高中 化學 必修 第二冊 第五章 化工生產中的重要非金屬元素《第一節(jié) 第2課時 硫酸和硫酸根離子的檢驗》課件

第2課時硫酸和硫酸根離子的檢驗

第五章第一節(jié)硫及其化合物1．了解硫酸的工業(yè)制法及常見的硫酸鹽。2．通過實驗探究濃硫酸的吸水性、脫水性和強氧化性，學會硫酸根離子的檢驗方法。學習目標任務一硫酸1任務二SO的檢驗粗鹽提純2隨堂達標演練3內容索引課時測評4任務一硫酸新知構建1．硫酸的工業(yè)制法(1)流程(2)原理①制氣：燃燒硫黃：_______________；煅燒黃鐵礦：

______________________________。②氧化：_____________________。③吸收：_____________________。SO3＋H2O===H2SO4特別提醒工業(yè)制備硫酸工藝中常用98.3%的濃硫酸而不用水吸收SO3，因為SO3與H2O劇烈反應放熱，易產生酸霧，影響SO3的吸收。

2．濃硫酸的物理性質(1)純凈的硫酸是無色黏稠狀液體，密度比水大，能與水以

混合，沸點高，難揮發(fā)。(2)濃硫酸的稀釋操作：將

沿燒杯內壁緩緩注入盛有

的燒杯中，并用玻璃棒不斷攪拌。任意比濃硫酸水3．濃硫酸的特性(1)脫水性濃硫酸能將有機化合物中的氫、氧元素按水的元素組成質量比脫去，使有機物

。如向蔗糖中加入濃硫酸時，操作如下：實驗現象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成黑色固體，放出有刺激性氣味的氣體。炭化交流研討1向蔗糖中加入濃硫酸：①蔗糖(C12H22O11)變黑說明有

生成，體現了濃硫酸的

性；②體積膨脹，呈疏松多孔狀，說明有

產生，刺激性氣味的氣體可能是

，說明炭可能和濃硫酸發(fā)生了反應，體現了濃硫酸的

性。碳脫水氣體

SO2

強氧化(2)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晶水，故常用作干燥劑。特別提醒濃H2SO4能干燥H2、N2、O2、CO等中性氣體和Cl2、SO2、CO2等氣體；不可干燥NH3等堿性氣體和H2S、HI、HBr等還原性氣體。

(3)強氧化性實驗操作實驗現象a試管中銅絲表面變黑，有氣泡產生；b試管中的溶液逐漸變?yōu)闊o色；c試管中的紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色；將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈藍色實驗結論Cu＋2H2SO4(濃)

CuSO4＋SO2↑＋2H2O【實驗探究】(1)銅和濃硫酸反應時，濃硫酸表現了什么性質？過量的銅和濃硫酸反應時，硫酸能完全反應嗎？為什么？提示：強氧化性和酸性；隨著反應的進行，硫酸濃度降低，稀硫酸和銅不反應，因此硫酸不能完全反應。(2)試預測用過量的鋅代替銅與濃硫酸反應，生成的氣體是什么？請寫出相關反應的化學方程式。提示：生成SO2和H2的混合氣體；Zn＋2H2SO4(濃)

ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑。交流研討24．硫酸的用途(1)重要的化工原料，實驗室必備的重要試劑。(2)工業(yè)上可用于制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。(3)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。5．幾種常見的硫酸鹽硫酸鹽主要性質主要應用硫酸鈣制作模型和醫(yī)療用的石膏繃帶，調節(jié)水泥的硬化速率硫酸銅檢驗水的存在，與石灰乳混合制備波爾多液硫酸鋇又稱重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射線透過用作消化系統(tǒng)X射線檢查的內服藥劑，即“鋇餐”典例應用1．下列說法中正確的是A．濃硫酸稀釋時，應將水沿器壁慢慢倒入濃硫酸中，并不斷用玻璃棒攪拌B．濃硫酸不分解，不揮發(fā)，所以可以敞口放置于空氣中C．濃硫酸具有氧化性，稀硫酸無氧化性D．可以用鐵罐或鋁槽車來運輸冷的濃硫酸、濃硝酸√A．濃硫酸稀釋的正確方法為將濃硫酸沿著燒杯壁緩緩注入水中，同時用玻璃棒不斷攪拌，故A錯誤；B．濃硫酸具有吸水性，所以放置濃硫酸應密封保存，故B錯誤；C．硫酸中氫、硫元素都處于最高價態(tài)，所以濃硫酸、稀硫酸都具有氧化性，故C錯誤；D．濃硫酸、濃硝酸具有強氧化性，常溫下能夠使鐵、鋁鈍化生成致密的氧化膜，所以可以用鐵罐或鋁槽車來運輸冷的濃硫酸、濃硝酸，故D正確；故答案選D。2.下列各過程主要表現了濃硫酸的哪些性質？請將答案的序號分別填在橫線上。①強酸性②強氧化性③高沸點、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氯化氫氣體

