第5章 第1节 第2课时 硫酸、硫酸根离子的检验(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

第五章　化工生产中的重要非金属元素 第一节　硫及其化合物 第2课时　硫酸、硫酸根离子的检验 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 知识整合 新知探究 01 随堂演练 知识落实 02 课时作业 知能达标 03 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 01 知识整合 新知探究 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 化肥 农药 硫黄 黄铁矿 二氧化硫 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 水分 水 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 铁质或铝质 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 CaSO4·2H2O 150 大部分 2CaSO4·H2O 水 糊状物 凝固 石膏绷带 硬化速率 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 水和酸 X 钡餐 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 白 蓝 胆矾 酒精中是否含有少量水 石灰乳 波尔多液 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 脱水性 脱水炭化 强氧化 氧化为CO2 SO2 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 生成白色沉淀 沉淀 生成白色沉淀 生成白色沉淀 沉淀溶解 白色沉淀 不溶解 沉淀 不溶解 且有气泡产生 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 稀盐酸 BaCl2溶液 稀盐酸 BaCl2溶液 无明显现象 出现白色沉淀 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 氯化钡溶液 碳酸钠溶液 烧碱溶液 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 02 随堂演练 知识落实 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 03 课时作业 知能达标 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 谢谢观看 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 素养目标 1．能从物质类别和硫元素价态角度认识硫酸的性质，设计实验并能分析、解释有关实验现象，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 2．能利用物质的性质和反应，设计硫酸根离子的检验方案，强化科学探究与创新意识的化学学科核心素养。 知识点一　硫酸 一、硫酸的用途和制备 1．用途 重要化工原料，可用于生产_______、_______、炸药、染料和盐类等。 2．工业上制备硫酸的原料 (1)________或其他含硫矿物(如__________)。 (2)从冶炼金属产生的废气中回收____________。 3．工业制硫酸的原理示意图 以黄铁矿为原料依次写出反应的化学方程式： (1)煅烧黄铁矿：4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3＋8SO2， (2)2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3， (3)SO3＋H2O===H2SO4。 二、浓硫酸的特性 1．吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的________，以及混在气体中的水分子，故常用作干燥剂。 2．脱水性：浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按______的组成比脱去。 3．强氧化性：能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 (1)Cu和浓硫酸反应的化学方程式： Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)与非金属单质(如C、S等)反应，如碳与浓硫酸反应的化学方程式为：C＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 (3)常温下浓硫酸使铁、铝表面形成致密的氧化膜，发生钝化，故可用______________的容器储存和运输浓硫酸。 三、硫酸盐 1．硫酸钙 (1)性质 石膏(_____________)，加热到________ ℃时会失去所含_________结晶水变成熟石膏(_______________)，熟石膏与______混合成__________后，会很快________，重新变成石膏。 (2)用途 ①制作各种模型和医疗用的____________。 ②工业上，可用来调节水泥的____________。 2．硫酸钡 (1)存在：以重晶石(BaSO4)形式存在。 (2)性质：白色固体，不溶于__________，且不容易被______射线透过。 (3)用途：医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药物，俗称“________”。 3．