第15講-硫酸(原卷版)

第15講硫酸【學習目標】1．了解硫酸的物理性質、酸性以及濃硫酸脫水性、吸水性，了解濃、稀硫酸的性質差異。2．掌握濃硫酸的氧化性。3．認識化學工業(yè)與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展的關系4．掌握硫及其化合物間的轉化關系5．了解酸雨的形成原因，認識其對生態(tài)的影響【基礎知識】一、硫酸與硫酸根離子的檢驗1．稀硫酸的酸性（1）電離方程式：____________________________。（2）具有酸的通性（用離子方程式表示）①Zn：__________________________②CuO：__________________________③NaOH：__________________________④NaHCO3：__________________________2．濃硫酸的特性（1）吸水性：濃硫酸有強烈的吸水性，常用作______劑。（2）脫水性：濃硫酸能將物質中的氫、氧元素按______的比例脫去生成H2O。（3）強氧化性3．硫酸的用途（1）化學實驗室中的重要試劑。（2）重要的化工原料。①制造化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等②石油精煉、金屬加工、濃硫酸作干燥劑等。4．SO42－的檢驗（1）正確操作流程（2）加足量稀鹽酸酸化的目的是排除______、______、QUOTEO32-______等的干擾。二、酸雨及其防治1．酸雨的形成（1）概念：pH＜______的降雨。（2）形成酸雨的主要物質：____________。（3）SO2的來源：____________的燃燒。2．酸雨的危害（1）湖泊酸化；（2）土壤貧瘠；（3）森林大面積死亡；（4）飲用水中______元素含量增加。3．酸雨的防治措施（1）對______物質的排放加以控制。（2）改變______結構，開發(fā)______【考點剖析】考點一：濃硫酸和稀硫酸的區(qū)別例1．實驗室中有沒貼標簽的濃H2SO4和稀H2SO4，某同學提出的下列鑒別方法不正確的是（）。A．分別取10mL溶液，質量大的是濃H2SO4，質量小的是稀H2SO4B．觀察液體流動性，流動性好的是稀H2SO4，油狀粘稠的是濃H2SO4C．把CuSO4·5H2O晶體投入溶液，逐漸變?yōu)榘咨勰┑氖菨釮2SO4，晶體溶解的是稀H2SO4D．常溫下將Al片分別投入溶液，反應快速放出氣體的是濃H2SO4，放出氣體慢的是稀H2SO4【思維拓展】濃硫酸和稀硫酸的組成與性質比較物質組成性質濃硫酸稀硫酸電離情況H2SO4=2H++主要粒子H2SO4分子H+、、H2O顏色、狀態(tài)無色黏稠油狀液體無色液體化學性質三大特性：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、H2S、HI、HBr等物質的反應情況加熱時能氧化非金屬單質，常溫下能氧化H2S、HI、HBr均不能反應與Fe、Al的反應情況常溫下將Fe、Al鈍化，加熱時能繼續(xù)氧化發(fā)生置換反應氧化性的強弱情況氧化性強氧化性弱考點二：蔗糖炭化實驗例2．（2021·湖南瀏陽高一上期末）在燒瓶放20g蔗糖，依次加入少量水、20mL濃硫酸，蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的黑面包，燒瓶發(fā)燙，品紅溶液顏色變淡。請回答：（1）儀器a的名稱___________。（2）小試管盛裝試劑___________。（3）濃硫酸與碳反應方程式__________________________________：（4）下列說法不正確的是_______。A．蔗糖變黑說明發(fā)生過程C12H22O11C+H2OB．品紅顏色變淡說明SO2有漂白性C．上述實驗體現(xiàn)濃硫酸的脫水性、吸水性和氧化性D．將氣體依次通過飽和碳酸氫鈉溶液、澄清石灰水，石灰水變渾濁證明含有CO2【思維拓展】濃硫酸的吸水性和脫水性1．吸水性（1）含義：濃H2SO4具有吸收水（如氣體中、液體中的水分子，以及固體中的結晶水等）的性能。（2）原因：H2SO4分子與水分子可形成一系列穩(wěn)定的水合物。（3）應用：用作干燥劑①能夠干燥中性氣體和酸性氣體。如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。②不能干燥堿性氣體（如NH3）和常溫還原性氣體（如H2S、HBr、HI）。2．脫水性（1）含義：濃H2SO4將有機物中的H原子和O原子按水的組成比（2∶1）脫去。（2）濃H2SO4能使藍色石蕊試紙先變紅后再變黑，是由于其具有強酸性和脫水性。（3）蔗糖脫水炭化①反應現(xiàn)象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的炭②反應過程：C12H22O11（蔗糖）12C+11H2O；C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O③體現(xiàn)性質：濃H2SO4的脫水性和氧化性考點三：濃硫酸的強氧化性例3．