2020版新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 1.2 硫酸 硫酸根离子的检验课件 新

第2课时硫酸硫酸根离子的检验一、硫酸1.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。化肥、农药(2)工业制备:【做一做】写出工业制备硫酸有关反应的化学方程式:①制备_____________________________或S+O2SO2;②制备SO3:__________________;③吸收SO3:_______________。SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3SO3+H2O====H2SO4高温====点燃====△催化剂2.稀硫酸的性质硫酸是强酸,具有酸的通性。【做一做】写出下列反应的离子方程式:(1)稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:__________________。(2)稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:___________________。Zn+2H+====Zn2++H2↑CuO+2H+====Cu2++H2O(3)稀硫酸与碱反应,如NaOH:_____________。(4)稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3:_____________________。OH-+H+====H2O+2H+====CO2↑+H2O23CO3.浓硫酸的特性(1)吸水性与脱水性①实验探究实验操作实验现象_____________________________________________________________________实验结论_________________蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并发出有刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性②对比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_________气体、液体中的水分子氢、氧元素按水的组成比物质中含有H2O物质中不含有H2O,只含有氢元素和氧元素作干燥剂【微思考】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?提示:体现了吸水性。浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收水分子(如气体、液体中的水分子,吸收固体中的结晶水等)。(2)强氧化性①实验探究实验操作实验现象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△====②强氧化性的表现二、的检验1.实验探究实验操作24SO实验现象先______________,加入盐酸后____________先_____________,加入盐酸后____________先______________,加入盐酸后________________________实验结论与Ba2+反应生成不溶于盐酸的_________,离子方程式:___________________与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3,可溶于盐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,且有气泡产生白色沉淀+Ba2+====BaSO4↓24SO24SO24SO23CO2.检验的正确操作方法:被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无)。先加稀盐酸的目的是_______________________。防止、、Ag+干扰24SO23CO23SO24SO【巧判断】(1)用BaCl2溶液鉴别和。()提示:×。BaCl2溶液与和反应都生成白色沉淀,要鉴别必须再加入足量盐酸,白色沉淀溶解的为,不溶解的为。24SO23SO24SO23SO23SO24SO(2)稀硫酸没有氧化性,一般不能发生氧化还原反应。()提示:×。稀硫酸中氢元素具有弱氧化性,可以与活泼金属发生氧化还原反应。(3)铜片溶于热的浓硫酸,体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。()提示:√。铜片溶于热的浓硫酸,生成硫酸铜和SO2,分别体现了酸性和强氧化性。【情境·思考】现在我们炒菜用的精盐又细又白,你知道精盐是由粗盐经过什么样的程序制得的吗?粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质,回答下列问题:(1)粗盐中的杂质可以用什么试剂除去?提示:硫酸盐——BaCl2溶液;CaCl2——Na2CO3溶液;MgCl2——NaOH溶液。(2)上述除杂试剂会不会引入新的杂质?如何除去杂质离子?提示:引入杂质离子除杂试剂BaCl2溶液Ba2+Na2CO3溶液Na2CO3溶液盐酸NaOH溶液OH-盐酸23CO(3)根据以上分析,写出粗盐提纯的完整流程。提示:知识点一浓硫酸的强氧化性【重点释疑】1.浓硫酸强氧化性的本质浓硫酸具有强氧化性是因为硫酸分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。2.浓硫酸强氧化性的体现反应物变化或反应表现性质活泼金属铁、铝常温下,铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化强氧化性加热时,反应生成硫酸盐和SO2强氧化性和酸性锌等其他活泼金属与浓硫酸反应时,开始产生SO2,后来产生H2反应物变化或反应表现性质较不活泼金属(如:铜、银等)金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O强氧化性和酸性△反应物变化或反应表现性质碳、硫、磷等非金属非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O强氧化性还原性物质能将还原性物质(如H2S、HI)氧化,如:H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2↑+2H2O△3.区分浓硫酸和稀硫酸的方法方法操作结论脱水法用玻璃棒蘸取两种酸分别涂在纸上变黑者是浓硫酸稀释法分别加入盛水的试管中放热者是浓硫酸吸水法分别滴到硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)上蓝色晶体变白者是浓硫酸方法操作结论钝化法常温下,取已去氧化膜的两块铝片(或铁片)分别放入盛有浓、稀硫酸的试管中有大量气泡冒出的是稀硫酸,无明显现象的是浓硫酸生雾法分别滴到浓盐酸中有白雾产生的是浓硫酸黏度法分别用玻璃棒蘸取两种酸黏稠状的是浓硫酸方法操作结论密度法分别称量相同体积的两种酸质量大的是浓硫酸氧化法分别取两支试管,加入铜片后再分别加入两种酸,加热溶液变蓝,有刺激性气味气体产生的是浓硫酸【思考·讨论】(1)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反应?