)用途2CaSO4·H2O熟石膏白色2CaSO4·H2O＋3H2O=2(CaSO4·2H2O)塑像、模型、粉筆、醫(yī)療繃帶等CaSO4·2H2O生石膏白色2(CaSO4·2H2O)3H2O＋2CaSO4·H2O水泥添加劑FeSO4·7H2O綠礬淺綠色暴露在空氣中被氧化為三價鐵鹽用于配制藍(lán)黑墨水，補血劑CuSO4·5H2O膽礬、藍(lán)礬藍(lán)色CuSO4·5H2OCuSO4(白)＋5H2O配制波爾多液，鍍銅液Na2SO4·10H2O芒硝白色—造紙，制緩瀉劑、合成洗滌劑KAl(SO4)2·12H2O明礬白色—凈水劑探究一濃硫酸的性質(zhì)1.物理性質(zhì)①純凈的硫酸是無色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體。②硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，其密度越大；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，密度為1.84g·cm－3。③硫酸與水以任意比互溶，濃硫酸溶解時可放出大量的熱；濃硫酸的稀釋方法是將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。2.硫酸為二元強酸，具有酸的通性。3.濃硫酸的特性①濃硫酸能吸收空氣中和物質(zhì)表面的水，還能奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水。前者是物理變化，后者是化學(xué)變化。②濃硫酸具有脫水性，能使木炭碳化、白紙變黑、蔗糖變黑等。③濃硫酸具有強氧化性Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O2Fe＋6H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2OC＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OS＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O2P＋5H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))2H3PO4＋5SO2↑＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2OH2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O【問題設(shè)計】1.實驗用金屬與酸反應(yīng)制取氫氣時，往往用稀硫酸，而不用濃硫酸，這是為什么？2.用氧化還原反應(yīng)的原理解釋：具有氧化性的濃硫酸能干燥有還原性的SO2嗎？3.實驗室用MnO2和濃鹽酸加熱制取氯氣、銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成SO2氣體，其中的酸會不會完全反應(yīng)？4.將足量的鋅粉投入一定量的濃硫酸中，寫出可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。1.濃硫酸和稀硫酸的組成與性質(zhì)比較組成性質(zhì)濃硫酸稀硫酸電離情況極少量電離H2SO4=2H++SO42－主要粒子H2SO4分子H+、SO42－、H2O顏色、狀態(tài)無色黏稠油狀液體無色液體化學(xué)性質(zhì)三大特性：強氧化性、吸水性、脫水性酸的通性起氧化作用的元素分子中的電離出來的H+還原產(chǎn)物一般是SO2H2與非金屬單質(zhì)、H2S、HI、HBr等物質(zhì)的反應(yīng)情況加熱時能氧化非金屬單質(zhì)，常溫下能氧化H2S、HI、HBr均不能反應(yīng)與Fe、Al的反應(yīng)情況常溫下將Fe、Al鈍化，加熱時能繼續(xù)氧化發(fā)生置換反應(yīng)氧化性的強弱情況氧化性強氧化性弱2.濃硫酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律(1)濃硫酸與金屬反應(yīng)時，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，而與非金屬反應(yīng)時，只表現(xiàn)強氧化性。(2)濃硫酸與不活潑金屬(如銅)反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩幔筒辉倥c不活潑金屬反應(yīng)。(3)濃硫酸與活潑金屬(如鋅)反應(yīng)時，開始濃硫酸表現(xiàn)其強氧化性，產(chǎn)生二氧化硫氣體；當(dāng)濃硫酸變?yōu)橄×蛩釙r，則產(chǎn)生的氣體為氫氣?！纠?】(2023·河南省名校聯(lián)盟高一聯(lián)考)下列現(xiàn)象與用途和濃硫酸的脫水性有關(guān)的是()A.濃硫酸可作氯氣的干燥劑B.濃硫酸加到蔗糖中，蔗糖變黑C.濃硫酸加到膽礬上，藍(lán)色晶體變成白色粉末D.