硫酸　硫酸根离子的检验 高一下化学人教版（2019）必修第二册

第2课时硫酸硫酸根离子的检验核心微网络新课程标准1.结合工业生产实际，了解硫酸的工业制备原理；2．学会并理解硫酸的性质及浓硫酸的特性；3．通过实验学会硫酸根离子的检验方法。素养新要求1.从硫元素化合价角度认识浓硫酸的强氧化性；2．设计探究实验认识浓硫酸与炭的反应，并能验证产物；3．通过铜与浓硫酸的实验探究认识浓硫酸的特性，掌握浓硫酸反应规律。学业基础核心素养学考评价学业基础一、硫酸1．硫酸的用途与工业制备(1)用途：①重要的化工原料，可用于制____________、炸药、染料、盐类等。②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。化肥、农药(2)工业制备：①三种原料：________________、__________、_____________。②三个阶段(写出下列阶段的化学方程式)a．二氧化硫的制取和净化：_________________________________。b．SO2氧化成SO3：_____________________________________。c．三氧化硫的吸收和硫酸的生成：__________________________。黄铁矿SO2SO3硫黄或黄铁矿(FeS2)空气98.3%的浓硫酸SO3＋H2O===H2SO42．硫酸的物理性质浓硫酸是一种____________的液体，溶于水时放出大量的热。稀释浓硫酸时应将________沿器壁慢慢注入________中，并不断________。无色黏稠、油状浓硫酸水搅拌3．稀硫酸的化学性质稀硫酸——具有酸的通性(1)电离方程式为H2SO4===____________。(2)稀硫酸的通性

【学而思】1.思考：为什么用98.3%的浓硫酸吸收SO3？能否直接用水吸收？

2．质疑：接触法制备硫酸过程中，反应4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2中生成8molSO2转移电子数为多少？提示：SO3能强烈吸水，在空气中发“烟”，与水剧烈反应生成H2SO4，同时放出大量热，形成酸雾。用98.3%的浓硫酸吸收SO3，不会出现酸雾，吸收SO3更充分。提示：FeS2中S的化合价为－1，Fe的化合价为＋2，生成8molSO2转移电子数为44NA。4.浓硫酸的特性（1）吸水性：浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子，故常用做

。（2）脱水性：浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按

脱去，留下黑色的炭。实验操作实验现象蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的碳，并发出有

气味的气体实验结论浓硫酸具有

.

干燥剂水的组成比刺激性脱水性（3）强氧化性①与金属的反应：除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用，如与铜反应。——【实验5－3】实验操作实验说明a.通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止b.浸有碱液的棉花团可以吸收多余的SO2，以防止污染环境实验现象a.试管中铜丝表面

b.试管中的品红溶液逐渐变为

c.试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为

将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为

实验结论Cu与浓硫酸反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O②常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化，故可用铁槽车运输浓H2SO4。③与非金属反应加热时，浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。【应用尝试】浓硫酸具有A.强酸性，B.强氧化性，C.高沸点、难挥发性，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？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）胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末。（）（3）不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体。（）（4）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑。（）EEBAD【学而思】1.思考：浓硫酸具有吸水性，常用作干燥剂，结合以下反应，说明浓硫酸不能干燥哪些物质？（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4（2）H2S＋H2SO4（浓）===S↓＋SO2↑＋2H2O

提示：不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。2．质疑：铁罐车或铝槽车为什么可以运输冷的浓硫酸？提示：常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属。3．探索：足量的金属与浓H2SO4反应（1）写出足量的Zn与浓H2SO4反应的化学方程式：_________________________________________________、_________________________________________________。[追问]足量的Zn与浓H2SO4反应生成1mol气体时消耗的Zn的物质的量为多少？转移电子数为多少？

（2）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？Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2OZn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑提示：根据反应方程式可知不管生成的是单一气体还是混合气体，生成1mol气体时消耗的Zn的物质的量均为1mol；转移电子数为2NA。提示：不能。Cu是不活泼金属，加热条件下只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应。过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，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后，浓硫酸变为稀硫酸，反应自动停止，H2SO4不能全部反应。

实验操作实验现象实验结论先

，加入稀盐酸后

.

