5.1.2 硫酸及硫酸根离子的检验 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节 硫及其化合物 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二课时 硫酸、硫酸根离子的检验 【学习任务一】硫酸的物理性质 色态 水溶性 挥发性 纯硫酸是无色油状液体。 易溶，与水任意比例互溶，且溶解过程中放出大量热。 难挥发。 【学习任务二】稀硫酸性质复习 稀硫酸 H2SO4 = 2H+ + SO42- 酸的通性+SO42-自身性质 ①使紫色石蕊试剂变红 ②与活泼金属：Zn+H2SO4 =ZnSO4+H2↑ ③与碱：2NaOH+H2SO4 =Na2SO4+H2O ④与碱性氧化物：CaO+H2SO4 =CaSO4+H2O ⑤与盐：Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑ 稀释浓硫酸的操作：沿烧杯内壁向另一盛有水的烧杯中缓缓注入浓硫酸，边滴加边用玻璃棒搅拌。 工业制硫酸的原理如图所示，分析每一个步骤的化学反应方程式。 【学习任务三】硫酸的工业制备 ① S+O2 SO2 ② 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ③ 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ ④ SO3+H2O = H2SO4 思考：为什么吸收SO3时不用H2O，而用含水量更低的98.3%的浓硫酸呢？ 用水吸收易产生酸雾。 【学习任务四】浓硫酸的化学性质 为什么实验室制取H2时使用的是稀硫酸，而非浓硫酸？浓硫酸的性质有什么特别之处？ (1)吸水性——作干燥剂 浓硫酸能够吸收存在于环境中的水分 水蒸气——物理变化 结晶水——化学变化 不能干燥：碱性气体(NH3)、还原性气体(HBr、HI、H2S)，但可以干燥SO2 (2)脱水性（炭化）——化学变化 将蔗糖、纸张、棉布、木材等有机物中的H、O原子按2:1的比例脱去 本无水分子 原本就存在的水分子 【探究】浓硫酸的脱水性——黑面包实验 现象：蔗糖由白变黑，体积膨胀，呈疏松多孔状，有刺激性气味，有大量白雾生成。 浓硫酸 有机物 （含C、H、O等） 将H、O按H2O组成比脱去 脱水 炭化 生成C 12C + 11H2O C12H22O11 (蔗糖) 浓硫酸 【思考】①实验过程中浓硫酸脱水性的作用原理是？ ②为什么体积会膨胀，为什么有刺激性气味，并有大量白雾生成？ C + 2H2SO4(浓) △ CO2↑+ 2SO2↑+2H2O SO2 ③过程中浓硫酸主要表现了什么性质？ 脱水性、强氧化性 (3)强氧化性 ①与某些固态非金属单质的反应——C、S等 写出浓硫酸与S反应的化学方程式 S + 2H2SO4(浓) △ 3SO2↑+ 2H2O 8 ②与某些金属单质的反应——Cu等 【实验5-3】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2mL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，观察实验现象。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只试管里，观察溶液颜色。 现象：铜丝表面变黑，有气泡生成，品红溶液褪色，紫色石蕊溶液变红。 原理： Cu＋2H2SO4（浓）= CuSO4＋SO2↑＋2H2O △ 【思考】1. 铜丝卷呈螺旋状的原因？ 增大接触面积，加快反应速率 2. 将生成气体品红溶液的目的？ 验证生成了SO2 3. 试管中浊液倒入盛有水的试管中有什么现象？是否可以直接向反应后的试管中注入少量水观察溶液颜色变化？ 溶液变为蓝色；不可以，反应后的试管中仍有大量硫酸未反应完，若是直接向其中注入少量水，硫酸稀释放出大量热，易引起液体飞溅。 4. 浸NaOH溶液的棉花团的作用是？ 吸收过量SO2，防止污染空气。 5. 反应中若是铜过量，硫酸能否完全反应？ 不能，Cu不与稀硫酸反应。 6. 反应中浓硫酸主要表现了什么性质？ 强氧化性、酸性。 7、本实验采用可抽动的铜丝与浓硫酸反应，这样设计的优点是什么？ 通过抽动铜丝来控制反应的开始与结束，节约原料，且可减少有毒气体排放。 8、实验室用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么? 浓硫酸有强氧化性，与金属反应产物是二氧化硫而非氢气。 例如，常温下Zn与浓硫酸的反应 Zn+2H2SO4 (浓) =ZnSO4+SO2↑+2H2O 9. 浓硫酸具有强氧化性，一定条件下能与绝大多数金属反应，如Zn，而根据金属活动性，铝比锌活泼，工业上为何能用铝槽车盛放、运输浓硫酸？ 常温下浓硫酸（及浓硝酸）与金属铁、铝接触时，会在其表面氧化生成致密性的薄膜，这种氧化膜在常温下与浓硫酸（及浓硝酸）不反应，能阻止酸与内层金属的进一步反应，这种现象在化学中叫做钝化。所以冷的浓硫酸可以用这些金属的容器贮存。但是，加热时，这些金属照样能与浓硫酸（及浓硝酸）反应。 以硫酸为原料可制得硫酸盐。硫酸盐在生产生活中有着重要作用。 1. 硫酸钙 自然界中的硫酸钙常以石膏(CaSO4 •2H2O)的形式存在。