5.1.2 硫酸 课件 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 第一节 硫及其化合物 课时2 硫酸 贰 叁 知识导航 本节重难点 硫酸的工业制备 壹 稀硫酸的性质 贰 浓硫酸的性质 叁 硫酸根离子的检验 肆 3 一、硫酸的用途 硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一，故素有“化学工业之母”之称。 硫酸的消费量被视为一个国家无机工业发展水平的标志。 (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、做干燥剂等。 4 二、硫酸的工业制法 硫磺或 黄铁矿 SO2 SO3 H2S04 空气 ①燃烧 V2O5(催化剂） ③98.3%的浓硫酸吸收 ②400~500ºC 制备流程 二、硫酸的工业制法 SO3＋H2O=H2SO4 (1)造气 (2)氧化 (3)吸收 S＋O2 === SO2 点燃 4FeS2+11O2 === 2Fe2O3+8SO2 高温 2SO2+ O2 2SO3 催化剂 △ 反应原理 工业制备硫酸工艺中常用 98.3% 浓硫酸而不用水吸收 SO3，因为SO3与H2O 剧烈反应放热，易产生酸雾而影响SO3的吸收。 提醒 三、稀硫酸的化学性质 酸的通性 紫色石蕊变红 与活泼金属反应(Fe) 与碱反应(NaOH、Ba(OH)2) 与碱性氧化物反应(Fe2O3) 与某些盐反应(Na2CO3) H++OH- = H2O Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O 2H++CO32- =H2O+CO2↑ 稀硫酸 与指示剂显色 Fe+2H+ = Fe2++H2↑ 浓硫酸（98.3%）的性质呢？ 含氧酸 H2SO4 二元酸 强酸 2H++SO42-+Ba2++2OH- = 2H2O +BaSO4↓ 四、浓硫酸的物理性质 颜色 状态 沸点 密度 溶解性 约338℃ 1.84g/cm3 无色 粘稠的油状液体 跟水任意比互溶 高沸点酸，用于制备易挥发性酸 溶解放出大量热 【思考】稀释浓硫酸时应该如何操作? 酸入水中，杯壁下流，慢慢倒，不断搅。 工业硫酸因通常含有Fe3+而显黄色 常用的浓硫酸质量分数为98%，密度为1.84 g/cm3，物质的量浓度是18.4 mol/L。 (1)吸水性 四、浓硫酸的特性 不可干燥：碱性气体(如NH3)、某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)和气态SO3 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水。常用做干燥剂 浓硫酸做干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体? 【思考与交流】 可干燥的：酸性气体(如CO2、SO2、HCl、Cl2等) 中性气体(如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等) CuSO4·5H2O 浓 H2SO4 CuSO4 + 5H2O 蓝色 白色 化学变化 会被浓硫酸吸收 （2）脱水性 四、浓硫酸的特性 浓硫酸能将有机物中的氢、氧元素按水的组成比（2：1）脱去，使有机物碳化 （2）脱水性 四、浓硫酸的特性 浓硫酸能将有机物中的氢、氧元素按水的组成比（2：1）脱去 实验验证 黑面包实验 实验现象 反应原理 实质 C12H22O11 12C + 11H2O（脱水性） 浓硫酸 C + 2H2SO4 (浓) CO2↑+2SO2 ↑ +2H2O（强氧化性） 浓硫酸把有机物中的氢、氧原子按个数比2:1 脱去 蔗糖由白变黑；蔗糖体积显著膨胀，呈疏松海绵状；有刺激性气味气体生成；放出大量的热 （2）脱水性 四、浓硫酸的特性 【思考与交流】 浓硫酸将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。 蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑说明有 生成，体现了浓硫酸的 性；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。 碳 脱水 大量气体 SO2 强氧化 吸水性与脱水性的区别？ 四、浓硫酸的特性 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收_______ _______________及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中_____ ___________________脱去,剩余黑色的炭 区别 _____________ ____________________ _________________ 性质 应用 _________ 气体、 液体中的水分子 氢、 氧元素按水的组成比 物质中含有H2O 物质中不含有H2O,只含 有氢元素和氧元素；生成水 作干燥剂 物理性质 化学性质 （3）强氧化性 四、浓硫酸的特性 【现象】 【结论】 Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为_____ a试管中铜丝表面_________________________ 逐渐变黑色，有气泡产生 蓝色 b试管中的品红溶液逐渐变为________ 无色 实验5-3 浓硫酸与铜的反应 浓硫酸的特性 讨论：可抽动的铜丝、棉团有什么作用？