課件1：5完整版本.1.2硫酸和硫酸根離子的檢驗

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第一節(jié)硫及其化合物

第2課時硫酸和硫酸根離子的檢驗

一、硫酸1.硫酸的用途與工業(yè)制備(1)用途:①重要的化工原料,可用于制___________、炸藥、染料、鹽類等。②用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸、作干燥劑等?；?、農(nóng)藥(2)工業(yè)制備:硫鐵礦SO2SO3【做一做】

寫出工業(yè)制備硫酸有關反應的化學方程式:①制備_________________________________或S+O2===

SO2;②制備SO3:___________________________;③吸收SO3:___________________________。SO2:4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO22SO2+O2

2SO3SO3+H2O===H2SO4高溫點燃△催化劑===2.稀硫酸的性質(zhì)硫酸是強酸,具有酸的通性。【做一做】

寫出下列反應的離子方程式:(1)稀硫酸與活潑金屬反應,如Zn:______________________。(2)稀硫酸與金屬氧化物反應,如CuO:______________________。(3)稀硫酸與堿反應,如NaOH:____________________________。(4)稀硫酸與部分鹽反應,如Na2CO3:_______________________。Zn+2H+===Zn2++H2↑CuO+2H+===Cu2++H2OOH-+H+===H2O+2H+===CO2↑+H2O3.濃硫酸的特性(1)吸水性與脫水性①實驗探究實驗操作

實驗現(xiàn)象_____________________________________________________________________實驗結論_________________蔗糖變黑,體積膨脹,變成疏松多孔的海綿狀的炭,并發(fā)出有刺激性氣味的氣體濃硫酸具有脫水性②對比吸水性脫水性原理濃硫酸能夠吸收______________________及固體中的結晶水濃硫酸能把有機物中________________________脫去,剩余黑色的炭區(qū)別__________________________________________________應用_________氣體、液體中的水分子氫、氧元素按水的組成比物質(zhì)中含有H2O物質(zhì)中不含有H2O,只含有氫元素和氧元素作干燥劑【微思考】濃硫酸能使藍色膽礬變?yōu)榘咨?該過程體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性還是吸水性?提示:體現(xiàn)了吸水性。濃硫酸的吸水性是指濃硫酸吸收水分子(如氣體、液體中的水分子,吸收固體中的結晶水等)。(2)強氧化性①實驗探究實驗操作

實驗現(xiàn)象a試管中銅絲表面_________________;b試管中的溶液_____________________;c試管中的_____________________________;將a試管里的溶液慢慢倒入水中,____________。實驗結論Cu和濃硫酸反應的化學方程式:_________________________________有氣泡產(chǎn)生逐漸變?yōu)闊o色紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色溶液顯藍色Cu+2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O△===②強氧化性的表現(xiàn)二、

的檢驗1.實驗探究實驗操作

實驗現(xiàn)象先______________,加入鹽酸后____________先_____________,加入鹽酸后____________先______________,加入鹽酸后________________________實驗結論

與Ba2+反應生成不溶于鹽酸的_________,離子方程式:___________________

與Ba2+反應生成白色沉淀BaCO3,可溶于鹽酸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,且有氣泡產(chǎn)生白色沉淀+Ba2+===BaSO4↓2.檢驗

