第五章 第一节 第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验 学案（含答案）—2024春高中化学人教版必修二

第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
[核心素养发展目标]　
1.了解硫酸的工业制法及常见的硫酸盐。
2.掌握浓H2SO4的性质及重要实验现象。
3.掌握SO的检验方法。
一、硫酸的性质及工业制法
1．硫酸的工业制法
硫酸是重要的化工原料，可用于生产____、________、________、染料和盐类等，工业上一般以________或其他____________(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。
制备过程中反应的化学方程式如下：
①制气：燃烧硫黄：____________________，煅烧黄铁矿：_________________________；
②氧化：2SO2＋O22SO3；
③吸收：__________________________________________。
特别提醒　工业制备硫酸工艺中常用98.3%浓硫酸而不用水吸收SO3，因为SO3与H2O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO3的吸收。
2．硫酸的性质
(1)稀硫酸
硫酸在水里很容易电离出________，具有________，能使石蕊溶液变红，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式。
①活泼金属Fe：_______________________________________________；
②金属氧化物CuO：___________________________________________；
③碱Mg(OH)2：_______________________________________________；
④盐BaCO3：_________________________________________________。
(2)浓硫酸
浓硫酸有三大特性：________、________和________。
①吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作________。
思考1　浓硫酸做干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体？
________________________________________________________________________
②脱水性
浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等________中的氢和氧按________________脱去。
现象：向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成__________固体，并放出________________气味的气体。
思考2　蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑说明有________生成，体现了浓硫酸的________性；体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有______________产生，刺激性气味的气体可能是________，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的________性。
③强氧化性
浓硫酸具有强氧化性，能氧化大多数______单质和部分________单质。
实验操作
实验现象 a试管中铜丝表面________，有______生成； b试管中的溶液逐渐变为________； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈________
实验结论 在加热条件下，Cu与浓硫酸反应，在反应中，浓硫酸是______，铜是________
思考3　用足量的铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸在加热条件下反应能否得到1 mol SO2？如果把铜片换为锌片，得到什么气体？请说明理由。
________________________________________________________________________
浓硫酸和金属反应的规律
(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，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则表现酸性，产生的气体为氢气。
3．常见的硫酸盐
(1)硫酸钙
2(CaSO4·2H2O)___________＋3H2O
　 石膏　　　　　　　熟石膏
主要用于制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸铜
CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O(胆矾)
白色　 　　　　　　蓝色
主要用于检验________________，胆矾与________混合制备波尔多液。
(3)硫酸钡
又称重晶石，不溶于________，且不易被X射线透过。主要用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”。
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________。
二、硫酸根离子的检验
1．实验探究：SO的检验
实验操作
实验现象 先____________，加入稀盐酸后______ 先__________，加入稀盐酸后_________ 先__________，加入稀盐酸后_________
离子方程式 ____________________________________；____________________________________
结论 加入BaCl2溶液检验SO时，通常先加入________酸化，排除______________等可能造成的干扰
2.SO的检验操作
取待测液少许于一洁净试管中，向其中滴加少量________(注：必须用________酸化，不能用稀硝酸，因HNO3具有氧化性可将SO氧化成SO)，若无明显现象，再滴入少量________溶液，若产生________，则有SO存在，否则无SO存在。
思考1　在SO的检验操作中，滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序能否颠倒？
________________________________________________________________________
3．硫酸根离子检验的应用——粗盐提纯
若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐
CaCl2
MgCl2
思考2　除杂过程中为了将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去，粗盐除去杂质离子(SO、Ca2＋、Mg2＋)可设计哪些方案？
