5.1.2 硫酸 酸根离子的检验（43张ppt）2022-2023学年高一化学同步教学精品课（人教版2019必修第二册）

(共43张PPT)
高一化学人教版（2019）必修第二册
第五章 非金属及其化合物
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
第一节 硫及其化合物
硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等，工业上一般以硫磺或者其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料制备硫酸。
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。
一、硫酸
1.硫酸的物理性质
1.硫酸的物理性质
颜色状态 沸点 挥发性 密度 溶解性
浓硫酸：无色 ___ 液体 高 (约338℃) ___挥发 大于水（98%的浓硫酸密度为1.84g cm-3） 跟水任意比互溶，浓硫酸溶于水放热
稀硫酸：无色液体
油状
难
问：如何稀释浓硫酸？
将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。
稀硫酸
完全电离
H2SO4=2H++SO42-
酸的通性
浓度增大
浓硫酸
主要以
分子形式存在
H2SO4
自身特性
2.稀硫酸的化学性质：
具有酸的通性，溶于水完全电离。
电离方程式：
H2SO4 === 2H+ + SO42-
使酸碱指示剂变色
与活泼金属反应
与碱性氧化物反应
与碱反应
与盐反应
使紫色石蕊试液变红
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
CuO + 2H+ == Cu2+ + H2O
OH- + H+ == H2O
SO42- + Ba2+ == BaSO4↓
Zn
CuO
NaOH
BaCl2
3.浓硫酸的特性：
应用：
吸收物质中原本含有的水份
或结晶水
游离水
特点：原本有水
1）、吸水性
①、作干燥剂
②、除结晶水
物理变化
化学变化
思考：
2.将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象
1.能用浓硫酸干燥H2S、HBr、HI、NH3气体吗？
不能干燥
碱性气体：NH3
还原性气体：H2S、HBr、HI
实验现象：蓝色晶体变成白色粉末
可干燥酸性气体（如CO2、SO2、Cl2、HCl等）
可干燥中性气体（如H2、O2、N2等）
白色固体
蓝色固体
CuSO4 · 5H2O == CuSO4 + 5 H2O
浓H2SO4
【实验】取10g蔗糖放入小烧杯中，加入几滴水，用玻璃棒搅拌均匀，再加入10mL浓硫酸，并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻味。
实验现象：
蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并释放出有刺激性气味的气体。
脱水性
C12H22O11
浓硫酸
12C+11H2O
蔗糖
强氧化性
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
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。
特点：有机物中原本无水，是将H、O原子按2∶1的比例脱去后生成H2O
2）、脱水性
1.烧杯壁为什么是热的？
3.为什么体积会膨胀？
4.刺激性气味气体可能含什么？
2.为什么蔗糖会变黑？
浓硫酸吸水放热
蔗糖炭化
有气体生成
SO2、CO2
把少量浓硫酸滴在pH试纸上，有什么现象？
吸水性
脱水性
强氧化性
（化学变化 ）
3).强氧化性
（1）.与金属单质反应
浓硫酸与铜反应演示实验
①.与金属单质反应
现象：有气体产生，此气体使品红溶液褪色，加热后又恢复原色。反应后将溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色。
2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2
2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2
浓硫酸作用：
+6
0
+2
+4
失去2e-
得到2e-
总结：加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外) ，生成SO2气体。
氧化剂和酸
【思考】①可抽动的铜丝有什么作用？
②试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是什么？
③在浓硫酸与铜(加热)的反应中，浓H2SO4表现了哪些性质？
控制反应的发生或停止
吸收多余的SO2
强氧化性：酸性=1：1
(1) 2mol 的浓H2SO4与足量的铜反应，可制得多少SO2 ？
(2) 实验室用金属和酸反应制取氢气时，为什么用稀硫酸、
而不用浓硫酸？
Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O

【思考1】
【思考2】浓硫酸能和金属反应，为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？
常温下，浓硫酸让Fe、Al的钝化
常温下，Fe、Al 与浓 H2SO4 或浓 HNO3 反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。钝化是________变化。
故可用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸、浓硝酸。
资料卡片——钝化
化学
化学
【思考3】将足量的锌粉加入到浓H2SO4中，产生的气体是__________，请写出相应的离子方程式。
SO2、H2
Zn + 2H2SO4(浓) == ZnSO4 + SO2↑+ 2H2O
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
3)、强氧化性
KMnO4颜色变浅除去SO2气体
浑浊
检验CO2
白色变为蓝色检验H2O的存在
品红溶液褪色检验SO2的存在
不褪色
检验SO2是否除尽
②.与非金属单质反应
0
+4
+6
+4
只有氧化性
加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、P等）
合作探究
1
该实验中能证明有CO2生成的现象是什么？
最后一瓶品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊
2
方案中的KMnO4溶液还可以用什么试剂代替？
溴水 碘水
小结：浓硫酸的强氧化性
③与还原性化合物反应，如H2S、HBr等（浓硫酸不能干燥H2S、HBr）
4.硫酸的工业制法：
4.硫酸的工业制法：
①制备SO2：
②制备SO3:
③吸收SO3:
SO3+H2O===H2SO4
4FeS2+11O2 === 2Fe2O3+8SO2
高温
===
2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
点燃
S+O2===SO2
SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收
思考1：工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3？
沸腾炉
接触室
吸收塔
反应原理
硫酸
铅蓄电池
医药
化肥
农药
酸洗