的正確操作方法:被檢液取清液

有無白色沉淀產(chǎn)生(判斷有無

)。先加稀鹽酸的目的是_______________________。

防止、、Ag+干擾提示:×。BaCl2溶液與和反應都生成白色沉淀,要鑒別必須再加入足量鹽酸,白色沉淀溶解的為,不溶解的為

?！厩膳袛唷?1)用BaCl2溶液鑒別和。

(

)(2)稀硫酸沒有氧化性,一般不能發(fā)生氧化還原反應。

(

)(3)銅片溶于熱的濃硫酸,體現(xiàn)了濃硫酸的酸性和強氧化性。(

)提示:×。稀硫酸中氫元素具有弱氧化性,可以與活潑金屬發(fā)生氧化還原反應。提示:√。銅片溶于熱的濃硫酸,生成硫酸銅和SO2,分別體現(xiàn)了酸性和強氧化性?！厩榫场に伎肌楷F(xiàn)在我們炒菜用的精鹽又細又白,你知道精鹽是由粗鹽經(jīng)過什么樣的程序制得的嗎?粗鹽經(jīng)溶解、過濾和蒸發(fā)后還含有硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質(zhì),回答下列問題:(1)粗鹽中的雜質(zhì)可以用什么試劑除去?提示:硫酸鹽——BaCl2溶液;CaCl2——Na2CO3溶液;MgCl2——NaOH溶液。提示:引入雜質(zhì)離子除雜試劑BaCl2溶液Ba2+Na2CO3溶液Na2CO3溶液

鹽酸NaOH溶液OH-鹽酸(2)上述除雜試劑會不會引入新的雜質(zhì)?如何除去雜質(zhì)離子?(3)根據(jù)以上分析,寫出粗鹽提純的完整流程。提示:

知識點一濃硫酸的強氧化性【重點釋疑】1.濃硫酸強氧化性的本質(zhì)濃硫酸具有強氧化性是因為硫酸分子中+6價的硫元素具有很強的得電子能力。2.濃硫酸強氧化性的體現(xiàn)反應物變化或反應表現(xiàn)性質(zhì)活潑金屬鐵、鋁常溫下,鐵、鋁遇到濃硫酸時發(fā)生鈍化強氧化性加熱時,反應生成硫酸鹽和SO2強氧化性和酸性鋅等其他活潑金屬與濃硫酸反應時,開始產(chǎn)生SO2,后來產(chǎn)生H2反應物變化或反應表現(xiàn)性質(zhì)較不活潑金屬(如:銅、銀等)金屬+濃硫酸高價態(tài)硫酸鹽+SO2↑+H2O強氧化性和酸性△反應物變化或反應表現(xiàn)性質(zhì)碳、硫、磷等非金屬非金屬單質(zhì)+濃硫酸高價態(tài)氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O強氧化性還原性物質(zhì)能將還原性物質(zhì)(如H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2↑+2H2O△3.區(qū)分濃硫酸和稀硫酸的方法方法操作結論脫水法用玻璃棒蘸取兩種酸分別涂在紙上變黑者是濃硫酸稀釋法分別加入盛水的試管中放熱者是濃硫酸吸水法分別滴到硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)上藍色晶體變白者是濃硫酸方法操作結論鈍化法常溫下,取已去氧化膜的兩塊鋁片(或鐵片)分別放入盛有濃、稀硫酸的試管中有大量氣泡冒出的是稀硫酸,無明顯現(xiàn)象的是濃硫酸生霧法分別滴到濃鹽酸中有白霧產(chǎn)生的是濃硫酸黏度法分別用玻璃棒蘸取兩種酸黏稠狀的是濃硫酸方法操作結論密度法分別稱量相同體積的兩種酸質(zhì)量大的是濃硫酸氧化法分別取兩支試管,加入銅片后再分別加入兩種酸,加熱溶液變藍,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的是濃硫酸【思考·討論】

(1)過量的銅與一定量的濃硫酸反應時,硫酸能否全部參加反應?提示:不能。Cu是不活潑金屬,只能與濃硫酸反應,與稀硫酸不反應,在過量Cu與一定量濃硫酸反應時,隨著反應的進行,硫酸的濃度逐漸減小,反應進行到一定程度時,濃硫酸將變?yōu)橄×蛩?反應停止,H2SO4不可能全部參加反應。(2)如果用過量的鋅代替銅與一定量的濃硫酸反應,生成氣體的成分有哪些?提示:鋅首先與濃硫酸發(fā)生反應:Zn+2H2SO4(濃)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,隨著反應的進行,硫酸的濃度降低,鋅還會與稀硫酸進一步反應,Zn+H2SO4(稀)

===ZnSO4+H2↑,故生成的氣體為SO2和H2的混合氣體?！镜淅?2019·大連高一檢測)根據(jù)如圖所示裝置,回答下列問題。(1)開始加熱后,產(chǎn)生的現(xiàn)象是a處______________;b處______________。

