2019-2020新教材高中化学 3.2.2 浓硫酸的性质 酸雨及其防治课件 鲁科版必修第一册

第2课时浓硫酸的性质酸雨及其防治一、硫酸与硫酸根离子的检验1.稀硫酸硫酸是强酸,具有酸的通性。【做一做】写出下列反应的离子方程式:(1)稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:__________________。Zn+2H+====Zn2++H2↑(2)稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:__________________。(3)稀硫酸与碱反应,如NaOH:_____________。(4)稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:______________________。CuO+2H+====Cu2++H2OOH-+H+====H2O+2H+====CO2↑+H2O23CO2.浓硫酸的特性(1)吸水性与脱水性。①实验探究实验操作实验现象蔗糖_____,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并生成有___________的气体实验结论浓硫酸具有_______变黑刺激性气味脱水性②对比吸水性脱水性原理浓硫酸能够吸收_____________浓硫酸能把有机物中________________________脱去,剩余黑色的炭区别__________________________________________________应用_________氢、氧元素按水的组成比物质中含有H2O物质中不含有H2O,但含有氢元素和氧元素作干燥剂气体中的水分【微思考】浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色,该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸水性?提示:体现了吸水性。浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子,吸收固体中的结晶水等)。(2)强氧化性。①实验探究实验操作实验现象a试管中铜丝表面___________;b试管中的溶液_____________;c试管中的_________________________;将a试管里的溶液慢慢倒入水中,_____________实验结论Cu和浓硫酸反应的化学方程式:_________________________________有气泡产生逐渐变为无色紫色石蕊溶液逐渐变为红色溶液变为蓝色Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O△====②强氧化性的表现3.硫酸的用途(1)重要的化工原料,实验室必备的重要试剂。(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。4.的检验检验的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无)。先加稀盐酸的目的是_________________________。24SO24SO24SO防止、、Ag+干扰23CO23SO【巧判断】(1)用BaCl2溶液鉴别和。()提示:×。BaCl2溶液与和反应都生成白色沉淀,要鉴别必须再加入足量盐酸,白色沉淀溶解的为,不溶解的为。23SO24SO24SO23SO23SO24SO(2)稀硫酸没有氧化性,一般不能发生氧化还原反应。()提示:×。稀硫酸中氢元素具有弱氧化性,可以与活泼金属发生氧化还原反应。(3)铜片溶于热的浓硫酸,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。()提示:√。铜片溶于热的浓硫酸,生成硫酸铜和SO2,分别体现了酸性和强氧化性。二、酸雨及其防治1.酸雨的形成(1)形成酸雨的主要物质:___________。(2)SO2的来源:___________________的大量燃烧。硫的氧化物煤和石油等化石燃料(3)形成过程:写出有关化学方程式:途径一:___________________________________;途径二:___________________________________。2SO2+O22SO3,SO3+H2O====H2SO4SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2====2H2SO4粉尘等催化2.酸雨的危害与防治【情境·思考】酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。我国三大酸雨区包括:西南酸雨区、华中酸雨区、华东沿海酸雨区。燃煤中加入适量石灰石或生石灰起到“固硫”的作用,可以有效减少酸雨,你知道原理是什么吗?提示:燃煤中加入适量石灰石或生石灰发生反应:CaCO3CaO+CO2↑,CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O2====2CaSO4,减少SO2的排放,可以有效减少酸雨。△====高温====知识点一浓硫酸的强氧化性【重点释疑】1.浓硫酸强氧化性的本质浓硫酸具有强氧化性是因为硫酸分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。2.浓硫酸强氧化性的体现反应物变化或反应表现性质活泼金属铁、铝常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化强氧化性加热时,反应生成硫酸盐,开始产生SO2,后生成H2强氧化性和酸性锌等其他活泼金属与浓硫酸反应时,开始产生SO2,后来产生H2反应物变化或反应表现性质较不活泼金属(如铜、银等)金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O强氧化性和酸性碳、硫、磷等非金属非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O强氧化性还原性物质能将还原性物质(如H2S、HI)氧化,如H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2↑+2H2O【知识拓展】区分浓硫酸和稀硫酸的方法方法操作结论脱水法用玻璃棒蘸取两种酸分别涂在纸上变黑者是浓硫酸稀释法分别加入盛水的试管中放热者是浓硫酸吸水法分别滴到硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)上蓝色晶体变白者是浓硫酸方法操作结论钝化法常温下,取已去氧化膜的两块铝片(或铁片)分别放入盛有浓、稀硫酸的试管中有大量气泡冒出的是稀硫酸,无明显现象的是浓硫酸生雾法分别滴到浓盐酸中有白雾产生的是浓硫酸方法操作结论黏度法分别用玻璃棒蘸取两种酸黏稠状的是浓硫酸密度法分别称量相同体积的两种酸质量大的是浓硫酸氧化法分别取两支试管,加入铜片后再分别加入两种酸,加热溶液变蓝,有刺激性气味气体产生的是浓硫酸【思考·讨论】(1)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反应?为什么?提示:不能。Cu是不活泼金属,只能与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,当过量Cu与一定量浓硫酸反应时,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度时,浓硫酸变为稀硫酸,反应自动停止,硫酸不可能全部参加反应。