浓H2SO4表现了哪些性质？ ②吸收多余的SO2，以防污染环境，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。 ①控制反应的发生或停止 ③强氧化性、酸性 （3）强氧化性 四、浓硫酸的特性 Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4+ SO2↑+ 2H2O 0 +6 +2 +4 失2e-×1 得2e-×1 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 ① 与金属Cu的反应 （1）浓硫酸能和金属反应，为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？ 常温下，浓硫酸可使铁或铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做——钝化。 【思考】 “钝化”是化学变化吗？ 是 （2）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？ 答：反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑中，H+表现的氧化性(酸的通性)。 反应：Zn+2H2SO4(浓) = ZnSO4 +2H2O+SO2↑中，浓硫酸中+6价的硫表现的氧化性，通常称"氧化性酸"。 ∆ （3）将64 g铜片加入盛有浓硫酸(含2 mol H2SO4)的试管中加热，充分反应后，铜片能否完全溶解？那换成65gZn呢？请解释原因。 铜片不能完全溶解，原因是随着反应的进行，硫酸的浓度变小，而铜与稀硫酸不反应。 （3）强氧化性 四、浓硫酸的特性 ① 与金属单质的反应 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。 浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则表现酸性，产生的气体为氢气。 浓硫酸和金属反应的规律 注意事项 （3）强氧化性 四、浓硫酸的特性 ②与非金属单质的反应 a．反应需要加热 S + 2H2SO4(浓) === 3SO2↑+ 2H2O ∆ b．还原产物一般是SO2 C＋2H2SO4(浓) === CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ∆ ③ 与具有还原性的化合物反应，如H2S、HI、HBr、FeCl2等 H2S+3H2SO4 （过）= 4SO2↑+4H2O 浓硫酸 C 2H2SO4 (浓) + C = CO2↑+ 2H2O + 2SO2 ↑ △ 检验H2O：变蓝 检验SO2 除去SO2 证明SO2已除尽 检验CO2 如何检验产物？ （3）强氧化性 四、浓硫酸的特性 ②与非金属单质C的反应 浓硫酸强氧化性的归纳 浓硫酸具有强氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是 SO2 与大多数金属反应，如与Cu∶ Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 与非金属反应， 如与碳反应∶ C＋2H2SO4(浓) === CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ∆ 与金属反应 钝化 浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层 而钝化，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。 应用∶冷的浓硫酸用 容器存储 致密的氧化膜 铁质或铝质 如铁、铝 与还原化合物反应，如H2S、HBr等反应 H2S+3H2SO4 = 4SO2↑+4H2O 思考：稀硫酸和浓硫酸的区别 稀硫酸 浓硫酸 存在的粒子 密度 溶于水 和铁、铝 和铜 和碳 体现氧化性的元素 还原产物 氧化性强弱 特性 H2SO4分子 H+、SO42- 常温钝化，加热反应 反应生成H2 不反应 加热反应 加热反应 不反应 S H SO2 H2 强 弱 酸的通性 吸水性 脱水性 强氧化性 大 小 放出大量热 放热不明显 课堂练习 (1)可以用稀硫酸洗涤金属表面的氧化物(　　) (2)浓硫酸有脱水性，因此可以用于干燥H2、CO2等气体(　　) (3)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱水性(　　) (4)金属铜在常温下放入浓硫酸无现象，是浓硫酸把铜钝化了(　　) (5)100 mL 18.0 mol·L－1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2的分子数目为0.9NA(　　) × √ × × × (6)浓硫酸有强烈的吸水性，因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体(　　) (7)蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性(　　) (8)常温下，浓硫酸与铁、铝不反应（ ） √ × × 练习1. 