(2)停止反應后,用酒精燈在b處微微加熱,產(chǎn)生的現(xiàn)象是_______________________。(3)寫出a處發(fā)生反應的化學方程式:_________。

(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________。

(5)實驗中,取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18mol·L-1的濃硫酸放在試管中共熱,直到反應完畢,發(fā)現(xiàn)試管中還有銅片剩余,該小組學生根據(jù)所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認為原因是_______________________。

②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。

a.鐵粉

b.BaCl2溶液c.銀粉d.NaHCO3溶液【解題指南】解答本題需注意以下兩點:(1)明確濃硫酸的強氧化性。(2)Cu與濃硫酸反應過程中H2SO4的濃度對反應的影響?！窘馕觥?1)濃硫酸與銅片反應生成SO2氣體,SO2能使品紅褪色,生成的CuSO4使溶液變藍色。(2)被SO2漂白的品紅紙條加熱時會重新變紅。(4)SO2有毒,不能直接排放在空氣中,用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)隨著反應的進行,H2SO4被不斷消耗,且反應生成水,使硫酸的濃度逐漸減小,當變?yōu)橄×蛩釙r,反應將會停止,因為銅與稀硫酸不反應,可向反應結束后的試管中加入鐵粉或NaHCO3溶液,若有氣泡產(chǎn)生則可證明確有余酸。答案:(1)有氣泡產(chǎn)生,溶液變藍紙條褪色(2)紙條由無色恢復為紅色(3)Cu+2H2SO4(濃)===CuSO4+SO2↑+2H2O(4)吸收多余的SO2,以防止污染環(huán)境(5)①反應過程中濃硫酸被消耗,逐漸變稀,而銅不和稀硫酸反應②a、d△【母題追問】(1)金屬鋅能否用來驗證反應結束后的試管中剩余的硫酸?對于用量有沒有要求?(2)第(5)問①中加入硫酸鐵能否使銅片完全溶解?提示:能;必須加入過量的鋅。金屬鋅能夠與稀硫酸反應放出氫氣,同時也能與硫酸銅反應,故應該加入過量的鋅。提示:能。三價鐵離子具有氧化性,銅片能與硫酸鐵反應而使銅片溶解?！痉椒ㄒ?guī)律】濃硫酸與不活潑金屬或非金屬反應的有關規(guī)律(1)反應要加熱,否則不反應。(2)還原產(chǎn)物一般是SO2,一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽,非金屬被氧化為高價態(tài)的氧化物或含氧酸。(3)濃硫酸與金屬反應時,既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性,而與非金屬反應時,只表現(xiàn)強氧化性。(4)濃硫酸與不活潑金屬反應時,隨著反應的進行,硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?反應就停止。【遷移·應用】1.(2019·株洲高一檢測)濃硫酸在下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中,既表現(xiàn)出氧化性,又表現(xiàn)出酸性的是 (

)A.CuCuSO4B.CCO2C.蔗糖“黑面包”D.Fe2O3

Fe2(SO4)3【解析】選A。濃硫酸在反應中表現(xiàn)出酸性時硫元素的化合價不變,硫元素仍以

形式存在;濃硫酸表現(xiàn)出氧化性時硫元素的化合價降低。由以上反應可知,C+2H2SO4(濃)

===CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素的化合價降低;Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素的化合價不變;蔗糖“黑面包”時濃硫酸表現(xiàn)脫水性,同時發(fā)生反應C+2H2SO4(濃)

===CO2↑+2SO2↑+2H2O,又表現(xiàn)氧化性;而Cu+2H2SO4(濃)

===CuSO4+SO2↑+2H2O,有一部分硫元素化合價降低,一部分硫元素化合價不變,所以濃硫酸在A反應中既表現(xiàn)了酸性,又表現(xiàn)了氧化性?！鳌鳌?.用如圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是

(

)A.上下移動①中銅絲可控制反應生成SO2的量B.②中選用品紅溶液驗證SO2的生成C.③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2

