1、化学第四节 硫酸人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容：第四节 硫酸二. 教学目标：1. 掌握浓硫酸的性质（吸水性、脱水性和强氧化性）；2. 掌握稀硫酸的化学性质；3. 掌握硫酸根离子的检验方法；4. 掌握硫酸工业的化学反应原理；5. 了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。三. 教学重点：1. 浓硫酸的三大特性；2. 硫酸根离子的检验。四. 教学难点：浓硫酸的氧化性。五. 知识分析：（一）硫酸1. 稀硫酸的化学性质（二元强酸）（1）跟酸碱指示剂作用：能使紫色石蕊试液变 色。（2）跟活泼的金属反应： HZn（3）跟碱性氧化物反应： CuO（4）跟碱反应： 42SNa 42)(SOHCu)(
2、B（5）跟盐反应： 322Bal2. 浓硫酸（1）物理性质：无色油状液体，常见的浓硫酸质量分数为 98.3%，沸点为 338，高沸点难挥发性。思考：浓硫酸的稀释方法。（2）化学性质： 吸水性（干燥剂）三种形式：与水任意比例混溶，溶于水剧烈放热。吸收气体中水蒸气（作为干燥剂，不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气）与结晶水合物反应。实验：浓硫酸与胆矾反应，由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。 脱水性（炭化）实验 63：潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。现象：三种物质都发生了变化，生成了黑色的物质。实验 64：在 200mL 烧杯中放入 20g 蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15
3、mL 溶质的质量分数为 98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的物质。说明：脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性。脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时，浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为 夺取有机物中的氢原子和氧原子。1:2可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被脱水后生成了黑色的炭（炭化）。 强氧化性实验 65：浓硫酸与铜反应，请同学注意反应现象，分析反应产物存在的依据。（浓）42SOHCuOHSCu224强调：硫酸所起的作用（氧化剂与酸的作用
4、）。叙述：浓硫酸也与木炭反应， 42 222分析上述反应中元素化合价的变化情况，指出氧化剂和还原剂。思考：请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物，画出实验装置图。介绍：钝化现象及有关应用（分别举 Al、Fe，说明原因）。拓展：浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式：=)(42浓SOH )(42浓SOHBr浓Fe 浓Fe小结：浓硫酸有强氧化性，包括还原性很弱的银在内的很多物质，都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性，一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在，另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。浓硫酸在作氧
5、化剂时，主要是+6 价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素的物质，一般不会有+1 价氢被还原，即一般不会生成氢气。浓硫酸在作氧化剂时，硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题，中学化学中常见的还原产物为 。2SO请同学们根据硫酸的性质，归纳出硫酸的主要用途。（3）硫酸的用途思考： 和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出 ，如何检验呢？42H24SO（二） 检验S实验 66：请同学们观察实验现象，并填表：加入 溶液2BaCl加入盐酸现象稀硫酸化学方程式现象溶液42SONa化学方程式现象溶液3C化学方程式原理： 和硫酸盐溶于水时都会产生 ，可以利用 的不溶性来检验42H24SO4BaSO的存在。使用试剂是：
