滬科版-高一化學(xué)-第五章.5.3-硫酸

PAGEPAGE4第五章：評(píng)說硫、氮的“功”與“過”第3講5.3“眾酸之王”——硫酸【教學(xué)目標(biāo)】1．掌握稀硫酸與濃硫酸的異同。2．掌握濃硫酸的性質(zhì)。3．了解硫酸的用途。4．掌握檢驗(yàn)硫酸根離子的原理和方法。課前自學(xué)1.初中時(shí)我們就學(xué)習(xí)過稀硫酸，回憶稀硫酸具有哪些化學(xué)性質(zhì)?為什么具有這些性質(zhì)?2.酸的通性表現(xiàn)在哪些方面？稀硫酸具有酸的通性。因?yàn)榱蛩嵩谒心茈婋x出H+。答：與堿中和、與堿性氧化物生成鹽和水、指示劑顯色等。3.描述下圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并說明稀H2SO4的性質(zhì)。請(qǐng)大家完成上述有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：4.濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱，如何稀釋濃硫酸呢？答：將濃硫酸沿著容器內(nèi)壁緩慢地注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使產(chǎn)生的熱量迅速擴(kuò)散。[強(qiáng)調(diào)]稀釋濃硫酸時(shí)，若把水倒入濃硫酸中，由于水的密度較小，浮在硫酸的上面，溶解時(shí)放出的熱不易散失，使水暴沸而驟然氣化，結(jié)果就像水滴入灼熱的油鍋一樣，帶著酸液向四周飛濺，引起傷害事故。5.濃硫酸對(duì)皮膚有強(qiáng)烈的腐蝕性，如果我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)不慎沾上了濃硫酸怎么辦？回答：如皮膚不慎沾上時(shí)，應(yīng)立即用大量水沖洗(勿用手磨擦)，然后在患處涂上3%~5%的NaHCO3。課堂探究知識(shí)點(diǎn)一、硫酸[展示]兩瓶密閉、體積相等的試劑瓶，分別裝有濃硫酸和濃鹽酸，不用化學(xué)方法如何加以鑒別？答（1）拿起試劑瓶，感覺重的是濃硫酸，因?yàn)闈饬蛩岬拿芏却?。?）搖動(dòng)試劑瓶，呈油狀、粘稠的是濃硫酸。（3）分別打開瓶蓋，瓶口無酸霧的是濃硫酸，因?yàn)闈饬蛩犭y揮發(fā)。1、硫酸的物理性質(zhì)：純硫酸是一種無色、粘稠的油狀液體，沸點(diǎn)高、難揮發(fā)，濃硫酸具有強(qiáng)烈的吸水性。2、發(fā)煙硫酸：當(dāng)濃硫酸吸收了大量的三氧化硫后，就形成了發(fā)煙硫酸。發(fā)煙硫酸是三氧化硫的硫酸溶液，其成分可表示為H2SO4·xSO3。3、硫酸的酸性：H2SO42H++SO42-,稀硫酸具有強(qiáng)酸的所有通性。4、濃硫酸的特性：（1）吸水性：濃硫酸能強(qiáng)烈地吸收濕存水（指樣品表面及空隙中吸附的空氣中的水分）、結(jié)晶水和空氣中的水分，其原因是硫酸分子能與水分子形成一系列的水合物。H2SO4+nH2OH2SO4·nH2O【注意】：①實(shí)驗(yàn)室常利用這個(gè)性質(zhì)將濃硫酸作為氣體干燥劑。應(yīng)注意，由于濃硫酸具有強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，所以堿性氣體（如氨氣）、還原性氣體（如硫化氫、碘化氫等）不能用濃硫酸干燥劑。②濃硫酸應(yīng)密封保存以防變質(zhì)。③吸水性是物理變化，（但吸收潔凈水合物中的結(jié)晶水時(shí)屬于化學(xué)變化）。（2）脫水性：[實(shí)驗(yàn)]在潮濕的紙屑、棉花、木屑中分別滴入幾滴濃硫酸。三種物質(zhì)都發(fā)生了變化，生成了黑色的物質(zhì)。[提示]皮膚與紙屑、棉花、木屑一樣都是有機(jī)物，含C、H、O等元素。[分析]說明濃硫酸讓有機(jī)物失水變成黑色物質(zhì)了。下面我們?cè)賮碜鲆粋€(gè)“黑面包”實(shí)驗(yàn)。[實(shí)驗(yàn)]演示“黑面包”：在200mL燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后再加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察描述：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的物質(zhì)；有大量氣體冒出；有刺激性氣味的氣體生成?；卮穑汉谏镔|(zhì)是碳單質(zhì)。分析討論寫出化學(xué)方程式：分析并解釋：_______________________________________________________________________________。濃硫酸能將有機(jī)物中的氫、氧原子按2:1的比例脫去后形成水，使某些有機(jī)物發(fā)生碳化（生成碳）。脫水性屬于化學(xué)性質(zhì)。如：濃硫酸滴在蔗糖里，蔗糖變黑并放出大量氣體。