D.為確認有CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色【解析】選D。上下移動銅絲可以控制銅與濃硫酸的接觸與分離,從而可以控制反應生成SO2的量,A項正確;SO2可使品紅溶液褪色,B項正確;SO2有毒,能與NaOH溶液反應,C項正確;銅與濃硫酸反應后①中溶液顯藍色即可證明有CuSO4生成,無需向其中加水,D項錯誤?！舅仞B(yǎng)提升】某公路上兩輛罐車在行駛時不慎追尾,導致其中一輛罐車內(nèi)裝的濃硫酸發(fā)生泄漏。現(xiàn)場幾名工人在公路上鋪灑石灰。一輛汽車正在向泄漏有濃硫酸的溝渠里灌注液態(tài)石灰。(1)現(xiàn)場使用液態(tài)石灰處理。這是利用硫酸的什么性質(zhì)?寫出反應的化學方程式。(科學探究與創(chuàng)新意識)(2)現(xiàn)場能否使用自來水進行稀釋來處理現(xiàn)場?(科學態(tài)度與社會責任)(3)生活生產(chǎn)中常用鐵制容器儲存和運輸濃硫酸,是不是常溫下鐵不能與硫酸反應?請解釋原因。(科學探究與創(chuàng)新意識)(4)能否用水清洗儲存濃硫酸的鐵罐?請解釋原因。(科學探究與創(chuàng)新意識)【解析】(1)鋪灑石灰利用了硫酸的酸性,石灰和濃硫酸發(fā)生復分解反應。(2)直接澆水稀釋濃硫酸會放出大量熱,且稀硫酸會對周邊環(huán)境造成更大的污染,對周圍植物也有害。(3)常溫下鐵與濃硫酸反應鈍化,表面形成致密的氧化膜,隔絕鐵與濃硫酸的接觸而停止反應。(4)用水清洗儲存濃硫酸的鐵罐時,濃硫酸稀釋放熱,溫度升高,鐵與硫酸反應,造成鐵罐腐蝕。答案:(1)鋪灑石灰利用了硫酸的酸性,石灰和濃硫酸發(fā)生復分解反應,化學方程式為CaO+H2SO4===CaSO4+H2O。(2)不能;直接澆水稀釋濃硫酸會放出大量熱,且稀硫酸會對周邊環(huán)境造成更大的污染,對周圍植物也有害。(3)鐵制容器儲存和運輸濃硫酸,不是常溫下鐵不能與濃硫酸反應,而是發(fā)生反應在鐵的表面形成致密的氧化膜,隔絕鐵與硫酸的接觸而停止反應。(4)不能;用水清洗儲存濃硫酸的鐵罐時,濃硫酸稀釋放熱,溫度升高,鐵與硫酸反應,造成鐵罐腐蝕。知識點二

的檢驗及粗鹽的提純【重點釋疑】1.

的檢驗(1)檢驗方法:(2)原理:①先加稀鹽酸的目的:防止

、

、Ag+的干擾。②過程中可能發(fā)生反應的離子方程式:

+2H+===H2O+CO2↑、

+2H+===H2O+SO2↑、Ag++Cl-===AgCl↓、

+Ba2+===BaSO4↓。2.粗鹽的提純(1)除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)——過濾(2)除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)①原理:②加試劑的先后順序原則:Na2CO3溶液加入順序在BaCl2溶液之后;加入鹽酸在過濾之后。通常順序可以為BaCl2溶液

NaOH溶液

Na2CO3溶液

鹽酸;NaOH溶液

BaCl2溶液

Na2CO3溶液

鹽酸;BaCl2溶液

Na2CO3溶液

NaOH溶液鹽酸。提示:不能。若溶液中含有、會與鋇鹽反應產(chǎn)生BaCO3、BaSO3白色沉淀。

【思考·討論】(1)向某溶液中只加可溶性鋇鹽,不酸化,產(chǎn)生白色沉淀能否說明溶液中含有

?(2)若向待測液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加稀鹽酸白色沉淀不溶解,能否說明溶液中含有

?提示:不能。若溶液中含有Ag+,也會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。(3)向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,能否說明溶液中含有

