高中 化学 必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素《第一节 第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验》课件

第2课时硫酸和硫酸根离子的检验

第五章第一节硫及其化合物1．了解硫酸的工业制法及常见的硫酸盐。2．通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离子的检验方法。学习目标任务一硫酸1任务二SO的检验粗盐提纯2随堂达标演练3内容索引课时测评4任务一硫酸新知构建1．硫酸的工业制法(1)流程(2)原理①制气：燃烧硫黄：_______________；煅烧黄铁矿：

______________________________。②氧化：_____________________。③吸收：_____________________。SO3＋H2O===H2SO4特别提醒工业制备硫酸工艺中常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，因为SO3与H2O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO3的吸收。

2．浓硫酸的物理性质(1)纯净的硫酸是无色黏稠状液体，密度比水大，能与水以

混合，沸点高，难挥发。(2)浓硫酸的稀释操作：将

沿烧杯内壁缓缓注入盛有

的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌。任意比浓硫酸水3．浓硫酸的特性(1)脱水性浓硫酸能将有机化合物中的氢、氧元素按水的元素组成质量比脱去，使有机物

。如向蔗糖中加入浓硫酸时，操作如下：实验现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色固体，放出有刺激性气味的气体。炭化交流研讨1向蔗糖中加入浓硫酸：①蔗糖(C12H22O11)变黑说明有

生成，体现了浓硫酸的

性；②体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有

产生，刺激性气味的气体可能是

，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的

性。碳脱水气体

SO2

强氧化(2)吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。特别提醒浓H2SO4能干燥H2、N2、O2、CO等中性气体和Cl2、SO2、CO2等气体；不可干燥NH3等碱性气体和H2S、HI、HBr等还原性气体。

(3)强氧化性实验操作实验现象a试管中铜丝表面变黑，有气泡产生；b试管中的溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液变为红色；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色实验结论Cu＋2H2SO4(浓)

CuSO4＋SO2↑＋2H2O【实验探究】(1)铜和浓硫酸反应时，浓硫酸表现了什么性质？过量的铜和浓硫酸反应时，硫酸能完全反应吗？为什么？提示：强氧化性和酸性；随着反应的进行，硫酸浓度降低，稀硫酸和铜不反应，因此硫酸不能完全反应。(2)试预测用过量的锌代替铜与浓硫酸反应，生成的气体是什么？请写出相关反应的化学方程式。提示：生成SO2和H2的混合气体；Zn＋2H2SO4(浓)

ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑。交流研讨24．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。5．几种常见的硫酸盐硫酸盐主要性质主要应用硫酸钙制作模型和医疗用的石膏绷带，调节水泥的硬化速率硫酸铜检验水的存在，与石灰乳混合制备波尔多液硫酸钡又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”典例应用1．下列说法中正确的是A．浓硫酸稀释时，应将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌B．浓硫酸不分解，不挥发，所以可以敞口放置于空气中C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性D．可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸、浓硝酸√A．浓硫酸稀释的正确方法为将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，故A错误；B．浓硫酸具有吸水性，所以放置浓硫酸应密封保存，故B错误；C．硫酸中氢、硫元素都处于最高价态，所以浓硫酸、稀硫酸都具有氧化性，故C错误；D．浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，常温下能够使铁、铝钝化生成致密的氧化膜，所以可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸、浓硝酸，故D正确；故答案选D。2.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。①强酸性②强氧化性③高沸点、难挥发性④脱水性⑤吸水性(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体