硫酸铜 (1)性质 ______色粉末，结合水后会变成______色晶体，化学方程式为CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O，CuSO4·5H2O俗称________或蓝矾。 (2)用途 ①硫酸铜可用来检验________________________。 ②胆矾可与__________混合制成一种常用农药——____________。 1．浓硫酸具有吸水性，常用作干燥剂，结合以下反应，说明浓硫酸不能干燥哪些物质？ (1)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (2)H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O 提示　不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。 2．实验探究：浓硫酸与蔗糖的反应。 实验操作 实验现象 a.蔗糖逐渐变黑； b．蔗糖体积膨胀，形成黑色、疏松多孔的海绵状的物质(碳单质)，并放出有刺激性气味的气体 实验结论 a.浓硫酸具有__________，使蔗糖____________； b．浓硫酸具有__________性，能将碳单质___________，自身被还原为________。 3．实验探究浓硫酸与铜的反应。 实验操作 实验现象 (1)写出上述实验的实验现象。 提示　试管a中的铜丝表面有气泡冒出；试管b中的品红溶液逐渐变为无色；将试管a中的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。 (2)将6.4 g铜片和10 mL、18 mol·L－1浓硫酸放在试管中加热。反应充分进行，生成的n(SO2)___________(填“＞”“＝”或“＜”)0.09 mol，原因是_______________________________________________________。 提示　＜　随着反应的进行，硫酸的浓度减小，稀硫酸不与Cu反应 (3)足量的金属锌与一定量的浓硫酸反应，得到的气体成分是什么？ 提示　SO2和H2。金属锌与浓硫酸反应生成SO2，随反应进行硫酸的浓度减小，变为稀硫酸时与金属锌反应生成H2。 (4)铁片放入常温下的浓硫酸中，铁片并未溶解，所以铁片与浓硫酸并没有发生反应，对吗？ 提示　不对。铁与浓硫酸发生钝化反应。 1．浓硫酸强氧化性的本质 浓硫酸具有强氧化性是因为硫酸分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。 2．浓硫酸强氧化性的体现 反应物 变化或反应 表现性质 活泼 金属 铁、铝 常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧化性 加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性和酸性　 锌等其他活泼金属　 与浓硫酸反应时，开始产生SO2，金属过量时产生H2 较不活泼金属 (如：铜、银等) 金属＋浓硫酸eq \o(——→,\s\up17(△),\s\do15(　))高价态硫酸盐＋SO2↑＋H2O 碳、硫、磷等 非金属 非金属单质＋浓硫酸eq \o(——→,\s\up17(△))高价态氧化物或含氧酸＋SO2↑＋H2O 强氧化性 还原性物质 非金属氢化物等还原性物质(如H2S、HI) 如：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O 低价态金属氧化物等还原性物质(如FeO) 如：2FeO＋4H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O 强氧化性和酸性 1．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是(　　) A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性) B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性) C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性) D．浓硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色(脱水性) 解析　在空气中敞口久置的浓硫酸，会吸收空气中的水分而使溶液的质量增大，表现的是浓硫酸的吸水性，A错误；在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，部分硫元素化合价降低，体现浓硫酸的强氧化性和酸性，B正确；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成，体现浓硫酸的脱水性，C错误；浓硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色，体现浓硫酸的吸水性，D错误。 答案　B 2．(2024·河北唐山高一段考)蔗糖与浓硫酸发生反应的过程如图所示。 下列关于该过程的分析错误是(　　) A．过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性 B．过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 C．过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性 D．过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂 解析　浓硫酸将蔗糖中H原子、O原子按2∶1比例以H2O的形成脱除，体现浓硫酸的脱水性，脱水过程中产生大量的热，会发生反应：C＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，体现了浓硫酸的强氧化性，产生的气体使固体体积膨胀，生成SO2能使品红溶液褪色；蔗糖发生化学反应，发生了化学键的断裂。 