试剂
干燥剂
炸药
化学工业之母
5.硫酸的用途
浓硫酸、稀硫酸有何异同？
浓硫酸 稀硫酸
成分
酸性
氧化性
脱水性
吸水性
主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋
主要以H＋、SO42-形式存在，没有H2SO4分子
某些酸的通性(如与碱、盐、碱性氧化物反应)，与金属反应不产生H2
具有酸的所有通性
强氧化性(+6价硫表现)可与不活泼金属反应，还原产物一般是SO2
弱氧化性(H＋表现)只能与金属活动性顺序表氢前的金属反应放出H2
有
有
无
无
课堂小结
物 理 性 质 纯净的硫酸是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热
吸水性 常用作 干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥 碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
化 学 性 质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化
强氧 化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
课堂小结
拓展知识：SO2的制备
原理：Na2SO3 + H2SO4 (浓) == Na2SO4 + H2O + SO2↑
净化装置
浓硫酸
NaOH溶液
SO2 + 2NaOH == Na2SO3 + H2O
发生装置
收集装置
尾气处理装置
向上排空气法
排饱和NaHSO3溶液法
——利用浓硫酸的酸性、吸水性
快速制备HCl气体
NaCl固体
2NaCl + H2SO4(浓) == Na2SO4 + 2HCl
物理变化
拓展知识：HCl的制备
以硫酸为原料可制得硫酸盐。硫酸盐在生产生活中有着重要作用。
二、几种常见的硫酸盐
硫酸钙
利用这种性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上，石膏还被用来调节水泥的硬化速率。
CaSO4·2H2O 2CaSO4·H2O
石膏 熟石膏
150℃
加水
硫酸钡
硫酸钡不溶于水和酸，且不容易被X射线透过，因此在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。
硫酸铜
无水CuSO4
CuSO4·5H2O
（俗称胆矾）
可用来检验酒精中是否含少量水。胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药----波尔多液。
加水
加热失水
硫酸亚铁
硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾（FeSO4·7H2O）。在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂，在工业上硫酸亚铁还是生产铁系列净水剂和颜料氧化红铁（主要成分为Fe2O3）的原料。
硫酸钠
硫酸钠的结晶水合物Na2SO4·10H2O，又名芒硝，白色、无臭、有苦味的结晶或粉末， 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品等。
硫酸盐
一些含 叫做矾。
结晶水的硫酸盐
胆矾 ，绿矾 ，
皓矾 ，明矾 ，
生石膏 ，熟石膏 ,
重晶石 。
CuSO4·5H2O
FeSO4·7H2O
ZnSO4·7H2O
KAl（SO4）2·12H2O
BaSO4
2CaSO4·H2O
CaSO4·2H2O
随堂小测
【问题】硫酸和硫酸盐中都含有硫酸根离子，如何检验硫酸根离子？
三、硫酸根离子的检验
【实验5-4】在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。从这个实验中你能得出什么结论？写出相关反应的离子方程式。
实验 操作
实验 现象 ________________,加入盐酸后______ __________ 先 ______________,加入盐酸后_______ __________ 先________________,加入盐酸后_________________
______________
实验 结论 与Ba2+反应生成不溶于盐酸的________离子方程式：_________________________ 与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸
先生成白色沉淀
沉淀
生成白色沉淀
不溶解
生成白色沉淀
沉淀溶解,且有
气泡产生
白色沉淀
SO42- + Ba2+ ==BaSO4↓
不溶解
沉淀
(1)检验方法:
(2)原理:
①先加稀盐酸的目的：防止 、 、Ag+的干扰。
②过程中可能发生反应的离子方程式:
被检液 取清液 有无白色沉淀(判断有无 )
(3)注意事项：酸化时不能用硝酸代替，因为硝酸有氧化性，会将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子。
CO32- + 2H+ == H2O + CO2↑、 SO32- + 2H+ == H2O + SO2↑、
Ag+ + Cl- == AgCl↓、 SO42- + Ba2+ == BaSO4↓
硫酸根离子的检验
小结
1.下列现象反映了硫酸的哪些主要性质
(1)浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。
(2)敞口放置浓硫酸时，质量增加。
(3)锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。
(4)把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。
(5)利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。
(6)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。
(7)利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。
(7)强酸性
(1)脱水性
(2) 吸水性
(3) 酸性
(4)酸性和强氧化性
(5)难挥发性
(6)强氧化性
A、蔗糖炭化是浓硫酸脱水性；B、浓硫酸和铜反应需要加热；
C、浓硫酸不能干燥氨气； D、浓硫酸可以使铁、铝钝化。
2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是 ( )
A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
D
3.足量Cu 与2mol的浓硫酸反应，在标准状态下制得的 SO2体积为什么小于 22.4 L
答：因为浓硫酸消耗变为稀硫酸,不与铜反应，所以在标准状态下制的SO2体积小于22.4 L。
4.浓硫酸在下列转化中，既表现出氧化性又表现出酸性的是(　　)
A．Cu―→CuSO4 B．C―→CO2
C．Fe(OH)3―→Fe2(SO4)3 D ．Fe2O3―→Fe2(SO4)3
答案为:A 铜和浓硫酸反应既表现酸性又表现氧化性
2H2SO4（浓）+ Cu=== CuSO4+SO2 ↑+2H2O
△
A
5.在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出下图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是___________。
祝同学们学习进步！