先

，加入稀盐酸后

.

生成白色沉淀沉淀不溶解生成白色沉淀沉淀不溶解白色沉淀先

，加入稀盐酸后

.生成白色沉淀沉淀溶解，且有气泡产生

2．粗盐的提纯（1）除去粗盐中不溶性杂质——过滤（2）除去粗盐中可溶性杂质①原理：②加试剂的先后顺序原则：Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后；加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为BaCl2溶液―→NaOH溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸；NaOH溶液―→BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→盐酸；BaCl2溶液―→Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→盐酸。

不能；溶液中存在Ag＋时也会产生白色沉淀。

[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。（1）浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性。（）（2）常温下将铜片放入浓硫酸中，无明显变化，说明铜在浓硫酸中发生“钝化”。（）（3）浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓H2SO4不能干燥SO2。（）（4）浓H2SO4具有吸水性，所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S等气体。（）（5）浓硫酸使蓝矾（CuSO4·5H2O）变成白色粉末，体现了浓硫酸的强氧化性。（）（6）1L18.4mol·L－1浓硫酸与足量铜反应，生成9.2mol二氧化硫气体。（）××××××2．向盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。下列叙述不属于导致产生该现象的原因的是（）A．浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸具有吸水性C．盐酸具有挥发性D．气态溶质的溶解度随温度升高而降低答案：A3．用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是（）A．分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸C.把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸D．将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸解析：硫酸浓度越大密度越大，故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大于稀硫酸，A项正确。浓硫酸是黏稠的液体，流动性不如稀硫酸，B项正确。浓硫酸具有吸水性，能吸收结晶水合物中的结晶水，故胆矾投入浓硫酸会变为白色粉末，投入稀硫酸中胆矾晶体溶解，C项正确。常温下浓硫酸使铝片钝化无气体放出，铝片投入稀硫酸中有气体(氢气)放出，D项错误。答案：D4．下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是（）A．制取SO2

B．验证漂白性C．收集SO2

D．尾气处理解析：A错，铜和稀硫酸不反应。B对，二氧化硫可使品红溶液褪色，可验证二氧化硫的漂白性。C错，二氧化硫密度比空气大，用向上排空气法收集时，导气管应“长进短出”。D错，二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，不可用于尾气吸收。答案：B5．硫酸是一种重要的化工原料，下列关于硫酸的说法不正确的是（）A．硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等B．硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行D．反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸

解析：硫酸可用于生产化肥，如硫酸铵，生产农药，如制备硫酸铜来配制波尔多液，生产炸药，如做制备TNT的催化剂，A项正确；硫黄或黄铁矿和氧气焙烧产生二氧化硫、二氧化硫和氧气反应产生三氧化硫、三氧化硫溶于水得硫酸，因此可以用硫黄或黄铁矿作为原料制取硫酸，B项正确；工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应在400～500℃、V2O5作催化剂的条件下进行，C项正确；三氧化硫极易溶于水，溶于水易形成酸雾，因此工业生产中用98.3%的浓硫酸来吸收SO3，D项错误。答案：D核心素养目标1浓硫酸的三大特性例1.某学习小组在鉴别浓硫酸和稀硫酸时，设计了如下方案：

操作结论甲投入火柴梗变黑者为浓硫酸乙加入金属铝片产生刺激性气味气体者为浓硫酸丙分别加入到盛水的试管中放出大量热者为浓硫酸丁用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的试剂瓶瓶口冒白烟者为浓硫酸戊加到CuSO4·5H2O晶体中变白者为浓硫酸（1）其中可行的是