答案　C 3．(2024·河北石家庄高一段考)工业上制硫酸涉及的三个装置如图，下列有关说法错误的是(　　) A．沸腾炉的进料口a通空气，进料口b加黄铁矿粉 B．接触室中的反应主要为2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3 C．吸收塔中不用水吸收SO3的原因是SO3溶于水时放出大量的热，从而形成酸雾，降低吸收效率 D．沸腾炉中产生的矿渣经过处理可以作为炼铁的原料 解析　沸腾炉的进料口a加黄铁矿，进料口b通空气，A错误；接触室内发生的反应为SO2和氧气发生催化氧化生成SO3，该反应为可逆反应：2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(△),\s\do15(催化剂))2SO3，B正确；SO3与水反应放出大量的热，若用水吸收SO3会形成酸雾，降低吸收效率，所以吸收塔内用98.3%的浓硫酸吸收SO3，C正确；沸腾炉排出的矿渣主要成分是氧化铁，可作为炼铁的原料，D正确。 答案　A 知识点二　硫酸根离子的检验 1．实验探究 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 SOeq \o\al(2－,4)与Ba2＋反应生成不溶于盐酸的____________，离子方程式： ____________________________ COeq \o\al(2－,3)与Ba2＋反应生成白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸 Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓ 2．SOeq \o\al(2－,4)的检验方法 3．硫酸根离子检验的应用——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 _____________ __________________________ CaCl2 _____________ __________________________ MgCl2 ____________ 　__________________________ Ba2＋＋SOeq \o\al(2－,4)===BaSO4↓ Ca2＋＋COeq \o\al(2－,3)===CaCO3↓ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 1．某同学设计了如下实验流程来检验某试液中是否含有SOeq \o\al(2－,4)： 试液eq \o(————→,\s\up17(BaCl2溶液))白色沉淀eq \o(——→,\s\up17(稀盐酸))白色沉淀不溶解 结论是试液中含有SOeq \o\al(2－,4)。该方案是否严谨？请说明理由。 提示　不严谨。因为试液中可能含有Ag＋，先加入BaCl2溶液，Ag＋与Cl－反应生成的AgCl也是不溶于稀盐酸的白色沉淀。 2．向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，能否说明溶液中含有SOeq \o\al(2－,4)？(已知NOeq \o\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性) 提示　不能，NOeq \o\al(－,3)在酸性条件下可以将SOeq \o\al(2－,3)或HSOeq \o\al(－,3)氧化成SOeq \o\al(2－,4)。 3．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(SOeq \o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋)可设计哪些方案？ 提示　 离子检验简答题的答题模板 　eq \x(取试样)—→eq \x(操作)—→eq \x(描述现象)—→eq \x(得出结论) 具体要求是： (1)先取样后操作，液体试样直接取，固体试样要加入试剂转化成液体。 (2)先现象后结论，描述现象时不能“指名道姓”，如检验SOeq \o\al(2－,4)时加入BaCl2溶液有白色沉淀生成，不能说成生成白色的BaSO4沉淀。 1．下列检验试样中有无SOeq \o\al(2－,4)的操作及结论正确的是(　　) A．滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4) B．加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOeq \o\al(2－,4) C．滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SOeq \o\al(2－,4) 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SOeq \o\al(2－,4) 解析　A中可能为COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)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SOeq \o\al(2－,4)存在的可能。 答案　D 2．(2024·四川绵阳高一段考)粗盐中的杂质为CaCl2、MgCl2和Na2SO4，某同学通过如下流程进行提纯除杂。下列有关说法错误的是(　　) eq \x(粗盐) eq \o(——→,\s\up17(溶解),\s\do15(　)) eq \o(——→,\s\up17(试剂Ⅰ),\s\do15(　)) eq \o(——→,\s\up17(试剂Ⅱ),\s\do15(　)) eq \o(——→,\s\up17(试剂Ⅲ),\s\do15(　)) eq \o(——→,\s\up17(过滤),\s\do15(　)) eq \x(滤液) eq \o(——→,\s\up17(稀盐酸),\s\do15(调pH))—→eq \x(NaCl固体) A．