。(2)用磷礦物(主要成分是磷酸鈣)和硫酸反應制磷酸

。(3)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸

。(4)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末

。(5)濃硫酸使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變黑

。返回③①②

⑤①④任務二SO的檢驗粗鹽提純新知構建1．實驗探究：SO的檢驗實驗操作實驗現象生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀不溶解生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀不溶解生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀溶解，且有氣泡產生實驗結論生成不溶于酸的__________，離子方程式：______________________生成的白色沉淀(BaCO3)可溶于稀鹽酸白色沉淀白色交流研討1在SO的檢驗操作中，滴加鹽酸和BaCl2溶液的順序能否顛倒？提示：不能。若滴加鹽酸和BaCl2溶液的順序顛倒，排除不了Ag＋的干擾。3．粗鹽提純若除去粗鹽中雜質(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2)，將選用的試劑及反應的離子方程式填入下表：雜質加入的試劑離子方程式硫酸鹽______________________________________CaCl2_______________________________________MgCl2_______________________________________氯化鋇溶液碳酸鈉溶液燒堿溶液Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓交流研討2除雜過程中為了將雜質離子完全除去，應加入稍過量的試劑，而后續(xù)試劑(或操作)應將前面所加試劑中的雜質離子除去，粗鹽除去雜質離子(SO、Ca2+、Mg2+)可設計哪些方案？提示：歸納總結除去粗鹽中可溶性雜質的思維流程典例應用1．“粗鹽提純”實驗中不需要使用的儀器是A．分液漏斗 B．蒸發(fā)皿C．玻璃棒 D．燒杯√“粗鹽提純”實驗中需要溶解、過濾、蒸發(fā)結晶操作，需要儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺、酒精燈、蒸發(fā)皿，不需要分液漏斗，故選A?！?．依據粗鹽提純的原理，除去氯化鉀溶液中少量的氯化鎂、硫酸鎂等雜質，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：(1)B的化學式為

。(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______，用到的玻璃儀器有_____________________。K2CO3

除盡鎂離子和硫酸根離子除盡過量的鋇離子使氯化氫揮發(fā)逸出過濾

燒杯、漏斗、玻璃棒返回隨堂達標演練1．判斷正誤。(1)濃硫酸具有強氧化性，稀硫酸不具有氧化性()(2)在常溫下，濃硫酸與Fe和Al發(fā)生“鈍化”，說明常溫下濃硫酸與Fe和Al都不反應()(3)蔗糖的“黑面包”實驗中，主要體現了濃硫酸的脫水性和強氧化性()(4)100mL18.0mol·L-1的濃硫酸和足量銅反應生成的SO2分子數目為0.9NA()××√×2．濃硫酸與下列物質作用時，既表現氧化性，又表現酸性的是①熾熱的木炭②H2S氣體③Cu(加熱條件下)

