5.1.3 硫酸盐与硫酸根离子的检验2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 容山中学 化学科组 第一节 硫及其化合物 第2课时 硫酸 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 硫酸的工业制备 硫酸的性质 3 浓硫酸的特性 新课导入 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。 CaSO4·2H2O(生石膏) BaSO4(钡餐) CuSO4·5H2O （胆矾） CuSO4 （无水硫酸铜） 2CaSO4·H2O(熟石膏) 任务一 探究硫酸根离子的检验 【问题】硫酸和硫酸盐中都含有硫酸根离子，如何检验硫酸根离子？ 旧知回顾 氯离子的检验步骤： 待测液 滴加硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 排除CO32- 的干扰 结论：待测液中含有Cl- 推理：检验某种离子时需考虑干扰离子。 任务一 探究硫酸根离子的检验 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。 任务一 探究硫酸根离子的检验 实验操作       实验现象 原理 结论 生成白色沉淀 加盐酸不溶解 生成白色沉淀 加盐酸不溶解 生成白色沉淀 加盐酸溶解 SO42-＋Ba2＋ = BaSO4↓ CO32-＋Ba2＋ = BaCO3↓ BaCO3可溶于酸 BaSO4不溶于酸 白色固体BaSO4，不溶于盐酸。 而BaCO3可溶于盐酸，因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO42-。 任务一 探究硫酸根离子的检验 结合上述实验，思考检验SO42- 的正确操作方法是什么？应注意哪些问题？ 1. 试剂： 2. 操作方法： 待测液 +稀盐酸 所得溶液 +氯化钡溶液 产生白色沉淀， 则原溶液中含SO42- 稀盐酸、氯化钡溶液 排除CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+等干扰 【思考】① 稀盐酸和BaCl2溶液加入顺序能否交换？为什么？ 不能用硝酸酸化，第二步也不能用Ba(NO3)2溶液，否则无法排除SO32-离子的干扰。 不能，否则无法排除Ag+离子的干扰 ② 稀盐酸能否换成稀硝酸？ BaCl2溶液能否换成Ba(NO3)2溶液？ 目的？ 学习评价 1. 下列关于溶液中某些常见离子检验的说法正确的是 A．Cl-：取样，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的硫酸沉淀不消失 B．某溶液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，证明一定含有SO42- C．向待测液中滴加硝酸酸化硝酸钡溶液无现象，再滴加AgNO3溶液后产生白色沉淀，则待测液中含有Cl- D．向待测液中加入稀盐酸产生气体，将气体通入澄清石灰水变浑浊，则待测液中含有CO32- C 学习评价 2. 材料一:已知BaSO4作为造影剂用于X射线检查,而BaSO3不能。BaSO4、BaSO3都难溶于水,但BaSO3可溶于稀酸。 材料二:氯化铁与二氧化硫能发生下列反应: 2FeCl3+SO2+2H2O=FeCl2+FeSO4+4HCl。 在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入一定量的SO2,有白色沉淀生成。 (1)此白色沉淀的成分是什么? 由题意知BaSO3不能在酸性溶液中存在,而Fe3+可以将SO2氧化为 ,自身 被还原为Fe2+,故沉淀为BaSO4。 (2)如何用实验证明氯化铁与二氧化硫发生了反应? 取少量反应后的溶液于试管中,加足量盐酸酸化,再加少量BaCl2溶液,振荡， 若出现白色沉淀,则说明反应发生了。 离子检验答题规范：操作（取、加、振）——现象——结论。 任务二 粗盐提纯 【思考与讨论】 粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如何进行粗盐提纯呢？ 物质除杂和分离的基本原则是什么？物质除杂和分离应注意哪些问题？ 任务二 粗盐提纯 1. 物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则” ① 三个必须 a．除杂试剂必须稍过量。 b．过量试剂必须除尽。 c．除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。 ② 四个原则 任务二 粗盐提纯 硫酸盐 CaCl2 MgCl2 BaCl2 NaOH Na2CO3 杂质 除杂试剂 加入顺序 Na2CO3 应在 BaCl2后面 离子方程式 Mg2+＋2OH- = Mg(OH)2↓ Ba2++SO42-=BaSO4↓ ① BaCl2 → NaOH →Na2CO3 ② NaOH→ BaCl2 →Na2CO3 ③ BaCl2 → Na2CO3 →NaOH 如何除杂？ Ca2++CO32-=CaCO3↓ Ba2++CO32-=BaCO3↓ 任务二 粗盐提纯 注意： 加盐酸要在过滤之后。 学习评价 3. 除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如下： 下列有关说法中，不正确的是(　　) A．除去Ca2＋的主要反应：Ca2＋＋CO32-=CaCO3↓ B．检验SO42-是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液 C．加稀盐酸调节pH后，采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体 D. 试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2 溶解 试剂① 试剂② 试剂③ 过滤 滤液 盐酸 NaCl D 粗盐 学习评价 4．