6、可溶性钡盐和酸（盐酸或稀硝酸）。24SO常用方法： 现象（产生白色沉淀） 现象（沉淀不消失） 溶 液2BaClX 溶 液HCl结论：可能含有 、 、 。4SOAg2 现象（产生白色沉淀） 现象（沉淀不消 溶 液23)(N 溶 液3NO失）结论：可能含 、 。43 现象（产生白色沉淀） 现象（沉淀不消失） 溶 液23)(BaX 溶 液HCl结论：可能含 、 。4SO3 现象（产生白色沉淀） 现象（沉淀不消失） 溶 液2Cl 溶 液3NO结论：可能含 、 、 、 。423Ag2讨论：根据上述实验现象，归纳 的检验方法。4S小结：在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化，以排除 、 、 等可能23C23S
7、Ag造成的干扰，再加入 溶液，根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有2Bal存在。24SO上述实验中，待测试剂是客观的，并且是给定范围的，所以根据教材中的实验能得出正确的结论。如果待测液是未知的，就要考虑其它离子的干扰，就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择，否则会得出错误结论。思考：对于“黑面包”实验做如下讨论。实验 现象 原因 问题 结论黑面包实验蔗糖变黑。放出大量的热。体积膨胀，生成黑色疏松多孔固体。有刺激性气味气生成。有碳生成。浓硫酸吸水放热。有二氧化硫等气体生成 为什么在实验开始前要加少量水？ 不加水行不行？ 怎么知道生成的黑色物质是什么？ 此实验污染严重，如何对它进行改进？
8、 怎么知道生成的气体是什么？ 不加酸能不能得到碳？如果可以，用什么方法？ 还可以如何改进？为什么？ 除了蔗糖以外，别的物质能不能进行类似实验？产物分别是：碳、二氧化硫、二氧化碳。体现的性质：吸水性、脱水性、强氧化性。自学：硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐。（三）硫酸盐1. 酸式盐、 的水溶液显酸性，因为： ，所4NaHSO4K 244SOHNaaSO以，有强酸作用。2. 正盐（见表 62）表 62硫酸盐 结晶水合物的俗名 主要用途4CaSO生石膏OHaS24熟石膏 制粉笔、模型、塑像等2N芒硝210 制玻璃、造纸工业4Zn皓矾Zn247收剑剂、防腐剂、颜料B重晶石 医疗上用作“钡餐”FeS绿矾eS 补血
9、剂、制蓝黑墨水4CuO蓝矾、胆矾OH245制农药、镀铜液2)(KAl明矾l1)( 净水剂【典型例题】例 1 已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度越大，将质量分数为 %与 %的x3两种硫酸溶液等体积混合后，溶液的质量分数（ ）A. 大于 % B. 小于 % C. 等于 % D. 无法确定x2x2x2精析：解法一：估算法。假设两种硫酸溶液等质量混合，则混合后溶液里溶质的质量分数等于 %。因为质量分数为 %的溶液的密度大，所以等体积混合后其质量大于 %3 x的溶液质量的两倍，因而混合后溶液里溶质的质量分数大于 %。解法二：设质量分数为 3x%的硫酸溶液密度为 ，质量分数为 x%的硫酸溶液的密度
10、1为 ，两者体积均匀 。则混合后溶液的质量分数为：2VmL33)( 21214 xxxSOHw 2112即 )(321 %)()(142 xSOHw答案：A例 2 现有 、 、 、 和 五瓶无色溶液，不能根据闻SNa24232Na32CNal气味鉴别气体，如何把它们一一鉴别出来？精析：使沉淀溶解不能加入稀 HNO3，因为 HNO3 能把 BaSO3 氧化成 BaSO4 而不溶；也不可用 Ba(NO3)2 和 HCl 组合，因为此混合溶液中有 H+和 NO3-，同样有 HNO3。解法一：如图 617图 617例 3（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系 。（2）
11、试用图 619 所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）： 。（3）实验室可观察到装置中 A 瓶的溶液褪色，C 瓶的溶液不褪色，A 瓶溶液的作用是 ，B 瓶溶液的作用是 ，C 瓶溶液的作用是 。（4）装置中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置在整套装置中的位置的理由是 。（5）装置中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。精析：上述反应中的生成物有三个：SO 2、CO 2、H 2O，在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验 CO2 时一般用澄清石灰水，而 SO2 也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验 CO2 之前必
