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第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验
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
一、导入新课
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。工业上硫酸是怎么制备的呢？
1.硫酸的工业制法
(1)写出由黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的化学方程式：
①4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2；
② ；
③ 。
(2)工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是 。
SO3＋H2O===H2SO4
SO3与水反应为放
热反应，易产生水雾，影响SO3的吸收
二、硫酸
2.硫酸具有酸的共性
写出下列反应的离子方程式或现象
Fe+2H+===Fe2++H2↑
MgO+2H+===Mg2++H2O
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
CO +2H+===CO2↑+H2O
红色
二、硫酸
3.浓硫酸的特性
(1)吸水性
观察思考
描述现象 蓝色的硫酸铜晶体变为白色的无水硫酸铜粉末
结论 浓硫酸具有吸水性
二、硫酸
(2)脱水性
观察思考
描述现象 __________________________________________________________________________
结论 _________________
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
浓硫酸具有脱水性
二、硫酸
【归纳总结】
? 吸水性 脱水性
原理 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭
区别 物质中含有H2O 物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素
应用 作干燥剂 ?
二、硫酸
(3)强氧化性
实验探究：浓硫酸与铜的反应
二、硫酸
实验
现象 a试管中铜丝表面 ；
b试管中的溶液 ；
c试管中的 ；
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，___________
实验
结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式：_____________________________
_____________
有气泡产生
逐渐变为无色
紫色石蕊溶液逐渐变为红色
溶液显蓝色
Cu＋2H2SO4(浓)
CuSO4＋
SO2↑＋2H2O
二、硫酸
【归纳总结】
③与还原性化合物反应，如H2S、HBr等。
二、硫酸
【相关链接】
硫酸的性质
(1)物理性质
①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。
②硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84 g·cm－3。
③硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
(2)硫酸为二元强酸，具有酸的通性。
二、硫酸
(3)浓硫酸的特性
①浓硫酸能吸收空气中和物质表面的水，还能夺取结晶水合物中的结晶水。前者是物理变化，后者是化学变化。
②浓硫酸具有脱水性，能使木炭碳化、白纸变黑、蔗糖变黑等。
③浓硫酸具有强氧化性
二、硫酸
2FeSO4＋2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋2H2O
H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O
二、硫酸
1.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____。
③
解析 浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。
(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____。
解析 磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。
①
二、硫酸
【深度思考】
(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____。
⑤
②
⑤
②
解析 浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。
解析 常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。
解析 浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。
解析 浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。
二、硫酸
2.根据硫酸的性质回答下列问题：
(1)实验用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？
提示 因为浓硫酸具有强氧化性，与金属反应时生成二氧化硫，无氢气产生。
(2)用氧化还原反应的原理解释：具有氧化性的浓硫酸能干燥有还原性的SO2吗？
提示 能，因为＋6价的S和＋4价的S之间没有中间价态，不能发生化学反应。
二、硫酸
(3)实验室用MnO2和浓盐酸加热制取氯气、铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体，其中的酸会不会完全反应？
提示 酸都不会完全反应。MnO2和浓盐酸加热制取氯气时，随着反应的进行，盐酸浓度越来越小，当变为稀盐酸时，反应停止；而铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体时，硫酸浓度也会变小，当变为稀硫酸时，反应也停止。
(4)将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中，写出可能发生反应的化学方程式。
提示 Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
二、硫酸
【思维启迪】
浓硫酸与金属反应的规律
(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，则产生的气体为氢气。
二、硫酸
1.硫酸根离子实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式
加入BaCl2生成 ，再加入少量稀盐酸，白色沉淀_______ ______________________
加入BaCl2生成 ，再加入少量稀盐酸，____
，生成________
_____ ________________________________________________________
白色沉淀
不溶解
白色沉淀
白色
沉淀溶解
无色无味
气体
Ba2＋＋CO ===BaCO3↓，BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
三、硫酸根离子的检验
【归纳总结】
硫酸根离子的检验方法
未知
溶液
无明显
现象
产生白
色沉淀
原未知液
中含SO
三、硫酸根离子的检验
2.问题讨论
某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SO ：
(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SO ，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
三、硫酸根离子的检验
1.经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。
(1)若除去粗盐中的上述杂质，将选用的试剂及反应的离子方程式填入表中：
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐 ? ?
CaCl2 ? ?
MgCl2 ? ?
