内容正文:
第一章 化工生产中重要的非金属元素
第一节 硫及其化合物
第二课时
硫酸和硫酸根离子的检验
硫酸
铅蓄电池
医药
化肥
农药
酸洗
试剂
干燥剂
炸药
化学工业之母
1. 硫酸的制备
一、硫酸
反应原理 ①制备SO2:________________________
或____________________________;
②制备SO3:_______________________;
③吸收SO3:_______________________。
SO3 + H2O === H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
2. 硫酸的物理性质
颜色状态 沸点 挥发性 密度 溶解性
浓硫酸:无色 ____ 液体 高
(约338℃) ___挥发 大于水(98%的浓硫酸密度为1.84g•cm-3) 跟水任意比互溶,浓硫酸溶于水放热
稀硫酸:无色液体
油状
难
问:如何稀释浓硫酸?
将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散。
(1)稀硫酸
3. 硫酸的化学性质
硫酸是二元强酸,具有酸的通性。
H2SO4===
+ 2H+
电离方程式:
Fe+2H+===Fe2++H2↑
MgO+2H+===Mg2++H2O
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
+2H+===CO2↑+H2O
红色
与某些离子生成沉淀(Ba2+、Ag+、Ca2+)
(2)浓硫酸的特性
特性1:吸水性
浓硫酸可吸收空气中的水分和结晶水合物中的结晶水,常用做干燥剂
例:浓硫酸敞口放置浓度变稀
可用来干燥酸性气体(如CO2、SO2、HCl等)和中性气体(如H2、O2、N2等);
不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(如H2S、HBr、HI等)。
浓硫酸
脱水性:使有机物分子中的H和O以原子数2:1比例脱去,而使物质结构发生改变,生成新物质的性质 (用浓硫酸使蔗糖变黑,或称梗变黑碳化等)
此实验蔗糖脱水碳化生成了海绵状的炭,生成的炭与浓硫酸作用生成了SO2、CO2等气体。
2H2SO4 + C === CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
△
C12H22O11 (蔗糖)=== 12C + 11H2O
浓硫酸
特性2:脱水性
强氧化性
强氧化性:浓硫酸具有强氧化性的本质是因为其中+6价的S具有很强的得电子能力。当浓硫酸被加热时,氧化性进一步提高,能氧化金属、非金属、还原性化合物等。
2H2SO4(浓) + Cu CuSO4+SO2↑+2H2O
特性3:强氧化性
(1)实验现象:a中铜丝变黑,有气体逸出;b中品红溶液逐渐变为无色;c中溶液变为红色。
(2)浸NaOH溶液棉团的作用是吸收尾气SO2,防止污染空气。
强氧化性和酸性
2H2SO4(浓)+Cu === CuSO4+2H2O+SO2↑
浓硫酸作用:
+6
0
+2
+4
失去2e-
得到2e-
总结:加热时,浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外) ,生成SO2气体。
氧化剂和酸
【思考1】①可抽动的铜丝有什么作用?
②试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是什么?
③在浓硫酸与铜(加热)的反应中,浓H2SO4表现了哪些性质?
控制反应的发生或停止
吸收多余的SO2
强氧化性:酸性=1:1
常温下,浓硫酸能使Fe、Al金属表面形成一层致密的氧化膜而钝化,从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。
【思考2】浓硫酸能和金属反应,为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸?
金属 反应通式 金属+H2SO4(浓) 高价金属硫酸盐 + SO2↑+ H2O
实例(考虑变稀的) 与Cu反应:___________________________________
非金属 反应通式 非金属+H2SO4(浓) 高价氧化物或含氧酸 + SO2↑+ H2O
实例 与C反应:_____________________________________
还原性化合物 与H2S反应:___________________________________
小结:
S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
2P+5H2SO4(浓) 2H3PO4+5SO2↑+2H2O
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浓硫酸与金属反应的规律
(1)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。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现其强氧