5.1.3硫及其化合物 硫酸 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

硫酸 使指示剂变色： 与碱发生中和反应： 与碱性氧化物反应： 与盐反应： 与活泼金属反应 （1）都含有氢元素。 （2）H2SO4 = 2H＋+ SO42－ HCl = H＋+Cl－ 　　 HNO3 = H＋+NO3－ 酸的通性实质就是H＋的性质。 思考与交流：100页 一、硫酸的制备 硫磺或 黄铁矿 燃烧 SO3 400-500℃ V2O5（催化剂） SO2 98.3%的 浓硫酸吸收 H2SO4 空气 4FeS2 + 11O2 ====2Fe2O3 + 8SO2 高温 2SO2 + O2 2SO3 △ 催化剂 SO3+ H2O == H2SO4 或S + O2 ==== SO2 燃烧 生产硫酸主要有如下两种方法：第一以硫黄或其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料与空气中的氧气反应生成二氧化硫，之后二氧化硫再与氧气在五氧化二钒的催化作用下，在400到500摄氏度的温度下，反应生成三氧化硫，最后再用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫来制备硫酸。第二也可以用金属冶炼时产生的含二氧化硫废气来生产硫酸。在上述的过程中，我们可以看到，硫元素是逐步被氧化到+6价的。 a.一般以硫黄或其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料来制备硫酸。 b.金属冶炼时产生的含二氧化硫的废气经回收后可用于制备硫酸。 无色、粘稠的油状液体，难挥发酸（高沸点酸）跟水任意比互溶，溶解放出大量热。 二、H2SO4物理性质 稀释：将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。 三、稀硫酸的化学性质 稀硫酸具有酸的通性 a. 能使指示剂变色：能使紫色石蕊试液变红 b. 与活泼金属反应： Zn + H2SO 4 = ZnSO4 + H2↑ c. 与碱性氧化物反应： CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O d. 与碱反应： 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O e. 与某些盐反应： Na2CO3+ H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O ①、强氧化性 a.与金属反应： 与Cu反应实验探究 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，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，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支试管里，观察溶液的颜色 （4）浓硫酸的特性 7 现象：加热前无明显现象；加热后，产生的气体能使品红溶液褪色；使紫色石蕊试液变为红色，试管中溶液冷却稀释后溶液呈蓝色。 结论：常温下铜与浓硫酸不反应；加热后，反应生成二氧化硫气体、硫酸铜等。 体现浓硫酸的强氧化性、酸性（1﹕ 1）。 Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O △ 0 +6 +6 +4 +2 还原剂 氧化剂 2e 钝化：Fe、Al 遇冷、浓硫酸表面形成一层致密的氧化膜。 铁制或铝制硫酸车槽 注：钝化是化学变化； 加热或将酸稀释，反应又能继续进行。 b、与非金属反应 与非金属反应体现浓硫酸的强氧化性。 2H2SO4（浓）+ C = CO2↑ + 2H2O + 2SO2↑ 2H2SO4(浓) + S = 3SO2↑ + 2H2O c、与其它还原性物质反应 H2SO4 （浓）+ H2S = SO2↑+ S↓ + 2H2O 还可以与HBr、HI反应 思考：如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物？ 证明含H2O 证明含SO2 除去SO2 证明SO2除尽 证明含CO2 2H2SO4（浓）+ C = CO2↑ + 2H2O + 2SO2↑ 思考：浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸是否有氧化性？如果有，其氧化性与浓硫酸的氧化性有何不同？ 稀H2SO4：含H+，有弱氧化性，由H+体现，可与活泼金属反应生成H2，体现了酸性。称之为非氧化性酸 浓H2SO4：主要含H2SO4，强氧化性（由 S 体现），加热时可与大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2 。称之为氧化性酸 中学阶段，我们把硝酸、次氯酸、浓硫酸称之为强氧化性酸，而把 盐酸、稀硫酸称之为非氧化性酸 浓硫酸与不活泼金属和非金属的反应的规律： 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。 （活泼金属呢？） ②吸水性：吸收存在于周围环境中的水分 应用：作干燥剂 可干燥酸性气体（CO2、SO2、Cl2、HCl等）和中性气体（N2、O2、H2等） 不能干燥碱性气体（NH3）和某些还原性气体（H2S、HBr、HI） 浓硫酸不但能吸收空气中的水分，还能夺取结晶水合物中的结晶水。 ③脱水性 浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素 按水的组成比（2:1）脱去。 【实验】将适量的蔗糖放入烧杯中，加入浓硫酸搅拌 实验现象 实验原理 蔗糖逐渐变黑 浓硫酸具有脱水性，使蔗糖炭化。 