某同學設計下圖裝置進行鐵和濃H2SO4反應的實驗探究，請回答下列問題：（1）將16g鐵粉放入燒瓶中，由分液漏斗放入20mL18mol/L的濃H2SO4，結果沒有任何反應現(xiàn)象，原因是_______________________________，隨后點燃A處酒精燈，就有氣體產(chǎn)生了。（2）隨著反應的進行，B中酸性KMnO4溶液顏色逐漸變淺（產(chǎn)物中有Mn2+），請用離子方程式表示：____________________________________________，C中品紅溶液顏色始終沒有變化。（3）當G處有持續(xù)穩(wěn)定的氣泡時，再點燃E處酒精燈，這樣操作的原因是_______________________________________________________。（4）反應一段時間后，E、F處可觀察到明顯的現(xiàn)象，F(xiàn)處的實驗現(xiàn)象_______________________________________________________。（5）為了確保實驗的嚴謹性和F中現(xiàn)象的可信性，通常在F裝置后再接一個裝置G，則G中盛放的液體可以是___________。A．CaCl2溶液B．Ca（OH）2溶液C．濃硫酸D．CCl4（6）將amolFe與含bmolH2SO4的濃硫酸共熱，假設按本題的過程進行反應，如果Fe與H2SO4均恰好完全反應，則生成的有：氣體1是___________，其物質的量為_____mol，氣體2是___________，其物質的量為____mol?！舅季S拓展】濃硫酸的強氧化性1．濃硫酸與金屬單質反應（1）鋁和鐵與濃硫酸反應，條件不同，反應不同①Al、Feeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(常溫))鈍化（表現(xiàn)強氧化性）②Al、Feeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(加熱))劇烈反應，生成硫酸鹽和SO2氣體（表現(xiàn)酸性和強氧化性）（2）Au、Pteq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(加熱))不反應（3）氫前的活潑金屬（如Zn）與濃硫酸常溫反應，先放出SO2氣體，后放出H2①Zn+2H2SO4（濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O（表現(xiàn)酸性和強氧化性）②Zn+H2SO4（?。㈱nSO4+H2↑（表現(xiàn)酸性和氧化性）（4）氫后的不活潑金屬（如Cu）與濃硫酸加熱反應，先放出SO2氣體，后反應停止①化學方程式：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（表現(xiàn)酸性和強氧化性）②離子方程式：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（不能拆）2．濃硫酸與碳等非金屬單質加熱反應（1）過程：Ceq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(加熱))先放CO2和SO2氣體，后反應停止（2）反應：C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O（表現(xiàn)強氧化性）3．濃硫酸與還原性化合物反應：濃H2SO4eq\o(→,\s\up7(S(-2)、I－、Fe2+、Br－),\s\do5(強還原劑))SO2（1）H2S+H2SO4（濃）S+SO2↑+2H2O（表現(xiàn)強氧化性）（2）2HI+H2SO4（濃）I2+SO2↑+2H2O（表現(xiàn)強氧化性）（3）2NaBr+2H2SO4（濃）Na2SO4+Br2↑+SO2↑+2H2O（表現(xiàn)酸性、強氧化性）（4）2FeO+4H2SO4（濃）Fe2（SO4）3+SO2↑+4H2O（表現(xiàn)酸性、強氧化性）考點四：酸雨的形成及防治例4．（2021?廣東中山高一上期末檢測）（1）大氣中SO2含量過高會導致雨水中含有_________（填化學式）而危害植物和建筑物。工廠排放的SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO3，反應的化學方程式為____________________________。（2）氨法脫硫技術可吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，同時制得硫酸銨。