12、须先除去 SO2；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析装置的连接顺序是 4213。答案：e4（1） OHSCOSHC22242)(浓（2） （3）验证 的存在 充分吸收 验证 是否已被吸收完全（4）无水硫酸铜 水 由于产物通过时会带出水蒸气，所以必须放在、之前（5）澄清的石灰水 2小结：品红是鉴别 的试剂， 不与品红作用。 和 在化学性质上有许SO2C2COS多相似之处：都是酸性氧化物；都能溶于水得酸；都与 反应生成沉淀，通入过)(Ha量的 或 时，生成的 、 沉淀溶解，变成 、2C3a3S23)，溶液重新变澄清。 中“C”为高价， 中“S
13、”为中间价，都可被还3)(HSa22原为低价，因此， 、 有氧化性。2S例 4 60mL 的 溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后被还原的硫18Lmol4H酸的物质的量为（ ） A. 1.08mol B. 0.54molC. 在 0.541.08mol 之间 D. 小于 0.54mol精析： 硫酸中含纯 1.08mol 若完全与 Cu 反应，被还原的1860ol 42SO为 ，但浓硫酸与 Cu 反应到一定浓度时，变为稀硫酸，稀42SOHl54.1硫酸不与 Cu 反应，故实际上被还原的 的物质的量小于 0.54mol。42SOH答案：D错解分析：误选 B 项。原因是没有考虑到随反应的进行， 的
14、浓度会逐渐减小，42SOH稀 不与 Cu 反应。42SOH例 5 设计一个只用 溶液及试管鉴别 和稀硫酸的实验，简要写出鉴别过程。2aCl 32SNa解析：虽然 和 均为白色不溶于水的固体，但前者可溶于酸，而后者不34SO溶于酸。各取试样少许，分别置于两支试管 A、B 中，然后分别向其中加入足量 溶2BaCl液，都生成白色沉淀： NaClBaClSON23232 HSH44静置两支试管，将 A 试管中的上层清液注入 B 试管中，若 B 中沉淀溶解，并有刺激性气味气体逸出，则说明试管 B 中原来盛 溶液， A 试管中是稀 。若试管32SO42SOHB 中无明显现象，则证明试管 B 中原来盛稀硫酸
15、，试管 A 中是 溶液。3Na答案：略例 6 有一定质量的 与 的浓 充分反应， 完全溶解，同Zn15.810Lmol42Zn时生成标准状况下的气体 A33.6L，将反应后的溶液稀释到 1L，测得溶液中 1.0)(c。则气体 A 中各组分的体积比为 。1Lmol精析：本题所考知识点为浓硫酸的氧化性，稀硫酸的酸性，氧化还原反应，气体摩尔体积。反应后溶液为 1L， ，则 ，1.0)(LolHc molLolHn1.01.0)(1故反应后溶液中剩余硫酸 0.05mol。由于浓硫酸与 反应过程中浓度变稀，故有 、Z2H两种气体产生。设 、 的物质的量分别为 、 。2SO2SOxyOSZnZn 2244
16、2)(浓xx2442HSHyy解得： mollLx5.14.2638.05. molx3.0oly2.1所以 A 气体中 4:2.1:3.0)(:(22VSO答案： 4)HV【模拟试题】一. 选择题：1. 通常状况下，能用浓硫酸干燥的气体是（ ）A. N2、Cl 2、H 2S B. O2、H 2、SO 2 C. HI、H 2、Cl 2 D. CO、NH 3、O 22. 下面反应能说明浓 是氧化性酸的是（ ）4A. 与食盐作用生成 和aClB. 蔗糖中滴入浓 变黑42SOHC. 浓 与木炭反应生成两种气体42D. 铁制品可盛冷浓 ，加热则反应，生成盐、水和二氧化硫3. 关于浓 与 反应，叙述正确
17、的是（ ）CuA. 在反应中，浓 只表现出氧化性42SB. 此反应属于复分解反应C. 在反应中，浓 既表现氧化性，又表现出酸性OHD. 每 1mol 铜参加反应就有 2mol 浓 被还原，同时生成42S2molSO4. 若不小心将浓 沾到皮肤上，清洗的方法是（ ）42SA. 用 溶液中和NaB. 用纱布擦干净后涂油C. 用布轻轻拭去，用大量水冲洗，然后涂上质量分数为 5%的 溶液3NaHCD. 用大量水冲洗5. 下列材料最不宜于储运浓 的容器为（ ）42SOHA. 铁 B. 铝 C. 陶瓷 D. 锌6. 欲除去食盐水中含有的少量的 、 ，而又不引入新的杂质离子，应依次加入Ca24（ ）A. 、
