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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第二课时 硫酸
温故知新——稀硫酸具有哪些性质?
稀硫酸的五条通性:
与活泼金属反应生成氢气
使酸碱指示剂变色
与金属氧化物反应生成盐和水
与强碱反应生成盐和水
与某些盐反应
亲爱的水:
请允许我这样叫你,每当我遇见你,我就有一种沸腾的感觉,全身会放出大量的热。当我见不到你时,我甚至会在空气中寻找你的气息,就算你让我变成稀硫酸,我对你的心也不会改变,因为我是不挥发的,这点我比硝酸强,请你不要逃避。水,没有了你,虽然我也和铁,铝接触过,但我选择了拒绝,虽然别人认为我的脾气不好,他们说我欺负金属,欺负硫化氢和硫。
亲爱的水:
天地可以证明,我只要两个电子,但这是由+6价的中心硫原子决定的,我无法改变我的脾气,我从来不欺负我的小弟二氧化硫,尽管他比我更弱,但我像对待小弟弟一样对待他,还说我欺负氢氧化钠、碳酸钠,那是因为遇到它们,可以得到你!水,请你不要再逃避,就是逃到有机物中,我也会夺取氢氧重新合成你,你逃到天涯海角,我也会找到你,水,我可以对门捷列夫发誓,我会追随你一辈子!
愿和你在一起的:98.3%浓硫酸
一、浓硫酸的物理性质
1. 纯硫酸:无色、油状、液体。
2. 纯硫酸难挥发,沸点338℃。(高沸点酸)
3. 密度:
常用质量分数为98.3%的浓硫酸的密度
为1.84g/cm3 。
4. 易溶于水,能以任意比与水混溶
溶解时放出大量的热。
想一想:在稀释浓硫酸时,应该注意什么?
将浓硫酸沿着容器内壁(或沿着玻璃棒)缓慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散。
酸入水
重量、状态(油状)、白雾
现有浓硫酸、浓盐酸各一瓶(无标签,试剂瓶大小一样,酸的体积相同),不用化学方法怎样识别?根据是什么?
1. 较重的是浓硫酸;
3. 有白雾现象的是浓盐酸。
2. 无色油状的是浓硫酸;
浓度会变小,质量会增加,是常用的干燥剂。
二、浓硫酸的特性
(能吸收物质中现成的水,可直接与水分子结合) 。
如:气体中、液体中的水分子;固体中的结晶水。
1. 吸水性
思考:
浓硫酸具有难挥发性。将其敞口放置,其浓度和质量会不会发生改变?
浓度会变小,质量会增加,浓硫酸是常用的干燥剂。
浓硫酸可作干燥剂
1.不能干燥碱性气体:NH3
2.不能干燥还原性气体:H2S、HI、HBr
3.能够干燥中性气体和酸性气体: H2、O2 、 N2、 CO、 NO 、 CH4、NO2、SO2、HCl、Cl2 、CO2 等。
浓度会变小,质量会增加,是常用的干燥剂。
二、浓硫酸的特性
脱水性是指浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按2 :1(H2O)的个数比脱去。如使纸张、棉花、木材、蔗糖等有机物脱水炭化(变黑)。
2. 脱水性
实验:
在小烧杯中放入20g蔗糖(C12H22O11),用1ml水调成糊状再加入15ml浓硫酸,用玻璃棒搅拌,观察物质的颜色,体积变化并闻味。
生成了黑色固体;体积膨胀,呈疏松多孔状;
有大量蒸汽冒出;有刺激性气味的气体生成。
现象:
讨论:
根据实验现象,推测可能发生了哪些化学反应?
浓硫酸体现了哪些化学性质?反应后的产物是什么?
浓硫酸先表现为脱水性,然后表现为强氧化性。
C12H22O11 12C+11H2O+热量
浓硫酸
C——还原剂 H2SO4(浓)—— 氧化剂
0
+6
+4
+4
化合价升高,被氧化
化合价降低,被还原
思考:
根据实验结果,写出反应方程式,并判断氧化剂、还原剂 :
思考:
如何通过实验证明碳与浓硫酸反应的产物有SO2和CO2 ?
品红1褪色——产生SO2
现象:
验证SO2
除去SO2
验证无SO2
验证CO2
酸性高锰酸钾溶液褪色——除去SO2
品红2不褪色——SO2已除尽
氢氧化钙溶液变浑浊——产生CO2
品红溶液Ⅰ
溴水或高锰酸钾溶液Ⅱ
品红溶液Ⅲ
澄清石灰水Ⅳ
三、浓硫酸的强氧化性
1.与非金属反应
2.与金属反应:常温下,使铁、铝发生钝化反应;
加热时,可与大多数金属发生反应(金、铂除外)
浓硫酸与铜反应:
铜与浓硫酸反应:
【做一做】
下列分别体现了硫酸的什么性质
(1)用浓硫酸和蔗糖做“黑面包”实验,体现了浓硫酸具有_________________。
(2)浓硫酸可以用来干燥H2、CO2等气体,体现了浓硫酸具有_______。
(3)铜与浓硫酸在加热条件下可以反应产生SO2,体现了浓硫酸具有
_______________。
(4)常温下,浓硫酸能用铁制容器盛放,体现了浓硫酸具有_________。
脱水性和强氧化性
吸水性
强氧化性与酸性
强氧化性
B
转化目标 (价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 (氧化剂或还原剂) 转化后的含硫物质 预期现象
-2→0
+6→+4
+4→0
0→-2
0→+4
+4→+6
FeS
H2SO3
H2S
S
SO2
H2SO4
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