。(2)用磷矿物(主要成分是磷酸钙)和硫酸反应制磷酸

。(3)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸

。(4)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末

。(5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑

。返回③①②

⑤①④任务二SO的检验粗盐提纯新知构建1．实验探究：SO的检验实验操作实验现象生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生实验结论生成不溶于酸的__________，离子方程式：______________________生成的白色沉淀(BaCO3)可溶于稀盐酸白色沉淀白色交流研讨1在SO的检验操作中，滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序能否颠倒？提示：不能。若滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序颠倒，排除不了Ag＋的干扰。3．粗盐提纯若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐______________________________________CaCl2_______________________________________MgCl2_______________________________________氯化钡溶液碳酸钠溶液烧碱溶液Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓交流研讨2除杂过程中为了将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去，粗盐除去杂质离子(SO、Ca2+、Mg2+)可设计哪些方案？提示：归纳总结除去粗盐中可溶性杂质的思维流程典例应用1．“粗盐提纯”实验中不需要使用的仪器是A．分液漏斗 B．蒸发皿C．玻璃棒 D．烧杯√“粗盐提纯”实验中需要溶解、过滤、蒸发结晶操作，需要仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、酒精灯、蒸发皿，不需要分液漏斗，故选A。√3．依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：(1)B的化学式为

。(2)加入过量A的目的是__________________________。(3)加入过量B的目的是___________________。(4)加热煮沸的目的是______________________。(5)操作Ⅰ的名称是______，用到的玻璃仪器有_____________________。K2CO3

除尽镁离子和硫酸根离子除尽过量的钡离子使氯化氢挥发逸出过滤

烧杯、漏斗、玻璃棒返回随堂达标演练1．判断正误。(1)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性()(2)在常温下，浓硫酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓硫酸与Fe和Al都不反应()(3)蔗糖的“黑面包”实验中，主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性()(4)100mL18.0mol·L-1的浓硫酸和足量铜反应生成的SO2分子数目为0.9NA()××√×2．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是①炽热的木炭②H2S气体③Cu(加热条件下)

④FeO

⑤NH3

⑥蔗糖⑦CuSO4·5H2O

⑧铁、铝(常温下)A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．⑥⑦√浓硫酸与炽热的木炭、H2S反应及Fe、Al(常温下)遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现的是浓硫酸的脱水性；浓硫酸与CuSO4·5H2O反应，表现的是浓硫酸的吸水性。3．粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO等杂质)提纯实验中，所选仪器与实验操作不相符的是①研钵②玻璃棒③烧瓶④胶头滴管⑤坩埚⑥漏斗⑦烧杯⑧蒸发皿⑨酒精灯⑩试管A．粗盐研磨溶解：①②⑦B．去除杂质离子：④⑦⑩C．过滤：②⑥⑦D．蒸发结晶：②⑤⑨√A．粗盐研磨时需要在研钵中进行，溶解时需要在烧杯中进行，用玻璃棒搅拌，即需要的仪器组合为①②⑦，故不选A；B．去除杂质离子需要的仪器有试管、胶头滴管、烧杯，即需要的仪器组合为④⑦⑩，故不选B；C．过滤时需要的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，即需要的仪器组合为②⑥⑦，故不选C；D．蒸发结晶需要的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒，即需要的仪器组合为②⑧⑨，不使用坩埚，故选D。4．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．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CuSO4生成，向①中加水，观察溶液的颜色√因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。回答以下问题：(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲

、乙

(填“严谨”或“不严谨”)，并说明理由：______________________________________________。不严谨不严谨甲没有排除Ag＋的干扰，乙没有排除SO的干扰(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案：_____________________________________________________________________________________________________________________________。检验SO的正确实验操作是先向待检液中加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，看是否有不溶于稀盐酸的白色沉淀产生，从而做出相应判断。返回课时测评题点一硫酸的性质1．下列不属于浓硫酸性质的是A．挥发性 B．吸水性C．脱水性 D．强氧化性√浓硫酸具有三大特性，分别为吸水性、脱水性和强氧化性，硫酸难挥发，属于难挥发性酸，A项不属于浓硫酸的性质。2．浓硫酸是实验室必备的重要试剂，下列有关它的说法错误的是A．具有强腐蚀性