体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有强氧化性，与碳反应放出气体 C + 2H2SO4（浓）≜ CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O 比较学习 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？ 吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。 吸收现成的水(包括结晶水） 反应生成水 稀硫酸 浓硫酸 物理性质 组成成分 化学性质 浓硫酸：无色、粘稠 的油状液体，质量分数98 %，沸点338°C，难挥发，易溶于水，溶 于水时放出大量热。 H+ SO42-、H2O H2SO4、H2O 具有酸的通性 吸水性，脱水性, 强氧化性 稀硫酸和浓硫酸 等体积，质量大者为浓硫酸 摇动，呈油状者为浓硫酸 能使CuSO4·5H2O变白者为浓硫酸 稀释放出大量热的为浓硫酸 露置在空气中一段时间，质量增加者为浓硫酸 利用物理性质 浓硫酸 吸水性 浓硫酸的脱水性，使纸张、木屑、蔗糖等变黑的为浓硫酸。 利用浓硫酸的强氧化性：分别加入铜片，再加热或常温下加入铁片等。 四、硫酸的用途 1、下列现象反映了硫酸的哪些主要性质。 (1)浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。 (2)敞口放置浓硫酸时，质量增加。 (3)锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。 (4)把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。 (5)利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。 (6)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。 (7)利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。 脱水性 吸水性 酸性 酸性和强氧化性 难挥发性 强氧化性 酸性 五、硫酸盐 （1）硫酸钙 石膏：CaSO4·2H2O 熟石膏：2CaSO4·H2O 用途：石膏绷带、调节水泥的硬化速率。 （2）硫酸钡 重晶石：BaSO4 用途： “钡餐” （3）硫酸铜 CuSO4 白色粉末 CuSO4·5H2O 蓝色晶体（胆矾、蓝矾） 用途：检验水（不可用作干燥剂） 胆矾可以和石灰乳混合制成农药波尔多液 六、硫酸根离子的检验 未知 溶液 稀盐酸 无明显现象 氯化钡溶液 产生白色沉淀 排除碳酸根离子 亚硫酸根离子 银离子存在的可能 白色沉淀为硫酸钡 原溶液中含 硫酸根离子 1.试剂：盐酸、BaCl2溶液 2.操作方法：取少量待测液于试管中，先加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明待测液中有SO42- 那么，未知溶液中硫酸根离子的检验方法应该是什么呢？取少量未知溶液于试管中，向其中加入稀盐酸，无明显现象，用无明显现象除了可以排除碳酸根离子的干扰以外，还可以排除亚硫酸根离子，银离子存在的可能，因为亚硫酸根离子与氢离子反应也会产生气体，银离子和氯离子反应会产生氯化银白色沉淀；溶液无明显现象之后，再向其中加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则白色沉淀一定为硫酸钡，也就证明原溶液中一定含硫酸根离子。 泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42- Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42- Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH- Na+、 Cl-、CO32-、OH- Na+、 Cl- 沉降 除泥沙 略过量BaCl2 溶液 除SO42- 略过量Na2CO3 溶液 除Ca2+、 Ba2+ 略过量NaOH 溶液 除Fe3+、Mg2+ 适量HCl溶液 调节PH 除CO32- 、OH- 23 1.Na2CO3在BaCl2之后加 2.过滤之后加适量盐酸 练习：浓硫酸具有以下性质: A.酸性　　B.高沸点、难挥发 C.吸水性　　D.脱水性 E.强氧化性　　F.溶于水放出大量热 (1)浓硫酸与铜共热发生反应的化学方程式为　　　　 ，浓硫酸在该实验中表现的性质有　　　   (填字母，下同)。 (2)实验证明铜不能在低温下与O2反应，也不能与稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并通入空气来制备CuSO4溶液。铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　    。硫酸在该反应中表现的性质是　　　　　　　　    。 (3)在过氧化氢与稀硫酸的混合溶液中加入铜片，常温下就生成蓝色溶液。写出有关反应的化学方程式:　　　　    。与(2)中反应比较，反应条件不同的原因是　　　　　   。 (4)向蔗糖晶体中滴入2~3滴水，再滴入适量的浓硫酸。发现加水处立即变黑，黑色区不断扩大，最后变成一块疏松的焦炭，并伴有刺激性气味的气体产生。写出产生有刺激性气味气体的化学方程式:　　　　　　　　　    　　    。该实验中浓硫酸表现的性质有　　 　　　 。 A.酸性　　B.高沸点、难挥发 C.吸水性　　D.脱水性 E.强氧化性　　F.溶于水放出大量热 $$