18、 B. 、2BaCl3N32Na2BClC. 、 和 D. 、 和3)(O2ll3OHl7. 用可溶性钡盐检验 是否存在时，加入盐酸的作用是（ ）4SA. 使形成沉淀纯度更高B. 使形成较多的白色沉淀C. 排除 以外的其他阳离子的干扰2BaD. 排除 以外的其他阴离子的干扰4S8. 向某溶液中加入 溶液，再加入稀硝酸，产生白色沉淀不消失，下列叙述正确的2Cl是（ ）A. 溶液中一定含有 4OB. 溶液中一定含有 AgC. 溶液中一定含有 23SD. 溶液中可能含有 、 、 中的某一种、某两种或三种423g9. 下列溶液露置在空气中，开始一段时间溶液的 变小的是（不考虑溶液的挥发）（ pH） 氯
19、水 浓SH232O2)(Ca42SOA. B. C. D. 10. 医疗上作收剑剂的物质是（ ）A. 明矾 B. 胆矾 C. 绿矾 D. 皓矾11. 鉴别纯碱、石灰石、芒硝、石膏四种固体物质，下列试剂中应该选用（ ）A. 溶液 B. 水、盐酸 C. 硝酸 D. 和 混合液Na 2BaCl3HN12. 在工业生产中， 不能用于（ ）42SOHA. 制漂白粉 B. 制化肥 C. 制氢氟酸 D. 精炼石油、制炸药、染料和农药等二. 填空题：13. 下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。（1）在工业上可用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸 。（2）浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳 。（3）实验室用锌粒和稀
20、 反应制备氢气 。42SOH（4）浓硫酸露置在空气中质量增加 。（5）浓硫酸和食盐反应可生成 和 两种盐 。4Na42SO（6）浓硫酸和 反应可制备硝酸 。3a14. 亚硫酸钠中有+4 价硫，它既有氧化性，又有还原性，现在试剂溴水、硫化钠溶液、溶液、稀 、 溶液、氨水。32SONa42S（1）要证明 具有还原性，应选用的试剂是 ，看到的现象是 3。反应的离子方程式为 。（2）要证明 具有氧化性，应选用的试剂有 ，看到的现象是 2a。反应的离子方程式为 。15. 某溶液中可能含有 、 、 、 、 、 ，现进行如下实验：ClI24SO3N2C3HO（1）取部分溶液，加入过量 溶液，有白色沉淀生成，
21、过滤出的沉淀部分)(Ba溶于稀 并放出气体。3HNO（2）取部分滤液，加入过量 溶液，无沉淀产生。H（3）取部分滤液，加入 溶液，只有黄色沉淀生成。3Ag根据上述现象，试判断：溶液中肯定存在的离子是 ，肯定不存在的离子是 ，可能存在的离子是 。16. 有五瓶试剂，分别是： 浓盐酸 浓硫酸 稀硫酸 氢硫酸 亚硫酸，将它们敞口放置在空气中，回答下列问题：（1）溶质的质量会变化的是 （填编号）。（2）溶液质量增加但浓度减小的是 。（3）溶液出现浑浊的是 。（4）会变质但无明显现象的是 。（5）溶质改变且溶液 减小的是 ， 增大的是 。pHpH17. 实验室用质量分数为 98%密度为 的硫酸，配制浓度
22、为 的384.1cmg146.0Lmol硫酸 ：mL20（1）选用的仪器（注明仪器容积的大小） ， ， ， ， ， 。（2）请按正确的操作顺序编号： 用量筒量取浓硫酸 洗净所有仪器 摇匀 稀释浓硫酸 用胶头滴管加水至刻度 将释释后的浓硫酸转入容量瓶 将配好的溶液转入试剂瓶，并贴好标签正确的操作顺序是 。三. 计算题：18. 用 Cu 与浓 H2SO4 反应，得到 SO2 的体积为 2.24L（标准状况）。试计算：（1）被还原的硫酸的物质的量。（2）把所得到的 配制成 溶液，所得溶液中溶质的物质的量浓4CuSO450CuSOmL度。19. 将 密度为 、质量分数为 98%的浓 ，加到 水中，mL
23、038.1cg42SHmL0所得溶液密度为 。求稀释后 的质量分数和物质的量的浓度。3. 42H【试题答案】一.1. B 2. D 3. C 4. C 5. D 6. D7. D 8. D 9. D 10. D 11. B 12. A二.13. （1）强氧化性 （2）脱水性 （3）酸的通性（强酸性）（4）吸水性 （5）二元酸 （6）高沸点14. （1）溴水；溴水褪色； HBrSOHBrSO42242（2） 和稀 ；产生浅黄色沉淀；SNa24H OS233615. 、 、 ； 、 、3CO4I3Cl3N16.（1） （2） （3） （4） （5）17. （1） 200mL 容量瓶 100mL 烧杯 玻璃棒 5mL 或 10mL 量筒 胶头滴管 250mL 细口试剂瓶（2）18. 解：设被还原的 物质的量为 ，生成 的物质的量为42SOHx4CuSOy（1） HuCu 224)(浓1 1 22.42.24Lxymol.0ol.0（2） 答：略LuSOc/25.)(419. 解：（1）溶质的质量 gmg32.180%9/84.1稀 溶液的质量 =584g42HmL/4/.0532.)(aqSw（2） olLlggLOc /8.3198.30/.1 142 答：略