主要的工藝流程如圖所示：吸收塔中發(fā)生反應的化學方程式是____________________________。（3）SO2是空氣質量報告的指標之一，可用SO2還原KIO3生成I2的反應測定空氣中SO2含量，每生成0.01molI2，參加反應的SO2為_______mol。【思維拓展】工業(yè)上吸收廢氣中SO2氣體的方法（1）生石灰固硫法CaO+SO2CaSO3，2CaSO3+O22CaSO4（2）石灰乳洗滌法Ca（OH）2+SO2CaSO3↓+H2O，2CaSO3+O22CaSO4（3）氨水脫硫法SO2+2NH3·H2O（NH4）2SO3+H2O，SO2+NH3·H2ONH4HSO3（NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2↑+H2O2NH4HSO3+H2SO4（NH4）2SO4+2SO2↑+2H2O考點五：硫酸根離子的檢驗例5．（2021·泰安高一檢測）比較下述實驗方案，能判斷溶液中一定含有SO42－的事實是（）。A．取少量試樣溶液，加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成B．取試樣溶液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解C．取少量試樣溶液，加入Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀生成D．取少量試樣溶液，加入足量鹽酸，無沉淀產(chǎn)生，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成【思維拓展】SO42－的檢驗1．正確操作2．雜質離子的干擾（1）Ag+干擾鹽酸酸化能防止Ag+干擾，因為Ag++Cl－AgCl↓。（2）CO32－、SO32－、PO43－干擾因為BaCO3、BaSO3、Ba3（PO4）2也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強酸中（如BaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ba2+）?！咎貏e提醒】檢驗SO42－時，必須用酸酸化但不能用HNO3酸化，因硝酸能將SO32－氧化成SO42－?！具^關檢測】一、選擇題1．（2021·福建師大附中高一上期中）下列對酸雨的敘述不正確的是（）。A．酸雨是指pH＜5.6的雨水B．化石燃料的過度使用是酸雨形成的主要原因C．飄塵在酸雨的形成過程中起到氧化劑的作用D．開發(fā)新能源是控制酸雨的重要措施之一2．（2020?上海學業(yè)考試真題）常溫下，將鐵片放到濃硫酸中，下列敘述正確的是（）。A．溶液呈黃色B．鐵片變輕C．鐵片表面產(chǎn)生大量氣泡D．鐵片表面產(chǎn)生致密的氧化膜3．檢驗某未知溶液中是否含有SO42－的下列操作中，合理的是（）。A．先加硝酸酸化，再加氯化鋇溶液B．先加硝酸酸化，再加硝酸鋇溶液C．先加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液D．先加鹽酸酸化，再加硝酸鋇溶液4．條件的改變可能會對化學反應產(chǎn)生影響。下列在一定條件下，一種反應物過量，另一種反應物仍不能完全反應的是（）。A．過量的氫氣與氧氣B．過量的濃鹽酸與二氧化錳C．過量的銅與濃硫酸D．過量的鋅與18mol·L－1硫酸5．濃硫酸對皮膚粘膜具有很強的腐蝕性，使用時慎用。下列事實與濃硫酸表現(xiàn)出的性質（括號中）對應關系正確的是（）。A．在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質量增大（難揮發(fā)性）B．在加熱條件下銅與濃硫酸反應（強氧化性、酸性）C．蔗糖與濃硫酸反應中有海綿狀的炭生成（吸水性）D．濃硫酸可用來干燥某些氣體（脫水性）6．（2018·海南高考）用濃硫酸配制稀硫酸時，不必要的個人安全防護用品是（）。A．實驗服B．橡膠手套C．護目鏡D．防毒面罩7．下列可用濃H2SO4干燥的氣體有：①H2；②SO2；③H2S；④Cl2；⑤NH3；⑥HCl；⑦CO2；⑧HBr；⑨CO（）。A．①②④⑥⑧⑨B．①②④⑥⑦⑨C．①②④⑥⑦⑧D．全部8．（2021·北京豐臺區(qū)高一上期末）下列實驗所得結論不正確的是（）。實驗Ⅰ實驗Ⅱ實驗Ⅲ產(chǎn)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(chǎn)生大量無色有刺激性氣味的氣體A．實驗Ⅰ中氣體是H2B．實驗Ⅱ中沒有發(fā)生化學反應C．實驗Ⅲ中氣體是SO2D．濃度、溫度影響實驗現(xiàn)象9．（2021·江蘇無錫高一上期末）下列離子方程式書寫正確的是（）。A．氯化鐵溶液中通入硫化氫，有淡黃色沉淀生成：Fe3++H2S＝Fe2++2H++S↓B．過量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH－＝SO32－+H2OC．