人教版高中化学必修第二册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2课时硫酸硫酸根离子的检验课件(共59张PPT)

(共59张PPT)
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2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
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研习任务一　硫酸的性质及工业制法
教材　认知
1. 硫酸的工业制备
（1）用途
（2）制备（工业制法）
化肥、农药、炸药、染料、盐类　
【教材释疑】工业上制取硫酸常用98.3％的浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与 水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3与H2O的反应，从而降低了SO3的吸收。
难　
放出　
[思考1]　浓H2SO4如何稀释？
提示：浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断 搅拌。
（2）稀硫酸——具有酸的通性
H2SO4是强电解质；稀H2SO4具有酸的通性，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、 盐等物质发生反应。
分别写出稀H2SO4与下列物质或溶液反应的离子方程式。
干燥剂　
[思考2]　浓硫酸作干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体？
提示：浓硫酸作干燥剂，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）。
有机物　
水的组成比　
黑色　
有刺激性　
[思考3]　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。
提示：碳　脱水　大量气体　SO2　强氧化
[思考4]　浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色，该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸 水性？
提示：吸水性。浓硫酸吸收自由水和结晶水均表现的是吸水性。
（3）强氧化性
①与金属单质的反应
实验
操作
实验
现象 a试管中铜丝表面有 　气泡　逸出；
b试管中的溶液逐渐变为 　无色　；
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈 　蓝色　
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 　氧化剂　，铜 是 　还原剂　
气泡　
无色　
蓝色　
氧化剂　
还原剂　
②常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化，故可用铁槽车运输浓H2SO4。
③与非金属单质反应
Cu＋
强氧化性、酸性
2H2O　
[思考5]　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。
提示：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。
归纳总结
　　（1）浓硫酸与活泼金属（如Zn）反应，开始时产生SO2，硫酸变稀后产生H2； 浓硫酸与不活泼金属（如Cu）反应，开始时产生SO2，硫酸变稀后不再反应。
（2）常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了钝化，钝化是指浓硫 酸将Fe、Al氧化，在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止了浓硫酸与Fe、Al继续反 应，体现了浓硫酸的强氧化性。
（3）浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性；浓硫酸在与非金属的 反应中只表现氧化性。
应用　体验
1. 微判断
（3）1 L 18.4 mol/L的浓H2SO4与足量的铜反应，生成9.2 mol SO2气体。
（6）浓硫酸有强烈的吸水性，因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体。






③　
①　
⑤　
②　
⑤　
②　
①④　
教材　认知
1. 常见的硫酸盐
化学 式 俗名 性质 用途
CaSO4 ·2H2O 石膏 石膏加热到150 ℃
时变成熟石膏（2CaSO4·H2O）， 熟石膏与水混合，重新变成石膏 （1）制作模型、石膏绷带
（2）调节水泥的硬化速率
BaSO4 重晶
石 不溶于水和酸，不容易被X射线透过 消化系统X射线检查的内服药剂——“钡餐”
CuSO4 ·5H2O 胆矾
或
蓝矾 无水CuSO4是白色粉末，结合水 后变成蓝色晶体 （1）检验酒精中是否含少量水
（2）配制农药——波尔多液
2. 硫酸根离子的检验
实验操作 实验现象 离子方程式
加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀不溶解
加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加入少量稀盐酸，白色沉淀溶 解，生成无色无味气体
（2）硫酸根离子的检验
（1）若除去粗盐中的杂质（可溶性硫酸盐及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 氯化钡溶液
CaCl2 碳酸钠溶液
MgCl2 烧碱溶液
氯化钡溶液
碳酸钠溶液
烧碱溶液
[思考2]　上述实验中加入过量的除杂试剂BaCl2溶液后，是否会引入新的杂质？如果 有，应如何除去？
（2）试剂加入的顺序
为使杂质离子完全除去，通常加入试剂及顺序有如下三种：
Na2CO3溶液　
Na2CO3溶液　
BaCl2溶液　
Na2CO3溶液　
NaOH溶液　
碳酸钠溶液　
氯化钡溶液　
应用　体验
1. 微判断

√
√
2. 川菜之魂在味，然而在“七味八滋”中，盐应是百味之首。自贡市位于四川盆地 南部，智慧的自贡人早在2 000年前就开始了用盐井采盐。但刚从盐井中采出的粗盐 水因含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等，需经过提纯才能被食用。如图展示了一 种在实验室用该粗盐水制取NaCl晶体的操作流程：
请回答下列问题。
过滤
解析：（1）根据分析，除去不溶性杂质的操作①的名称是过滤。
NaOH溶液
稀盐酸
不可
以，加入Na2CO3溶液的目的不仅仅是除去Ca2＋，还有过量的Ba2＋，调换后过量的Ba2
＋无法除去
解析：（3）根据分析，加入的溶液应除去Mg2＋，且不引入新杂质，故试剂Ⅰ为NaOH溶液；第五步加入的试剂应除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液且不引入新杂质，故试剂Ⅱ为盐酸。