濃硫酸與銅反應(yīng)制取二氧化硫1．(2023·湖南懷化高一質(zhì)檢)濃硫酸與下列物質(zhì)作用時，只表現(xiàn)強氧化性的是()A.藍(lán)色硫酸銅晶體 B.木材炭化C.紅熱木炭 D.氧化鋁探究二粗鹽提純原理與操作1.除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的步驟2.除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的化學(xué)方程式雜質(zhì)加入的試劑化學(xué)方程式Na2SO4BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaClMgCl2NaOH溶液MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaClCaCl2Na2CO3溶液CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl【名師點撥】粗鹽提純時為使雜質(zhì)離子完全除去，要加入過量的試劑，后續(xù)試劑要能夠?qū)⑶懊嫠拥倪^量試劑除去，由此可知碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入，碳酸鈉既要除去雜質(zhì)鈣離子還要除去過量的鋇離子。【問題設(shè)計】某同學(xué)設(shè)計了如下實驗檢驗?zāi)吃囈褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)：試液eq\o(→,\s\up7(加BaCl2))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸))白色沉淀不溶解。結(jié)論：試液中有SOeq\o\al(2－,4)。(1)該方案是否嚴(yán)密？(2)請說明理由：。(1)物質(zhì)除雜和分離的基本原則①不增(不引入新的雜質(zhì))。②不減(不減少被提純的物質(zhì))。③易分離(被提純的物質(zhì)與雜質(zhì)易分離)。④易復(fù)原(被提純的物質(zhì)易復(fù)原)。(2)物質(zhì)除雜和分離注意的問題①除雜試劑要過量。②后續(xù)試劑應(yīng)能除去過量的前一試劑。③盡可能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)。④除去多種雜質(zhì)時考慮加入試劑的合理順序?！纠?】(2023·沈陽二中高一質(zhì)檢)某溶液中含有硫酸鎂和硫酸鈉兩種溶質(zhì)，選擇適當(dāng)試劑將溶液中的鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀或固體分離出來，設(shè)計實驗流程如下：(1)欲證明濾液中存在SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)，選用的方案是先取少量的濾液滴加過量的________，發(fā)現(xiàn)有氣泡生成，再向其中加入________溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則可證明SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)均存在。(2)如何洗滌碳酸鎂沉淀？(3)如何檢驗碳酸鎂沉淀是否洗滌干凈？2．(2022·北京豐臺區(qū)高一期末)依據(jù)粗鹽提純的原理，除去氯化鉀溶液中少量的氯化鎂、硫酸鎂等雜質(zhì)，可選用氫氧化鋇溶液、稀鹽酸和碳酸鉀溶液三種試劑，按如圖步驟操作：eq\x(溶液)eq\o(→,\s\up7(加過),\s\do5(量A))eq\x(濾液)eq\o(→,\s\up7(加過量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq\x(濾液)eq\o(→,\s\up7(加適),\s\do5(量C))eq\o(→,\s\up7(加熱),\s\do5(煮沸))純凈氯化鉀溶液(1)B的化學(xué)式是________，C的化學(xué)式是__________。(2)加入過量A的目的是___________________________________________________。(3)加入過量B的目的是___________________________________________________。(4)加熱煮沸的目的是______________________________________________________。(5)操作Ⅰ的名稱是________________________________________________________。1．（2023上·湖北武漢·高一校聯(lián)考期中）在中學(xué)階段，下列物質(zhì)不常用作干燥劑的是A．堿石灰 B．氯化鈉 C．濃硫酸 D．五氧化二磷2．（2023上·四川·高一東辰國際學(xué)校?？