銅片在加熱條件下與濃硫酸反應：Cu+SO42－+4H+Cu2++SO2↑+2H2OD．SO2使溴水褪色：SO2+Br2+2H2O＝SO42－+2Br－+4H+10．利用Cu和濃硫酸反應，制備并檢驗SO2，下列裝置正確的是：①制備SO2；②檢驗和收集SO2；③稀釋反應后溶液（）。A．①②B．②③C．②D．③11．實驗室有一瓶固體M的標簽右半部分已被腐蝕，剩余部分只看到“Na2SO”字樣。已知固體M只可能是Na2SO3或Na2SO4。若取少量固體M配成溶液，下列試劑不能用于鑒定M的是（）。A．Ba（OH）2溶液B．稀鹽酸C．稀硫酸D．酸性KMnO4溶液12．酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光學化學過程，在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如下：下列有關說法錯誤的是（）。A．光照能引發(fā)酸雨的形成B．所涉及的變化均為氧化還原反應C．污染空氣能加快酸雨的形成D．優(yōu)化能源結構能有效遏制酸雨污染13．（2021·廣東省廣州市高一上學期期末）部分含硫物質的分類與相應的化合價關系如圖，下列推斷不合理的是（）。A．b可與f反應生成aB．b既可被氧化，也可被還原C．酸雨包括e→d的轉化D．d的濃溶液與Cu反應可生成c14．（2021·安徽安慶高一期末檢測）二氧化硫的減排與回收已成為環(huán)保領域急需解決的重大課題，某研究團隊提出如下還原脫硫流程：下列說法錯誤的是（）。A．“脫硫塔”反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1B．S2、S4、S6和S8互為同素異形體C．“再生塔”需將CaSO4和煤粉碎處理，使其充分接觸D．M可以循環(huán)使用15．將3.2gCu投入100mL稀硫酸中加熱，沒有明顯變化，若邊加熱邊緩緩加入一定量H2O2，金屬Cu逐漸溶解，則下列說法正確的是（）。A．反應過程中有刺激性氣味的氣體生成B．H2O2對Cu和稀硫酸的反應起催化作用C．若Cu和硫酸恰好完全反應，則稀硫酸的物質的量濃度為0.5mol/LD．反應中硫酸既表現(xiàn)出酸性有表現(xiàn)出氧化性二、非選擇題16．形成酸雨的原理之一可簡單表示如下：回答下列問題：（1）酸雨的pH________5.6（填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）D物質的化學式為________。（3）反應②的化學方程式為________________________________________。（4）現(xiàn)有某地含C酸雨水樣1m3，其中c（H+）＝0.005mol·L－1，若用生石灰處理該水樣至中性，理論上需生石灰________kg。17．在下述轉化關系中，已知B、D都是淡黃色固體，且A與D為單質，并可反應生成離子化合物。試回答：（1）G的化學式為________；（2）寫出B的陰離子的化學式______________。（3）寫出B+水→C的化學反應方程式_______________________。（4）B和E反應也可生成H，則該反應的化學方程式為________________。18．（2021·廣州高一檢測）已知銅和濃硫酸可以在加熱條件下發(fā)生如下反應（反應方程式已配平）：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+A↑+2H2O。試通過計算和推理完成下面的空白：（1）A物質可以導致酸雨的形成。A應該屬于________（用字母代號填寫）。a．酸b．堿c．鹽d．酸性氧化物e．堿性氧化物（2）A物質可以使酸性KMnO4溶液褪色，此反應中________（填寫化學式，下同）失去電子，氧化劑是________。（3）足量的銅片與10mL18mol·L－1的濃硫酸充分反應，如果該反應過程中轉移了0.1mol電子，生成的CuSO4的物質的量為________mol，生成的A氣體在標準狀況下體積為________L（假設氣體全部逸出）。（4）計算：將反應后得到的溶液與足量Ba（OH）2溶液混合，充分反應。反應后所得沉淀的質量為________g。19．（2021·浙江嘉興高一檢測）某化學課外興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用如圖所示的裝置進行實驗：請回答下列問題：（1）B是用來收集實驗中產(chǎn)生氣體的裝置，但未將導管畫全，請將裝置圖補充完整。（2）實驗中他們取6.4g銅片和12mL18mol·L－1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應停止，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組中的同學認為還有一定量的硫酸