5.1.3硫酸和不同价态含硫物质的转化（原卷版）

第一节硫及其化合物（3）硫酸和不同价态含硫物质的转化【学习目标】1、掌握稀硫酸具有酸的通性，浓硫酸的大三特性，会辨析浓硫酸的吸水性和脱水性2、掌握硫酸根离子的检验方法3、根据硫元素的不同价态，理解硫及其化合物的相互转化，熟悉常见的化学方程式一、硫酸硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类，故素有“化学工业之母”之称，硫酸的消费量被视为一个国家工业发展水平的标志。1、硫酸的工业制法工业制硫酸的制备装置、原理示意图上述流程涉及的化学方程式2、硫酸的物理性质纯净的硫酸是无色、黏稠、挥发的油状液体；硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84g·cm－3；硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；浓硫酸的稀释方法是：。3、稀硫酸——具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中发生电离的化学方程式为：，因此，硫酸具备酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与、、及某些盐反应(1)与酸碱指示剂发生显色反应：遇紫色石蕊变，遇酚酞不变色(2)与活泼金属反应产生氢气：。(3)与碱性氧化物反应生成盐和水：。(4)与碱发生中和反应：。(5)与某些盐反应生成新盐和新酸：。4、浓硫酸的特性（浓硫酸几乎不电离，主要以H2SO4分子形式存在）(1)吸水性：浓H2SO4能吸收物质(气体、结晶水合物)中湿存的水分，利用此性质可用浓H2SO4作，干燥一些不与浓硫酸反应的气体(中性或酸性气体且无还原性的气体)①能干燥的气体：H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等②不能干燥的气体：碱性气体(等)；还原性气体(如等)实验过程实验现象实验结论浓硫酸具有。(2)脱水性：浓硫酸能将组成有机物的H、O元素按原子个数比2：1以“H2O”的形式脱去的性质实验过程实验现象实验结论(3)强氧化性①与金属铜的反应：。实验过程在带有导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里，观察溶液的颜色实验装置实验现象①a试管中铜丝表面；b试管中的溶液；c试管中的。②将a试管里的溶液慢慢倒入水中，。实验结论Cu与浓硫酸反应的化学方程式为：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c．Cu与浓硫酸的反应中，浓H2SO4的作用：。②与其他金属反应的规律a．除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用，在这些氧化还原反应中，浓H2SO4还原产物为。b．与铁、铝的反应：常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化(化学变化)，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。加热时，浓硫酸能与铁反应浓硫酸与铁共热：c．与活泼金属反应：与活泼金属(Zn)反应，开始产生，硫酸浓度变稀后，生成的气体为。d．与不活泼金属反应：随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就。如：1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2的物质的量1mol③与非金属的反应——反应需要加热，否则不反应a．与木炭反应：。b．与硫的反应：。思考：如何检验木炭与浓硫酸反应的全部产物？请认真理解课后作业12题。④与具有还原性的化合物反应，与H2S、HI、HBr等物质反应【微点拨】①浓硫酸在与金属的反应中既表现又表现，而浓硫酸在与非金属的反应中只表现。②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。③常温下与活泼金属反应既表现又表现，生成硫酸盐和，硫酸变稀后，生成的气体为。④加热与不活泼金属反应时，即使金属过量也不能使H2SO4完全反应，也不会产生H2⑤与不活泼金属和非金属反应时，反应需要加热，否则不反应二、SOeq\o\al(2－,4)与SOeq\o\al(2－,3)检验1、SOeq\o\al(2－,4)的检验(干扰离子可能有：CO32、SO32、SiO32、Ag＋、PO43－等)实验操作实验现象离子方程式加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀不溶解加入BaCl2生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀溶解，生成无色无味气体(1)操作方法：被检液eq\o(→,\s\up9(加足量稀盐酸酸化))无明显现象(若有沉淀，静置后取上层清液)eq\o(→,\s\up9(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀(若有白色沉淀产生，则说明待检验溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)；若无白色沉淀产生，则说明待检验溶液中不含SOeq\o\al(2－,4))【微点拨】①先加稀盐酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生②可能发生反应的离子方程式有、、、。