3 第一节 第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 双选）

第2课时　硫酸和硫酸根离子的检验 [学习目标]　1.了解硫酸的工业制法及常见的硫酸盐。　2.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离子的检验方法。 任务一　硫酸 1．硫酸的工业制法 (1)流程 (2)原理 ①制气：燃烧硫黄：S＋O2SO2； 煅烧黄铁矿：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。 ②氧化：2SO2＋O22SO3。 ③吸收：SO3＋H2O===H2SO4。 工业制备硫酸工艺中常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，因为SO3与H2O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO3的吸收。　　 2．浓硫酸的物理性质 (1)纯净的硫酸是无色黏稠状液体，密度比水大，能与水以任意比混合，沸点高，难挥发。 (2)浓硫酸的稀释操作：将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入盛有水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌。 学生用书第7页 3．浓硫酸的特性 (1)脱水性 浓硫酸能将有机化合物中的氢、氧元素按水的元素组成质量比脱去，使有机物炭化。 如向蔗糖中加入浓硫酸时，操作如下： 实验现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色固体，放出有刺激性气味的气体。 [交流研讨1]　向蔗糖中加入浓硫酸： ①蔗糖(C12H22O11)变黑说明有　　　　生成，体现了浓硫酸的　　　　性； ②体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有　　　　　　　产生，刺激性气味的气体可能是　　　　，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的　　　性。 提示：①碳　脱水　②气体　SO2　强氧化 (2)吸水性 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。 浓H2SO4能干燥H2、N2、O2、CO等中性气体和Cl2、SO2、CO2等气体；不可干燥NH3等碱性气体和H2S、HI、HBr等还原性气体。　　 (3)强氧化性 【实验探究】 实验操作 续表 实验现象 a试管中铜丝表面变黑，有气泡产生； b试管中的溶液逐渐变为无色； c试管中的紫色石蕊溶液变为红色； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色 实验结论 Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O [交流研讨2]　(1)铜和浓硫酸反应时，浓硫酸表现了什么性质？过量的铜和浓硫酸反应时，硫酸能完全反应吗？为什么？ 提示：强氧化性和酸性；随着反应的进行，硫酸浓度降低，稀硫酸和铜不反应，因此硫酸不能完全反应。 (2)试预测用过量的锌代替铜与浓硫酸反应，生成的气体是什么？请写出相关反应的化学方程式。 提示：生成SO2和H2的混合气体；Zn＋2H2SO4（浓）ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑。 4．硫酸的用途 (1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。 (2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 (3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。 5．几种常见的硫酸盐 硫酸盐 主要性质 主要应用 硫酸钙 制作模型和医疗用的石膏绷带，调节水泥的硬化速率 硫酸铜 检验水的存在，与石灰乳混合制备波尔多液 硫酸钡 又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过 用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐” 1．下列说法中正确的是(　　) A．浓硫酸稀释时，应将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌 B．浓硫酸不分解，不挥发，所以可以敞口放置于空气中 C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性 D．可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸、浓硝酸 答案：D 解析：A．浓硫酸稀释的正确方法为将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，故A错误；B．浓硫酸具有吸水性，所以放置浓硫酸应密封保存，故B错误；C．硫酸中氢、硫元素都处于最高价态，所以浓硫酸、稀硫酸都具有氧化性，故C错误；D．浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，常温下能够使铁、铝钝化生成致密的氧化膜，所以可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸、浓硝酸，故D正确；故答案选D。 学生用书第8页 2.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。 ①强酸性　②强氧化性　③高沸点、难挥发性　④脱水性　⑤吸水性 (1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体　　　　　　。 (2)用磷矿物（主要成分是磷酸钙）和硫酸反应制磷酸　　　　　　。 (3)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸　　　　　　。 (4)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末　　　　　　。 (5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑　　　　　　。 提示：(1)③　(2)①　(3)②　(4)⑤　(5)①④ 任务二　SO的检验　粗盐提纯 1．实验探究：SO的检验 实验操作 续表 实验现象 生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生 实验结论 生成不溶于酸的白色沉淀，离子方程式：SO＋Ba2+===BaSO4↓ 生成的白色沉淀(BaCO3)可溶于稀盐酸 2.SO的检验方法 待测液无明显现象出现白色沉淀，即可确定存在SO。 [交流研讨1]　在SO的检验操作中，滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序能否颠倒？ 