2019-2020学年新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一节 硫及其化合物 第2

第一节硫及其化合物第2课时硫酸及硫酸根离子的检验[新教材内容有哪些][新课程标准是什么]1.了解浓硫酸的主要性质。2.了解工业制取硫酸的原理及硫酸盐的存在形式。3.掌握SO2－4的检验方法。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．硫酸的工业制法工业上一般按照下列流程制备硫酸：试写出以硫黄为原料制备硫酸的各步反应：①___________________。②_____________________________。③_______________________。S＋O2=====点燃SO22SO2＋O2400～500℃催化剂2SO3SO3＋H2O===H2SO42．硫酸的性质(1)稀硫酸的性质——具有酸的通性硫酸是一种无色、高沸点的难挥发性液体，密度大于水的密度，易溶于水且放出大量热。浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌，及时散热，防止液体暴沸。①电离方程式为_______________________。②硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与碱、__________、及某些盐反应。H2SO4===2H＋＋SO2－4活泼金属碱性氧化物(2)浓硫酸的性质——三大特性通过下列实验探究浓硫酸的性质实验操作实验现象实验结论蓝色晶体变成白色粉末浓硫酸具有____性蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并放出_______________的气体浓硫酸具有_____性，且能氧化碳单质，生成CO2，本身被还原为SO2加热前，铜丝在浓硫酸中无现象；加热后，铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生；品红溶液褪色，石蕊溶液变红浓硫酸具有_______性吸水有刺激性气味脱水强氧化3．几种重要的硫酸盐名称存在、性质与用途硫酸钙主要以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在，加热失水变成熟石膏(_____________)，可用来制作模型和绷带，还可用来调节水泥的___________硫酸钡以重晶石(BaSO4)的形式存在，可用作______硫酸铜硫酸铜(CuSO4)遇水由_____变成_____晶体——俗称___________________，据此可检验水的存在2CaSO4·H2O硬化速率钡餐白色蓝色胆矾(CuSO4·5H2O)[落实新知能]1．浓硫酸的三大特性吸水性浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水等。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂脱水性浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子强氧化性①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。如：2H2SO4(浓)＋Cu=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。如与木炭反应：2H2SO4(浓)＋C=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O2.浓硫酸吸水性和脱水性的区别吸水性：浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。脱水性：浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质。结论：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。[演练新学考]1．下列实验事实说明浓硫酸具有脱水性的是()A．浓硫酸放置在空气中浓度变小B．浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2C．常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中D．浓硫酸可以使蔗糖变黑解析：A、B项说明浓硫酸有吸水性；C项说明浓硫酸有强氧化性；D项中蔗糖是有机物，浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比2∶1脱出，剩下了黑色的炭，说明浓硫酸有脱水性。答案：D2．在实验探究课上，同学们积极思考，设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是()A．①②③④B．仅①②③C．仅①③④D．仅②③④解析：图①梨失水变干表现出浓硫酸的吸水性；图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图④浓硫酸的液面上升，水的液面下降，说明浓硫酸具有吸水性。答案：A3.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A．①中发生的反应为Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OB．②中选用品红溶液验证SO2的生成C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D．为确认CuSO4生成，向①加水，观察颜色解析：SO2能使品红溶液褪色，B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收，C合理；浓硫酸过量，试管中有剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现溶液暴沸喷出试管而发生危险，D不合理。答案：D4．实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式为______________________________。利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为____________________________________________。以上两种方法哪种好？________，原因是_____________________________________________________________________。解析：在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应，浓H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。答案：2Cu＋O2=====△2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2OCu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O第一种方法好①制得相同质量的产品，第一种方法消耗的硫酸少，②第二种方法生成SO2，会造成大气污染，③第一种方法节约能源[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．