3.1 硫及其重要化合物 第2课时（导学案）化学沪科版必修第一册

3.1 硫及其重要化合物 第2课时 硫酸和硫酸盐 一、知识目标 1.通过实验探究，了解硫酸的酸性和浓硫酸的特性，运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的强氧化性，认识硫酸在相关反应中体现的性质。 2.了解常见的硫酸盐（如硫酸钙、硫酸铜、硫酸钡）及其用途，能设计实验检验硫酸根离子（）。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观现象（如浓硫酸与蔗糖、铜等反应的现象）认识浓硫酸的特性，从微观角度理解其强氧化性的本质。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析推理，建立检验硫酸根离子的模型，掌握排除干扰的方法。 3.科学探究与创新意识：通过浓硫酸性质及硫酸根离子检验的实验探究，培养科学探究能力和创新思维。 一、学习重点 1.浓硫酸的特性（吸水性、脱水性、强氧化性）。 2.常见硫酸盐的用途。 3.硫酸根离子的检验方法。 二、学习难点 1.运用氧化还原反应原理理解浓硫酸的强氧化性。 2.设计合理实验排除干扰检验硫酸根离子。 一、硫酸的物理性质 1.纯硫酸是一种 色油状液体，沸点高（沸点约338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸）， 挥发；密度比水 ，98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。 2.溶解性：浓硫酸与水以 互溶，溶解时可放出 。 3.稀释方法：将 沿器壁慢慢注入 中并不断 。 二、浓H2SO4的特性 （1）吸水性 浓硫酸能够吸收气体、液体中的 及固体中的 的性质就是吸水性。如将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增大，浓度将减小，密度将减小，体积将增大，这是因为浓硫酸具有吸水性，吸收了空气中的水蒸气。在实验室中常用浓硫酸作干燥剂就是利用了浓硫酸的吸水性。 （2）脱水性 浓硫酸能将纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素按照水的组成，即N(H)∶N(O)= ∶ 的比例脱去，这个性质就叫脱水性。 浓硫酸与蔗糖的脱水性实验： 实验操作 实验现象 实验结论 先向盛有少量蔗糖的烧杯中加入几滴水，然后倒入少量浓硫酸、搅拌 蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，本身被还原为 SO2 （3）强氧化性 浓硫酸具有强氧化性的本质是H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的 电子能力。浓硫酸在加热时表现出很强的氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是 。 三、浓硫酸的化学性质 在浓硫酸中主要是以 的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的 性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化： （1）Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的 而出现“ ”现象。 （2）与不活泼金属和非金属的反应 由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： ①反应要 ，否则不反应； ②还原产物一般是 。一般金属被氧化为 的硫酸盐，非金属被氧化为 氧化物或含氧酸。 ③浓硫酸与金属反应时，既表现 性又表现 性，而与非金属反应时，只表现 性。如： Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑ 2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑ S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O ④随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为 ，反应就停止。 C.浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物 H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O 2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O 四、生产生活中的几种硫酸盐 硫酸盐 主要成分及性质 主要应用 硫酸钙 ①石膏( )加热到150℃变成熟石膏( )； ②熟石膏与 混合后凝固，重新变成石膏。 ①制作模型和医疗用的 绷带； ②调节水泥的 速率。 ‌绿矾 FeSO4·7H2O ①在医疗上用于生产 的药剂； ②工业上用于生产净水剂和颜料 硫酸铜 CuSO4· (胆矾) ①检验酒精中是否含有少量 ； ②与石灰乳混合制备 。 ③在农业中用作 肥料 ‌明矾 KAl(SO4)2·12H2O易溶于水，溶液呈酸性，水解生成 ①在工业上用于水处理净化剂； ②可用于制造颜料和防火材料 硫酸钡 自然界中的硫酸钡以 的形式存在，不溶于水和酸，且不易被X射线透过 ①生产其他钡盐； ②用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“ ”。 五、硫酸根离子的检验 1．实验探究：SO的检验 实验操作 实验现象 先生成 沉淀，加入稀盐酸后沉淀____ 先生成 沉淀，加入稀盐酸后沉淀____ 先生成 沉淀，加入稀盐酸后沉淀 ，且有 产生 离子方程式 实验结论 SO与Ba2＋反应生成 溶于稀盐酸的 BaSO4沉淀 CO与Ba2＋反应生成的 沉淀BaCO3 溶于稀盐酸 2．检验SO的正确操作及解释 （1）原理：利用Ba2＋＋SO===BaSO4↓（白色），BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。 （2）试剂：可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。 （3）操作方法：待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO) （4）排除干扰 ①Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除 的干扰。 ②CO、SO、PO43-干扰：BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是 沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中，因此检验SO时，必须先用 酸化。 【特别提醒】不能用稀硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为 ,从而干扰检验结果。 ③整个过程中可能发生反应的离子方程式： 、 、 、 。 （一）浓硫酸的性质 1. 物理性质 问题思考：浓盐酸具有挥发性需要密封保存，那浓硫酸为什么也要密封保存呢？结合观察浓硫酸样品和课本内容，思考它有哪些物理性质？ 归纳总结：总结浓硫酸物理性质的表格。 色态 密度 沸点 溶解性 问题思考：下列关于浓硫酸物理性质的描述，错误的是(　　) A. 无色、黏稠的油状液体 B. 密度比水小 C. 沸点高，难挥发 D. 易溶于水，溶解时放出大量热 问题思考：稀释浓硫酸时，下列操作正确的是(　　) A. 将水倒入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌 B. 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌 C. 将浓硫酸迅速倒入水中，并不断搅拌 D. 将水迅速倒入浓硫酸中，并不断搅拌 2. 特性 （1）吸水性 问题思考：结合刚才对浓硫酸物理性质的学习，以及它需要密封保存的事实，思考浓硫酸为什么要密封保存，它有什么特性？ 问题思考：浓硫酸能够吸收哪些物质中的水分？它常用作什么？ 问题思考：那么浓硫酸可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体呢？ 问题思考：下列气体中，不能用浓硫酸干燥的是(　　) A. B. C. D. 问题思考：下列关于浓硫酸吸水性的说法正确的是(　　) A. 浓硫酸只能吸收空气中的水分 B. 浓硫酸不能吸收固体中的结晶水 C. 浓硫酸吸水是化学变化 D. 浓硫酸可干燥、等气体体现了其吸水性 （2）脱水性 问题探究：老师进行“黑面包实验”，取蔗糖放入烧杯中，加入水后，再加入约浓硫酸并迅速用玻璃棒搅拌后静置。观察实验现象，并思考浓硫酸对蔗糖做了什么？发生了什么反应？ 问题思考：吸水性和脱水性有什么区别呢？ 问题思考：下列现象体现浓硫酸脱水性的是(　　) A. 浓硫酸可作氯气的干燥剂 B. 浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑 C. 浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末 D. 浓硫酸与铜反应制取二氧化硫 问题思考：下列关于浓硫酸脱水性的说法错误的是(　　) A. 浓硫酸能使纸张、木材等碳化 B. 脱水性是浓硫酸的化学性质 C. 浓硫酸脱水过程中只发生物理变化 D. 浓硫酸对有机物有脱水作用 （3）强氧化性 问题探究：进行浓硫酸与铜反应的实验，观察实验现象，并根据实验现象，写出铜和浓硫酸反应的化学方程式，并分析氧化剂、还原剂以及电子转移情况。 问题思考：浓硫酸在与铜的反应中体现了什么性质？为什么？ 问题思考：常温下，浓硫酸或浓硝酸与某些金属（如铁、铝）接触时会发生什么现象？为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？ 问题思考：浓硫酸除了能和金属反应，还能和哪些物质反应体现其强氧化性？ 问题思考：热的浓硫酸与铜反应体现了浓硫酸的(　　) A. 强酸性和强氧化性 B. 脱水性 C. 吸水性 D. 高沸点、难挥发性 问题思考：下列关于浓硫酸强氧化性的说法正确的是(　　) A. 常温下，浓硫酸能和所有金属反应 B. 加热时，浓硫酸不能和金、铂反应 C. 浓硫酸和非金属反应时只体现酸性 D. 浓硫酸和金属反应时一定生成氢气 （二）硫酸盐及硫酸根离子的检验 1. 认识几种常见的硫酸盐 问题探究：生活中有很多常见的硫酸盐，它们有不同的性质和用途。阅读课本，找出常见硫酸盐的主要性质和用途，并填写表格。 硫酸盐 主要性质 主要应用 硫酸钙（生石膏、熟石膏） 硫酸铜（、（胆矾）） 硫酸钡（重晶石） 问题思考：下列硫酸盐的用途，错误的是(　　) A. 硫酸钙可用于制作模型 B. 硫酸铜可用于检验水 C. 硫酸钡可用于治疗胃酸过多 D. 石膏可用于调节水泥的硬化速率 问题思考：下列关于胆矾的说法正确的是(　　) A. 胆矾是无水硫酸铜 B. 胆矾是蓝色晶体 C. 胆矾不能检验水 D. 胆矾加热不会发生变化 2. 硫酸根离子的检验 问题探究：在三支试管中分别加入少量稀硫酸、溶液和溶液，然后各滴入几滴溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。记录实验现象并填写表格。 溶液 加入溶液 加入稀盐酸 离子方程式 稀硫酸 溶液 溶液 问题思考：（1）先加稀盐酸的目的是什么？ （2）再加入溶液，若存在，发生反应的离子方程式是什么？ 问题思考：1. 稀盐酸和溶液加入顺序能否交换？为什么？ 2. 稀盐酸能否换成稀硝酸？溶液能否换成溶液？ 问题思考：给出检验的答题模板。 问题思考：向某无色溶液中加入溶液，生成白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解，则溶液中含有的离子是(　　) A. 一定有 B. 一定有 C. 可能有或 问题思考：某溶液可能含有、、中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据实验，以下推测不正确的是（ ） A. 一定有 B. 一定有 C. 不能确定是否存在 D. 一定存在 1.浓硫酸具有以下五种性质：A．强酸性　B．强氧化性　C．高沸点、难挥发性 D．脱水性　E．吸水性 以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？ （1）热的浓硫酸与铜片反应________(填字母，下同)。 （2）热的浓硫酸与木炭反应________。 （3）浓硫酸干燥H₂、O₂、Cl₂、HCl和SO₂等气体________。 （4）不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H₂S等气体________。 （5）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________。 2.将过量的铁片投入热的浓硫酸中，下列判断正确的是 A．金属铁片表面因生成致密氧化膜而不反应 B．会立即生成H₂ C．会立即生成SO₂，且只生成SO₂ D．除了SO₂外，还会有H₂产生 3.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO₂，下列说法不正确的是 A．按气流从左向右流动，连接装置的正确顺序可以是A→F→E→C→D→B B．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂ C．丙中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，无法说明甲中生成CO₂ D．丙中溶液不褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂ 4.下列检验试样中有无SO₄²⁻的操作及结论正确的是( ) A.滴加BaCl₂有白色沉淀生成，一定有SO₄²⁻ B.加盐酸酸化的BaCl₂溶液有白色沉淀生成，一定有SO₄²⁻ C.滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液没有白色沉淀生成，一定没有SO₄²⁻ 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SO₄²⁻ 5.某溶液可能含有SO₄²⁻、CO₃²⁻、Cl⁻中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据实验，以下推测不正确的是（ ） A．一定有SO₄²⁻ B．一定有CO₃²⁻ C．不能确定是否存在Cl⁻ D．一定存在Cl⁻ 一、硫酸的化学性质 1.稀硫酸具有酸的通性 硫酸是强电解质，硫酸在水里很容易电离出氢离子，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性，能使石蕊溶液变红，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 ①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。 ②与金属（如Fe、Al）反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑ ③与碱（如NaOH、Ba(OH)2）反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O； ④与碱性氧化物（如CuO、MgO）反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O； ⑤与某些盐（如BaCl2、Na2SO3）反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑； 2.与金属的反应 a.反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O 常温下，铜与浓硫酸不反应;在加热条件下，铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O。该反应可看成是下表中两步反应的总反应，两步反应分别体现了浓硫酸的强氧化性和酸性∶ 反应历程 固体变化 浓H2SO4体现的性质 Cu+H2SO4(浓) △ CuO+SO2+H2O 由红→黑 氧化性 CuO+H2SO4（浓） CuSO4+H2O 黑色固体逐渐消失 酸性 注意：浓硫酸与金属的反应 （1）与活泼金属（如 Zn）反应，开始产生 SO2，硫酸浓度变小后产生 H2。 （2）与不活泼金属（如 Cu）反应，开始产生 SO2（加热），浓度变小后，稀硫酸不与不活泼金属反应。 b.Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸时发生"钝化"，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应，在金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 注意：关于"钝化": （1）钝化是化学变化，而不是物理变化，更不是不反应。 （2）常温下，Fe、Al遇浓硝酸也会发生钝化。 （3）加热时，Fe、Al与浓硫酸或浓硝酸都可以进一步发生反应。 （4）用铁罐贮存浓硫酸，用铝槽车盛装浓硝酸都是利用了钝化原理。 3.与部分非金属的反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化为其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2，在这类反应中浓硫酸只表现出氧化性。 例如∶C+2H2SO4（浓） △ CO2↑+2SO2↑+2H2O， 2P+5H2SO4（浓） △ 2H3PO4+5SO2↑+2H2O。 4.浓、稀硫酸的区别: （1）稀硫酸的氧化性主要是由硫酸电离出的H+表现出来的，如氧化较活泼的金属 Zn、Fe 等;而浓硫酸表现出的强氧化性主要是因为构成酸根离子的中心原子+6价S易获得电子，在反应中硫元素易被还原。 （2）浓硫酸、稀硫酸之间没有严格的浓度界限，只要在溶液中能够电离出大量的 H+，则该硫酸溶液就是稀硫酸;在溶液中很少电离，甚至不电离，而是大量以H2SO4分子形式存在的硫酸溶液则是浓硫酸。 二、SO42-检验的常见错误 （1）只加可溶性钡盐，不酸化，误将 CO32-、PO43-、SO32-等干扰离子判断成SO42-。 （2）误将Ag+、Pb2+判断成SO42-。如待测液为AgNO3溶液，滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生便断定含 SO42-，其错误是未注意溶液中不含SO42-，而含Ag+、Pb2+时也会产生同样的现象。 考点1 硫酸的物理性质与特性 1．浓硫酸具有酸性，又具有三大特性，下列实验中硫酸的作用中没有体现三大特性的是 A．工业上用铝槽车储存和运输浓硫酸 B．在实验室中用浓硫酸做干燥剂 C．