C12H22O1112C+11H2O(脫水)（蔗糖）C+2H2SO4（濃）CO2+2SO2+2H2O（產(chǎn)生氣體）（3）強(qiáng)氧化性：①與金屬反應(yīng)：濃硫酸能與大多數(shù)金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，Cu+2H2SO4(濃)_______________________________現(xiàn)象為__________________________________。②常溫下，濃硫酸使鐵、鋁鈍化，但加熱時(shí)反應(yīng)仍能進(jìn)行。Fe(少)+H2SO4(濃)_______________________________【注意】：濃硫酸使鐵、鋁鈍化不是不發(fā)生反應(yīng)，而是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在鐵、鋁等金屬表面形成了致密的氧化膜，阻止了鐵、鋁等金屬與濃硫酸反應(yīng)，因而無明顯現(xiàn)象。③與非金屬反應(yīng)：C+H2SO4（濃）_____________________________S+2H2SO4(濃)3SO2+2H2O④與還原性物質(zhì)（H2S、HI、HBr、Fe2+）反應(yīng)：H2S+H2SO4S+SO2+2H2O2HBr+H2SO4Br2+SO2+2H2O2HI+H2SO4I2+SO2+2H2O5、硫酸的用途：（1）稀硫酸的強(qiáng)酸性及其用途：①實(shí)驗(yàn)室用稀硫酸與活潑金屬作用制取氫氣。②工業(yè)上使用稀硫酸與Fe、Zn等反應(yīng)制取綠礬、皓礬。③電鍍工業(yè)用稀硫酸清洗鐵銹（Fe2O3·nH2O）。④在氧化還原反應(yīng)中用稀硫酸作酸性介質(zhì)。（2）濃硫酸的主要性質(zhì)和用途：①利用濃硫酸的強(qiáng)酸性在化肥工業(yè)上制取氮肥和磷肥，工業(yè)上還可用于制取磷酸。②利用濃硫酸的強(qiáng)氧化性，與還原性物質(zhì)反應(yīng)。③利用濃硫酸的吸水性。在實(shí)驗(yàn)室中，濃硫酸常用作酸性或中性物質(zhì)（主要是氣體）的干燥劑。④利用濃硫酸的脫水性，實(shí)驗(yàn)室制取一氧化碳。A、a升華、b冷凝B、a揮發(fā)、b吸水C、a蒸發(fā)、b潮解D、a冷凝、b吸水9．下列說法中，正確的是（B）A、某無色溶液中加入氯化鋇溶液，生成白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解，證明含有硫酸根離子B、某無色溶液中加入足量的稀鹽酸后，無沉淀，再加氯化鋇溶液，生成白色沉淀，證明含有硫酸根離子C、某無色溶液中加入硝酸鋇溶液，生成白色沉淀，再加入足量的稀硝酸，沉淀不溶解，證明含有硫酸根離子D、某無色溶液中加入硝酸鋇溶液，生成白色沉淀，再加入足量的稀鹽酸，沉淀不溶解，證明含有硫酸根離子10．在下列變化中，硫酸體現(xiàn)了什么性質(zhì)，請(qǐng)?zhí)钤跈M線上。濃硫酸的性質(zhì)為①在水溶液中電離，并呈強(qiáng)酸性②具有高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性③濃硫酸具有吸水性④濃硫酸具有脫水性⑤濃硫酸具有強(qiáng)氧化性（1）銅跟濃硫酸共熱，產(chǎn)生二氧化硫氣體。___________(①⑤)（2）亞硫酸鈉中加入硫酸，產(chǎn)生二氧化硫氣體。____________(①②)（3）氯化鈉固體跟濃硫酸的混合物共熱時(shí)產(chǎn)生氯化氫氣體。___________(②)（4）濃硫酸能用來干燥H2、O2、Cl2等，但不能用來干燥NH3、HI等。____________(①③⑤)（5）紙張、布片、蔗糖等遇濃硫酸會(huì)慢慢變黑。_____________(④)（6）濃硫酸跟氨水反應(yīng)完全后，溶液的PH小于7。_____________(①)（7）蔗糖溶液中加入少量硫酸后微熱，生成葡萄糖和果糖。____________(①)（8）濃硫酸與溴化鈉的混合物加熱時(shí)產(chǎn)生混合氣體。____________(②⑤)（9）濃硫酸跟灼熱的炭反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生混合氣體。_____________(⑤)課后提升【夯實(shí)基礎(chǔ)】1．在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，實(shí)驗(yàn)開始一段時(shí)間后，觀察到的現(xiàn)象不正確的是()A．蘋果塊會(huì)干癟B．膽礬晶體表面有“白斑”C．小試管內(nèi)有晶體析出D．pH試紙變紅【解析】濃硫酸具有吸水性，會(huì)吸收試管內(nèi)空氣中的水蒸氣，造成空氣中水分減少，蘋果塊、膽礬晶體、飽和硝酸鉀溶液均會(huì)失水，導(dǎo)致蘋果塊干癟、膽礬晶體表面有“白斑”、小試管內(nèi)有晶體析出．濃硫酸具有脫水性會(huì)使pH試紙?zhí)炕兒冢敬鸢浮緿2．檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)的下列操作中最合理的是()A．加入硝酸酸化的Ba(NO3)2B．先加HNO3酸化，再加Ba(NO3)2溶液C．先加鹽酸酸化，再加BaCl2溶液D．