某工业废水中存在大量的Na+、Cl-、Cu2+、SO42-，欲除去其中的Cu2+、SO42-，设计工艺流程如图所示： 下列有关说法错误的是（ ） A．NaOH的作用是除去Cu2+ B．试剂a为Na2CO3，试剂b为BaCl2 C．操作x为过滤，试剂c为稀盐酸 D．检验SO42-是否除尽可取适量待测溶液，先加入盐酸，再加入 BaCl2溶液 B 课堂小结 粗盐的提纯 SO42- 的检验 粗盐中加入化学试剂，将这些可溶性杂质转化为气体、沉淀或水进而除去。 BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸；NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 不增、不减、操作简便 BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、HCl溶液 顺序 试剂 原则 方法 试 剂 盐酸、BaCl2溶液 现 象 产生不用于盐酸的白色沉淀 任务三 不同价态含硫化合物的转化 任务三 不同价态含硫化合物的转化 【总结】自然界中不同价态硫元素间是如何相互转化呢? 氧化还原+类别转化 自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？ 任务三 不同价态含硫化合物的转化 1. 尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，依据价态判断其性质,并思考如何实现不同价态的硫元素之间的相互转化 S S S S -2 0 +4 +6 氧化剂 氧化剂 氧化剂 还原剂 还原剂 还原剂 H2S SO2 SO3 S Na2S FeS Cu2S NaHS H2SO3 Na2SO3 BaSO3 NaHSO3 H2SO4 Na2SO4 NaHSO4 BaSO4 CaSO3 CaSO4 从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或者几种，设计实验实现其转化！ 探究课堂 【方法导引】 进行化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。 化学实验设计 任务三 不同价态含硫化合物的转化 2. 选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。 常用的氧化剂有浓硫酸、O2、 氯水、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等， 还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3等。 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 预测转化后的含硫物质 实验现象 生成淡黄色固体 轻微的爆炸声 产生臭鸡蛋气味气体 溶液黄绿色褪去，有淡黄色沉淀产生 硫燃烧，发出淡蓝色火焰， 产生有刺激气味的气体 溶液紫色褪去 溶液黄绿色褪去 红色固体逐渐溶解，有刺激性气味的气体产生， 溶液紫色褪去 H2S O2(不足) H2O2 Na2S S S SO2 Na2SO3 浓H2SO4 -2→0 0→-2 0→+4 ＋4→＋6 ＋6→＋4 氯水 H2 Na O2 氯水 酸性KMnO4溶液 Cu S H2S Na2S SO2 H2SO4 Na2SO4 SO2 任务三 不同价态含硫化合物的转化 不同含硫物质的转化规律 -2 S 0 S +4 S +6 S 逐档上升 逐档下降 遇到强氧化剂，可以跳档 -2 S 0 S +4 S +6 S 归中反应 岐化反应 只靠近、不交叉 相邻价态不反应 课堂小结 SO2 S H2SO4 H2S SO3 H2SO3 Na2SO4 Na2SO3 Na2S 化合价 物质类别 -2 氢化物 单质 酸 盐 硫元素及其化合物 0 ＋6 ＋4 氧化物 H2S 硫元素的价类二维图 只具氧化性 只具还原性 既有氧化性又有还原性 逐档上升，逐档下降 只靠近、不交叉 酸碱转化 氧化还原转化 学习评价 (1)将SO2通入氢硫酸中，若出现黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性(　　) (2)硫化氢气体与浓硫酸反应的双线桥法表示电子转移为 (3)H2S与O2反应，氧气不足生成单质S，氧气过量可以生成SO2(　　) (4)SO2＋2H2S=3S＋2H2O反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1( 　) √ √ × √ (　　) 5. 判断正误 学习评价 6. 硫黄在空气中燃烧生成气体甲；将甲溶于水得溶液乙；向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色，乙变为丙；在丙中加入硫化钠又生成气体丁；把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素，它们依次是(　　) A、SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S B、SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C、SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3 D、SO2、H2SO3、H2S、H2SO4、Na2S2O3 B 学习评价 7. 物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图是某元素的“价类二维图”，其中单质b是黄色固体，f、h均为正盐，且焰色都是黄色。下列说法不正确 的是（ ） A．a和c反应可以生成b B．用BaCl2溶液可以鉴别f和h的溶液 C．e的浓溶液可用铝槽车运输 D．c能使品红溶液褪色 B Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$