实验室中用硫酸酸化高锰酸钾溶液 D．蔗糖中加入浓硫酸产生“黑面包” 2．下列有关浓硫酸实验与性质对应关系不正确的是 A．浓硫酸在空气中久置质量变大，是因为浓硫酸具有吸水性 B．浓硫酸与固体反应生成，是因为浓硫酸具有强酸性 C．浓硫酸能使纸张变黑，是因为浓硫酸具有吸水性 D．浓硫酸能使铁钝化，是因为浓硫酸具有强氧化性 3．利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验，敞口瓶中的蔗糖滴有少量水，将注射器中的浓硫酸注入其中，反应一段时间后，下列说法正确的是 A．湿润石蕊试纸变红，说明SO2属于酸性氧化物 B．浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色，说明SO2具有还原性 C．澄清石灰水变浑浊，说明反应有CO2产生 D．该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性 考点2 浓硫酸的化学性质 4．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是 A．都能作干燥剂 B．在常温下都能用铁制容器储存 C．都具有一定的氧化性 D．加热时都能与铜发生反应 5．在如图所示的实验中，实验进行一段时间后，下列关于实验现象的叙述错误的是 A．装置①中苹果块会干瘪 B．装置②中溶液最终为红色 C．装置③中刚开始铝片表面有少量气泡，随后消失 D．装置④中pH试纸变红 6．下列实验所得结论不正确的是(　　) 实验 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 装置 现象 产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗，之后无明显变化 加热后产生大量无色、有刺激性气味的气体 A．实验Ⅰ中气体是氢气 B．实验Ⅱ中没有发生化学变化 C．实验Ⅲ中气体是二氧化硫 D．浓度、温度会影响实验现象 7．用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后，待反应混合物冷却，滤去多余的铜，将滤液加水定容到100mL，溶液中浓度为，则下列说法错误的是 A．反应后稀释液中为 B．反应中消耗的硫酸为 C．溶解的铜的质量为6.4g D．生成的在标准状况下的体积为2.24L 8．下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应生成的所有气体产物。下列说法不正确的是    A．物质甲可以是无水粉末 B．浓硫酸在反应中表现强氧化性 C．戊中可用NaOH溶液吸收尾气 D．丙中溶液褪色，丁中溶液变浑浊，说明反应中生成气体 9．某小组同学为探究Cu与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计了如图所示的装置进行实验(部分夹持仪器已略去)。下列说法错误的是 A．装置C中出现淡黄色浑浊，体现了二氧化硫的氧化性 B．装置A发生的反应中，表明浓具有脱水性和强氧化性 C．装置D中品红溶液褪色，可以验证SO2的漂白性 D．装置E中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2 10．硫酸是非常重要的工业原料，回答下列问题： （1）把浓硫酸滴在白纸上，白纸变黑，则浓硫酸表现 性；浓硫酸可用于干燥气体，是因为其具有 性。下列气体不可以用浓干燥的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． （2）盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间，烧杯中溶液的浓度 (填“增大”或“减小”)。 （3）浓硫酸与碳共热时发生反应的化学方程式为 ，在该反应中，浓硫酸表现出 (填“酸性”或“强氧化性”)，反应中生成与的体积比为 。 考点3 常见的硫酸盐 11．下列关于硫及其化合物说法错误的是 A．工业用98.3%的浓吸收，目的是防止形成酸雾，以使吸收完全 B．葡萄酒中添加适量可以起到抗氧化的作用 C．常温下，铁或铝不与浓硫酸反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸 D．硫酸钡俗称“钡餐”，可用作消化系统X射线检查的内服药剂 考点4 硫酸根离子的检验 12．在检验SO42-的过程中，下列操作中正确的是 A．先加稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在 B．先加硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在 C．先加稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在 D．先加氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在 13．某溶液中可能含有的阴离子有、、等，为了检验其中是否含有，除了溶液外，还需要的试剂是 A．氢氧化钠溶液 B．盐酸 C．稀硫酸 D．硝酸银溶液 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 硫及其重要化合物 第2课时 硫酸和硫酸盐 一、知识目标 1.通过实验探究，了解硫酸的酸性和浓硫酸的特性，运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的强氧化性，认识硫酸在相关反应中体现的性质。 2.了解常见的硫酸盐（如硫酸钙、硫酸铜、硫酸钡）及其用途，能设计实验检验硫酸根离子（）。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观现象（如浓硫酸与蔗糖、铜等反应的现象）认识浓硫酸的特性，从微观角度理解其强氧化性的本质。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析推理，建立检验硫酸根离子的模型，掌握排除干扰的方法。 3.科学探究与创新意识：通过浓硫酸性质及硫酸根离子检验的实验探究，培养科学探究能力和创新思维。 一、学习重点 1.浓硫酸的特性（吸水性、脱水性、强氧化性）。 2.常见硫酸盐的用途。 3.硫酸根离子的检验方法。 二、学习难点 1.运用氧化还原反应原理理解浓硫酸的强氧化性。 