专题4时 硫酸的制备和性质 硫和含硫化合物的相互转化

1、第2课时硫酸的制备和性质硫和含硫化合物的相互转化学习目标：1.了解硫酸的工业生产原理。2.掌握浓硫酸的性质及浓、稀硫酸的性质差异。(重难点)3.掌握硫及其含硫化合物之间的相互转化。(重点)自 主 预 习·探 新 知1硫酸的制备(1)古代制法：早在1 000多年前，我国就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制硫酸。(2)工业上用接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：根据上图回答下列问题：填写下列各进口或出口物质：A：含硫矿石(如FeS2)；B：炉渣；C：SO2和O2；D：尾气(SO2、O2)。四个“三”三步骤三原料三设备三反应

2、原理造气S或FeS2沸腾炉SO2SO2或4FeS211O28SO22Fe2O3接触氧化O2接触室2SO2O22SO3SO3吸收98.3%的浓硫酸吸收塔SO3H2O=H2SO42硫酸的性质和用途(1)物理性质纯硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体，稀释时放出大量热。(2)稀H2SO4的化学性质具有酸的通性，完成下列离子方程式：使紫色石蕊试液变红。与活泼金属反应(如Zn)Zn2H=H2Zn2。与碱性氧化物反应(如CuO)CuO2H=Cu2H2O。与碱反应(如NaOH)HOH=H2O。与某些盐反应(如BaCl2、Na2CO3)Ba2SO=BaSO4、2HCO=CO2H2O。(3)浓硫酸的特性吸水性：浓

3、硫酸具有很强的吸水性，可用作干燥剂。在一支洁净的大试管内加入少量CuSO4·5H2O粉末，再向试管中加入3 mL浓硫酸，此时试管内的现象是蓝色变成白色，体现了浓硫酸的吸水性。脱水性：浓硫酸按水的组成比，夺取某些有机物中的氢、氧原子形成H2O。教材中的蔗糖和浓硫酸的实验说明浓硫酸具有脱水性。(4)强氧化性：与不活泼金属Cu反应，其方程式为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，此反应中硫酸表现了强氧化性和酸性。常温下，浓H2SO4使铁、铝钝化，即金属表面形成一层致密的氧化膜。浓硫酸不仅能与金属反应，还能与部分非金属单质如碳等反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。浓H

4、2SO4氧化H2S、HI等。(5)常见硫酸盐及应用生石膏的化学式为CaSO4·2H2O，加热失水形成熟石膏2CaSO4·H2O。石膏可以调节水泥的凝结时间。硫酸钡的化学式为BaSO4，俗称重晶石，医用“钡餐”。硫酸钠晶体的化学式为Na2SO4·10H2O，俗称芒硝，医用缓泻剂。3硫的存在与性质(1)存在游离态：主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。化合态：主要存在于金属矿石中。(2)硫的性质物理性质俗名色态溶解性硫黄黄色晶体不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2化学性质a还原性：与O2反应：SO2SO2，空气中燃烧火焰为淡蓝色。b氧化性：与Fe反应：FeSFeS。与C

5、u反应：2CuSCu2S。与Hg反应：HgS=HgS，用于处理不慎洒落的液态汞。提醒：S的氧化性较弱，与变价金属Fe、Cu反应分别生成低价化合物。4硫及其化合物的常见转化(1)常见转化关系(2)写出下列反应方程式亚硫酸空气中被氧化2H2SO3O2=2H2SO4。工业上或实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫：Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O。长期暴露在空气中的亚硫酸钠会被空气中的氧气氧化成硫酸钠：2Na2SO3O2=2Na2SO4。实验室常用过量氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气，生成亚硫酸钠：2NaOHSO2=Na2SO3H2O。(3)转化规律含硫物质多种多样，在一定条件下

6、可相互转化。通过氧化还原反应可实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化；通过非氧化还原反应可实现含有相同价态硫元素的不同物质间的转化。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)(1)硫矿石生成硫酸可经过三大步即造气、氧化、吸收。()(2)H2SO4的电离方程式为H2SO42HSO。()(3)浓H2SO4遇到蓝色石蕊试纸先变红最后变成白色。()(4)浓H2SO4常温下可用铁制器皿盛装，说明浓H2SO4与Fe不反应。()(5)S与Fe反应生成Fe2S3。()(6)Na2SO3具有氧化性，在空气中被氧化为Na2SO4。()【答案】(1)(2)×(3)(4)×(5)

7、×(6)×2下列变化过程利用了硫酸的什么性质，请在空白处写出：(1)铜与浓硫酸加热反应制取SO2：_。(2)锌与稀硫酸反应制取氢气：_。(3)用浓硫酸干燥CO2：_。(4)硫酸铜晶体滴加浓硫酸后变白：_。(5)浓H2SO4使蔗糖变黑_。(6)浓H2SO4使Fe、Al钝化_。【答案】(1)强氧化性和酸性(2)酸性(3)吸水性(4)吸水性(5)脱水性(6)强氧化性合 作 探 究·攻 重 难浓H2SO4的特性吸水性、脱水性、强氧化性思考交流(1)向少量胆矾中加入少量浓H2SO4，搅拌，有什么现象？浓H2SO4表现什么性？【提示】蓝色晶体变成白色粉末，吸水性。(2)将一定