B．能使蔗糖变黑C．能用于干燥氨气

D．加热时能与铜发生反应√A．浓硫酸具有酸性、脱水性和强氧化性，所以具有强腐蚀性，故A正确；B．浓硫酸能使蔗糖中H、O元素以2∶1的组成比脱去而体现脱水性，从而使蔗糖变黑，故B正确；C．浓硫酸具有酸性，能和氨气反应生成硫酸铵，所以不能干燥氨气，故C错误；D．浓硫酸具有强氧化性，加热条件下，能和Cu发生氧化还原反应，故D正确。3．某同学设想用下表所给装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是√选项ABCD实验目的吸水性脱水性稀释放热强氧化性实验装置A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸片接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，不能达到实验目的。4．(2024·清华附中高一期末)将过量的铁片投入到热的浓硫酸中，下列判断正确的是A．金属铁片表面因生成致密氧化膜而不反应B．会立即生成H2C．会立即生成SO2，且只生成SO2D．除了SO2外，还会有H2产生√A．铁遇到冷的浓硫酸发生钝化，遇到热的浓硫酸会发生反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，A错误；B．铁遇到热的浓硫酸会发生反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，开始无氢气生成，等浓硫酸随着反应被逐渐稀释才会与铁反应生成氢气，B错误；C．开始时铁与热的浓硫酸反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，随着反应进行浓硫酸被稀释成稀硫酸，故后期铁会与稀硫酸反应生成氢气，C错误；D．铁与热的浓硫酸反应先生成二氧化硫，随着硫酸浓度降低，其与铁反应生成氢气，D正确。题点二SO的检验及应用5．除去氯化钠溶液中混有的Ca2+、Mg2+、SO、HCO等杂质离子，通常采用以下四种试剂：①Na2CO3

②BaCl2

③NaOH

④盐酸，加入试剂顺序合理的是A．④②①③ B．①③②④C．③②①④ D．①②③④√6．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取该少量溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是A．亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4C．加入稀硫酸后，不溶沉淀可能是BaSO3D．此实验能确定亚硫酸钠是否被部分氧化√若Na2SO3溶液没有被氧化，加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀，再加入稀H2SO4，根据强酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀与稀H2SO4反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水；若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，再加入稀H2SO4，根据强酸制弱酸原理，BaSO3白色沉淀与稀H2SO4反应生成BaSO4白色沉淀。根据上述分析，不论Na2SO3溶液是否被氧化，都能产生与题中描述相同的现象，则不能证明亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化，故A、D错误。根据上述分析，若Na2SO3溶液没有被氧化，加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀；若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，则生成的沉淀中不一定含有BaSO4，故B正确。根据分析，不论Na2SO3溶液是否被氧化，加入稀H2SO4后，根据强酸制弱酸原理，最终生成的沉淀都是BaSO4，不可能含有BaSO3，故C错误。7．向某溶液中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再滴入稀盐酸，沉淀不溶解，则该溶液中√题点三实验探究硫酸的性质8．如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，观察到的现象不正确的是A．图甲中苹果块会干瘪

B．图乙中胆矾晶体表面有“白斑”C．图丙中小试管内有晶体析出

D．图丁中pH试纸变红√浓硫酸具有吸水性，可使苹果水分减少，则观察到苹果块会干瘪，故A正确；浓硫酸可使胆矾晶体失去水，则观察到胆矾晶体表面有“白斑”，故B正确；浓硫酸具有吸水性，使饱和溶液中溶剂减少，则小试管内有晶体析出，故C正确；浓硫酸具有脱水性，会使试纸变黑，不能观察到试纸变红，故D错误。9．下列实验所得结论不正确的是A．实验Ⅰ中气体是氢气B．实验Ⅱ中没有发生化学变化C．实验Ⅲ中气体是二氧化硫D．浓度、温度影响实验现象√实验ⅠⅡⅢ装置现象产生大量无色气体铁片表面迅速变暗，之后无明显变化加热后产生大量无色有刺激性气味气体A．铁属于较活泼的金属，稀硫酸和铁反应生成氢气，故A正确；B．常温下，铁片遇到浓硫酸发生钝化，浓硫酸将铁片表面氧化，生成一层致密的氧化物膜，阻止反应的进行，该过程中发生了化学反应，故B错误；C．加热条件下，铁片可以溶解于浓硫酸中，浓硫酸做氧化剂，生成的无色有刺激性气味的气体是二氧化硫，故C正确；D．实验Ⅰ、Ⅱ硫酸的浓度不同，说明浓度影响实验，实验Ⅱ、Ⅲ实验温度不同，说明温度影响实验，故D正确。√10．浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是A．对比①和②可以说明还原性：Br－＞Cl－B．①和③相比可说明氧化性：Br2＞SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4＞HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2反应①中生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②产生的白雾是HCl，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气，A项正确；②中发生的反应为复分解反应，该反应利用的是高沸点酸制低沸点酸的原理，浓硫酸难挥发，HCl易挥发，不能比较二者的酸性，C项错误；反应③生成的是SO2气体，但该反应是复分解反应而非氧化还原反应，B、D项错误。11．某元素的单质与足量的浓硫酸反应只有一种还原产物SO2。若反应中消耗单质与酸的物质的量之比为1∶2，则生成物中该元素表现的化合价可能为①＋1