(2)答题模板：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SO42―2、SOeq\o\al(2－,3)的检验：被检液沉淀气体品红溶液褪色，说明含SOeq\o\al(2－,3)(1)原理：SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O；SOeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=BaSO3↓；CaSO3＋2H＋=Ca2＋＋SO2↑＋H2O(2)操作方法：取少量溶液于试管中，加入CaCl2溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，将产生的气体通入品红溶液，红色褪去，则含有SOeq\o\al(2－,3)三、不同价态含硫物质的转化1、常见重要化合物名称及化学式名称化学式名称化学式石膏黄铁矿熟石膏黄铜矿胆矾芒硝2、常见的硫酸盐及其应用(1)石膏(化学式为)，加热失水变为熟石膏(化学式为)，应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带，工业上还用于调节水泥的硬化速率。(2)硫酸钡又称“重晶石”或“”，用于生产其他钡盐的原料或消化系统X射线检查的内服药剂(3)硫酸铜为白色粉末，CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为)，又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验的存在。胆矾和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液3、硫及其化合物的转化关系SO2、SO3是酸性氧化物，H2SO3、H2SO4是酸，物质的类别可以帮助我们理解它们的性质。相同价态的不同含硫化合物间是通过规律联系在一起的如：SO2eq\o(,\s\up11(H2O),\s\do4(△))H2SO3eq\o(,\s\up11(NaOH溶液),\s\do4(稀H2SO4))NaHSO3eq\o(,\s\up11(NaOH溶液),\s\do4(稀H2SO4))Na2SO34、不同价态硫元素之间的相互转化不同价态硫元素之间的相互转化主要通过实现。上述转化中，从左到右，硫元素化合价升高，需加入。从右到左，硫元素化合价降低，需加入。5、相同价态硫元素之间的转化左图两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化，从左到右的转化，加入可以实现；从右到左的转化，加入可以实现6、相邻价态的微粒不发生氧化还原反应，如：S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应7、含硫物质的连续氧化硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))【对点训练1】1、下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是()A．浓硫酸可作氯气的干燥剂B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末D．浓硫酸与铜反应制取二氧化硫2、实验室常用下图装置进行铜与浓硫酸反应的实验。下列有关实验现象的描述或试剂的选用错误的是()A．甲试管内溶液变为蓝色B．乙试管中品红溶液红色褪去C．棉花上喷入的溶液可能为氢氧化钠溶液D．棉花上喷入的溶液可能为饱和碳酸钠溶液3、如图是硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是()硫酸化学纯CP500mL品名：硫酸化学式：H2SO4相对分子质量：98密度：1.84g·cm－3质量分数：98%A．该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L－1B．该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49%C．50mL该H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为0.46molD．2.7gAl与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H23.36L【对点训练2】1、下列说法正确的是()A．浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红，然后褪色，最后变黑，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和吸水性B．样品eq\o(→,\s\up11(盐酸),\s\do4())无明显现象eq\o(→,\s\up11(氯化钡溶液),\s\do4())出现白色沉淀，说明样品中含SOeq\o\al(2－,4)C．常温下浓H2SO4能用铁制容器盛装，说明浓H2SO4与Fe不反应D．样品eq\o(→,\s\up11(盐酸),\s\do4())得到使澄清石灰水变浑浊的气体，说明样品中含SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)2、有一瓶Na2SO3溶液，可能已部分氧化，某学生进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，再加入过量稀硝酸，充分振荡后仍有白色沉淀，结论正确的是()A．Na2SO3溶液已部分氧化B．加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4C．加硝酸后的不溶沉淀一定为BaSO4D．此实验能确定Na2SO3溶液是否已部分氧化3、用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是()A．检验试液中的SOeq\o\al(2－,4)：试液eq\o(→,\s\up7(稀硝酸))无沉淀eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀B．检验试液中的SOeq\o\al(2－,4)：试液eq\o(→,\s\up7(足量稀盐酸))无沉淀eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀C．检验试液中的I－：试液eq\o(→,\s\up7(H2O2))深黄色溶液eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液))深黄色溶液D．