8、量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸，用玻璃棒不断搅拌，观察到的现象是_，发生反应的化学方程式是_。【提示】白色蔗糖变黑，体积膨胀，产生大量白雾，且有刺激性气味的气体产生C12H22O1112C11H2O，C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(3)实验：将一小块铜片放入试管中，然后加入2 mL浓H2SO4，用图示实验装置进行实验，观察实验现象。实验现象：_。实验结论：铜与浓H2SO4在加热时能发生反应，生成SO2和CuSO4。反应的化学方程式为_。在该反应中，氧化剂为_，还原剂为_，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。浓硫酸在反应中既体现出_又体现出_。蘸有少量碱液可能是_，作用是_。【提示】

9、常温下，无明显现象，加热后，铜与浓硫酸反应，有气体生成，产生的气体能使品红溶液褪色或使紫色石蕊溶液变红，反应后被稀释的溶液呈蓝色Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O浓H2SO4Cu11强氧化性酸性NaOH溶液吸收尾气SO2，防止污染空气浓硫酸的三大特性1吸水性干燥剂(不能干燥碱性气体，如NH3；也不能干燥还原性气体，如HI、H2S等)。2脱水性使某些有机物品(蔗糖、纸张、木材)中氢、氧按水的组成比脱去而变黑。可用作脱水剂。3强氧化性(1)Fe、Al的钝化(常温)。(2)与氢之前的活泼金属反应(如Zn Mg)：规律：浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；浓硫酸一旦变稀，就发生：ZnH2SO4

10、=ZnSO4H2。(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应：规律：反应需加热，否则不反应；氧化产物是硫酸盐，金属显高价，还原产物为SO2；浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就会停止。(4)与非金属反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。规律：反应要加热，否则不反应；氧化产物是含氧酸或非金属氧化物，还原产物为SO2；浓硫酸只表现氧化性；随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止；不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。对点训练1对下列事实的解释正确的是()A二氧化硫气体能用浓硫酸干燥，是因为二氧化硫无还原性B

11、医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸C向50 mL 18 mol·L1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 molD常温下，浓H2SO4可以用铝制容器贮存，说明铝与浓H2SO4不反应BA项，SO2有还原性，但浓H2SO4不能氧化SO2；C项，反应时浓H2SO4变为稀H2SO4时，稀H2SO4不能再被Cu还原，被还原H2SO4小于0.45 mol；D项，铝与浓H2SO4钝化，不是不反应。2浓硫酸具有A.酸性，B.强氧化性，C.高沸点、低挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？

12、请将答案的字母分别填入括号中。(1)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体 ()(2)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸 ()(3)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末 ()(4)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体 ()(5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑 ()(6)浓H2SO4在纸上写字变黑()(7)浓H2SO4与Cu在加热时反应生成SO2()(8)浓H2SO4与C共热反应生成SO2()【答案】(1)E(2)B(3)E(4)B(5)A、D(6)D(7)A、B(8)B硫及其化合物的相互转化硫及其化合物的转化关系(1)说明：S有弱氧化性，与变价金属Cu、Fe反应时，

13、生成Cu、Fe的低价硫化物(Cu2S、FeS)。(2)浓H2SO4不能氧化SO2或H2SO3因为6价与4价之间无中间价。(3)亚硫酸盐和亚硫酸具有强还原性，在空气中易被氧化为硫酸盐和硫酸。对点训练3能实现下列物质间直接转化的元素是()单质氧化物酸或碱盐A硅B硫C铜D铁BS与O2生成SO2，再与H2O生成H2SO3，可以与NaOH生成Na2SO3，B项正确。4在通常情况下，A是固体单质。根据下图的转化关系，回答有关问题： 【导学号：90512103】(1)写出下列化学式：A_、C_、E_。(2)写出指定反应的化学方程式：BC：_；CD：_；EC：_。【解析】从转化关系图来分析：E是某氧化物的水化

14、物，是一种含氧酸，含氧酸与金属铜发生化学反应的只有浓硫酸和硝酸，而与硝酸对应的单质A是N2，常温下是气体，故E是硫酸，再逆推回去，本题便迎刃而解。【答案】(1)SSO2H2SO4(2)2H2S3O22SO22H2O2SO2O22SO3Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O当 堂 达 标·固 双 基1下列化合物不能由单质之间直接化合得到的是()AFeSBCu2SCFeCl2DFeCl3CFe与S，Cu与S，在加热条件下可以直接化合，分别生成FeS和Cu2S。铁丝能在Cl2中燃烧生成FeCl3。2在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是()A硫铁矿燃

15、烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B从沸腾炉出来的气体只有SO2CSO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3DSO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全D将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧。从沸腾炉出来的气体除SO3外，还有SO2、O2、N2等。SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3。SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分。3下列反应中，浓H2SO4只表

16、现强氧化性的是()A2NaCl(固)H2SO4(浓)= Na2SO42HClBC2H2SO4(浓)CO22SO22H2OCCu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD2FeO4H2SO4(浓)Fe2(SO4)3SO24H2OBA项，反应为非氧化还原反应；C、D项，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性。4下列叙述正确的是 ()A浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B浓硫酸与单质硫反应的化学方程式：S2H2SO4(浓)3SO22H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性C把足量铜粉投入到含H2SO4 2 mol的浓硫酸中，得到气体体积在标准状况下为22.4 L D常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化DA项，NH3为碱性气体，可被浓H2SO4吸收；B项，H2SO4只表现强氧化性；C项，标况下生成的SO2体积小于22.4 L。5工业制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