2.设计合理实验排除干扰检验硫酸根离子。 一、硫酸的物理性质 1.纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点约338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发；密度比水大，98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm3。 2.溶解性：浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热。 3.稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。 二、浓H2SO4的特性 （1）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的性质就是吸水性。如将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增大，浓度将减小，密度将减小，体积将增大，这是因为浓硫酸具有吸水性，吸收了空气中的水蒸气。在实验室中常用浓硫酸作干燥剂就是利用了浓硫酸的吸水性。 （2）脱水性 浓硫酸能将纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素按照水的组成，即N(H)∶N(O)=2∶1的比例脱去，这个性质就叫脱水性。 浓硫酸与蔗糖的脱水性实验： 实验操作 实验现象 实验结论 先向盛有少量蔗糖的烧杯中加入几滴水，然后倒入少量浓硫酸、搅拌 蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，本身被还原为 SO2 （3）强氧化性 浓硫酸具有强氧化性的本质是H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。浓硫酸在加热时表现出很强的氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是SO2。 三、浓硫酸的化学性质 在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化： （1）Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。 （2）与不活泼金属和非金属的反应 由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： 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。如： Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO2↑ 2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2↑+2H2O+2SO2 ↑ S+2H2SO4 (浓) 3SO2↑+2H2O 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。 C.浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物 H2S+H2SO4 (浓)==S↓+SO2↑+2H2O或H2S+3H2SO4 (浓)4SO2↑+4H2O 2HI+H2SO4 (浓)==I2+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4 (浓)==Br2+SO2↑+2H2O 四、生产生活中的几种硫酸盐 硫酸盐 主要成分及性质 主要应用 硫酸钙 ①石膏(CaSO4·2H2O)加热到150℃变成熟石膏(2CaSO4·H2O)； ②熟石膏与水混合后凝固，重新变成石膏。 ①制作模型和医疗用的石膏绷带； ②调节水泥的硬化速率。 ‌绿矾 FeSO4·7H2O ①在医疗上用于生产治贫血的药剂； ②工业上用于生产净水剂和颜料 硫酸铜 CuSO4· (胆矾) ①检验酒精中是否含有少量水； ②与石灰乳混合制备波尔多液。 ③在农业中用作微量元素肥料 ‌明矾 KAl(SO4)2·12H2O易溶于水，溶液呈酸性，水解生成胶体 ①在工业上用于水处理净化剂； ②可用于制造颜料和防火材料 硫酸钡 自然界中的硫酸钡以重晶石的形式存在，不溶于水和酸，且不易被X射线透过 ①生产其他钡盐； ②用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。 五、硫酸根离子的检验 1．实验探究：SO的检验 实验操作 实验现象 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生 离子方程式 Ba2＋＋SO=BaSO4↓ Ba2＋＋SO=BaSO4↓ Ba2＋＋CO===BaCO3↓； BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑ 实验结论 SO与Ba2＋反应生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀 CO与Ba2＋反应生成的白色沉淀BaCO3可溶于稀盐酸 2．检验SO的正确操作及解释 （1）原理：利用Ba2＋＋SO===BaSO4↓（白色），BaS04不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性来检验硫酸根离子。 （2）试剂：可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。 （3）操作方法：待检验溶液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO) （4）排除干扰 ①Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除Ag+的干扰。 ②CO、SO、PO43-干扰：BaCO3,、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中，因此检验SO时，必须先用稀盐酸酸化。 【特别提醒】不能用稀硝酸酸化，因在酸性条件下，SO32-、HSO3-等会被溶液中的NO3-氧化为SO,从而干扰检验结果。 ③整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 （一）浓硫酸的性质 1. 