除去Mg2＋的反应：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋NaCl B．试剂Ⅰ一定不是Na2CO3溶液 C．检验SOeq \o\al(2－,4)是否除净：取少量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液 D．滤液中加稀盐酸时仅发生反应：OH－＋H＋===H2O 解析　Ca2＋、Mg2＋、SOeq \o\al(2－,4)分别用过量的碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡除去，过滤后，滤液中有剩余的NaOH和Na2CO3，可以用稀盐酸除去，需要满足Na2CO3在氯化钡后面加入。试剂Ⅰ一定不是Na2CO3溶液；滤液中加稀盐酸时发生反应：OH－＋H＋===H2O和2H＋＋COeq \o\al(2－,3)===H2O＋CO2↑，故选D。 答案　D 1．(2023·浙江湖州中学高一段考)下列物质的俗称及其对应的化学式错误的是(　　) A．黄铁矿FeS2 B．胆矾CuSO4·5H2O C．芒硝Na2SO4·10H2O D．石膏2CaSO4·H2O 解析　石膏的主要成分二水硫酸钙，化学式为CaSO4·2H2O，D错误。 答案　D 2．(2024·广东韶关高一段考)下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是(　　) A．用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性) B．浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性) C．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性) D．浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性) 解析　浓硫酸使纸变黑，体现脱水性，A错误；浓硫酸为难挥发性酸，具有吸水性，在空气中敞口久置的浓硫酸质量增大，C错误；浓硫酸具有强氧化性，则在加热条件下铜与浓硫酸反应发生氧化还原反应，表现的是浓硫酸的氧化性，D错误。 答案　B 3．某溶液中可能含有SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)、Cl－。为了检验其中是否含有SOeq \o\al(2－,4)，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是(　　) A．H2SO4溶液 B．HCl溶液 C．NaOH溶液 D．NaNO3溶液 解析　检验SOeq \o\al(2－,4)时要排除COeq \o\al(2－,3)的干扰，故需加HCl溶液，加入H2SO4溶液时会引入SOeq \o\al(2－,4)，对检验结果有影响。 答案　B 4．(2024·河北沧州高一段考)加热时，浓硫酸能与木炭发生反应：C＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．该反应中浓硫酸体现了强氧化性和酸性 B．可以用澄清石灰水鉴别CO2和 SO2 C．含2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的炭反应一定生成67.2 L(标准状况)气体 D．将生成的气体通入Ba(NO3)2溶液会产生白色沉淀 解析　该反应中浓硫酸仅体现氧化性，A错误；SO2、CO2均可以使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水不可以用于鉴别SO2、CO2，B错误；随着反应进行，硫酸会变稀，稀硫酸与炭不反应，C错误；SO2溶于水显酸性，酸性条件下NOeq \o\al(－,3)具有强氧化性，可以将SOeq \o\al(2－,3)氧化成SOeq \o\al(2－,4)，SOeq \o\al(2－,4)与Ba2＋生成BaSO4白色沉淀，D正确。 答案　D 5．(2024·福建厦门高一段考)某化学兴趣小组将铜丝插入热浓硫酸中，进行如下图所示的SO2性质的探究实验。(a、b、c、d均为涂有相应溶液的棉花，部分夹持仪器已略去) (1)在组装好装置装入药品前，需要进行的实验操作是______________ _________________________________________________。 (2)实验进行一段时间后： ①a处实验现象为____________________________________。 ②b处品红溶液褪色，原因是______________________________。 ③c处酸性KMnO4溶液褪色，证明SO2具有__________________性。 ④d处NaOH溶液的作用是______________________，写出反应的离子方程式：__________________________________________。 (3)该实验装置中使用可抽动铜丝的优点是___________________。 解析　(1)在组装好装置装入药品前，需要进行的实验操作是检查装置的气密性； (2)①SO2是酸性气体，能使紫色石蕊溶液变红，a处实验现象为溶液变为红色； ②b处品红溶液褪色，原因是SO2具有漂白性； ③c处酸性KMnO4溶液褪色，证明SO2具有还原性； ④d处NaOH溶液的作用是吸收有毒的SO2尾气，反应的离子方程式：2OH－＋SO2===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O； (3)实验中使用可抽动的铜丝，可以控制反应的发生和停止。 答案　(1)检查装置的气密性 (2) ① 溶液变红　②二氧化硫具有漂白性　③还原　④吸收有毒的SO2尾气　2OH－＋SO2===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O (3)可以控制反应的发生和停止 $$