实验探究实验操作实验现象实验结论向试管中加入少量稀硫酸然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再加入少量稀盐酸，观察现象出现__________，加入盐酸后___________在溶液中SO可以与Ba2＋反应，生成不溶于盐酸的白色BaSO4沉淀。反应的离子方程式为：______________向试管中加入少量Na2SO4溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象出现__________，加入盐酸后_____________白色沉淀沉淀不溶解SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓白色沉淀沉淀不溶解实验操作实验现象实验结论向试管中加入少量Na2CO3溶液，然后再滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再加入少量稀盐酸，观察现象先出现________，加入盐酸后______________________在溶液中CO也可以与Ba2＋反应，生成白色BaCO3沉淀。但沉淀可溶于盐酸，反应的离子方程式为：___________________________白色沉淀沉淀溶解，并产生气体Ba2＋＋CO2－3===BaCO3↓BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O2．结论检验SO2－4一般选用Ba2＋检验，为了避免CO2－3的干扰，加入钡盐前先用对待检液酸化。稀盐酸[落实新知能]1．SO2－4的检验方法2．硫酸根离子检验应注意的三个问题(1)只加可溶性钡盐，不酸化，误将CO2－3、SO2－3等干扰离子判断成SO2－4。因为上述离子也会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。(2)用硝酸代替盐酸酸化待检测溶液，会将SO2－3误判成SO2－4，因为硝酸是强氧化剂，能将SO2－3氧化成SO2－4。(3)误将Ag＋判断成SO2－4。例如：向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO2－4。其错误是若溶液中只含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。[演练新学考]1．下列实验，能证明溶液中一定含有SO2－4的是()A．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B．某溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解C．某溶液加入硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生D．某溶液加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生解析：能和氯化钡溶液产生白色沉淀的离子有Ag＋、SO2－3、CO2－3、SO2－4等，A项错误。能和氯化钡溶液产生不溶于稀盐酸白色沉淀的离子有Ag＋、SO2－4等，B项错误。硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，所以不能确定原溶液中是否含有硫酸根离子，C项错误。先加盐酸酸化，能排除Ag＋、SO2－3、CO2－3的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀说明含有硫酸根离子，D项正确。答案：D2．用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是()A．形成较多的白色沉淀B．形成的沉淀纯度更高C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰D．排除钡离子以外的其他阳离子干扰解析：硫酸钡是不溶于酸的沉淀，加入盐酸和沉淀的多少没关系；盐酸未参与沉淀反应，和沉淀的纯度也没关系；Ag＋、SO2－3、CO2－3等离子也能与氯化钡溶液反应产生白色沉淀，应先加入盐酸酸化，排除上述离子的干扰。答案：C3．下列物质的检验中，其结论一定正确的是()A．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入稀HNO3后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明原溶液中一定含有SO2－4B．向某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO2－3或SO2－3C．取少量久置的Na2SO3样品于试管中加水溶解，再加足量盐酸酸化，然后加BaCl2溶液，若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，说明Na2SO3样品已部分被氧化D．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体一定是SO2解析：该溶液中还可能含有Ag＋或SO2－3，A错误；使澄清石灰水变浑浊的气体可能为CO2、SO2，溶液中可能存在CO2－3、HCO－3、SO2－3或HSO－3，B错误；加入足量盐酸有气体产生，气体为SO2，排除SO2－3的干扰，再加入BaCl2溶液有白色沉淀产生，沉淀为BaSO4，说明一定含有SO2－4，所以说明Na2SO3样品已部分被氧化，C正确；氧化性气体如氯气等都能使品红溶液褪色，D错误。答案：C[难度增一点][典例]一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是()A．过量的氢气与氧气B．过量的浓盐酸与二氧化锰C．过量的铜与浓硫酸D．过量的锌与18mol·L－1硫酸[解析]A项，在过量的氢气情况下，氧气完全反应；B项，可以加入过量的浓盐酸，使二氧化锰反应完全；C项，浓硫酸随着反应进行变为稀硫酸，稀硫酸不再与铜反应；D项，18mol·L－1的浓硫酸与锌开始反应产生SO2，随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应产生H2。[答案]C[知能深一点]浓硫酸与金属的反应规律1．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生，体现了浓硫酸的强氧化性，若加热或将浓硫酸稀释可以继续反应。2．与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2，与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，不再与Cu反应。3．浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性；浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。[选考难一点]1．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是()A．都能作干燥剂B．都具有一定的氧化性C．加热时都能与铜发生反应D．在常温下都能用铁制容器贮存解析：浓硫酸具有强氧化性，而稀硫酸与金属反应时也表现出氧化性；只有浓硫酸能作干燥剂；加热时稀硫酸不能与铜发生反应；在常温下浓硫酸使铁钝化，能用铁制容器贮存。答案：B2．下列对浓硫酸的叙述正确的是()A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具