提示:不能。Cu是不活泼金属,只能与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,在过量Cu与一定量浓硫酸反应时,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度时,浓硫酸将变为稀硫酸,反应停止,H2SO4不可能全部参加反应。(2)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应,生成气体的成分有哪些?提示:锌首先与浓硫酸发生反应:Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,锌还会与稀硫酸进一步反应,Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑,故生成的气体为SO2和H2的混合气体。【案例示范】【典例】(2019·大连高一检测)根据如图所示装置,回答下列问题。(1)开始加热后,产生的现象是a处______________;b处______________。(2)停止反应后,用酒精灯在b处微微加热,产生的现象是_______________________。(3)写出a处发生反应的化学方程式:_________。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是______________________________。(5)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18mol·L-1的浓硫酸放在试管中共热,直到反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是_______________________。②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。a.铁粉b.BaCl2溶液c.银粉d.NaHCO3溶液【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)明确浓硫酸的强氧化性。(2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。【解析】(1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体,SO2能使品红褪色,生成的CuSO4使溶液变蓝色。(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。(4)SO2有毒,不能直接排放在空气中,用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应,可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生则可证明确有余酸。答案:(1)有气泡产生,溶液变蓝纸条褪色(2)纸条由无色恢复为红色(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(4)吸收多余的SO2,以防止污染环境(5)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应②a、d△====【母题追问】(1)金属锌能否用来验证反应结束后的试管中剩余的硫酸?对于用量有没有要求?提示:能;必须加入过量的锌。金属锌能够与稀硫酸反应放出氢气,同时也能与硫酸铜反应,故应该加入过量的锌。(2)第(5)问①中加入硫酸铁能否使铜片完全溶解?提示:能。三价铁离子具有氧化性,铜片能与硫酸铁反应而使铜片溶解。【方法规律】浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律(1)反应要加热,否则不反应。(2)还原产物一般是SO2,一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。(3)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。(4)浓硫酸与不活泼金属反应时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。【迁移·应用】1.(2019·株洲高一检测)浓硫酸在下列物质的转化中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是()A.CuCuSO4B.CCO2C.蔗糖“黑面包”D.Fe2O3Fe2(SO4)3【解析】选A。浓硫酸在反应中表现出酸性时硫元素的化合价不变,硫元素仍以形式存在;浓硫酸表现出氧化性时硫元素的化合价降低。由以上反应可知,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素的化合价降低;Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素的化合价不变;蔗糖“黑面包”时浓硫酸表现脱水性,同时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,24SO△====△====又表现氧化性;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,有一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变,所以浓硫酸在A反应中既表现了酸性,又表现了氧化性。△====2.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是世纪金榜导学号()A.上下移动①中铜丝可控制反应生成SO2的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色【解析】选D。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触与分离,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;铜与浓硫酸反应后①中溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成,无需向其中加水,D项错误。【素养提升】某公路上两辆罐车在行驶时不慎追尾,导致其中一辆罐车内装的浓硫酸发生泄漏。现场几名工人在公路上铺洒石灰。一辆汽车正在向泄漏有浓硫酸的沟渠里灌注液态石灰。(1)现场使用液态石灰处理。这是利用硫酸的什么性质?写出反应的化学方程式。(科学探究与创新意识)(2)现