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硫酸知识专题杨凌高新中学程党会2011年10月25日微快车微信营销硫酸是化学工业上最常用的三大强酸之一，在化肥、制药、钢铁、油漆、塑料、染料、冶金、纺织、石油精炼等许多领域都有着非常广泛的用途，因此硫酸被称为“化学工业的发动机”，人们也经常用硫酸的产量来衡量一个国家化学工业的发展水平。硫酸在中学化学中也有着举足轻重的地位，许多化学反应都和它有着这样或者那样的关系。它既可以做某些反应的反应物，也可以做某些反应的催化剂；除此而外还经常被用做吸水剂（干燥剂）、脱水剂等；另外硫酸还与氧化还原反应、离子方程式、气体的制备等知识密切相关。因此，硫酸知识的学习对于学好高中化学具有牵一发而动全身的作用。一、硫酸的归属：（一）硫酸是一种含氧酸1.含氧酸与无氧酸的比较：R为成酸元素含氧酸无氧酸组成元素H、R、OH、R组成通式HxRyOzHxR成酸元素R可“非”可“金”R都显示正价R只能为“非金属”R都显示负价有无纯酸有无有无酸酐都有一个酸酐都没有酸酐2.酸酐、酸性氧化物、非金属氧化物之间的关系：非金属氧化物中绝大部分是酸性氧化物（CO，NO不是）酸性氧化物中绝大部分是酸酐（NO2不是）酸酐多数是非金属氧化物，少数是金属氧化物（如Mn2O7）3.判断一种氧化物是不是一种酸的酸酐，应该看成酸元素在这种氧化物当中与它在酸当中的化合价是否一致（一致了就是酸酐），而与它能否和水化合成这种酸没有关系，如：SiO2+H2O≠H2SiO33NO2+H2O=2HNO3+NO4.一种含氧酸对应的只能有一种酸酐，而一种酸酐对应的却不一定只有一种酸，有可能出现“几酸共一酐”的现象，如SiO2，P2O5等。5.常见含氧酸的酸酐：HNO2----N2O3HNO3----N2O5H2CO3----CO2HCIO----CI2OH2SO3----SO2HCIO3---CI2O5H2SO4----SO3HCIO4---CI2O7HMnO4---Mn2O7HPO3和H3PO4--P2O5H2SiO3和H4SiO4--SiO2（二）硫酸是一种二元酸1.二元酸遇碱均可形成两种盐：⑴____过量时形成正盐2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O⑵____过量时形成酸式盐NaOH+H2SO4=NaHSO4+H2O令：n（NaOH）/n（H2SO4）=n则：①n≥2时，发生第一个反应，产物为____②n≤1时，发生第二个反应，产物为____③1＜n＜2时，产物为________2.正盐和酸式盐的转化：①规律：正盐+酸（酸酐+水）=酸式盐酸式盐+碱=正盐+水②例如：Na2SO4+H2SO4=2NaHSO4NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2ONa2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O③拓宽：碳酸的酸式盐受热容易分解成正盐如2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑④应用：石头的搬家（钟乳石的形成）原理CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2Ca（HCO3）2=CaCO3+H2O+CO2↑加热（三）硫酸是一种共价型电解质1.规律：___型电解质只能在水溶液中电离，而___型电解质却既能在水溶液中电离，又能在融化状态下电离，这就是两类电解质的最大区别；“融化状态下能电离”也就成了离子型电解质的本质特征。2.思考：液态纯硫酸可以导电吗？为什么？（四）硫酸是一种强电解质1.强弱电解质的比较：强电解质弱电解质电离程度完全电离部分电离电离过程不可逆可逆电离结果全变为离子离子分子共存电离方程式用等号用可逆号离子方程式易溶的要拆写成离子不溶的要保留化学式都要保留化学式化合物类型强酸、强碱、绝大多数盐少数活泼金属氧化物弱酸、弱碱、水极少数盐2.浓硫酸中水太少，所以硫酸也就电离得很少，因此浓硫酸与固体间的反应一般都不写离子方程式，但浓硝酸和浓盐酸与固体间的反应却要写离子方程式，因为含水较多。