迹┏ハ铝形镔|(zhì)中所含的雜質(zhì)，選用的試劑正確的是選項物質(zhì)（雜質(zhì)）試劑A濃硫酸B飽和溶液C溶液粉D溶液溶液3．（2023上·河南·高一河南省實驗中學(xué)?？迹┫铝袛⑹稣_的是A．硫可以做成硫黃軟膏，防治皮膚病B．氯氣和二氧化硫均分別可作漂白劑，若同時使用它們漂白某一濕潤的物質(zhì)，漂白效果將明顯增強C．濃有強氧化性，常溫下能與Cu發(fā)生劇烈反應(yīng)D．將通入品紅溶液，溶液褪色后加熱恢復(fù)原色；通入溶液，褪色后加熱也能恢復(fù)原色4．（2023上·江蘇宿遷·高一聯(lián)考）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與其應(yīng)用不具有對應(yīng)關(guān)系的是A．濃硫酸具有吸水性，可用作干燥劑B．SO2具有漂白性，可使品紅褪色C．NaHCO3能與堿反應(yīng)，可用作焙制糕點的膨松劑D．過氧化鈉可以產(chǎn)生氧氣，可使用在呼吸面具中5．（2024上·江蘇鎮(zhèn)江·高一統(tǒng)考期末）根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是選項實驗操作和現(xiàn)象實驗結(jié)論A向藍(lán)色石荔試紙上滴加新制氯水，試紙邊緣呈紅色，中間為白色氯水既有酸性又有還原性B向溶有SO2的BaCl2溶液中通入氣體X，出現(xiàn)白色沉淀氣體X一定具有強氧化性C向膽礬晶體上滴加濃硫酸，晶體變白濃硫酸具有脫水性D向淀粉碘化鉀溶液中滴加幾滴溴水，溶液變藍(lán)氧化性Br2>I26．（2024上·江蘇蘇州·高一蘇州一中月考）下列有關(guān)的敘述正確的是A．常溫下，鐵或鋁不與濃硫酸反應(yīng)。所以可用鐵或鋁制的容器貯存濃硫酸B．濃硫酸是不揮發(fā)性強酸，氫硫酸是揮發(fā)性弱酸，所以可用濃硫酸制取氣體C．濃硫酸與碳共熱的反應(yīng)中，濃硫酸只表現(xiàn)出強氧化性D．濃硫酸與金屬活動性順序中氫后面的金屬反應(yīng)生成的氣體一般為，與氫前面的金屬反應(yīng)生成的氣體一般為7．（2023上·湖南長沙·高一聯(lián)考）用如圖實驗裝置進行探究實驗(b~d均為浸有相應(yīng)試液的棉花)，下列說法錯誤的是A．上下移動a中銅絲可控制氣體產(chǎn)生的量B．由b處變紅色證明SO2為酸性氧化物C．由b、c處均褪色證明SO2具有漂白性D．安全氣球的主要作用是收集SO28．（2023上·福建廈門·高一第二中學(xué)?？迹饬蛩岱謩e與三種鈉鹽反應(yīng)，現(xiàn)象如圖。下列分析正確的是A．對比①和②可以說明還原性：Br>ClB．②中試管口白霧是鹽酸小液滴，說明酸性：H2SO4>HClC．③中濃H2SO4被還原成SO2D．對比①和③可以說明還原性：SO2>Br29．（2024上·上?！じ咭簧虾Ｖ袑W(xué)?？计谀┠惩瑢W(xué)設(shè)計了蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的裝置，并對氣體產(chǎn)物進行檢驗，實驗裝置如圖所示。下列結(jié)論中錯誤的是選項現(xiàn)象結(jié)論AⅠ中注入濃硫酸后，可觀察到試管中白色固體變?yōu)楹谏w現(xiàn)了濃硫酸的吸水性BⅡ中無水硫酸銅變藍(lán)不能說明反應(yīng)產(chǎn)物中CⅡ中觀察到棉球a、b都褪色均體現(xiàn)了的漂白性DⅢ中溶液顏色變淺，Ⅳ中澄清石灰水變渾濁說明有產(chǎn)生10．（2023上·福建廈門·高一雙十中學(xué)?？迹┫铝姓f法正確的是A．酸雨指的是pH<7的雨水，燃煤脫硫可以防治硫酸型酸雨的形成B．常溫下活潑金屬Fe、Al與濃硫酸不反應(yīng)，發(fā)生鈍化現(xiàn)象，因此可以用鋁制槽車運輸濃硫酸C．工業(yè)上制硫酸，在沸騰爐中煅燒硫鐵礦，吸收塔中用水充分吸收SO3D．過碳酸鈉(Na2CO3·H2O2)可用作漂白劑，其漂白原理與氯水相同11．（2023下·內(nèi)蒙古赤峰·高一統(tǒng)考期末）為研究銅與濃硫酸的反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組進行如下實驗。實驗裝置如圖所示：（固定裝置已略去）下列說法不正確的是A．F燒杯中的溶液通常是氫氧化鈉溶液B．實驗過程中，D裝置中黑色固體顏色無變化，E中溶液褪色，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素C．不放入銅絲進行實驗，觀察無水硫酸銅是否變藍(lán)，能說明濃硫酸中的水是否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷D．將57.6g的Cu片加入50mL18mol/L的H2SO4溶液中并加熱，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量等于0.45mol12．（2023上·河北唐山·高一聯(lián)考）在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室(見圖)。下列說法不正確的是A．a(chǎn)、b兩處的混合