④FeO

⑤NH3

⑥蔗糖⑦CuSO4·5H2O

⑧鐵、鋁(常溫下)A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．⑥⑦√濃硫酸與熾熱的木炭、H2S反應及Fe、Al(常溫下)遇濃硫酸發(fā)生鈍化，濃硫酸只表現氧化性；濃硫酸與NH3反應時只表現酸性；濃硫酸使蔗糖炭化，表現的是濃硫酸的脫水性；濃硫酸與CuSO4·5H2O反應，表現的是濃硫酸的吸水性。3．粗鹽(含Ca2+、Mg2+、SO等雜質)提純實驗中，所選儀器與實驗操作不相符的是①研缽②玻璃棒③燒瓶④膠頭滴管⑤坩堝⑥漏斗⑦燒杯⑧蒸發(fā)皿⑨酒精燈⑩試管A．粗鹽研磨溶解：①②⑦B．去除雜質離子：④⑦⑩C．過濾：②⑥⑦D．蒸發(fā)結晶：②⑤⑨√A．粗鹽研磨時需要在研缽中進行，溶解時需要在燒杯中進行，用玻璃棒攪拌，即需要的儀器組合為①②⑦，故不選A；B．去除雜質離子需要的儀器有試管、膠頭滴管、燒杯，即需要的儀器組合為④⑦⑩，故不選B；C．過濾時需要的儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，即需要的儀器組合為②⑥⑦，故不選C；D．蒸發(fā)結晶需要的主要儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒，即需要的儀器組合為②⑧⑨，不使用坩堝，故選D。4．用如圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是A．上下移動①中銅絲可控制SO2的量B．②中選用品紅溶液驗證SO2的生成C．③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2D．為確認CuSO4生成，向①中加水，觀察溶液的顏色√因為①中含有大量濃硫酸，所以應該冷卻后把①中溶液慢慢倒入盛有水的燒杯中，D錯誤?；卮鹨韵聠栴}：(1)你認為甲、乙兩位同學所設計的實驗方案是否嚴謹，甲

、乙

(填“嚴謹”或“不嚴謹”)，并說明理由：______________________________________________。不嚴謹不嚴謹甲沒有排除Ag＋的干擾，乙沒有排除SO的干擾(2)如果你認為甲、乙方案均不嚴謹，請你設計一個合理的實驗方案：_____________________________________________________________________________________________________________________________。檢驗SO的正確實驗操作是先向待檢液中加入足量稀鹽酸酸化，再加入BaCl2溶液，看是否有不溶于稀鹽酸的白色沉淀產生，從而做出相應判斷。返回課時測評題點一硫酸的性質1．下列不屬于濃硫酸性質的是A．揮發(fā)性 B．吸水性C．脫水性 D．強氧化性√濃硫酸具有三大特性，分別為吸水性、脫水性和強氧化性，硫酸難揮發(fā)，屬于難揮發(fā)性酸，A項不屬于濃硫酸的性質。2．濃硫酸是實驗室必備的重要試劑，下列有關它的說法錯誤的是A．具有強腐蝕性

B．能使蔗糖變黑C．能用于干燥氨氣

D．加熱時能與銅發(fā)生反應√A．濃硫酸具有酸性、脫水性和強氧化性，所以具有強腐蝕性，故A正確；B．濃硫酸能使蔗糖中H、O元素以2∶1的組成比脫去而體現脫水性，從而使蔗糖變黑，故B正確；C．濃硫酸具有酸性，能和氨氣反應生成硫酸銨，所以不能干燥氨氣，故C錯誤；D．濃硫酸具有強氧化性，加熱條件下，能和Cu發(fā)生氧化還原反應，故D正確。3．某同學設想用下表所給裝置來驗證濃硫酸的某些性質，其中不能達到實驗目的的是√選項ABCD實驗目的吸水性脫水性稀釋放熱強氧化性實驗裝置A項中由于分子是在不斷運動著的，故玻璃罩內空氣中的水蒸氣不斷地被濃硫酸吸收，導致左側燒杯中的水不斷揮發(fā)，最后左側燒杯內的液體量明顯少于右側燒杯內的液體量，能達到實驗目的；B項中濾紙片接觸濃硫酸后，很快會因脫水而變黑，能達到實驗目的；C項中濃硫酸滴到小試管內的水中，放出的熱量會使錐形瓶內壓強增大，U形管內液面出現左低右高的現象，能達到實驗目的；D項中因常溫下銅片與濃硫酸不反應，無法判斷濃硫酸是否表現出強氧化性，不能達到實驗目的。4．(2024·清華附中高一期末)將過量的鐵片投入到熱的濃硫酸中，下列判斷正確的是A．金屬鐵片表面因生成致密氧化膜而不反應B．會立即生成H2C．會立即生成SO2，且只生成SO2D．除了SO2外，還會有H2產生√A．鐵遇到冷的濃硫酸發(fā)生鈍化，遇到熱的濃硫酸會發(fā)生反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水，A錯誤；B．鐵遇到熱的濃硫酸會發(fā)生反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水，開始無氫氣生成，等濃硫酸隨著反應被逐漸稀釋才會與鐵反應生成氫氣，B錯誤；C．開始時鐵與熱的濃硫酸反應生成硫酸鐵、二氧化硫和水，隨著反應進行濃硫酸被稀釋成稀硫酸，故后期鐵會與稀硫酸反應生成氫氣，C錯誤；D．鐵與熱的濃硫酸反應先生成二氧化硫，隨著硫酸濃度降低，其與鐵反應生成氫氣，D正確。題點二SO的檢驗及應用5．除去氯化鈉溶液中混有的Ca2+、Mg2+、SO、HCO等雜質離子，通常采用以下四種試劑：①Na2CO3