解析：（4）加入Na2CO3溶液的目的不仅仅是除去Ca2＋，还有过量的Ba2＋，调换后过量的Ba2＋无法除去。
归纳总结
粗盐提纯时为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂，后续试剂要能够将前面所加 的过量试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入，碳酸钠既要除去杂 质钙离子还要除去过量的钡离子。
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
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
B
A. 加入过量的Na2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸
B. 加入过量的K2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸
C. 加入过量的Na2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸
D. 加入过量的K2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸
解析：加入过量的Na2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸，会生成新的杂 质硝酸钠，因此不可行，故A不符合题意；加入过量的K2SO4溶液，过滤，向滤液中 滴加适量的稀硝酸，K2SO4会有剩余，因此不可行，故B不符合题意；加入过量的 Na2SO4溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸，Na2SO4会有剩余，因此不可行， 故C不符合题意；先加入过量的K2CO3溶液，过滤，再向滤液中加入适量的稀HNO3， 稀HNO3会与过量的碳酸钾反应生成硝酸钾，因此可行，故D符合题意。
D
A. ①中苹果块会干瘪
B. ②中胆矾晶体表面有“白斑”
C. ③中小试管内有晶体析出
D. ④中pH试纸变红
解析：浓硫酸具有吸水性，苹果块中散发的水分、胆矾晶体的结晶水、饱和KNO3溶 液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收，从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不 带结晶水的无水CuSO4、饱和KNO3溶液失水而有晶体析出；浓硫酸具有脱水性，因 此pH试纸会被炭化而变黑。
D
4. 为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用如图所示仪器（内含物质）组装成实 验装置，请回答下列问题。
A　
F　
E　
C　
D　
B　
解析：（1）木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和水，由于SO2也能使澄清石灰水变浑 浊，所以在检验CO2之前首先要除去SO2，SO2具有还原性，可以用酸性高锰酸钾溶液 氧化而除去。为验证是否除尽需要再通过品红溶液检验，所以连接上述装置的正确顺 序是A、F、E、C、D、B。
（2）仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2？
澄清石灰水变浑浊　
品红溶液不褪色　
吸收SO2　
解析：（2）根据以上分析可知乙中澄清石灰水变浑浊，而丙中品红溶液未褪色时，即可表明已检验出CO2。
解析：（3）根据以上分析可知，丁中酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2。
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课时作业
[基础训练]
A. 分别取少量两种溶液加水稀释，比较热效应
B. 分别取少量两种溶液滴加到纸张上，观察纸张是否变黑
C. 分别取少量两种溶液滴加BaCl2溶液，观察是否产生白色沉淀
D. 分别取足量两种溶液向其中加入铁片，一段时间后观察铁片是否溶解
C
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解析：浓硫酸溶于水会放出大量热量；而稀硫酸溶于水，没有明显的热量变化，因此 可以通过分别取少量两种溶液加水稀释，比较热效应进行鉴别，A正确；浓硫酸具有 脱水性，能够使有机物脱水炭黑，而稀硫酸不具有脱水性，因此分别取少量两种溶液 滴加到纸张上，观察纸张是否变黑，变黑的是浓硫酸，不能变黑的是稀硫酸，B正 确；二者都与BaCl2溶液中的Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀，因此不能使用BaCl2溶液 进行鉴别，C错误；在室温下铁遇浓硫酸会发生钝化现象而不能进一步反应，而铁加 入稀硫酸中，会发生反应使铁片溶解，溶液变为浅绿色，同时产生气泡，二者现象不 同，可以进行鉴别，D正确。
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A. 沸腾炉中通入足量空气可以使黄铁矿（主要成分为FeS2）直接被氧化为SO3和 Fe2O3
C. 吸收塔排放的尾气可用石灰乳来吸收
D. 为了降低成本，可将吸收塔内98.3％的浓硫酸替换为蒸馏水来吸收SO3
C
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解析：沸腾炉中通入足量空气的目的是使黄铁矿充分反应生成Fe2O3和二氧化硫，故A 错误；接触室内发生的反应为二氧化硫和氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫，该反 应为可逆反应，反应的化学方程式为2SO2＋O2 2SO3，故B错误；二氧化硫是酸 性氧化物，能与氢氧化钙溶液反应生成亚硫酸钙沉淀和水，所以吸收塔排放的尾气可 用石灰乳来吸收，故C正确；三氧化硫与水反应放出大量的热，若用蒸馏水吸收三氧 化硫会形成酸雾，降低吸收效率，所以吸收塔内98.3％的浓硫酸不能替换为蒸馏水， 故D错误。
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A. 铁在硫蒸气中燃烧
B. Fe2（SO4）3溶液与Cu反应
C. 氢气在氯气中燃烧
D. 硫酸中加入锌粉
D
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D
选项 ② 预测②中现象 实验结论
A 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 铜片 铜片溶解，产生气泡，底部产 生灰白色粉末 浓硫酸具有酸性和强氧化性
C CuSO4·
5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状， 并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性、氧化性