(2)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应,生成气体的成分有哪些?提示:锌首先与浓硫酸发生反应:Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸的浓度减小,锌还会与稀硫酸进一步反应,Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑,故生成的气体为SO2和H2的混合气体。【案例示范】【典例】(2019·衡水高一检测)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:(1)装置A中发生反应的化学方程式为___________。(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体是________,其作用是______________________。(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是_____________。B中应放置的液体是(填字母)________。a.水b.酸性KMnO4溶液c.浓溴水d.饱和NaHSO3溶液【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)明确浓硫酸的强氧化性。(2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。【解析】(1)Cu可与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)因为SO2是污染性气体,不能排入大气中,故D中试管口放置的棉花中应浸有碱性溶液,吸收剩余的SO2,防止污染空气。(3)余热使反应继续进行时,生成的多余气体可贮存于B,压强增大使液体进入长颈漏斗,为减少SO2的溶解,B内应为饱和NaHSO3溶液。△====答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)碱液(其他合理答案均可)吸收多余的二氧化硫,防止污染空气(3)B装置瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升d△====【母题追问】(1)金属锌能否用来验证反应结束后的烧瓶中剩余的硫酸?对于用量有没有要求?提示:能。应加入过量的锌,因金属锌能够与稀硫酸反应放出氢气,同时也能与硫酸铜反应,故应该加入过量的锌。(2)第(4)问①中加入硫酸铁能否使铜片完全溶解?提示:能。三价铁离子具有氧化性,铜片能与硫酸铁反应而使铜片溶解。【方法规律】浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律(1)反应要加热,否则不反应。(2)还原产物一般是SO2,一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。(3)浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。(4)浓硫酸与不活泼金属反应时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。【迁移·应用】1.(2019·株洲高一检测)浓硫酸在使下列物质的转化中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是()A.Cu→CuSO4B.C→CO2C.蔗糖→“黑面包”D.Fe2O3→Fe2(SO4)3【解析】选A。浓硫酸在反应中表现出酸性时硫元素的化合价不变,硫元素仍以形式存在;浓硫酸表现出氧化性时硫元素的化合价降低。由以上反应可知,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素的化合价降低,表现氧化性;Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素的化合价不变,表现酸性;蔗糖→“黑面包”时24SO浓硫酸表现脱水性,同时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,又表现氧化性;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,有一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸在A反应中既表现了酸性,又表现了氧化性。2.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()世纪金榜导学号A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量B.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.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色【解析】选D。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触与分离,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2与NaOH溶液反应,③中选用NaOH溶液吸收SO2,防止污染空气,C项正确;铜与浓硫酸反应后①中溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成,无需向其中加水,D项错误。【补偿训练】1.(2019·济宁高一检测)下列叙述正确的是()A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥H2、O2、NH3等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B.浓硫酸与C的反应中,浓硫酸只表现强氧化性C.把足量铜粉投入含2molH2SO4的浓硫酸中,得到的气体体积标准状况下为22.4LD.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为铁、铝不与浓硫酸反应【解析】选B。浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH3),A错误;浓硫酸与S、C等非金属单质反应时,由于没有盐生成,故只表现强氧化性,B正确;Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度逐渐降低,当降到一定程度变为稀硫酸时,反应自行停止,故产生的SO2不足22.4L,C错误;利用浓硫酸的强氧化性而使Fe、Al钝化,可以用铁、铝容器来盛放浓硫酸,钝化属于化学变化,D错误。2.加热条件下浓硫酸能将木炭粉氧化成CO2,本身被还原成SO2。试用如图所示的装置设计一个实验,来验证上述反应所产生的各种产物。(1)这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号):________→________→________→________。(2)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是______________,B瓶溶液的作用是____________________