物理性质 问题思考：浓盐酸具有挥发性需要密封保存，那浓硫酸为什么也要密封保存呢？结合观察浓硫酸样品和课本内容，思考它有哪些物理性质？ 答案： 色态：无色、黏稠的油状液体。 密度：密度大（）。 沸点：高沸点（），难挥发。 溶解性：极易溶于水，能与水以任意比混溶，溶解时放出大量的热。 稀释浓硫酸的操作要领：酸入水、沿器壁、缓慢倒、不断搅。 归纳总结：总结浓硫酸物理性质的表格。 色态 密度 沸点 溶解性 无色、黏稠的油状液体 ，难挥发 易溶于水，与水任意比混溶，溶解放热 问题思考：下列关于浓硫酸物理性质的描述，错误的是(　　) A. 无色、黏稠的油状液体 B. 密度比水小 C. 沸点高，难挥发 D. 易溶于水，溶解时放出大量热 答案：B 问题思考：稀释浓硫酸时，下列操作正确的是(　　) A. 将水倒入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌 B. 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌 C. 将浓硫酸迅速倒入水中，并不断搅拌 D. 将水迅速倒入浓硫酸中，并不断搅拌 答案：B 2. 特性 （1）吸水性 问题思考：结合刚才对浓硫酸物理性质的学习，以及它需要密封保存的事实，思考浓硫酸为什么要密封保存，它有什么特性？ 答案：因为浓硫酸具有吸水性，能吸收存在于周围环境中的水分。 问题思考：浓硫酸能够吸收哪些物质中的水分？它常用作什么？ 答案：浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，所以常用做干燥剂。 问题思考：那么浓硫酸可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体呢？ 答案： 可用来干燥的气体：中性气体如、、、、等；酸性气体如、、、等。 不能干燥的气体：碱性气体如；还原性气体如、、；气态会被浓硫酸吸收。 问题思考：下列气体中，不能用浓硫酸干燥的是(　　) A. B. C. D. 答案：B 问题思考：下列关于浓硫酸吸水性的说法正确的是(　　) A. 浓硫酸只能吸收空气中的水分 B. 浓硫酸不能吸收固体中的结晶水 C. 浓硫酸吸水是化学变化 D. 浓硫酸可干燥、等气体体现了其吸水性 答案：D （2）脱水性 问题探究：老师进行“黑面包实验”，取蔗糖放入烧杯中，加入水后，再加入约浓硫酸并迅速用玻璃棒搅拌后静置。观察实验现象，并思考浓硫酸对蔗糖做了什么？发生了什么反应？ 答案：实验现象为蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量热，产生刺激性气味气体。浓硫酸将有机物中的、元素按水的组成比脱去，发生了脱水反应。 问题思考：吸水性和脱水性有什么区别呢？ 答案： 对比项目 吸水性 脱水性 作用对象 含有水分子或结晶水的物质 一般为含氢、氧元素的有机物，将氢、氧原子按比例脱去 变化类型 物理变化、化学变化 化学变化 判断方法 有水为吸，无水则脱 问题思考：下列现象体现浓硫酸脱水性的是(　　) A. 浓硫酸可作氯气的干燥剂 B. 浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑 C. 浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末 D. 浓硫酸与铜反应制取二氧化硫 答案：B 问题思考：下列关于浓硫酸脱水性的说法错误的是(　　) A. 浓硫酸能使纸张、木材等碳化 B. 脱水性是浓硫酸的化学性质 C. 浓硫酸脱水过程中只发生物理变化 D. 浓硫酸对有机物有脱水作用 答案：C （3）强氧化性 问题探究：进行浓硫酸与铜反应的实验，观察实验现象，并根据实验现象，写出铜和浓硫酸反应的化学方程式，并分析氧化剂、还原剂以及电子转移情况。 答案：实验现象： 铜丝表面有气泡产生。 紫色石蕊溶液变为红色。 溶液显蓝色，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为无色。 化学方程式：。氧化剂是浓硫酸，还原剂是铜，铜失去，浓硫酸中的硫得到，铜元素化合价从价升高到$ + 2 + 6 + 4$价。 问题思考：浓硫酸在与铜的反应中体现了什么性质？为什么？ 答案：浓硫酸在反应中既体现了强氧化性，又体现了酸性。因为生成了二氧化硫，体现了强氧化性；生成了硫酸铜盐，体现了酸性。 问题思考：常温下，浓硫酸或浓硝酸与某些金属（如铁、铝）接触时会发生什么现象？为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？ 答案：常温时，、等少数金属遇浓硫酸发生钝化。常温下，浓硫酸或浓硝酸与某些金属（如铁、铝）接触时，能使金属表面生成一层致密的氧化物，从而阻止内部的金属继续与浓硫酸反应。条件是浓硫酸，铁或铝，冷（常温），这是化学变化。 问题思考：浓硫酸除了能和金属反应，还能和哪些物质反应体现其强氧化性？ 答案：浓硫酸能和某些非金属反应，如，，在这些反应中浓硫酸只体现强氧化性。 问题思考：热的浓硫酸与铜反应体现了浓硫酸的(　　) A. 强酸性和强氧化性 B. 脱水性 C. 吸水性 D. 高沸点、难挥发性 答案：A 问题思考：下列关于浓硫酸强氧化性的说法正确的是(　　) A. 常温下，浓硫酸能和所有金属反应 B. 加热时，浓硫酸不能和金、铂反应 C. 浓硫酸和非金属反应时只体现酸性 D. 浓硫酸和金属反应时一定生成氢气 答案：B （二）硫酸盐及硫酸根离子的检验 1. 认识几种常见的硫酸盐 问题探究：生活中有很多常见的硫酸盐，它们有不同的性质和用途。阅读课本，找出常见硫酸盐的主要性质和用途，并填写表格。 硫酸盐 主要性质 主要应用 硫酸钙（生石膏、熟石膏） - 制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率 硫酸铜（、（胆矾）） 白色，蓝色 检验水的存在，与石灰乳混合制备波尔多液 硫酸钡（重晶石） 不溶于水和酸，且不易被射线透过 用作消化系统射线检查的内服药剂，即“钡餐” 问题思考：下列硫酸盐的用途，错误的是(　　) A. 硫酸钙可用于制作模型 B. 硫酸铜可用于检验水 C. 硫酸钡可用于治疗胃酸过多 D. 石膏可用于调节水泥的硬化速率 答案：C 问题思考：下列关于胆矾的说法正确的是(　　) A. 胆矾是无水硫酸铜 B. 胆矾是蓝色晶体 C. 胆矾不能检验水 D. 