②＋2

③＋3

④＋4A．①② B．②③

C．③④ D．②④√下列说法错误的是A．NaOH的作用是除去Cu2+B．试剂a为Na2CO3，试剂b为BaCl2C．操作X为过滤，试剂c为稀盐酸D．检验SO是否除尽可取适量待测溶液，先加入盐酸，再加入BaCl2溶液√由流程图可知，先加NaOH溶液除去Cu2+，再加入BaCl2溶液除去SO，试剂a为BaCl2溶液，试剂b为Na2CO3溶液，用于除去过量Ba2+，操作X为过滤，滤液中含Na＋、Cl－、CO、OH－，试剂c为盐酸，除去溶液中的CO、OH－得到NaCl溶液，据此分析解答。A．加入NaOH溶液生成氢氧化铜沉淀用于除去Cu2+，故A正确；B．由上述分析可知，试剂a为BaCl2，试剂b为Na2CO3，故B错误；C．操作X为过滤，用于分离出氢氧化铜、硫酸钡、碳酸钡沉淀，试剂c为稀盐酸，故C正确；D．检验SO是否除尽可取适量待测溶液，先加入盐酸，再加入BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明硫酸根离子已经完全除去，故D正确；故选B。13．(2024·大庆期中)已知X为某种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A、B、C、D、X五种物质的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法错误的是A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性B．若A为铜，则A与X加热即可反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最终没有白色沉淀产生D．若A为碳单质，C不能使澄清石灰水变浑浊√A．浓硫酸使蔗糖变黑的现象是因为使其脱水炭化，主要体现了X的脱水性，A正确；B．若A为铜，则Cu与浓硫酸需在加热条件下才能反应，B正确；C．若A为碳单质，则碳与浓硫酸反应生成SO2和CO2，将CO2通入少量的澄清石灰水中，先生成CaCO3，后CaCO3转化为可溶的Ca(HCO3)2，最终没有白色沉淀产生，C正确；D．CO2可以使澄清石灰水变浑浊，D错误；故选D。14．(2023·北京四中高一校考)工业生产硫酸的流程如下图所示。已知黄铁矿的主要成分是FeS2(二硫化亚铁)。请回答下列问题：(1)FeS2中铁元素的化合价是

。＋2根据化合价法则，FeS2中硫元素为－1价，所以铁元素的化合价是＋2价。(2)接触室中生成SO3的化学方程式是_____________________。接触室中，在催化剂条件下，二氧化硫被氧化为SO3，反应的化学方程式是2SO2＋O2

2SO3

。(3)从接触室中出来并被循环利用的物质是____________。SO2、O2接触室中发生的反应为2SO2＋O2

2SO3

，所以SO2、O2

均有剩余，可以被循环利用。15．某化学小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。任务Ⅰ：从以下试剂中选择合适的试剂实现S(＋6)→S(＋4)的转化。试剂清单：①浓硫酸、②稀硫酸、③酸性KMnO4