第3章　第2节　第2课时　浓硫酸的性质-鲁科版高一上学期化学教案

第2课时浓硫酸的性质课标定向1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质,能通过实验探究和交流研讨,掌握浓硫酸的脱水性和强氧化性。(科学探究与创新意识)2.能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。(科学态度与社会责任)必备知识·导学探究学习任务一浓硫酸的性质【新知导学】一、稀硫酸的性质稀硫酸(1)电离方程式:H2SO4===2H++SO4(2)化学性质反应物质现象或离子方程式与紫色石蕊试液显红色与ZnZn+2H+===Zn2++H2↑与CuOCuO+2H+===Cu2++H2O与NaOHOH-+H+===H2O与NaHCO3H++HCO3-===H2O+CO二、浓硫酸的性质1.物理性质(98%浓硫酸)颜色、状态密度溶解性沸点挥发性无色黏稠液体1.84g·cm-3任意比例混合338℃难挥发[思考](1)如何稀释浓硫酸?提示:把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。(2)此过程中玻璃棒的作用是什么?提示:搅拌,使得热量迅速散失,防止局部温度过高引起酸液飞溅。2.浓硫酸的特性(1)吸水性实验操作在试管中放入少量胆矾,再加入少量浓硫酸实验现象蓝色晶体变为白色粉末应用作为干燥剂,可干燥Cl2、O2、H2、CO2、HCl、SO2等[提醒]浓硫酸不可干燥NH3等碱性气体和H2S、HI、HBr等还原性气体。[思考]用如图所示装置干燥Cl2时,应从哪端通入气体?提示:A端。(2)脱水性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炭,并生成有刺激性气味的气体实验结论浓硫酸具有脱水性[总结]吸水性与脱水性的比较项目吸水性脱水性原理浓硫酸能够吸收H2O浓硫酸能把有机化合物中的氢、氧元素按水的元素组成质量比脱去,剩余黑色的炭区别物质中含有的水物质中不含水,但含氢、氧元素应用做干燥剂—[思考]若皮肤上沾上浓硫酸,应该如何处理?提示:立即用大量水冲洗,然后再涂上3%~5%的NaHCO3溶液。(3)强氧化性①浓硫酸与铜的反应实验操作实验现象a试管中铜丝表面有气泡逸出;b试管中的品红溶液逐渐变为无色;c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;冷却后,将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色实验结论在加热条件下,浓硫酸能和Cu反应,化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O[思考](1)试管c中“浸碱棉团”的作用是什么?提示:SO2是有毒气体,不能排放到空气中,棉团上喷有的碱液可以吸收SO2,防止污染环境。(2)在浓硫酸与铜(加热)的反应中,浓H2SO4表现了哪些性质?提示:浓硫酸既表现了强氧化性,又表现了酸性。②常温下与铁、铝反应钝化现象是浓硫酸使金属表面形成致密的氧化物薄膜,阻止浓硫酸与内部金属的进一步反应,钝化属于化学变化。[总结]a.加热时浓硫酸能跟大多数金属反应(除金、铂外),且将变价金属氧化到最高价。金属+H2SO4(浓)高价金属硫酸盐+SO2↑+H2Ob.常温下,Fe、Al遇到冷的浓硫酸发生“钝化”。3.硫酸的用途“硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志”(1)重要的化工原料,实验室必备的重要试剂,用作干燥剂等。(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料等。(3)用于石油精炼、金属加工等。【教材微拓】(溯源教材·P104化学与技术)工业制备硫酸(1)生产流程:(2)涉及反应方程式:①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。②2SO2+O22SO3。③SO3+H2O===H2SO4。【总结升华】浓硫酸的性质(1)吸水性:常用作气体干燥剂,如可用来干燥H2、O2、CO2、CO、Cl2、SO2、HCl等(2)脱水性:浓硫酸能将有机物中的氢、氧元素按原子个数比2∶1的比例夺取,形成H2O(3)强氧化性:(4)硫酸具有酸的通性:强酸制弱酸,难挥发性酸制挥发性酸(5)浓硫酸与金属反应的规律①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。②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时需加热,随着反应的进行,浓硫酸的浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。③浓硫酸与金属活动顺序表中排在H前面的金属反应时,随着反应进行,硫酸浓度降低,除了生成SO2外,可能还会生成H2。[特别提醒](1)浓硫酸使蓝色五水硫酸铜变白色是浓硫酸的吸水性导致的,不是脱水性的表现。(2)浓硫酸使铁、铝钝化是金属表面被氧化形成一层致密氧化膜,是化学变化,不是物理变化。(3)浓硫酸与二氧化硫中的硫元素处于相邻价态,不能发生氧化还原反应,所以可用浓硫酸来干燥SO2。(4)浓硫酸中几乎没有水,基本不电离,主要以硫酸分子的形成存在。【即学即练】1.易错辨析(1)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。(×)提示:在常温下,浓硫酸与Fe和Al发生“钝化反应”,在金属表面产生了致密的氧化膜,故错误。(2)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。(√)提示:浓硫酸滴到蔗糖上固体变黑膨胀,说明浓硫酸具有脱水性和吸水性,有刺激性气味气体生成说明浓硫酸和C反应生成了SO2,表现了浓硫酸的强氧化性。(3)区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是用玻璃棒各蘸少许涂在纸上观察现象。(√)提示:浓硫酸具有脱水性,涂在纸上,使其变黑色,稀硫酸涂在纸上无明显变化,该方法最简单。(4)浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性。(×)提示:浓硫酸的强氧化性是+6价硫元素体现的,稀硫酸也有氧化性,是+1价氢元素体现的。(5)浓硫酸是一种酸性干燥剂,能够干燥所有的酸性气体。(×)提示:浓硫酸具有强氧化性,不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体。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)和浓硫酸反应制磷酸____________。