检验试液中的COeq\o\al(2－,3)：试液eq\o(→,\s\up7(足量BaCl2))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(足量稀盐酸))沉淀溶解【对点训练3】1、硫黄在空气中燃烧生成气体甲；将甲溶于水得溶液乙；向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色，乙变为丙；在丙中加入硫化钠又生成气体丁；把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素，它们依次是()A．SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3D．SO2、H2SO3、H2S、H2SO4、Na2S2O32、已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X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，则下列有关说法正确的是()A．X能使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可以观察到有白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、催化剂课后作业一、单选题1．取三张蓝色石蕊试纸置于表面皿上，然后按顺序分别滴加稀盐酸，98%的硫酸和新制氯水，三张试纸最终呈现的颜色是A．白、红、白 B．红、黑、红 C．红、红、红 D．红、黑、白2．下列关于硫的化合物的说法正确的是A．在燃煤中加入石灰石可减少排放，发生的反应：B．把通入酸性高锰酸钾溶液中可验证的漂白性C．浓硫酸能使纸张变黑，这是因为纸张中的纤维素是碳水化合物，浓硫酸吸收了其中的水分，体现了吸水性D．具有较强的还原性，浓硫酸有强氧化性，所以不能用浓硫酸干燥3．区别浓和稀，既简单又可靠的方法是A．各取少许溶液分别放入铜片 B．分别与石蕊试液作用C．用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上 D．观察溶液的颜色4．下列有关实验现象的描述正确的是A．打开盛浓盐酸的瓶塞有白烟生成B．小木条蘸取浓硫酸后，小木条变黑C．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰D．稀硫酸能使紫色石蕊溶液变蓝5．蔗糖遇浓硫酸生成黑色物质，体积膨胀为疏松多孔状，体现浓硫酸的性质有A．脱水性 B．强氧化性C．吸水性 D．脱水性、强氧化性6．下列实验事实能得出相应结论的是选项实验事实实验结论A将打磨后的镁条放入盛有稀盐酸的试管中，用手触摸试管外壁感觉变热镁条与稀盐酸反应是放热反应B向某酸雨样品中加入Ba(OH)2溶液，有白色沉淀生成酸雨试样中一定含SOC将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气味的气体产生浓硫酸只有脱水性D将某气体通入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色该气体一定是SO2A．A B．B C．C D．D7．下列有关离子检验的结论正确的是A．向某溶液中加入适量溶液产生白色沉淀，说明溶液一定含有B．用洁净铂丝蘸取某溶液进行焰色试验时，透过蓝色钴玻璃看到紫色火焰，说明溶液中一定不含C．向某溶液中先加入足量盐酸无现象，再加适量溶液产生白色沉淀，说明含D．向某溶液中加入少量溶液，无明显现象，再加入少量氯水，溶液变血红色，说明溶液含8．下列实验与结论相匹配的是实验结论A向某溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，产生白色沉淀该溶液中一定有B向酸性溶液中滴加溶液，溶液紫色褪去氧化性：C向某溶液中滴加稀盐酸产生无色无味气体溶液中一定有D用溶液腐蚀铜电路板氧化性：A．A B．B C．C D．D9．仅用下列方法或试剂不能达到鉴别离子目的的是选项离子方法或试剂ANa+、K+焰色试验B、稀硝酸、氯化钡溶液CFe2+、Fe3+H2O2溶液、KSCN溶液D、稀盐酸A．A B．B C．C D．D11．关于硫及其化合物之间转化的离子反应方程式的书写不正确的是A．氢化物转化为酸式盐：B．酸式盐转化为正盐：C．氧化物被氧化成盐：D．弱酸转化为强酸：12．硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是A．a与c、d、e都有可能反应生成bB．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的酸性增强C．盐g与盐f之间也可能发生反应D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入Ba(NO3)2溶液中，无明显现象13．下列转化不能通过一步反应完成的是A． B．C． D．石灰石→生石灰→熟石灰14．部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列有关说法正确的是A．a在氧气中充分燃烧可转化为cB．图中既有氧化性又有还原性的物质只有bC．气体a、b均可用d的浓溶液干燥D．加热条件下，d的浓溶液与铜反应可生成b15．由单质到盐的转化关系，下列转化关系正确的是A．NaNa2ONaOHNa2CO3B．MgMgOMgCl2MgSO4C．CCOH2CO3CaCO3D．SSO3H2SO4Na2SO416．含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是A．a可能为正盐，也可能为酸式盐B．c为不溶于盐酸的白色沉淀C．反应①中氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶1D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀17．一定温度下，将甲和乙组成的混合气体通入过量的丙溶液中，可能没有沉淀产生的是选项ABCD甲气体乙气体丙溶液溶液溶液溶液溶液A．A B．B C．C D．D18．硫及其化合物的价类二维表如图所示，则下列说法错误的是A．将X与Y混合，可生成淡黄