加入鹽酸酸化了的BaCl2溶液【解析】若加入HNO3酸化，SOeq\o\al(2－,3)也會(huì)被氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，無法說明原溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，因此應(yīng)先加入HCl酸化，將COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等排除，再加入BaCl2溶液看是否有沉淀產(chǎn)生．【答案】C3．對(duì)某酸性溶液(可能含有Br－、SOeq\o\al(2－,4)、H2SO3、NHeq\o\al(＋,4))分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①加熱時(shí)放出的氣體可以使品紅溶液褪色；②加堿調(diào)至堿性后，加熱時(shí)放出的氣體可以使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)；③加入氯水時(shí)，溶液略顯黃色，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸．對(duì)于下列物質(zhì)不能確認(rèn)其在原溶液中是否存在的是()A．Br－B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SO3D．NHeq\o\al(＋,4)【解析】①加熱時(shí)放出的氣體可以使品紅溶液褪色，則溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不穩(wěn)定，分解產(chǎn)生的SO2可使品紅溶液褪色．②加堿加熱后，產(chǎn)生使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，即有NH3產(chǎn)生，說明溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4).③加入氯水時(shí)溶液顯黃色，說明原溶液中含有Br－.再加BaCl2溶液有白色不溶于HNO3的沉淀生成，說明此時(shí)溶液中含SOeq\o\al(2－,4)，但可能是原溶液含有的，也可能是Cl2氧化H2SO3產(chǎn)生的，故不能確定是否含有SOeq\o\al(2－,4).【答案】B4．在一定體積的18mol/L的濃硫酸中加入過量銅片并加熱，被還原的硫酸為0.9mol，則濃H2SO4的實(shí)際體積 ()A.等于50mL B.大于50mL C.等于100mLD.大于100mL5．向某溶液中加入BaCl2溶液，再加入稀硝酸產(chǎn)生白色沉淀不消失，下列敘述正確的是 ()A.溶液中一定含有SO42－離子B.溶液中一定含有Ag+離子C.溶液中一定含有SO32－離子D.溶液中可能含有SO42－、SO32－、Ag+中的某一種、某兩種或三種6．將硫酸亞鐵加強(qiáng)熱，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：若將產(chǎn)生的氣體通入氯化鋇溶液中，其結(jié)果是（）A．有BaSO4沉淀生成，SO2氣體從溶液中逸出B．有BaSO3沉淀生成，SO3氣體從溶液中逸出C．SO2和SO3全部被吸收，并有BaSO4沉淀生成【能力提升】7.有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某學(xué)生進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振蕩后，仍有白色沉淀。對(duì)此實(shí)驗(yàn)，下列結(jié)論正確的是（CD）A、Na2SO3已部分被空氣中的氧氣氧化B、加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4C、加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4D、此實(shí)驗(yàn)不能確定Na2SO3是否部分被氧化8.用電導(dǎo)法可測(cè)定空氣中污染物的含量：將一定體積空氣通入吸收劑，并測(cè)定其電導(dǎo)的變化。如測(cè)定H2S的含量：若用CuSO4溶液吸收，可測(cè)定高濃度范圍內(nèi)H2S的含量，但電導(dǎo)變化不大；若用濃溴水吸收，僅限于測(cè)定低濃度范圍H2S的含量，但有很高的靈敏度?，F(xiàn)要兼顧吸收容量和靈敏度，測(cè)定空氣中Cl2的含量，則應(yīng)選用下列吸收劑中的（A）A、Na2SO3溶液B、KI溶液C、NaOH溶液D、H2O9.某學(xué)習(xí)興趣小組的學(xué)生為探究濃硫酸的吸水性設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，理論上能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵―）A、①③B、②④C、①③④D、①②③④10．下列各組氣體中，在通常情況下能共存，并且能用濃硫酸干燥的是（）A．SO2，H2S，Cl2B．SO2，O2，H2C．HCl，HBr，HID．H2S，CO2，CO11．在Cu2S+4H2SO4(濃)2CuSO4+2SO2↑+S↓+4H2O中，被氧化的元素是____，被還原的元素是____，還原產(chǎn)物是____，氧化產(chǎn)物是____。