胆矾加热不会发生变化 答案：B 2. 硫酸根离子的检验 问题探究：在三支试管中分别加入少量稀硫酸、溶液和溶液，然后各滴入几滴溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。记录实验现象并填写表格。 溶液 加入溶液 加入稀盐酸 离子方程式 稀硫酸 生成白色沉淀 沉淀不溶解 溶液 生成白色沉淀 沉淀不溶解 溶液 生成白色沉淀 沉淀溶解，有气泡产生 ， 问题思考：（1）先加稀盐酸的目的是什么？ （2）再加入溶液，若存在，发生反应的离子方程式是什么？ 答案：（1）先加稀盐酸的目的是排除、、干扰； （2）发生反应的离子方程式为。 问题思考：1. 稀盐酸和溶液加入顺序能否交换？为什么？ 2. 稀盐酸能否换成稀硝酸？溶液能否换成溶液？ 答案：1. 不能交换顺序，否则无法排除离子的干扰； 2. 不能用硝酸酸化，第二步也不能用溶液，否则无法排除离子的干扰。 问题思考：给出检验的答题模板。 答案：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入溶液，若有白色沉淀产生，则证明有。 问题思考：向某无色溶液中加入溶液，生成白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解，则溶液中含有的离子是(　　) A. 一定有 B. 一定有 C. 可能有或 答案：C 问题思考：某溶液可能含有、、中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据实验，以下推测不正确的是（ ） A. 一定有 B. 一定有 C. 不能确定是否存在 D. 一定存在 答案：D 1.浓硫酸具有以下五种性质：A．强酸性　B．强氧化性　C．高沸点、难挥发性 D．脱水性　E．吸水性 以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？ （1）热的浓硫酸与铜片反应________(填字母，下同)。 （2）热的浓硫酸与木炭反应________。 （3）浓硫酸干燥H₂、O₂、Cl₂、HCl和SO₂等气体________。 （4）不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H₂S等气体________。 （5）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________。 【答案】（1）AB；（2）B；（3）E；（4）B；（5）AD 【解析】（1）热的浓硫酸与铜片反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，故选AB；（2）热的浓硫酸与木炭反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水，只体现了浓硫酸的强氧化性，故选B；（3）浓硫酸干燥H₂、O₂、Cl₂、HCl和SO₂等气体，利用了浓硫酸的吸水性，故选E；（4）不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H₂S等气体，是因为浓硫酸具有强氧化性，会与这些还原性气体发生反应，故选B；（5）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑，变红体现了浓硫酸的酸性，变黑体现了浓硫酸的脱水性，故选AD。 2.将过量的铁片投入热的浓硫酸中，下列判断正确的是 A．金属铁片表面因生成致密氧化膜而不反应 B．会立即生成H₂ C．会立即生成SO₂，且只生成SO₂ D．除了SO₂外，还会有H₂产生 【答案】D 【解析】常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，但在加热条件下，铁会与浓硫酸反应。开始时，浓硫酸表现出强氧化性，与铁反应生成二氧化硫；随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐降低，变为稀硫酸，稀硫酸与铁反应生成氢气，所以除了SO₂外，还会有H₂产生，故选D。 3.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO₂，下列说法不正确的是 A．按气流从左向右流动，连接装置的正确顺序可以是A→F→E→C→D→B B．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂ C．丙中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，无法说明甲中生成CO₂ D．丙中溶液不褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂ 【答案】B 【解析】A．要验证木炭可被浓硫酸氧化成CO₂，需要先除去混合气体中的二氧化硫，再检验二氧化碳。按气流从左向右流动，连接装置的正确顺序可以是A（木炭与浓硫酸反应）→F（除去二氧化硫）→E（检验二氧化硫是否除尽）→C（干燥气体）→D（检验二氧化碳）→B（尾气处理），A选项正确；B．丁中溶液褪色，只能说明混合气体中含有二氧化硫，不能说明甲中生成CO₂，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，B选项错误；C．丙中溶液褪色，说明混合气体中含有二氧化硫，此时乙中溶液变浑浊，无法确定是二氧化碳还是二氧化硫使石灰水变浑浊，所以无法说明甲中生成CO₂，C选项正确；D．丙中溶液不褪色，说明混合气体中二氧化硫已除尽，此时乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂，D选项正确。答案选B。 4.下列检验试样中有无SO₄²⁻的操作及结论正确的是( ) A.滴加BaCl₂有白色沉淀生成，一定有SO₄²⁻ B.加盐酸酸化的BaCl₂溶液有白色沉淀生成，一定有SO₄²⁻ C.滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液没有白色沉淀生成，一定没有SO₄²⁻ 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SO₄²⁻ 【答案】D 【解析】A．滴加BaCl₂有白色沉淀生成，该沉淀可能是硫酸钡、碳酸钡、氯化银等，所以不一定有SO₄²⁻，A选项错误；B．