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解析：浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，浓硫酸吸收浓盐酸中的水，且吸水时 放热使溶液温度升高，导致浓盐酸挥发，该实验体现浓盐酸的挥发性和浓硫酸的吸水 性，A项不相符；常温下，浓硫酸和Cu不反应，所以没有明显现象，B项不相符；浓 硫酸具有吸水性，能吸收CuSO4·5H2O中的结晶水，使CuSO4·5H2O变为CuSO4，固体 由蓝色变为白色，发生的是化学变化，C项不相符；浓硫酸能将蔗糖中的H、O以2∶1 的比例脱去，体现脱水性，脱水时放出大量的热，浓硫酸将单质碳氧化成二氧化碳而 体现强氧化性，同时还生成有刺激性气味的二氧化硫，D项相符。
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A. 加入稀盐酸产生无色气体，原物质一定有CaCO3
C. 加入稀盐酸后再加入硝酸银，产生白色沉淀，则原溶液一定有Cl－
D. 加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸，白色沉淀消失，不一定有Ba2＋
解析：A项，能与盐酸反应产生气体的物质有很多，如Na2CO3、KHCO3等，错误；B 项，原溶液也可能含Ag＋，错误；C项，加入盐酸就引入了Cl－，错误；D项，也可能 含Ca2＋，正确。
D
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A. 装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2
B. 装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中
C. 品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收未反应的SO2气体
D. 充分反应后，被还原的硫酸等于0.45 mol
C
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A. 过滤操作中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和分液漏斗
B. 试剂1可选用BaCl2溶液，试剂2可选用Na2CO3溶液
C. 调pH时，可选用盐酸或者硫酸
D. 结晶时，应先加热蒸发形成较高温度下的饱和溶液，然后冷却到室温
B
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解析：过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要分液漏斗，故A错 误；试剂1用氯化钡溶液除去硫酸根离子，试剂2用碳酸钠溶液除去钙离子及过量的钡 离子，不能颠倒顺序，否则无法除去过量的钡离子，故B正确；调节pH是为了除去过 量的碳酸钠溶液，且不能引入新杂质，应选用盐酸，选硫酸会引入硫酸根离子，故C 错误；氯化钠的溶解度受温度的影响较小，应采用蒸发结晶得到，加热到有大量晶体 析出时，停止加热，余热蒸干剩余水分，故D错误。
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8. 某化学兴趣小组为研究浓硫酸与生铁（含碳）的反应情况及产物性质，进行了如 下实验。请回答下列问题：
分液漏斗　
品红试纸褪色，石蕊试纸
变红
BaSO4
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2H2SO4（浓）＋
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③②④　
赶尽装置中的空气，防止空气中的CO2影响实验
解析：（3）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，因此应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，然后通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水检验二氧化碳，从左到右的顺序为③②④。
H2↑
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[提升训练]
A. X使蔗糖变黑主要体现了X的脱水性
B. 若A为铁，则足量A与X在常温下即可完全反应
C. 若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最终有白 色沉淀产生
D. 工业上，B转化为D的反应条件为加热、加压、使用催化剂
解析：常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的 CO2通入澄清石灰水中先产生沉淀然后沉淀又溶解，C错误；工业上，SO2转化成SO3 是在400～500 ℃、常压、催化剂作用下进行的，D错误。
A
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A. 共消耗锌48.0 g
B. 共转移电子1.6 mol
D. 生成气体的体积约为17.92 L（STP）
A
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11. （2024·长沙高一雅礼中学期中）不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为 SO2，也可被还原为氢气。某校研究性学习小组拟设计实验验证这一事实，并进行数 据测定和相关计算，请按要求答题。
解析：利用硫酸与锌粒反应产生的气体，先通过无水氯化钙，再用氢氧化钠溶液吸 收，测定产生的二氧化硫，再利用量气管测定产生的氢气，从而对反应的方程式进行 分析。
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解析：（1）硫酸在滴落时，烧瓶内压强会增大，为保证液体顺利滴下，加橡胶管以平衡压强。
平衡压强，使液体能顺利滴下
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A. 100 mL B. 200 mL
C. 400 mL D. 500 mL
D　
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偏小　
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解析：（6）为了准确地测量气体体积，读数时应考虑到气体温度、压强等问题的影响，则应注意：待冷却至室温再开始读数；读数前使量气管左右液面相平；眼睛视线与液面最低处相平。
待冷却至室温
再开始读数；读数前使量气管左右液面相平；眼睛视线与液面最低处相平　
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