第1单元 课时2
硫酸的制备和性质
教学设计
一、学习目标
1．了解接触法制硫酸的反应原理；
2．了解浓硫酸的吸水性和脱水性，掌握浓硫酸的强氧化性；
3．通过比较浓硫酸与稀硫酸性质差异学会比较的科学方法。
二、教学重点及难点
工业制硫酸的反应原理；浓硫酸的特性。
三、设计思路
本课设计延续上节课酸雨的成因，在复习已有知识的基础上，进一步从化合价变化的角度思考如何制取硫酸，引出SO2的另一重要用途——制取工业硫酸。为了更好的利用硫酸，需要先研究硫酸的性质，在与稀硫酸的比较中，通过三个实验重点学习浓硫酸的特性。
四、教学过程
[引入]（ppt2）上节课我们学习了酸雨的成因，现在大家写出酸雨形成过程中的化学反应方程式。（学生书写方程式）
[过渡]SO2在空气和雨水的作用下，经过一系列变化可以生成硫酸，而硫酸是当今世界最重要的化工产品之一，那么工业上硫酸是怎么制备的呢？
[设问]请同学们思考如何从硫磺制取硫酸？（提示从化合价思考）
[投影] S H2SO4
S SO2 SO3 H2SO4
[提问] SO2 SO3需要什么条件？（提示联系酸雨的形成）
[交流与讨论]学生阅读，完成教材90页交流与讨论。
[投影讲解]硫酸工业制备动画并简单讲解流程。
[小结板书] （ppt3）一、硫酸的工业制法——接触法制硫酸
1．二氧化硫的制取和净化（沸腾炉）
S+O2 ＝ SO2
4FeS2+11O2 == 2 Fe2O3+8SO2
2．二氧化硫转化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2 2SO3
3．三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）
SO3 + H2O ==H2SO4
[讲述]通常用98.3%浓硫酸吸收SO3，工业生产得到的硫酸一般都是质量分数大于92%的浓硫酸，在实际应用中，人们常根据需要，把浓硫酸稀释成不同浓度的稀硫酸。为了更好地利用硫酸，我们需要先研究硫酸的性质。
（学生回忆初中学习过的硫酸的性质和应用，教师投影化学方程式，小结）
（ppt4）稀硫酸的性质：1．可以使紫色石蕊试液变红
2．与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O
3．与金属反应： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
4．与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
5．与某些盐反应：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
[板书]（ppt4）二、稀硫酸：二元强酸，具有酸的通性。
[过渡]在水溶液中，硫酸完全电离成H+和SO42-，而浓硫酸中存在的主要是硫酸分子，那么浓硫酸都有那些不同的性质呢？
[实验探究１]（ppt 4）（教材91页实验1）向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。
（学生观察现象，讨论得出结论，教师板书）
[板书]（ppt5）三、浓硫酸的特性
1．吸水性
[提问]你还能列出几个说明浓硫酸具有吸水性的事实吗？
（实验室常用浓硫酸作某些气体的干燥剂；久置的浓硫酸质量会增加等。）
[实验探究2]（教材91页实验2）蔗糖中加入浓硫酸，并把产生的气体通入品红溶液中，观察实验现象，并加以解释。（该实验可参考本课实验研究，也可以播放视频（ppt6））
现象
结论及解释
颜色 白-棕-黑
蔗糖脱水炭化
体积膨胀，呈疏松海绵状
有气体生成
试管壁发热
浓硫酸吸水放热
品红溶液褪色
生成SO2
C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[板书]2．脱水性
[讲解] 脱水性：按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素，形成水分子，该实验也体现了浓硫酸的氧化性（提示从化合价的变化分析）。
[实验探究3]（ppt7）铜片加浓硫酸加热，观察实验现象；冷却将试管中物质慢慢倒入水中，观察现象。写出反应的化学方程式。（也可以播放视频（ppt8））
现象：常温下,无明显现象；加热后,铜片溶解，有气泡生成，品红溶液褪色，反应后生成物水溶液呈蓝色。
Cu + 2H2SO4（浓） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
（学生讨论浓硫酸性质，指出浓硫酸在该反应中作氧化剂，可提示从化合价的变化分析，并与稀硫酸做比较）
[提问]NaOH溶液的作用是什么？
吸收尾气，防止污染环境。
[板书]（ppt9）3．强氧化性
Cu + 2H2SO4 （浓） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[讲解]有浓硫酸参与的反应，大多数是氧化还原反应，反应中浓硫酸作氧化剂。
A.加热，浓H2SO4能氧化大多数金属(除Au、Pt)，一般不产生H2；
B.常温，浓H2SO4使 Fe、Al钝化 ；
C.浓H2SO4与金属反应，表现酸性和氧化性
[讨论] （ppt10）归纳浓硫酸与稀硫酸的性质差异：在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，试设计简单的方法区别它们。
（学生讨论、归纳浓硫酸与稀硫酸的性质差异）
[板书]（ppt11）三、硫酸的用途
（学生根据日常生活知识归纳硫酸的用途，教师提示，投影小结）
[讲述]用硫酸可以制得硫酸盐，得到进一步的应用，请大家阅读教材93页资料卡，了解几种重要的硫酸盐。
（学生阅读教材93页资料卡，教师小结硫酸的用途，播放视频：硫酸盐的用途）
[课堂练习]（ppt12—13）
1. 问题解决：一铁罐车运载浓硫酸发生事故。
思考：（1）铁可与硫酸反应，为何可将浓硫酸密闭在铁罐中？在此铁罐出口处腐蚀严重，这说明了浓硫酸具有什么性质？
（2）清洗此铁罐时一定要远离火源，为什么呢？
（3）道路被破坏，树木被烧死的原因是什么呢？
（4）如何处理被泄露的硫酸呢？
参考答案：
1．（1）冷的浓硫酸能使铁钝化，所以可将浓硫酸密闭在铁罐中。铁罐出口处腐蚀严重，说明浓硫酸具有吸水性。
（2）稀硫酸与铁反应生成氢气，有火源可能引起爆炸。
（3）浓硫酸的强腐蚀性。
（4）洒石灰。
第1单元 课时2
硫酸的制备和性质
补充习题