浓硫酸的浓度约为98.3﹪浓硝酸的浓度约为70﹪左右浓盐酸的浓度约为37﹪左右（五）硫酸是一种强酸1.规律：强酸→弱酸：2.通式：强酸+弱酸盐=弱酸+强酸盐3.实例:3H2SO4+Ca3(PO4)2=3CaSO4+2H3PO4H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2↑4.反例:H2S+CuSO4=H2SO4+CuS↓（常用于除去其它气体中混有的H2S杂质）（六）硫酸是一种难挥发性酸1.规律：难挥发性酸→易挥发性酸（高沸点酸→低沸点酸）2.通式：难挥发性酸+易挥发性酸的盐=易挥发性酸+难挥发性酸的盐3.实例：H2SO4（浓）+CaF2=CaSO4+2HF↑H2SO4（浓）+NaCl=NaHSO4+HCl↑H2SO4（浓）+2NaCl=Na2SO4+2HCl↑H2SO4（浓）+NaNO3=NaHSO4+HNO3↑H3PO4（浓）+3NaBr=Na3PO4+3HBr↑H3PO4（浓）+3KI=K3PO4+3HI↑加热强热微热强热微热加热（七）浓硫酸是一种氧化性酸稀硫酸浓硫酸归属非氧化性酸氧化性酸电离情况全部电离为离子少数电离为离子硫酸存在形式全部为离子形式多数为分子形式氧化性的强弱比较弱很强氧化性的主体氢离子硫酸分子可氧化的金属氢前金属银前金属被还原的情况氢被还原成氢气硫被还原成SO2反应的类型属于置换反应不是置换反应二.硫酸的物理性质：1.色态：纯硫酸是一种___色的___状___体。2.密度：比水大（1.84g/cm3）3.沸点：比较高（338℃）,属于难挥发性酸4.溶解性：可与水任意混溶（所以无______可言）浓硫酸溶于水时会放出大量的热。思考：①稀释浓硫酸时应该怎么操作？为什么？液体间的混合（特指混合时会放出大量热的）应遵循怎么样的一般性原则？②硫酸溶液的密度是怎么样随浓度的增大而变化的？有没有一般性的规律呢？规律：①液体间的混合，一般都要遵循“___入___，勤搅拌”的原则②密度大（）于水的物质，其水溶液的密度一般都遵循越浓越___（）的规律练习：①将浓度分别为30﹪和90﹪的两硫酸溶液等体积混合，所得的混合液的浓度应该是A.等于60﹪B.大于60﹪C.小于60﹪D.无法确定②将浓度分别为30﹪的乙醇溶液与水等体积混合，所得的混合液的浓度应该是A.等于15﹪B.大于15﹪C.小于15﹪D.无法确定三.稀硫酸具备酸的通性：1.指示剂：石蕊试液______，酚酞试液______2.碱：H2SO4+NaOH（少量）=NaHSO4+H2O（离子方程式为H++OH-=H2O）H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O（离子方程式中没有可删的离子）3.碱性氧化物：3H2SO4+AI2O3=AI2(SO4)3+3H2OH2SO4+CuO=CuSO4+H2O4.（氢前）金属：H2SO4（稀）+Zn=ZnSO4+H2↑（实验室制氢气）H2SO4（稀）+Fe=FeSO4+H2↑（注意：稀硫酸只能把金属氧化到低价）5.盐：酸和盐的反应必须要有沉淀、气体或弱电解质生成，否则不能反应H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2↑H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓3H2SO4+Ca3(PO4)2=3CaSO4+2H3PO4四.浓硫酸的特性：浓硫酸俗称____（一）吸水性：浓硫酸吸收的是____水1.原理：H2SO4+nH2O=H2SO4·nH2O（有大量热放出）2.类型：既可吸收周围环境或周围物质里面混有的____水，也可吸收结晶水合物里的____水3.实例：⑴浓硫酸露置在空气中会体积变___，质量变___，浓度变___⑵浓硫酸可以把胆矾（CuSO4·5H2O）由原来__色变成__色4.应用：⑴浓硫酸可用于应急性制氯化氢：给浓___中加浓硫酸⑵浓硫酸常用做干燥剂：①既可把湿气体通过_____洗干，又可把干固体通过_____保干②硫酸有酸性，所以浓硫酸不能干燥氨气等碱性气体③浓硫酸有强氧化性，所以不能干燥H2SHBrHI等还原性气体（二）脱水性：浓硫酸吸收的是____水1.原理：浓硫酸能够把有机物分子中的H、O按照2:1提取出来2.