第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸
必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素
工业制备硫酸
1、工业制硫酸的原理示意图(原料:硫黄或硫矿物(黄铁矿))
上述流程涉及的化学方程式为: 或4FeS2+11O2
===2Fe2O3+8SO2, , 。
点燃
S+O2===SO2
点燃
V2O5
400~500℃
2SO2+O2 2SO3
SO3 + H2O == H2SO4
硫酸
2、硫酸的酸性
(1)电离方程式: 。
(2)写出稀硫酸与Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应的离子方程式分别为 、 、
、 、 。
H2SO4 == 2H++SO42-
Zn+2H+=Zn2++H2↑
CuO+2H+ == Cu2++H2O
H++OH- == H2O
HCO3-+H+ == CO2↑+H2O
二元强酸
3.浓硫酸的特性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,可用于作 。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的 和 按 的组成比脱去。
浓硫酸
干燥剂
氢元素
氧元素
水
浓硫酸
(3)强氧化性
①与金属Cu反应(实验5-3)
现象:加热时左侧试管 ,
中间试管中的品红溶液 ,右侧试管中的石蕊溶液 。
原理:化学方程式为 。
反应中氧化剂是 ,还原剂是 ,还原产物为 。
浓硫酸
Cu
SO2
2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+SO2↑+2H2O
△
铜丝表面有气泡产生,冷却后经稀释溶液呈蓝色
褪色
变红
注意:浓硫酸与金属反应时,既表现出 性,也表现出 性。
冷的浓硫酸与铁、铝接触会发生 ,因此可用铁容器装浓硫酸。
酸
氧化
钝化
②与非金属反应:(浓硫酸与木炭反应)
化学方程式为 。反应中氧化剂是 ,还原剂是 ,还原产物为 。
浓硫酸
C
SO2
C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
注意:浓硫酸与非金属反应时,只表现出强氧化性。
浓硫酸
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)浓硫酸有脱水性,所以可用浓硫酸作干燥剂。 ( )
(2)1L 18.4mol·L-1的浓硫酸与足量铜反应,生成9.2molSO2气体
( )
(3)浓硫酸与足量Zn反应的后期可以生成H2。 ( )
(4)H2、Cl2、CO2、HCl均可用浓硫酸干燥。 ( )
(5)浓硫酸使纸张变黑体现了浓H2SO4的脱水性。 ( )
【课堂巩固】
×
×
√
√
√
2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(脱水性)
B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(氧化性、酸性)
C.蔗糖与浓硫酸反应时有海绵状的炭生成(吸水性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(不挥发性)
【课堂巩固】
B
3.浓硫酸有许多重要的性质,在与含有少量水分的蔗糖作用的过程中不能显示的性质是( )
A.酸性 B.脱水性 C.强氧化性 D.吸水性
A
常见的硫酸盐
1.石膏(化学式为 ),加热失水变为熟石膏(化学式为 ),应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带,工业上还用于调节 。
2. 又称“重晶石”或“钡餐”,用于生产其他钡盐的原料或消化系统X射线检查的内服药剂。
3.硫酸铜为白色粉末,CuSO4结合水后变为蓝色晶体胆矾(化学式为 ),又称蓝矾。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。胆矾和 混合制成一种常用的农药——波尔多液。
硫酸钡
CaSO4·2H2O
2CaSO4·H2O
水泥的硬化速率
CuSO4·5H2O
石灰乳
1.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.蓝色胆矾晶体滴加浓硫酸时变为白色固体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸与铜片共热的反应中,浓硫酸只表现强氧化性
【课堂巩固】
B
[浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖中H、O元素以水的形式脱出,从而使蔗糖炭化变黑,与吸水性无关,A错误;浓硫酸具有吸水性,能吸收胆矾晶体中的结晶水,可以使蓝色的胆矾晶体失水变为白色晶体,B正确;浓硫酸是一种酸,能和氨气反应,故不能干燥氨气,C错误;浓硫酸与铜片共热的反应中,浓硫酸既表现出强氧化性,又表现出酸性,D错误。]
硫酸根离子的检验
1.SO42-的检验(实验5-4)
(1)实验探究:①稀硫酸或Na2SO4溶液 ,
。
②Na2CO3溶液 ,
。
(2)SO42-的检验一般思路:(取样品、加试剂、观现象、下结论)
待测液
滴加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
滴加稀盐酸
白色沉淀不溶解
滴加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
滴加稀盐酸
白色沉淀溶解且放出气体
滴加稀盐酸
滴加BaCl2溶液
酸化
无沉淀无气体生成
白色沉淀生成
2、排除干扰
①Ag+干扰:
②CO32-、SO32-、PO43-干扰:
硫酸根离子的检验
用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。
BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀可溶于强酸中,因此检验SO42-时,必须先用盐酸酸化;不能用硝酸酸化,因在酸性条件下,SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而干扰检验结果。
1.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀不溶解,则该溶液中( )
A.一定有SO42- B.可能有SO42-或Ag+
C.一定无Ag+ D.可能有CO32-
【课堂巩固】
B
1.硫的存在
(1)在自然界中硫元素主要以 形式存在,如组成生命体的蛋白质中含有硫。在岩层深处和海底的无氧环境下,通常以硫化物的形式存在,如黄铁矿( )、黄铜矿( )。在地表附近,硫化物转化为硫酸盐,如石膏( )、芒硝( )等。
(2)游离态的硫存在于 附近或地壳的岩层中。
自然界中硫的存在和转化
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
火山口
化合态
2.硫的转化
火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成 ,二氧化硫可被进一步氧化成 。
自然界中硫的存在和转化
二氧化硫
三氧化硫
1.硫元素常见的化合价有 和 ,可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用 ,可将硫元素从低价态转化到高价态;利用 ,可将硫元素从高价态转化到低价态。
2.硫的不同价态所对应的常见化合物
(1)含有-2价硫的物质有酸: ,盐:Na2S、NaHS等。
(2)含有+4价硫的物质有氧化物: ,酸: ,盐:Na2SO3、NaHSO3等。
(3)含有+6价硫的物质有氧化物: ,酸: ,盐:Na2SO4、NaHSO4等。
常见硫的价态及转化
-2、0、+4
+6
氧化剂
还原剂
H2S
SO2
H2SO3
SO3
H2SO4
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向H2S溶液中通入空气,溶液变浑浊,是因为发生了氧化还原反应。( )
(2)浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2。 ( )
(3)锌粒放入稀硫酸中有气体放出,体现了+6价硫元素的氧化性。 ( )
(4)SO2转化为Na2SO3的反应不是氧化还原反应。 ( )
【课堂巩固】
×
√
×
√
1.下列转化不能一步实现的是( )
A.S―→H2S B.S―→SO3
C.H2S―→SO2 D.SO2―→H2SO4
2.根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素不能表现还原性的是( )
A.Na2S B.S C.SO2 D.H2SO4
【课堂巩固】
B
D
3.写出下列转化的化学方程式