________________________________________________________________________
粗盐提纯过程中，Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入，目的是除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤后再加入过量的盐酸，目的是除去过量的OH－、CO。
1．判断正误
(1)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解，则溶液中一定含有SO(　　)
(2)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则溶液中一定含有SO(　　)
(3)为除去粗盐水中少量的CO，可向溶液中加入过量的K2CO3溶液，然后过滤(　　)
(4)除去多种杂质时应考虑加入试剂的合理顺序(　　)
2．某溶液中可能含有SO、CO、Cl－中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是(　　)
A．一定有SO
B．一定有CO
C．不能确定Cl－是否存在
D．不能确定SO是否存在
1．下列关于工业制备硫酸的叙述中错误的是(　　)
A．工业制备硫酸的反应过程中氧化剂都是氧气
B．SO2氧化成SO3的反应中SO2能全部转化为SO3
C．可以用FeS2、硫黄、金属冶炼废气中的SO2，制备硫酸
D．SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，有利于SO3的吸收
2．下列叙述正确的是(　　)
A．把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中，得到气体体积在标准状况下为22.4 L
B．S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸表现了强酸性
C．常温下能够用铁、铝等制成的容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化
D．浓硫酸能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
3．(2023·石家庄高一期中)向盛有某盐溶液的试管中滴入几滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X)，再向试管中加入足量盐酸并充分振荡，静置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有关说法正确的是(　　)
A．X可能是BaSO3
B．X是BaCO3
C．Y与X的成分不可能相同
D．该盐溶液中一定含有SO
4．(1)向50 mL物质的量浓度为18 mol·L－1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，被还原的硫酸______(填“大于”“等于”或“小于”，下同)0.45 mol，消耗铜的物质的量 ________________0.45 mol，原因是______________________。
(2)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L
(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则下列叙述正确的是______(填字母)。
A．气体A为SO2和H2的混合物 B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C．反应中共消耗Zn 97.5 g D．反应中共转移3 mol电子
第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
一、
1．化肥　农药　炸药　硫黄　含硫矿物　SO2　SO3
①S＋O2SO2　4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
③SO3＋H2O===H2SO4
2．(1)氢离子　酸性　①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　②CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　③Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O　④2H＋＋SO＋BaCO3===BaSO4＋H2O＋CO2↑
(2)吸水性　脱水性　强氧化性　①干燥剂
思考1　浓硫酸做干燥剂，可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)；不可干燥碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
②有机物　水的组成比　黑色　有刺激性
思考2　碳　脱水　大量气体　SO2　强氧化
③金属　非金属　变黑　气泡　无色　蓝色　氧化剂
还原剂
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　钝化
致密的氧化膜　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
思考3　不能。随着反应进行，硫酸浓度降低到一定程度后，与铜不反应。如果把铜片换为锌片，会得到SO2和H2的混合气体，因为浓硫酸和锌反应生成SO2，浓硫酸变成稀硫酸后，锌和稀硫酸反应生成H2。
3．(1)2CaSO4·H2O
(2)水的存在　石灰乳
(3)水和酸
应用体验
(1)③　(2)①　(3)⑤　(4)②　(5)⑤　(6)②　(7)①④
二、
1．生成白色沉淀　沉淀不溶解　生成白色沉淀　沉淀不溶解
生成白色沉淀　沉淀溶解，且有气泡产生　Ba2＋＋SO===BaSO4↓　Ba2＋＋SO===BaSO4↓　Ba2＋＋CO===BaCO3↓　BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑　稀盐酸　CO
2．稀盐酸　稀盐酸　BaCl2　白色沉淀
思考1　不能。若滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序颠倒，排除不了Ag＋的干扰。
3．氯化钡溶液　Ba2＋＋SO===BaSO4↓　碳酸钠溶液　Ca2＋＋CO===CaCO3↓　烧碱溶液　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
思考2
应用体验
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2．D
随堂演练　知识落实
1．B　2.C　3.A
4．(1)小于　小于　随着反应的进行，浓硫酸变稀，稀硫酸不与铜反应　(2)ACD
解析　(2)生成气体的物质的量为＝1.5 mol，剩余硫酸的物质的量为×1 L×
0.1 mol·L－1＝0.05 mol，参加反应的n(H2SO4)＝0.1 L×18.5 mol·L－1－0.05 mol＝1.8 mol，浓硫酸与锌反应生成SO2，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H2，设反应生成x mol SO2，y mol H2，依据反应化学方程式可得x＋y＝1.5,2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2，所以反应生成0.3 mol SO2和1.2 mol H2。