②BaCl2

③NaOH

④鹽酸，加入試劑順序合理的是A．④②①③ B．①③②④C．③②①④ D．①②③④√6．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同學取該少量溶液，滴入BaCl2溶液，產生白色沉淀，再加入足量稀硫酸，充分振蕩后仍有白色沉淀。對此實驗下述結論正確的是A．亞硫酸鈉已部分被空氣中的氧氣氧化B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4C．加入稀硫酸后，不溶沉淀可能是BaSO3D．此實驗能確定亞硫酸鈉是否被部分氧化√若Na2SO3溶液沒有被氧化，加入BaCl2溶液會生成BaSO3白色沉淀，再加入稀H2SO4，根據強酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀與稀H2SO4反應生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水；若Na2SO3部分被氧化為Na2SO4，加入BaCl2溶液會生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，再加入稀H2SO4，根據強酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀與稀H2SO4反應生成BaSO4白色沉淀。根據上述分析，不論Na2SO3溶液是否被氧化，都能產生與題中描述相同的現象，則不能證明亞硫酸鈉已部分被空氣中的氧氣氧化，故A、D錯誤。根據上述分析，若Na2SO3溶液沒有被氧化，加入BaCl2溶液會生成BaSO3白色沉淀；若Na2SO3部分被氧化為Na2SO4，加入BaCl2溶液會生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，則生成的沉淀中不一定含有BaSO4，故B正確。根據分析，不論Na2SO3溶液是否被氧化，加入稀H2SO4后，根據強酸制弱酸原理，最終生成的沉淀都是BaSO4，不可能含有BaSO3，故C錯誤。7．向某溶液中滴入BaCl2溶液，產生白色沉淀，再滴入稀鹽酸，沉淀不溶解，則該溶液中√題點三實驗探究硫酸的性質8．如圖所示的實驗裝置中，實驗開始一段時間后，觀察到的現象不正確的是A．圖甲中蘋果塊會干癟

B．圖乙中膽礬晶體表面有“白斑”C．圖丙中小試管內有晶體析出

D．圖丁中pH試紙變紅√濃硫酸具有吸水性，可使蘋果水分減少，則觀察到蘋果塊會干癟，故A正確；濃硫酸可使膽礬晶體失去水，則觀察到膽礬晶體表面有“白斑”，故B正確；濃硫酸具有吸水性，使飽和溶液中溶劑減少，則小試管內有晶體析出，故C正確；濃硫酸具有脫水性，會使試紙變黑，不能觀察到試紙變紅，故D錯誤。9．下列實驗所得結論不正確的是A．實驗Ⅰ中氣體是氫氣B．實驗Ⅱ中沒有發(fā)生化學變化C．實驗Ⅲ中氣體是二氧化硫D．濃度、溫度影響實驗現象√實驗ⅠⅡⅢ裝置現象產生大量無色氣體鐵片表面迅速變暗，之后無明顯變化加熱后產生大量無色有刺激性氣味氣體A．鐵屬于較活潑的金屬，稀硫酸和鐵反應生成氫氣，故A正確；B．常溫下，鐵片遇到濃硫酸發(fā)生鈍化，濃硫酸將鐵片表面氧化，生成一層致密的氧化物膜，阻止反應的進行，該過程中發(fā)生了化學反應，故B錯誤；C．加熱條件下，鐵片可以溶解于濃硫酸中，濃硫酸做氧化劑，生成的無色有刺激性氣味的氣體是二氧化硫，故C正確；D．實驗Ⅰ、Ⅱ硫酸的濃度不同，說明濃度影響實驗，實驗Ⅱ、Ⅲ實驗溫度不同，說明溫度影響實驗，故D正確。√10．濃硫酸分別與三種鈉鹽反應，現象如圖。下列分析正確的是A．對比①和②可以說明還原性：Br－＞Cl－B．①和③相比可說明氧化性：Br2＞SO2C．②中試管口白霧是HCl遇水蒸氣所致，說明酸性：H2SO4＞HClD．③中濃H2SO4被還原成SO2反應①中生成的紅棕色氣體是溴蒸氣，反應②產生的白霧是HCl，說明濃硫酸能將溴離子氧化成溴單質，而不能將氯離子氧化成氯氣，A項正確；②中發(fā)生的反應為復分解反應，該反應利用的是高沸點酸制低沸點酸的原理，濃硫酸難揮發(fā)，HCl易揮發(fā)，不能比較二者的酸性，C項錯誤；反應③生成的是SO2氣體，但該反應是復分解反應而非氧化還原反應，B、D項錯誤。11．某元素的單質與足量的濃硫酸反應只有一種還原產物SO2。若反應中消耗單質與酸的物質的量之比為1∶2，則生成物中該元素表現的化合價可能為①＋1