判断题 课堂练习 练习2 以下实验中分别利用了硫酸的哪些性质？ （1）在胆矾晶体中滴加浓硫酸，晶体由蓝变白；( ) （2）浓硫酸滴在纸屑、棉花上变黑；( ) （3）亚硫酸钠中加入硫酸，产生二氧化硫；( ) （4）适量浓硫酸与蔗糖混合后，体积膨胀颜色变黑；( ) （5）浓硫酸与活泼金属反应无氢气生成；( ) （6）浓硫酸与铜反应，溶液变蓝，且生成刺激性气体；( ) （7）可以用铁制容器装运浓硫酸；( ) 吸水性 脱水性 酸性 脱水性 强氧化性 强氧化性、酸性 强氧化性 资料卡片 · 硫酸盐 硫酸钙 自然界中的硫酸钙常以石膏（CaSO4·2HO）的形式存在。石膏被加热到150 ℃时，会失去所含大部分结晶水而变成熟石膏（2CaSO4·HO）。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。 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"。 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（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。 五、硫酸根离子的检验 五、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_______________ _________ 1.硫酸根离子检验的实验探究 生成白色沉淀 沉淀不 溶解 生成白色沉淀 沉淀不溶解 生成白色沉淀 沉淀溶解，且有 气泡产生 实验结论 与Ba2＋反应生成不溶于盐酸的_________， 离子方程式：____________________ 与Ba2＋反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸 白色沉淀 ＋Ba2＋===BaSO4↓ 白色 (2)理论解释 ①先加稀盐酸的目的是排除_____、_____、_____等离子干扰。 ②再加入BaCl2溶液，若存在 ，发生反应的离子方程式为____________________。 Ag＋ ===BaSO4↓ 离子检验步骤答题规范：离子的检验步骤：取×××溶液少量于试管中，加入×××，有（或无）×××现象，则证明有（或无）某离子 五、硫酸根离子的检验 【思考与讨论】 现在我们炒菜用的精盐又细又白，你知道精盐是由粗盐经过什么样的程序制得的吗？粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如何进行粗盐提纯吗？ 粗盐 精盐 五、硫酸根离子的检验 (1)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 _________ ___________________________ 氯化钡溶液 碳酸钠溶液 烧碱溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 五、硫酸根离子的检验 (2)试剂加入的顺序 为使杂质离子完全除去，通常加入试剂及顺序有如下三种： ①BaCl2溶液→NaOH溶液→ →盐酸； ②NaOH溶液→BaCl2溶液→ →盐酸； ③ → → →盐酸。 总结：为保障杂质离子完全除去，只要 在 之后加入即可。 Na2CO3溶液 Na2CO3溶液 BaCl2溶液 Na2CO3溶液 NaOH溶液 碳酸钠溶液 氯化钡溶液 例2.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的化学式是______，C的化学式是____。 (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_____。 K2CO3 HCl 除尽镁离子和硫酸根离子 除尽过量的钡离子 使氯化氢挥发逸出 过滤 (1)物质除杂和分离的基本原则 ①不增(不引入新的杂质)。 ②不减(不减少被提纯的物质)。 ③易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。 ④易复原(被提纯的物质易复原)。 (2)物质除杂和分离注意的问题 ①除杂试剂要过量。 ②后续试剂应能除去过量的前一试剂。 ③尽可能将杂质转化为所需物质。 ④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。 归纳总结 返回 课堂小结 （可和C、Cu、H2S反应） Lavf58.51.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 SO SO 2.检验SO的正确操作及解释 (1)待测液取清液出现 沉淀，即可确定存在SO。 Ba2＋＋SO CO SO SO CO Ba2＋＋SO===BaSO4↓ Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 3.SO检验应用——粗盐除杂 纯净氯化钾溶液 $$