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第五章
第一節(jié)硫及其化合物第2課時(shí)
硫酸化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素PART01硫酸01硫酸硫酸是硫元素最高價(jià)氧化物的水化物,是一種重要的化工原料,是工業(yè)上常用的三大強(qiáng)酸之一,可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料和鹽類等。01硫酸一、硫酸的工業(yè)制法01硫酸一、硫酸的工業(yè)制法1.由黃鐵礦(FeS2)為原料制取硫酸的各階段化學(xué)方程式為:①4FeS2+
11O2══2Fe2O3
+8SO2高溫②2SO2+O22SO3催化劑△③SO3+H2O══H2SO401硫酸一、硫酸的工業(yè)制法2.工業(yè)上制取硫酸常用濃硫酸吸收SO3而不用純水,為什么?SO3與水反應(yīng)放出大量的熱,若用純水吸收,易產(chǎn)生水霧,影響SO3的吸收。01硫酸二、硫酸的物理性質(zhì)1.純凈的硫酸為無(wú)色油狀液體,較粘稠,沸點(diǎn)為338℃(沸點(diǎn)高,難揮發(fā)),密度為1.84g/cm3(密度大于水),與水任意比互溶,溶于水時(shí)放出大量的熱。2.市售硫酸一般為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的濃硫酸。01硫酸三、稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)1.硫酸是強(qiáng)酸,在稀溶液中可以完全電離:H2SO4
══2H++SO42-2.稀硫酸具有酸的通性(寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式或現(xiàn)象):①與金屬單質(zhì)反應(yīng)(Fe):②與金屬氧化物反應(yīng)(MgO):③與堿反應(yīng)[Cu(OH)2]:④與鹽反應(yīng)(NaHCO3):⑤使酸堿指示劑變色:使石蕊溶液變___。紅Fe+2H+
══Fe2++H2↑MgO+2H+
══Mg2++H2OCu(OH)2+2H+
══Cu2++2H2OHCO3-+H+
══CO2↑+H2O01硫酸四、濃硫酸的三大特性01硫酸四、濃硫酸的三大特性1.吸水性濃硫酸能吸收周圍環(huán)境中的水分,故常用作干燥劑。注意:濃硫酸可以用來(lái)干燥中性或酸性氣體,如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等,不能用來(lái)干燥堿性氣體,如NH3,也不能用來(lái)干燥還原性氣體,如H2S、HBr、HI等。01硫酸四、濃硫酸的三大特性觀察濃硫酸與蔗糖的反應(yīng)(黑面包實(shí)驗(yàn)),濃硫酸還有什么特性?01硫酸四、濃硫酸的三大特性濃硫酸與蔗糖(C12H22O11)反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象分析結(jié)論固體變?yōu)楹谏腆w膨脹,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生蔗糖失去了H、O元素,轉(zhuǎn)化為碳單質(zhì)濃硫酸具有脫水性碳單質(zhì)繼續(xù)與濃硫酸反應(yīng),生成SO2、CO2氣體,使固體膨脹濃硫酸具有強(qiáng)氧化性01硫酸四、濃硫酸的三大特性2.脫水性濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機(jī)物中的氫元素和氧元素按水的組成比脫去,這種性質(zhì)叫做脫水性。C12H22O11
══12C+11H2O濃硫酸01硫酸四、濃硫酸的三大特性濃硫酸吸水性與脫水性的比較性質(zhì)吸水性脫水性表現(xiàn)區(qū)別注意濃硫酸能夠吸收液態(tài)水、水蒸氣以及固體中的結(jié)晶水濃硫酸能把有機(jī)物中氫、氧元素按水的組成比脫去物質(zhì)中含有H2O物質(zhì)中不含有H2O,只含有氫元素和氧元素一般情況下,濃硫酸吸水屬于物理變化,脫水屬于化學(xué)變化,但濃硫酸使固體失去結(jié)晶水,體現(xiàn)的是濃硫酸的吸水性,屬于化學(xué)變化01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,其還原產(chǎn)物一般為SO2。濃硫酸能與部分非金屬單質(zhì)反應(yīng),在黑面包實(shí)驗(yàn)中,濃硫酸可以將蔗糖脫水生成的碳單質(zhì)氧化為CO2。2H2SO4(濃)+C
══CO2↑+2SO2↑+2H2O△01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性濃硫酸能與大部分金屬單質(zhì)反應(yīng),如銅。裝置優(yōu)點(diǎn):可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生與停止01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性現(xiàn)象:①產(chǎn)生無(wú)色、能使品紅溶液褪色的氣體。②得到藍(lán)色溶液。③生成黑色固體(副產(chǎn)物硫化銅,高中不涉及該反應(yīng))。01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性在加熱的條件下,濃硫酸能與銅反應(yīng),生成硫酸銅、二氧化硫和水。2H2SO4(濃)+Cu
