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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
课时2 硫酸
学习目标
1. 了解硫酸的酸性和浓硫酸的三大特性;
2. 能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性;
3. 掌握硫酸根离子的检验方法。
稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
2. 酸的通性
与指示剂显色
紫色石蕊变红
与活泼金属反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
与弱酸盐反应
1. 电离方程式
稀硫酸
Fe+2H+ = Fe2++H2↑
H++OH- = H2O(与强碱)
Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
2H++CO32- =H2O+CO2↑
浓硫酸物理性质
无色油状液体,沸点高难挥发,ρH2SO4 ρH2O;
常用的浓硫酸质量分数:98% ,密度:1.84g/ml, 物质的量浓度:18.4mol/L
浓硫酸能与水以任意比混溶,溶于水时放出大量的热
稀释浓硫酸:(酸入水)
将浓硫酸沿容器内壁倒入水中,边倒边搅拌
浓HCl、浓H2SO4分别敞口放置?
用于制易挥发性酸,如盐酸。
浓硫酸吸水性
(1) 吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分及固体中的结晶水(化学变化),常用做 。
干燥剂
H2S+3H2SO4 = 4SO2↑+4H2O
2NH3+H2SO4=2(NH4)2SO4
可用来干燥中性气体和酸性气体,
如 H2、O2、N2、Cl2、CO2、CH4、 SO2、NO2、HCl
不能干燥NH3(碱性)、H2S(强还原性气体)、HBr、HI等还原性气体
CuSO4·5H2O(胆矾)蓝色晶体逐渐变白色
向CuSO4·5H2O中加入浓H2SO4会有什么变化?
2)、脱水性
将有机物中H、O按水的组成比(2:1)脱去。
物质本身不含水
2)、脱水性
浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应
浓硫酸与蔗糖反应
将有机物中H、O按水的组成比(2:1)脱去。
物质本身不含水
实验:白糖变成“黑面包”
C12H22O11
浓硫酸
12C + 11H2O
蔗糖
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸的脱水性
浓硫酸的强氧化性
2H2SO4 (浓) + C = CO2 + 2SO2+ 2H2O
浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别?
→吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。
→脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按H2O的比例脱去。
吸收现成的水
本身没有水分子,反应生成水
问题?
浓硫酸强氧化性
实验装置
实验现象
实验结论
【实验5-3】浓硫酸与铜反应
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,将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。
Cu+2H2SO4(浓) === CuSO4+SO2↑+2H2O
实验探究
实验探究
浓硫酸强氧化性
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?写出反应的化学方程式。
答:吸收多余的SO2,以防污染环境,SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
答:控制反应的发生或停止
③在浓硫酸与铜(加热)的反应中,浓H2SO4表现了哪些性质?
答:浓硫酸既表现了强氧化性,又表现了酸性。
思考讨论
3. 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?
在常温下,浓硫酸跟某些金属,如铁、铝等接触时,能够使金属表面生成一薄层致密的氧化物薄膜,从而阻止内部的金属继续跟硫酸发生反应,现象叫做——钝化。因此,冷的浓硫酸可以用铁或铝的容器贮存。但受热时,浓硫酸可以与Fe、Al反应。
“钝化”是化学变化吗?
知识小结
①浓硫酸能跟大多数金属反应(除金、铂外),且变价金属氧化到最高价。
②常温下,Fe、Al遇到冷的浓硫酸发生“钝化”
问题:足量的Fe与少量的浓硫酸共热,
可能会发生什么反应?
常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续跟硫酸起反应。此现象称 “钝化”。
工业上用铁槽车或铝槽车
储运浓硫酸!
加热时, Fe、Al仍可与浓硫酸反应产生SO2
6H2SO4(浓)+2Fe==Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2
Fe+H2SO4(稀) ==FeSO4+H2
注意:“钝化”并不是不反应,仍然发生了氧化还原反应
(1)一开始是铁与浓硫酸反应:
(2)随着反应进行,硫酸由浓变稀,则发生:
+3
浓硫酸强氧化性
浓硫酸的强氧化性
常温下,Fe、Al遇浓硫酸发生“钝化”
与还原性化合物,如H2S、HBr等反应
与金属反应
与非金属反应
与大多数金属反应,如与Cu:
如与碳反应:
H2S+3H2SO4 = 4SO2↑+4H2O
【例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)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。
(6)碳酸钠跟稀硫酸反应生成二氧化碳气体。
脱水性
吸水性
酸性
酸性和强氧化性
强氧化性
酸性
典例精讲
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸。
(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。
②强氧化性
⑤吸水性
②强氧化性
①强酸性 ④脱水性
1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?
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
浓硫酸的应用
医药
干燥剂
化学试剂
化肥
铅蓄电池
炸药
资料卡片:硫酸盐P6
1、硫酸钙: 石膏—CaSO4.2H2O
熟石膏—2CaSO4.H2O 制模型
2、硫酸钡——重晶石的主要成分,俗称“钡餐”
3、硫酸铜——白色粉末,
结合水变成蓝色晶体,俗称“胆矾” “蓝矾” (CuSO4.5H2O)
和石灰乳混合制成农药波尔多液
4、芒硝——Na2SO4.10H2O
石膏
重晶石
胆矾
三、硫酸盐、硫酸根离子的检验
可调节水泥凝结时间
5. 明矾:KAl(SO4)2 12H2O 净化水
6. 绿矾:FeSO4 7H2O
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
——先加盐酸再加BaCl2
SO42-的检验:
1、试剂:稀盐酸、氯化钡溶液
2、操作方法:
待测液
+稀盐酸
所得溶液
+氯化钡溶液
产生白色沉淀,
则原溶液中含SO42-
排除CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+等干扰
SO42-的检验:
【例2】某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SO42- :
(1)该方案是否严密? 。
(2)请说明理由: 。
不严密
如果该溶液中含有Ag+而不含SO42- ,溶液中的Ag+与Cl-
反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀
试液 白色沉淀 白色沉淀不溶解。
结论:试液中有SO42-。
典例精讲
课堂小结
硫酸的工业制备
S(FeS2)—SO2——SO3 —H2SO4
2.某同学设想用如图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 A B C D
实验目的 吸水性 脱水性 稀释放热 强氧化性
实验装置
D
4.某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)。
请回答:
(1)写出铜丝与浓硫酸反应的化学反应方程式: 。
(2)反应后试管Ⅱ与IV中溶液均褪色,分别体现了SO2的____性和____性。
Cu+2H2SO4(浓)== CuSO4+SO2↑+2H2O
漂白
还原