条件：一般都需加热，且需浓硫酸做催化剂（浓硫酸还兼起脱水剂和吸水剂的作用）3.类型：脱水的结果有可能使有机物炭化，也可能不炭化；这取决于有机物本身的分子组成⑴n(H):n(O)≠2:1的均不炭化：HCOOH→H2O+CO（实验室制CO）C2H5OH→H2O+C2H4（实验室制C2H4）⑵n(H):n(O)=2:1的均可炭化：C12H22O11→11H2O+12C（蔗糖炭化变黑）(C6H10O5)n→5nH2O+6nC（用浓硫酸给纸上写字）4.应用：浓硫酸的脱水性结合后面要讲的强氧化性会对人的皮肤及其肉体产生强烈的腐蚀作用，万一不小心掉在了皮肤上，应先用_____擦掉，然后用大量水冲洗，最后还可以再涂上一些稀的NaHCO3溶液去中和已经渗进皮肤里的硫酸。（三）强氧化性：由_______显示1.与金属、非金属的反应：与金属反应与非金属反应反应条件必须加热必须加热反应产物高价盐+H2O+SO2高价酸+H2O+SO2适用范围银前金属碳、磷、硫等反应实例Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+2H2O+SO2C+2H2SO4（浓）=CO2+2H2O+2SO2硫酸显性强氧化性和酸性强氧化性特殊情况常温下浓硫酸遇到铁、铝会钝化S+2H2SO4（浓）=2H2O+3SO22.浓硫酸还可以与其他还原性物质发生反应，如：2FeO+4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+4H2O+SO22Fe(OH)2+4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+6H2O+SO22HI+H2SO4（浓）=I2+2H2O+SO22HBr+H2SO4（浓）=Br2+2H2O+SO2H2S+H2SO4（浓）=S+2H2O+SO2H2S+3H2SO4（浓、过量）=4H2O+4SO2故浓硫酸不能干燥H2S、HBr、HI等还原性气体3.SO2虽然也具有相当强的还原性，但却不与浓硫酸发生反应，因而可以用浓硫酸做它的干燥剂，这是为什么？请用氧化还原反应规律加以解释。4.化学是一门实验科学，虽然H2和CO都具有很强的还原性，但实验证明它们却都不能和浓硫酸发生反应，所以H2和CO都可以用浓硫酸做干燥剂。5.硝酸的氧化性是由（H++NO3-）显示的，而不是由HNO3分子显示的，所以不论是浓硝酸还是稀硝酸或者是硝酸盐的酸性溶液都能显示出强的氧化性；而浓硫酸的强氧化性却是由H2SO4分子显示的，稀硫酸及硫酸盐的酸性溶液中均存在的是H++SO42-而不是H2SO4分子，所以稀硫酸以及硫酸盐的酸性溶液不能显示强的氧化性。6.加热时铁铝与浓硫酸也能发生反应，如：2Fe+6H2SO4（浓）=Fe2（SO4）3+6H2O+3SO2如果铁过量还会发生Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4总反应为Fe+2H2SO4（浓）=FeSO4+2H2O+SO2令：n（Fe）/n（H2SO4）=n则①n≤1/3时，氧化产物是_______②n≥1/2时，氧化产物是_______③1/3＜n＜1/2时，氧化产物是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合物加热7.钝化小专题：⑴范围：金属仅限于铁和铝酸仅限于冷而浓的硫酸或硝酸⑵本质：先发生短暂反应生成了致密的氧化物保护膜后反应被膜隔离而中断⑶应用：①判断物质间能否反应的习题中按不反应对待，原因答“钝化”即可②可以用铁制的或者铝制的容器来装运和储存浓硫酸或者浓硝酸8.综合：⑴石蕊试液加浓硫酸→变红→褪色（凡有强氧化性的物质一般都有一定的漂白作用）⑵石蕊试纸加浓硫酸→变红→变黑→变烂⑶蔗糖→湿糖→热糖→黑糖→黑色面包几滴水浓硫酸（）炭化（）膨化（）酸性强氧化性酸性强氧化性脱水性五.硫酸的工业制法：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4煅烧催化剂加热六.硫酸的用途：1.做剂：催化剂、吸水剂、脱水剂等2.制气：H2H2S-----------用的是稀硫酸SO2----------用的是70℅左右的硫酸HCIHFCOC