══CuSO4+SO2↑+2H2O△該反應(yīng)也可以用于實(shí)驗(yàn)室里制備SO2氣體。注意:該反應(yīng)中,若銅過(guò)量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸濃度逐漸減小,最終變?yōu)橄×蛩?,而銅與稀硫酸不發(fā)生反應(yīng),因此硫酸不能完全反應(yīng)。二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)與該反應(yīng)類似。01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性常溫下,濃硫酸還可以使Fe、Al發(fā)生鈍化,即在表面生成一層致密的氧化膜,阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。因此,工業(yè)上可以用鐵制或鋁制的容器來(lái)貯存冷的濃硫酸。注意:①鈍化并不是不反應(yīng),而是反應(yīng)生成了致密氧化膜。②使鐵、鋁鈍化也是濃硫酸強(qiáng)氧化性的表現(xiàn)。③鐵、鋁在加熱時(shí)與濃硫酸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)。01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性01硫酸四、濃硫酸的三大特性3.強(qiáng)氧化性濃硫酸還能與其他具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如Fe2+、I-、H2S等,同學(xué)們可以在課后嘗試寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)(或離子)方程式。01硫酸四、濃硫酸的三大特性濃硫酸與稀硫酸的比較物質(zhì)濃硫酸稀硫酸成分酸的通性氧化性吸水性脫水性主要是H2SO4分子,少量H+H+、SO42-,沒(méi)有H2SO4分子具有部分酸的通性,與金屬反應(yīng)不生成H2具有所有酸的通性,與活潑金屬反應(yīng)生成H2強(qiáng)氧化性(+6價(jià)硫元素表現(xiàn)),還原產(chǎn)物一般為SO2弱氧化性(H+表現(xiàn)),還原產(chǎn)物為H2有無(wú)有無(wú)01硫酸例1.下列各過(guò)程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)?請(qǐng)將答案的序號(hào)分別填在橫線上。①酸性②強(qiáng)氧化性③高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性④脫水性⑤吸水性(1)用氯化鈉固體和濃硫酸在加熱條件下制HCl氣體____。(2)銅和濃硫酸共熱制備SO2氣體____。(3)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末____。(4)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸____。(5)蔗糖與濃硫酸的反應(yīng)(黑面包實(shí)驗(yàn))____。③①②⑤②②④濃硫酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí),既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,又表現(xiàn)酸性;濃硫酸與非金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí),只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。PART02硫酸根離子的檢驗(yàn)02硫酸根離子的檢驗(yàn)一、硫酸鹽自然界中的硫酸鹽一般都帶有結(jié)晶水,并有各自的俗稱。CuSO4·5H2OFeSO4·7H2OZnSO4·7H2OKAl(SO4)2·12H2OCaSO4·2H2O2CaSO4·H2ONa2SO4·10H2OBaSO4膽礬、藍(lán)礬綠礬皓礬明礬生石膏熟石膏芒硝重晶石02硫酸根離子的檢驗(yàn)二、硫酸根離子的檢驗(yàn)02硫酸根離子的檢驗(yàn)二、硫酸根離子的檢驗(yàn)02硫酸根離子的檢驗(yàn)二、硫酸根離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作向稀硫酸中滴加氯化鋇溶液,再滴加稀鹽酸向硫酸鈉溶液中滴加氯化鋇溶液,再滴加稀鹽酸向碳酸鈉溶液中滴加氯化鋇溶液,再滴加稀鹽酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式結(jié)論先產(chǎn)生白色沉淀,滴加稀鹽酸后沉淀不溶解先產(chǎn)生白色沉淀,滴加稀鹽酸后沉淀溶解并產(chǎn)生氣體Ba2++SO42-══BaSO4↓
Ba2++CO32-══BaCO3↓BaCO3+2H+══Ba2++CO2↑+H2O硫酸根離子可以與鋇離子結(jié)合生成難溶于酸的硫酸鋇沉淀,因此可以利用該反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)溶液中硫酸根離子的存在。02硫酸根離子的檢驗(yàn)二、硫酸根離子的檢驗(yàn)硫酸根離子的檢驗(yàn)方法未知溶液無(wú)明顯現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀原未知液中含SO42-思考:①加入鹽酸酸化的目的是什么?②鹽酸和氯化鋇的滴加順序是否可以顛倒?①加入鹽酸酸化可以排除Ag+、CO32-、SO32-的干擾。②不能顛倒,否則無(wú)法排除Ag+的干擾。02硫酸根離子的檢驗(yàn)三、亞硫酸根離子的檢驗(yàn)亞硫酸根離子的檢驗(yàn)方法未知溶液沉淀溶解并產(chǎn)生刺激性氣味氣體
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