提示：不能。若滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序颠倒，排除不了Ag＋的干扰。 3．粗盐提纯 若除去粗盐中杂质（硫酸盐、CaCl2、MgCl2），将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2+＋SO===BaSO4↓ CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2+＋CO===CaCO3↓ MgCl2 烧碱溶液 Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓ [交流研讨2]　除杂过程中为了将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂（或操作）应将前面所加试剂中的杂质离子除去，粗盐除去杂质离子（SO、Ca2+、Mg2+）可设计哪些方案？ 提示： 除去粗盐中可溶性杂质的思维流程 　　 1．“粗盐提纯”实验中不需要使用的仪器是(　　) A．分液漏斗 B．蒸发皿 C．玻璃棒 D．烧杯 答案：A 解析：“粗盐提纯”实验中需要溶解、过滤、蒸发结晶操作，需要仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、酒精灯、蒸发皿，不需要分液漏斗，故选A。 学生用书第9页 2．下列检验试样中有无SO的操作及结论正确的是(　　) A．滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SO B．加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO C．滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SO D．先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO 答案：D 解析：A中可能为CO、SO或Ag＋；B中可能为Ag＋；Ag2SO4是微溶物，只有当浓度较大时才出现沉淀，所以C选项中不能排除有SO存在的可能。 3．依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作： (1)B的化学式为　　　　　　　　。 (2)加入过量A的目的是____________________________________________________。 (3)加入过量B的目的是___________________________________________________。 (4)加热煮沸的目的是______________________________________________________。 (5)操作Ⅰ的名称是　　　　，用到的玻璃仪器有________________________________。 答案： (1)K2CO3　(2)除尽镁离子和硫酸根离子　(3)除尽过量的钡离子　(4)使氯化氢挥发逸出　(5)过滤　烧杯、漏斗、玻璃棒 1．判断正误。 (1)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性(　　) (2)在常温下，浓硫酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓硫酸与Fe和Al都不反应(　　) (3)蔗糖的“黑面包”实验中，主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性(　　) (4)100 mL 18.0 mol·L-1的浓硫酸和足量铜反应生成的SO2分子数目为0.9NA(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　 2．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是(　　) ①炽热的木炭　②H2S气体　③Cu（加热条件下）　④FeO　⑤NH3　⑥蔗糖　⑦CuSO4·5H2O　⑧铁、铝（常温下） A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．⑥⑦ 答案：A 解析：浓硫酸与炽热的木炭、H2S反应及Fe、Al（常温下）遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现的是浓硫酸的脱水性；浓硫酸与CuSO4·5H2O反应，表现的是浓硫酸的吸水性。 3．粗盐（含Ca2+、Mg2+、SO等杂质）提纯实验中，所选仪器与实验操作不相符的是(　　) ①研钵　②玻璃棒　③烧瓶　④胶头滴管　⑤坩埚 ⑥漏斗　⑦烧杯　⑧蒸发皿　⑨酒精灯　⑩试管 A．粗盐研磨溶解：①②⑦ B．去除杂质离子：④⑦⑩ C．过滤：②⑥⑦ D．蒸发结晶：②⑤⑨ 答案：D 解析：A．粗盐研磨时需要在研钵中进行，溶解时需要在烧杯中进行，用玻璃棒搅拌，即需要的仪器组合为①②⑦，故不选A；B．去除杂质离子需要的仪器有试管、胶头滴管、烧杯，即需要的仪器组合为④⑦⑩，故不选B；C．过滤时需要的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，即需要的仪器组合为②⑥⑦，故不选C；D．蒸发结晶需要的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒，即需要的仪器组合为②⑧⑨，不使用坩埚，故选D。 4．用如图所示实验装置（夹持仪器已略去）探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　) A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量 B．②中选用品红溶液验证SO2的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察溶液的颜色 答案：D 解析：因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。 5．甲、乙两位同学各设计一个实验来检验SO，且都认为自己的试样中含有SO，其方案如下： 甲： 乙： 回答以下问题： (1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲　　　　、乙　　　　（填“严谨”或“不严谨”），并说明理由：____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)不严谨　不严谨　甲没有排除Ag＋的干扰，乙没有排除SO的干扰 (2)向试样中先加过量的稀盐酸酸化，无沉淀产生，然后再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有SO，若无沉淀生成，则说明不含SO 解析：(2)检验SO的正确实验操作是先向待检液中加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，看是否有不溶于稀盐酸的白色沉淀产生，从而做出相应判断。 学科网（北京）股份有限公司 $$