石膏被加热到1500 C时，会失去所含大部分结晶水而变成熟石膏(2CaSO4•H2O)。熟石膏与水混合成糊状物后会很快凝固，重新变成石膏。利用这种性质，石膏可被用来制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上，石膏还被用来调节水泥的硬化速率。 【学习任务五】硫酸盐 2. 硫酸钡 自然界中的硫酸钡以重晶石( BaSO4) 的形式存在。重晶石是生产其他钡盐的原料。硫酸钡不溶于水和酸，且不容易被X射线透过，因此在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。 3. 硫酸铜 硫酸铜(CuSO4)是白色的粉末，结合水后会变成蓝色晶体，俗称胆矾或蓝矾(CuSO4•5H2O)。硫酸铜的这一性质可以用来检验酒精中是否含少量水。胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液。 4. 硫酸亚铁 硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾（FeSO4·7H2O）。在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂，在工业上硫酸亚铁还是生产铁系列净水剂和颜料氧化红铁（主要成分为Fe2O3）的原料。 5. 硫酸钠 硫酸钠的结晶水合物Na2SO4·10H2O，又名芒硝，白色、无臭、有苦味的结晶或粉末， 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。主要用于制水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品（常用于实热积滞，腹满胀痛，大便燥结，肠痈肿痛等病症的治疗；外治乳痈，痔疮肿痛）等。 6. 硫酸铝钾 硫酸铝钾的结晶水合物KAl(SO4)2·12H2O，俗称明矾。无色结晶或粉末。无气味，微甜而有涩味、有收敛性。在干燥空气中风化失去结晶水，在潮湿空气中溶化淌水。易溶于甘油，能溶于水，水溶液呈酸性反应，水解后有氢氧化铝胶状物沉淀。不溶于醇和丙酮。熔点92.5℃。60～65℃硫酸干燥时失去9分子水，在200℃时十二个结晶水完全失去，更高温度分解出三氧化硫。明矾的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。明矾可由明矾石经煅烧、萃取，结晶而制得。 【实验5-4】 在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。从这个实验中你能得出什么结论?写出相关反应的离子方程式。 【学习任务六】硫酸根离子的检验 实验 操作 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 SO42-与Ba2+反应生成不溶于盐酸的_________,离子方程式:____________________ CO32-与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3,可溶于盐酸 先生成白色沉淀 沉淀不溶解 沉淀不溶解 溶解,且有气泡产生 白色沉淀 SO42-+Ba2+=BaSO4↓ 生成白色沉淀 生成白色沉淀 【总结】硫酸根离子的检验  (1)检验方法： 取样→被检液 有无白色沉淀(判断有无SO42-) (2)原理： ①先加稀盐酸的目的：防止CO32-、SO32-、Ag+等的干扰（若溶液中有Ag+，Ag+会和盐酸中的Cl-产生白色沉淀，则酸化后需取上清液再滴加BaCl2） ②过程中可能发生反应的离子方程式: CO32-+2H+=H2O+CO2↑，SO32-+2H+=H2O+SO2↑，Ag++Cl-=AgCl↓， SO42-+Ba2+=BaSO4↓。 (3)注意事项：酸化时不能用硝酸代替，因为硝酸有氧化性，会将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子 【学习任务七】粗盐提纯——除杂的基本原理与应用 粗盐：NaCl中常含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子 粗盐提纯的基本思路： 杂质离子 Ca2+ Mg2+ SO42- 选择合适离子 选择除杂试剂 除杂注意事项： 不增：不引入杂质 不减：不消耗被提纯物质 易复原：被提纯物质易复原 易分离：与杂质易分离 【总结】此时，由于除杂试剂要稍过量，引入的杂质也需除尽，因此还需调整好试剂加入顺序。 https://clipchamp.com Create videos with https://clipchamp.com/en/video-editor - free online video editor, video compressor, video converter. https://clipchamp.com Create videos with https://clipchamp.com/en/video-editor - free online video editor, video compressor, video converter. $$