?(已知:酸性環(huán)境中具有強氧化性)提示:不能。在酸性環(huán)境中

具有強氧化性,可將氧化為

?！景咐痉丁俊镜淅?】同學們都喜歡照相,在照相機底片的處理過程中,照相顯影劑(或稱顯影劑)是一種讓感光產(chǎn)生的隱藏影像或印記在底片上顯現(xiàn)的化學用劑。亞硫酸鈉是照相顯影劑中的一種成分。某亞硫酸鈉試劑已部分被氧化,為確定它的純度,要進行如下實驗:①取樣品W1g;②將樣品溶解;③給溶液加入稍過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液;④過濾、洗滌、干燥沉淀,稱其質(zhì)量為W2g。試回答:(1)BaCl2要用鹽酸酸化的原因是什么?(科學探究與創(chuàng)新意識)(2)BaCl2溶液要稍過量的原因是什么?(科學探究與創(chuàng)新意識)(3)判斷操作③是否完成的方法是什么?(科學探究與創(chuàng)新意識)(4)判斷沉淀是否洗凈的方法是什么?(科學探究與創(chuàng)新意識)(5)列式計算Na2SO3的純度。(證據(jù)推理與模型認知)【解析】(1)BaCl2與Na2SO3反應也會生成BaSO3白色沉淀,干擾實驗。(2)加入稍過量的BaCl2目的是使

完全沉淀。(3)操作③是為了使

沉淀完全,只要檢驗溶液中有無

即可。(4)沉淀可以吸附溶液中的Cl-,若沉淀洗滌干凈,則檢驗不出Cl-。(5)最后沉淀為BaSO4,由硫元素守恒可知n(Na2SO4)=n(BaSO4)=

m(Na2SO3)=W1g-m(Na2SO4)=W1

g-×142,則Na2SO3純度為(1-

)×100%。答案:(1)防止BaSO3沉淀的產(chǎn)生而引起誤差。(2)使試樣中的完全轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀。(3)將混合液靜置,取上層清液少許,繼續(xù)滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則操作③完成。(4)取最后一次洗滌液少許,滴加AgNO3溶液,若無沉淀出現(xiàn),則已洗凈,反之則未洗凈。(5)n(Na2SO4)=n(BaSO4)=

m(Na2SO3)=W1g-m(Na2SO4)=W1g-×142,則Na2SO3純度為(1-)×100%?！镜淅?】我國有三大鹽場,分別是長蘆鹽場、布袋鹽場和鶯歌海鹽場。鹽場制得的粗食鹽中除含有鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等可溶性雜質(zhì)外,還含有泥沙等不溶性雜質(zhì)。我們食用的精鹽是用粗食鹽提純而得到的。通過教材中“粗鹽的提純”及你做過的該實驗完成下列問題:(1)實驗室進行NaCl溶液蒸發(fā)時,一般有以下操作過程:①固定鐵圈位置②加熱攪拌③放置酒精燈④停止加熱⑤放上蒸發(fā)皿(蒸發(fā)皿中盛有NaCl溶液)。寫出正確的操作順序。(科學探究與創(chuàng)新意識—水平1)(2)如何運用最簡單的方法檢驗溶液中有無

?如果有,應該如何除去

?(科學探究與創(chuàng)新意識—水平2)(3)在粗鹽經(jīng)過溶解→過濾后的溶液中滴加飽和Na2CO3溶液,直至不再產(chǎn)生沉淀為止。請問這步操作的目的是什么?(科學探究與創(chuàng)新意識—水平3)(4)將經(jīng)過操作(3)后的溶液過濾。請問這一操作哪些雜質(zhì)離子不能除凈?(已知MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大)(科學探究與創(chuàng)新意識—水平4)【解析】(1)實驗室在組裝儀器時所遵循的原則是自下而上,從左到右,故操作順序為③①⑤②④。(2)由于

可與Ba2+生成BaSO4白色沉淀,故可向溶液中加入可溶性鋇鹽,但要遵循不帶入新雜質(zhì)的原則。(3)為了使雜質(zhì)離子除凈,所用試劑均應稍過量,因此(2)中除時所加入的可溶性鋇鹽應過量。加Na2CO3的目的是除去Ca2+和少量Mg2+及過量的Ba2+。(4)由于MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大