(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____________。

(4)常温下可以用铁质或铝质容器储存浓硫酸____________。

(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_______________。

(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____________。

(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑____________。

【解析】(1)浓硫酸具有沸点高、难挥发的性质,氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是中强酸,利用强酸制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下,浓硫酸和铝、铁反应,在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水,使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性,而碘化氢和硫化氢具有还原性。(7)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,表现浓硫酸的酸性,后变黑是把氢和氧按水的元素组成质量比脱去剩余碳,利用了浓硫酸的脱水性。答案:(1)③(2)①(3)⑤(4)②(5)⑤(6)②(7)①④学习任务二检验SO4【合作探究】探究SO4[情境]化学兴趣小组做了如下两个对比性实验:①稀硫酸或Na2SO4溶液现象为有白色沉淀生成,加盐酸后白色沉淀不溶解②Na2CO3溶液现象为有白色沉淀生成,加盐酸后白色沉淀溶解且放出气体(1)以上对比性实验说明什么问题?提示:碳酸钡沉淀溶于稀盐酸,而硫酸钡沉淀不溶于稀盐酸。(2)根据上述实验探究,总结检验SO42-时如何排除C提示:待测液无沉淀无气体生成白色沉淀生成(3)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,能否说明该溶液中一定有SO4提示:NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能将SO32-氧化成SO【总结升华】检验SO4(1)反应原理:Ba2++SO42-===(2)检验试剂:稀盐酸、BaCl2溶液(3)检验方法:(4)排除干扰:可能存在的干扰离子:CO32-、SO32[特别提醒]不能选用Ba(NO3)2溶液,避免酸性条件下NO3-将溶液中可能存在的SO32-【即学即练】1.下列四种溶液中一定存在SO42-的是(A.向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,再加入盐酸,沉淀不溶解C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀产生【解析】选C。向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,甲溶液中不一定含有SO42-,可能有Ag+、SO32-、CO32-的干扰,A不符合题意;向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,再加入盐酸,沉淀不溶解,乙溶液中不一定含有SO42-,还可能有Ag+的干扰,B不符合题意;向丙溶液中加入盐酸使之酸化,可以排除Ag+、SO32-、CO32-的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明丙溶液中一定含有SO42-,C符合题意;由于硝酸能将S2.(2025·金华兰溪一中月考)甲、乙两位同学各设计一个实验来检验SO42-,且都认为自己的试样中含有SO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:______________________________。

(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:___________________。

【解析】(2)检验SO42-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,答案:(1)不严谨不严谨甲没有排除Ag+的干扰,乙没有排除SO3(2)向试样中先加过量的盐酸酸化,无明显现象,然后再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明含有SO42-,若无沉淀生成,【题后归纳】SO4(1)误将Ag+、Pb2+判断成SO42-。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO42-。该错误是未注意溶液中不含SO42-,而含AgCl↓(白色)。(2)误将SO32-判断成SO42-。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO42-。该错误是未注意NO3-在酸性条件下具有强氧化性,在酸性环境中发生反应:Ba2++SO32-===BaSO3↓(白色),3BaSO3课堂检测·效果诊断1.(2025·周口高一检测)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。下列关于实验的说法不合理的是()A.上下移动①中铜丝可控制生成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.为确认生成了CuSO4,向①中加水,观察颜色【解析】选D。上下移动①中铜丝,可使反应随时发生和停止,A合理;SO2可使品红溶液褪色,B合理;2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,C合理;①中有过量的浓硫酸,直接向①中加水,易产生暴沸现象而引发实验事故,D项不合理。2.用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与结论相符的是()选项①和②预测②中现象实验结论A①浓硫酸②浓盐酸产生大量气体硫酸的酸性比盐酸强B①浓硫酸②铜片铜片溶解,产生气泡,底部产生灰白色粉末浓硫酸表现酸性和强氧化性C①浓硫酸②CuSO4·5H2O固体由蓝色变为白色浓硫酸具有吸水性,发生物理变化D①浓硫酸②蔗糖固体由白色变为黑色海绵状,并有刺激性气味气体放出浓硫酸具有脱水性、氧化性【解析】选D。将浓硫酸滴入浓盐酸中,浓硫酸溶解,放出大量的热,促进了氯化氢的逸出,A项错误;浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行,B项错误;浓硫酸使胆矾失去结晶水,是浓硫酸的吸水性,该变化为化学变化,C项错误;浓硫酸有脱水性,可使蔗糖炭化,并放出大量的热量,进而与生成的炭反应生成SO2,D项正确。3.SO2和H2SO4在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用,在实验室用如图装置验证木炭与浓硫酸反应中生成的气体成分,下列有关说法正确的是()A.①中品红褪色证明SO2有氧化性B.②中的试剂X应该是浓硫酸C.③中的试剂Y应该是NaOH溶液D.②中颜色变浅,但不消失,且③中出现浑浊,即可证明气体中有CO2【解析】选D。木炭和浓硫酸发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,品红溶液褪色,可以验证SO2的漂白性,X溶液用于吸收SO2,Y溶液为澄清石灰水,检验CO2。①中品红褪色证明SO2有漂白性,A错误;②中X溶液用于吸收SO2,可用酸性高锰酸钾溶液,浓硫酸只能用于干燥气体,B错误;③中的Y溶液为澄清石灰水,用于检验CO2,C错误;②中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不消失,证明SO2被完全吸收,③中出现浑浊,即可证明气体中有CO2,D正确。4.(2025·东营高一检测)在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的