②＋2

③＋3

④＋4A．①② B．②③

C．③④ D．②④√下列說法錯誤的是A．NaOH的作用是除去Cu2+B．試劑a為Na2CO3，試劑b為BaCl2C．操作X為過濾，試劑c為稀鹽酸D．檢驗SO是否除盡可取適量待測溶液，先加入鹽酸，再加入BaCl2溶液√由流程圖可知，先加NaOH溶液除去Cu2+，再加入BaCl2溶液除去SO，試劑a為BaCl2溶液，試劑b為Na2CO3溶液，用于除去過量Ba2+，操作X為過濾，濾液中含Na＋、Cl－、CO、OH－，試劑c為鹽酸，除去溶液中的CO、OH－得到NaCl溶液，據此分析解答。A．加入NaOH溶液生成氫氧化銅沉淀用于除去Cu2+，故A正確；B．由上述分析可知，試劑a為BaCl2，試劑b為Na2CO3，故B錯誤；C．操作X為過濾，用于分離出氫氧化銅、硫酸鋇、碳酸鋇沉淀，試劑c為稀鹽酸，故C正確；D．檢驗SO是否除盡可取適量待測溶液，先加入鹽酸，再加入BaCl2溶液，無白色沉淀生成，說明硫酸根離子已經完全除去，故D正確；故選B。13．(2024·大慶期中)已知X為某種常見酸的濃溶液，能使蔗糖變黑。A、B、C、D、X五種物質的轉化關系如圖所示，其中反應條件及部分產物均已略去，則下列有關說法錯誤的是A．X使蔗糖變黑的現象主要體現了X的脫水性B．若A為銅，則A與X加熱即可反應C．若A為碳單質，則將C通入少量的澄清石灰水中，最終沒有白色沉淀產生D．若A為碳單質，C不能使澄清石灰水變渾濁√A．濃硫酸使蔗糖變黑的現象是因為使其脫水炭化，主要體現了X的脫水性，A正確；B．若A為銅，則Cu與濃硫酸需在加熱條件下才能反應，B正確；C．若A為碳單質，則碳與濃硫酸反應生成SO2和CO2，將CO2通入少量的澄清石灰水中，先生成CaCO3，后CaCO3轉化為可溶的Ca(HCO3)2，最終沒有白色沉淀產生，C正確；D．CO2可以使澄清石灰水變渾濁，D錯誤；故選D。14．(2023·北京四中高一校考)工業(yè)生產硫酸的流程如下圖所示。已知黃鐵礦的主要成分是FeS2(二硫化亞鐵)。請回答下列問題：(1)FeS2中鐵元素的化合價是

。＋2根據化合價法則，FeS2中硫元素為－1價，所以鐵元素的化合價是＋2價。(2)接觸室中生成SO3的化學方程式是_____________________。接觸室中，在催化劑條件下，二氧化硫被氧化為SO3，反應的化學方程式是2SO2＋O2

2SO3

。(3)從接觸室中出來并被循環(huán)利用的物質是____________。SO2、O2接觸室中發(fā)生的反應為2SO2＋O2

2SO3

，所以SO2、O2

均有剩余，可以被循環(huán)利用。15．某化學小組同學設計實驗實現幾種價態(tài)硫元素的轉化。任務Ⅰ：從以下試劑中選擇合適的試劑實現S(＋6)→S(＋4)的轉化。試劑清單：①濃硫酸、②稀硫酸、③酸性KMnO4