（填序号）。（2）其中稍作改进就能成为可行方案的是

，改进方法是____________________________________________________。（3）完全错误的是

，因为__________________________________________。甲、丙、戊乙增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸)丁硫酸是高沸点酸，没有挥发性解析：(1)甲、丙、戊分别利用浓硫酸的脱水性、溶解时放出大量的热、吸水性设计，方案可行。(2)乙中常温下铝遇浓硫酸使铝钝化，加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。(3)丁错误，挥发性酸遇浓氨水才能产生白烟，浓硫酸不属于挥发性酸。状元随笔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。由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。[提升1]

[2022·广东卷]若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图（a～d均为浸有相应试液的棉花）所示的探究实验，下列分析正确的是（）A.Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成解析：铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误。答案：B状元随笔硫酸铜（CuSO4）是白色的粉末，结合水后会变成蓝色晶体，俗称胆矾（CuSO4·5H2O）。硫酸铜的这一性质可以用来检验酒精中是否含少量水。胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。关键能力浓硫酸强氧化性的表现1．与金属的反应（1）Fe、Al的钝化常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。（2）与氢之前的活泼金属反应Zn＋2H2SO4（浓）===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O规律：①浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；②浓硫酸一旦变稀，就发生：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。（3）与氢之后的不活泼金属（除Au、Pt外）反应Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O规律：①反应需加热，否则不反应；②氧化产物是硫酸盐，金属显高价，还原产物为SO2；③浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；④随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就会停止。2．与非金属反应C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。3．与还原性化合物的反应常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。

答案：C

状元随笔物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”（1）三个必须：①除杂试剂必须稍过量。②过量试剂必须除尽，且容易除去。③除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。（2）四个原则：[提升2]为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三种试剂，按下图步骤操作：（1）写出三种试剂的化学式：A

，B

，C

。Ba(OH)2K2CO3

HCl（2）①加入过量A的目的是__________________，有关化学方程式为__________________________________。②加入过量B的目的是_________________，有关化学方程式为____________________________。③加热煮沸的目的是________________。（3）操作Ⅰ是

，操作Ⅱ是

。

MgCl2＋Ba(OH)2===BaCl2＋Mg(OH)2↓，MgSO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓除尽过量Ba2＋Ba(OH)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KOH，BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl使HCl挥发过滤蒸发

关键能力除去粗盐中杂质的过程杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐BaCl2MgCl2NaOHMg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓CaCl2Na2CO3过量BaCl2过量NaOH过滤之后加入过量稀盐酸H＋＋OH－===H2O过量Na2CO3

学考评价1．可以鉴别稀硫酸和浓硫酸的简单方法是（）A．加酚酞试液B．与铜片反应C．加BaCl2溶液和硝酸D．用玻璃棒各蘸一点滴在纸上答案：D2．关于浓H2SO4与Cu反应叙述正确的是（）A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性B．此反应属于复分解反应C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性D．每1mol铜参加反应就有2mol浓H2SO4被还原，同时生成2molSO2答案：C3．已知X为一种常见的酸，X的浓溶液能使蔗糖变黑。A与X的浓溶液反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物已略去，下列说法正确的是（）A．X的浓溶液使蔗糖变黑主要体现了X的浓溶液的吸水性B．若A为铁，则足量A与X的浓溶液在常温下即可完全反应C.若A为碳单质，则将C通入少量澄清石灰水中，一定能观察到白色沉淀D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应答案：D解析：X为一种常见的酸，X的浓溶液能使蔗糖变黑，则X为H2SO4，从而得出B为SO2，D为SO3。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性，A项错误；若A为铁，则常温下铁在浓硫酸中发生钝化，B项错误；若A为碳单质，则C为CO2，将CO2通入少量澄清石灰水中生成Ca(HCO3)2，在反应过程中，很难观察到白色沉淀，C项错误；SO2转化为SO3的反应是工业制H2SO4过程中重要的反应，D项正确。4．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是（）A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念答案：C解析：读题干三种途径，不正确抽信息A项，(浓)HNO3强氧化性B项，增大O2浓度降低成本C项，1molS转移6mole－D项，绿色化学注意点硫元素的价态变化细分析途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1