一、选择题
1.工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层，这是利用硫酸的 （ ）
A.强氧化性 B.不挥发性 C.酸性 D.吸水性
2.下列关于硫酸性质的描述中，正确的是 ( )
A.浓H2SO4有氧化性，稀H2SO4无氧化性
B.由于浓H2SO4具有脱水性，所以可用做干燥剂
C.稀H2SO4与铜不反应，浓H2SO4在加热条件下可与铜反应
D.在受热的情况下浓硫酸也不与铁、铝发生反应
3.在下述反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性的是 （ ）
A.C＋H2SO4 B.Na2SO3＋H2SO4
C.NaCl＋H2SO4 D.Cu＋H2SO4
4.下列离子方程式中，不正确的是 （ ）
A.氢氧化铜与稀硫酸反应：Cu(OH)2＋2H+＝Cu2+＋2H2O
B.铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H+＝2Fe3+＋3H2↑
C.氯化钡溶液与硫酸反应：Ba2+＋SO42- ＝BaSO4↓
D.氧化铜与硫酸反应：CuO＋2H+＝Cu2+＋H2O
5.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
6.下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是 ( )
A.常温时，可与Al反应生成大量H2
B.将浓硫酸置于敞口容器中，经过一段时间质量将减少
C.稀释浓硫酸时，应将其沿着器壁慢慢加入到水中，并用玻璃棒不断搅拌
D.硫酸是强酸，所以通常用浓硫酸与大理石反应制取二氧化碳
7.关于工业制硫酸的说法不正确的是 （ ）
A.燃烧硫生成SO3 B.SO3与水反应生成H2SO4
C.SO2氧化成SO3需要使用催化剂 D.主要设备是沸腾炉、接触室、吸收塔
8.区别浓H2SO4和稀H2SO4，既简单又可靠的方法是 （ ） A.各取少许溶液分别放入铜片?? B.分别与石蕊试液作用 C.用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上?? D.各取少许溶液分别放入铝片
9. 将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应：
2FeSO4＝Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如将生成的混合气体通过BaCl2溶液，应发生的现象有： （ ）
? A.一定产生BaSO4沉淀??? B.一定产生BaSO3沉淀
?C.产生的不全是BaSO4沉淀 D.一定有SO3逸出
10. 50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量( )
A.小于0.45mo1 B.等于0.45mol
C.在0.45mol和0.9mol之间 D.大于0.9mo1
二、填空题
11.下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。
（1）在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸 。
（2）浓硫酸使木条变黑 。
（3）实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气 。
（4）浓硫酸露置在空气中质量增加 。
12.实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
（1）根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成____________；
根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成___________________；
写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式_______________________。
（2）装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液，其作用是 。
（3）生成的气体使品红溶液的颜色 ；实验完毕后，取少量乙试管中溶液于试管中加热，现象是 ；原因是 。
13. 工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀H2SO4中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是:
①_____________________________________，
②_____________________________________。
三、计算题
14.使一定质量的Zn与100mL18.5mol/L浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的气体A 33.6L。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液c(H+)=0.1mol/L。求气体A中各成分的体积比。
参考答案
1.C 2.C 3.D 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C 9.A 10.A
11.强氧化性，脱水性，酸性，吸水性
12.（1）乙中品红褪成无色；甲中溶液显蓝色；
Cu+2H2SO4(浓) =CuSO4+SO2↑+2H2O。
（2）吸收多余的SO2防止污染环境
（3）由红色变无色；由无色变红色；SO2漂白时生成不稳定的无色物质。
13.(1) 硫酸的用量较少，可以节约原料；
(2) 可以减少二氧化硫的排放，减少生产过程对环境造成的污染。
14.解：设SO2 、H2的物质的量分别为x、y
Zn +2H2SO4 (浓)=ZnSO4 +SO2 ↑+2H2O
2x x
Zn +H2SO4 (稀)=ZnSO4 + H2↑
y y
2x + y +0.05=0.1x18.5
x + y ==1.5
解得： x = 0.3 mol
y = 1.2 mol
所以：V(SO2) : V(H2) = 0.3 : 1.2 = 1 : 4