若反應(yīng)中有160gCu2S參加反應(yīng)，則被還原的濃H2SO4為____g。12．在通常狀況下，A是固體單質(zhì)．根據(jù)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題：(1)寫出A～E的化學(xué)式：A________，B________，C________，D________，E________.(2)寫出指定反應(yīng)的化學(xué)方程式：B→C_______________________________________________________________；C→D________________________________________________________________；E→C_________________________________________________________________.【解析】因?yàn)楣腆w單質(zhì)A既能與H2化合，又能連續(xù)被氧化為D，因此A應(yīng)是一種變價(jià)非金屬元素，氧化物D能與水反應(yīng)生成E，則E是一種酸，該酸能與Cu反應(yīng)，說明E為一種強(qiáng)氧化性酸，據(jù)此可得出A為S，B為H2S，C為SO2，D為SO3，E為H2SO4.【答案】(1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2SO2＋2H2O2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O13.有A、B、C、D四瓶失去標(biāo)簽的無色溶液，它們是碳酸鉀、硫酸鉀、硫酸氫鉀和硝酸鋇溶液。為了測(cè)定每一瓶中究竟是什么溶液，按下列順序進(jìn)行試驗(yàn)并記錄如下：①A+D溶液+氣體②B+C溶液+沉淀③B+D溶液+沉淀④A+B溶液F+沉淀⑤沉淀E+溶液F溶液+氣體（1）由以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷：A_________、C__________、E_________（寫化學(xué)式）(KHSO4、K2SO4、CaCO3)（2）離子方程式：______________________________________________________。14.根據(jù)如下實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問題：（1）上述裝置中，在反應(yīng)前用手掌緊貼燒瓶外壁檢查裝置的氣密性，如觀察不到明顯的現(xiàn)象，還可以用什么簡(jiǎn)單的方法證明該裝置不漏氣。（反應(yīng)前先用小火加熱燒瓶，B、C、D瓶中有氣泡冒出，停止加熱后，水會(huì)上升到導(dǎo)管中形成一段水柱，證明裝置不漏氣）（2）如果用圖中的裝置檢驗(yàn)上述反應(yīng)的全部產(chǎn)物，寫出下面括號(hào)所表示的儀器中應(yīng)加入的試劑及其作用：A中加入的試劑是_________，作用是______________________；（無水硫酸銅，檢驗(yàn)水）B中加入的試劑是_________，作用是______________________；（品紅溶液，檢驗(yàn)二氧化硫）C中加入的試劑是_________，作用是除盡__________氣體；（酸性高錳酸鉀溶液，二氧化硫）D中加入的試劑是_________，作用是________________________。（澄清石灰水，檢驗(yàn)二氧化碳）（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，C中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是______________________________________。（酸性高錳酸鉀溶液的顏色不褪盡）15.硫酸銅在加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)，生成氧化銅、二氧化硫、三氧化硫和氧氣。請(qǐng)用下圖所示裝置，測(cè)定硫酸銅在加熱分解時(shí)產(chǎn)生的各物質(zhì)與參加反應(yīng)的硫酸銅的物質(zhì)的量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)和有關(guān)結(jié)果如下：①準(zhǔn)確稱取無水硫酸銅2.4g；②測(cè)得量筒中水的體積，折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為112ml；③干燥管在實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量增加1.28g；④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)裝置B中的NaHSO3溶液變?yōu)镹a2SO4溶液（不含其他溶質(zhì)）。試回答：（1）裝置B的作用是__________________________________________________