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↓
三、硫酸根离子的检验
【理解应用】
(2)除去粗盐中可溶性杂质的原理
三、硫酸根离子的检验
(3)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过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在____________之后加入。
(4)最后加入盐酸的目的是____________________________。
氯化钡溶液
除去溶液中过量的OH－和CO
三、硫酸根离子的检验
【思维启迪】
(1)物质除杂和分离的基本原则
①不增(不引入新的杂质)。
②不减(不减少被提纯的物质)。
③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。
④易复原(被提纯的物质易复原)。
(2)物质除杂和分离注意的问题
①除杂试剂要过量。
②后续试剂应能除去过量的前一试剂。
③尽可能将杂质转化为所需物质。
④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
三、硫酸根离子的检验
2.某溶液中含有硫酸镁和硫酸钠两种溶质，选择适当试剂将溶液中的镁离子转化为沉淀或固体分离出来，设计实验流程如下：
稀盐酸
氯化钡(答案合理均可)
三、硫酸根离子的检验
三、硫酸根离子的检验
(2)如何洗涤碳酸镁沉淀？
解析 过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液溶质离子，用蒸馏水在原过滤器中冲洗即可。
答案 沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次。
三、硫酸根离子的检验
(3)如何检验碳酸镁沉淀是否洗涤干净？
解析 检验沉淀是否洗净时，实际上是检验最后一次洗涤液是否含有母液中的溶质离子，此题可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO 达到目的。
答案 取少量最后一次洗涤液，滴加稀盐酸和氯化钡溶液。若有沉淀生成则说明没有洗净；反之，已洗涤干净(答案合理均可)。
三、硫酸根离子的检验
【思维启迪】
沉淀的洗涤
(1)洗涤沉淀的原因：过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液。
(2)洗涤沉淀的方法：沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水流下，直到固体表面洗涤干净为止(洗涤2～3次)。
(3)沉淀是否洗涤干净，检验方法：取最后一次洗涤液，加入相关试剂后观察现象。
三、硫酸根离子的检验
四、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
浓硫酸的特性及硫酸根离子的检验
解析 浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A项错误；
浓硫酸将蔗糖中的H、O元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B项正确；
浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C项错误；
浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D项错误。
1.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫
√
五、课堂检测
2.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化
C.红热木炭 D.氧化铝
解析 浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。
√
五、课堂检测
3.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，则下列叙述中错误的是
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
√
五、课堂检测
五、课堂检测
B中可能为Ag＋；
√
五、课堂检测
5.依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：
(1)B的化学式是_______，C的化学式是_____。
K2CO3
HCl
解析 先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。
三、硫酸根离子的检验
(2)加入过量A的目的是________________________。
(3)加入过量B的目的是_________________。
(4)加热煮沸的目的是_________________。
(5)操作Ⅰ的名称是_____。
除尽镁离子和硫酸根离子
除尽过量的钡离子
使氯化氢挥发逸出
过滤
三、硫酸根离子的检验
再 见
硫及其化合物
第2课时
教学目标
1、通过实验探究，了解硫酸的酸性和浓硫酸的特性。
2、能设计实验检验硫酸根离子。
教学重难点
重点：浓硫酸的三大特性，硫酸根离子的检验
难点：浓硫酸的特性
教学过程
一、导入新课
硫酸是重要的化工原料，工业上硫酸是怎么制备的呢？
二、讲授新课
（一）硫酸的用途与工业制备
（1）用途:
① 重要的化工原料,可用于制___________、炸药、染料、盐类等。
② 用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
（2）工业制备:
（3）制备流程：
【课堂练习】1、写出下列流程的化学方程式。
① 制备SO2：_________________________________或S+O2= SO2;
② 制备SO3：___________________________;
③ 吸收 H2SO4：__________________________。
（二）硫酸的化学性质
（1）酸的通性
电离方程式：H2SO4===2H＋＋SO。
【课堂练习】2、写出下列反应的离子方程式。
稀硫酸与活泼金属反应，如Zn:______________________。
稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO:______________________。
稀硫酸与碱反应，如NaOH: ____________________________。
稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3: _______________________。
（2）浓硫酸的特性——吸水性与脱水性
【实验探究】“黑面包”实验
(1) 吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分，常用做干燥剂
(2) 脱水性：浓硫酸能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去
【思考讨论】1、吸水性与脱水性的区别
吸水性 脱水性
原理 浓硫酸能够吸收______________________及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中_____________________脱去,剩余黑色的炭
区别
应用
2、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?
【实验探究】
（3）浓硫酸的特性——强氧化性
【实验5-3】浓硫酸和铜的反应
【学生活动】描述试验现象并写出方程式。
A、试管中铜丝表面__________________________。
B、试管中的品红溶液逐渐变为________。
C、试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为________。
D、将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为_____。
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
【思考交流】
(1) 上述方程式中，谁是氧化剂，谁是还原剂？
(2) 浓硫酸在这个反应中体现了什么性质？
(3) 实验室用金属和酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸、而不用浓硫酸，这是为什么？
【思考交流】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？
【讲解】3. 浓硫酸的特性
(3) 强氧化性
① 与金属的反应
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
② 与非金属反应：
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
③ 与具有还原性的化合物反应，如H2S、HI、HBr、FeCl2等
【学生总结】浓硫酸特性——强氧化性
【实验探究】
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。
【过渡】从这个实验中你能够得出什么结论？写出相关反应的离子方程式。
（三）硫酸根离子的检验
(1) 结论：检验SO42-的正确操作方法:
被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
(2) 注意：先加稀盐酸的目的是_______________________。
三、学习小结
四、达标检测
1.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是( )
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫
答案 B
解析 浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A项错误；浓硫酸将蔗糖中的H、O元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B项正确；浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C项错误；浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D项错误。
2.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是( )
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化
C.红热木炭 D.氧化铝
答案 C
解析 浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。
3.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，则下列叙述中错误的是( )
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
答案 B
解析 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，B项错误。
4.下列检验试样中有无SO的操作及结论正确的是( )
A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SO
B.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO
C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SO
D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO
答案 D
解析 A中可能为CO、SO或Ag＋；B中可能为Ag＋；Ag2SO4是微溶物，只有当浓度较大时才出现沉淀，所以C选项中不能排除有SO存在的可能。
5.依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：
纯净氯化钾溶液
(1)B的化学式是________，C的化学式是__________。
(2)加入过量A的目的是___________________________________________________。
(3)加入过量B的目的是___________________________________________________。
(4)加热煮沸的目的是______________________________________________________。
(5)操作Ⅰ的名称是________________________________________________________。
答案 (1)K2CO3 HCl (2)除尽镁离子和硫酸根离子 (3)除尽过量的钡离子 (4)使氯化氢挥发逸出 (5)过滤
解析 先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。
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