内容正文:
人教版必修第二册
第五章 化工生产中的重要非金属元素
重难点专题突破02
浓硫酸 硫酸根离子的检验
知识点一:浓硫酸的三大特性
基础知识梳理
1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别
CuSO4·5H2O
蓝色晶体
浓H2SO4
CuSO4
白色粉末
浓硫酸的吸水性
现象:蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生。
蔗糖
反应如下:
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸
吸水性 脱水性
作用
对象 含有水分子或结晶水的物质 一般为含氢、氧元素的有机物,将氢、氧原子按2∶1比例脱去
变化
类型 物理变化、化学变化 化学变化
注意:从以上对比可以看出:吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”,若含有“H2O”,则被浓硫酸“占为己有”,体现了浓硫酸的吸水性(有水则吸);若原物质中无“H2O”,只是含有氢原子和氧原子,则“H2O”是通过反应生成的,体现了浓硫酸的脱水性(无水则脱),浓硫酸的脱水性就是其具有强腐蚀性的原因之一。
浓硫酸的脱水性
吸水性的应用:可以作干燥剂, 可以干燥的气体,如
H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、SO2、N2、NO2、NO、HCl。
不能干燥:NH3、H2S、HBr、HI。
注意:不能干燥碱性气体NH3和还原性气体H2S、HBr、HI。但是SO2气体中硫的价态与硫酸相邻不会发生氧化还原反应
2.浓硫酸的强氧化性
(1)本质:浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。
浓硫酸与稀硫酸比较:
稀硫酸:弱氧化性(由H+体现)——H2
浓硫酸:强氧化性(由 S体现)——SO2
(2)反应规律:
①Fe、Al在浓硫酸中钝化。常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下,浓硫酸与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐、H2O和SO2;
浓硫酸变稀后,只表现酸性,与活泼金属反应生成的气体为H2。
运硫酸的铁罐车
③浓硫酸与不活泼金属和非金属反应的规律。
a.反应需要加热,否则不反应。
b.还原产物一般是SO2,金属一般被氧化为高价态金属的硫酸盐,非金属一般被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
铜分别和浓、稀硫酸反应比较
反应物 条件 现象 结论
铜和
稀硫酸
铜和
浓硫酸
不加热
无变化
常温下不反应
加热
无变化
加热也不反应
不加热
无变化
常温下不反应
有使品红褪色
的气体产生
加热
溶液变蓝
产物为SO2
产物有铜盐
c.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。
d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应即停止。
④浓硫酸可与某些具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
除Au、Pt之外的所有金属,在加热的条件下均能与浓硫酸发生反应,但不放出H2,浓硫酸的还原产物一般是SO2。假定金属M在生成物中为+n价,则由2M+2nH2SO4(浓) M2(SO4)n +nSO2↑+2nH2O知,理论上被还原的H2SO4占参加反应H2SO4总量的1/2 。
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[典例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、H2S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
解析: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固体,B正确;浓硫酸是一种氧化性酸,能和氨气、H2S反应,故不能干燥氨气、H2S,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。
B
9
[典例2](双选)下列关于鉴别1 mol·L-1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是( )。
A.常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是浓硫酸
B.常温下可以用铜片鉴别两种溶液
C.利用无水硫酸铜可以鉴别两种溶液
D.两溶液敞口放置在空气中一段时间后,质量明显增大的是浓硫酸
CD
解析:稀硫酸中H2SO4完全电离,浓硫酸中由于水很少,H2SO4几乎没有电离,故稀硫酸中离子浓度较大,因此常温下测定两溶液的导电能力,导电能力强的是稀硫酸,故A错误;常温下铜与稀硫酸和浓硫酸都不反应,不能鉴别两种溶液,故B错误;无水硫酸铜在浓硫酸中不溶解,呈白色,在稀硫酸中溶于水,溶液呈蓝色,故C正确;浓硫