内容正文:
第一节 硫及其化合物
【新知自主预习】
一、工业制备硫酸的原理
1.流程
学习任务一 硫酸
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2.制备原料及反应原理
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二、硫酸的主要性质
1.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的化学通性,写出下列反应的离子方程式:
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Zn+2H+ Zn2++H2↑
CuO+2H+ Cu2++H2O
H++OH- H2O
Ba2++S BaSO4↓
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2.浓硫酸的三大特性
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Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
[注意] 浓硫酸是一种危险化学品,具有强腐蚀性,运输浓硫酸的槽罐车的罐体上都标有“ ”警示性标识。
硫酸
浓硫酸的特性
——吸水性
故浓硫酸要密封保存!
硫酸
浓硫酸的特性
——脱水性
【实验活动探究】
【实验1】 浓硫酸与蔗糖发生的“黑面包”反应
实验操作:
实验现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成黑色疏松多孔的海绵状的固体,并放出有刺激性气味的气体。
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【实验2】 浓硫酸与铜的反应
实验装置:
实验操作及现象:在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2 mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体通入品红溶液,品红溶液逐渐变为无色,向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里,溶液变成蓝色。
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问题一:结合实验1现象推测蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,可能发生了哪些化学反应,主要体现了浓硫酸的哪些化学性质?
提示:蔗糖逐渐变黑的过程,主要体现浓硫酸的脱水性,将蔗糖脱水碳化:C12H22O11 12C+11H2O;同时浓硫酸具有强氧化性,能将脱水生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2,故会形成疏松多孔的海绵状“黑面包”,有刺激性气味的气体生成。
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问题二:实验2中的实验现象主要体现了浓硫酸的哪些性质?浓硫酸与铜反应的原理是什么?
提示:实验2中品红溶液逐渐变为无色,说明反应中有SO2生成,反应结束后,将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里,溶液变成蓝色,说明有CuSO4生成,反应中硫酸主要体现强氧化性和酸性,反应原理为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
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【核心知识讲解】
1.浓硫酸的吸水性和脱水性比较
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吸水性 脱水性
实质 浓硫酸能够吸收空气或其他物质中的游离水分子的性质 浓硫酸能够按氢、氧原子数比为2∶1脱去物质中氢、氧的性质
发生变化 大多为物理变化,结晶水合物脱水为化学变化 化学变化
举例 用于干燥酸性(如SO2等)和中性(如H2等)气体 —
2.浓硫酸的强氧化性
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。
(1)与活泼金属反应的规律
常温下与活泼金属反应生成硫酸盐(铁、铝除外)、H2O和SO2,表现浓硫酸的强氧化性和酸性,硫酸变稀后,生成的气体为H2。
[注意] 常温下,铁、铝与浓硫酸反应形成致密氧化膜而钝化。
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(2)与不活泼金属和非金属反应的规律
①反应需要加热,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随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
(3)与具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等反应。
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1. [2023·河北衡水中学调研] 将浓硫酸和稀硫酸分别滴在下列物质上,固体表面观察不到明显差异的是 ( )
A.铜片 B.胆矾晶体
C.铁片 D.火柴梗
[解析] 常温下,浓硫酸和稀硫酸分别滴在铜片上,都不反应,则固体表面观察不到明显差异,A符合题意;
浓硫酸滴至胆矾,蓝色晶体变成白色,而稀硫酸滴至胆矾无现象,B不符合题意;
浓硫酸滴至铁片,发生钝化,无明显现象,而稀硫酸滴至铁片放出氢气,有气体生成,C不符合题意;
浓硫酸滴至火柴梗,浓硫酸具有脱水性,火柴梗碳化变黑,而稀硫酸滴至火柴梗无明显现象,D不符合题意。
A
2. [2023·山东青岛期末] 下列有关浓硫酸的说法正确的是 ( )
A.常温下,浓硫酸可用铝质容器储存,说明铝与浓硫酸不反应
B.浓硫酸中加入红热的炭块,产生的气体中有两种酸性氧化