加盐酸酸化的BaCl₂溶液有白色沉淀生成，该沉淀可能是硫酸钡，也可能是氯化银，所以不一定有SO₄²⁻，B选项错误；C．滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液没有白色沉淀生成，只能说明溶液中没有氯离子，但不能说明没有SO₄²⁻，C选项错误；D．先加盐酸无明显现象，排除了CO₃²⁻、SO₃²⁻、Ag⁺等干扰离子，再加BaCl₂溶液有白色沉淀生成，该沉淀一定是硫酸钡，所以一定有SO₄²⁻，D选项正确。答案选D。 5.某溶液可能含有SO₄²⁻、CO₃²⁻、Cl⁻中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据实验，以下推测不正确的是（ ） A．一定有SO₄²⁻ B．一定有CO₃²⁻ C．不能确定是否存在Cl⁻ D．一定存在Cl⁻ 【答案】D 【解析】①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀，该沉淀可能是硫酸钡、碳酸钡；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解，说明沉淀中既有硫酸钡又有碳酸钡，所以溶液中一定有SO₄²⁻和CO₃²⁻；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，由于在②中加入了稀盐酸，引入了氯离子，所以不能确定原溶液中是否存在Cl⁻。答案选D。 一、硫酸的化学性质 1.稀硫酸具有酸的通性 硫酸是强电解质，硫酸在水里很容易电离出氢离子，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，具有酸的通性，能使石蕊溶液变红，还能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 ①指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。 ②与金属（如Fe、Al）反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑ ③与碱（如NaOH、Ba(OH)2）反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O； ④与碱性氧化物（如CuO、MgO）反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O； ⑤与某些盐（如BaCl2、Na2SO3）反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SO＋2H＋===H2O＋SO2↑； 2.与金属的反应 a.反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O 常温下，铜与浓硫酸不反应;在加热条件下，铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O。该反应可看成是下表中两步反应的总反应，两步反应分别体现了浓硫酸的强氧化性和酸性∶ 反应历程 固体变化 浓H2SO4体现的性质 Cu+H2SO4(浓) △ CuO+SO2+H2O 由红→黑 氧化性 CuO+H2SO4（浓） CuSO4+H2O 黑色固体逐渐消失 酸性 注意：浓硫酸与金属的反应 （1）与活泼金属（如 Zn）反应，开始产生 SO2，硫酸浓度变小后产生 H2。 （2）与不活泼金属（如 Cu）反应，开始产生 SO2（加热），浓度变小后，稀硫酸不与不活泼金属反应。 b.Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸时发生"钝化"，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应，在金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 注意：关于"钝化": （1）钝化是化学变化，而不是物理变化，更不是不反应。 （2）常温下，Fe、Al遇浓硝酸也会发生钝化。 （3）加热时，Fe、Al与浓硫酸或浓硝酸都可以进一步发生反应。 （4）用铁罐贮存浓硫酸，用铝槽车盛装浓硝酸都是利用了钝化原理。 3.与部分非金属的反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化为其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2，在这类反应中浓硫酸只表现出氧化性。 例如∶C+2H2SO4（浓） △ CO2↑+2SO2↑+2H2O， 2P+5H2SO4（浓） △ 2H3PO4+5SO2↑+2H2O。 4.浓、稀硫酸的区别: （1）稀硫酸的氧化性主要是由硫酸电离出的H+表现出来的，如氧化较活泼的金属 Zn、Fe 等;而浓硫酸表现出的强氧化性主要是因为构成酸根离子的中心原子+6价S易获得电子，在反应中硫元素易被还原。 （2）浓硫酸、稀硫酸之间没有严格的浓度界限，只要在溶液中能够电离出大量的 H+，则该硫酸溶液就是稀硫酸;在溶液中很少电离，甚至不电离，而是大量以H2SO4分子形式存在的硫酸溶液则是浓硫酸。 二、SO42-检验的常见错误 （1）只加可溶性钡盐，不酸化，误将 CO32-、PO43-、SO32-等干扰离子判断成SO42-。 （2）误将Ag+、Pb2+判断成SO42-。如待测液为AgNO3溶液，滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生便断定含 SO42-，其错误是未注意溶液中不含SO42-，而含Ag+、Pb2+时也会产生同样的现象。 考点1 硫酸的物理性质与特性 1．浓硫酸具有酸性，又具有三大特性，下列实验中硫酸的作用中没有体现三大特性的是 A．工业上用铝槽车储存和运输浓硫酸 B．在实验室中用浓硫酸做干燥剂 C．实验室中用硫酸酸化高锰酸钾溶液 D．蔗糖中加入浓硫酸产生“黑面包” 【答案】C 【解析】硫酸的三大特性的是强氧化性、脱水性吸水性。A．用铝槽车运输浓硫酸，利用其强氧化性，浓硫酸在常温下使铝钝化，故A不符合；B．用浓硫酸做干燥剂，利用其吸水性，故B不符合；C．用硫酸酸化高锰酸钾溶液，利用其酸性，故C符合；D．浓硫酸使蔗糖炭化，利用其脱水性和强氧化性；故D不符合；故选C。 2．下列有关浓硫酸实验与性质对应关系不正确的是 A．浓硫酸在空气中久置质量变大，是因为浓硫酸具有吸水性 B．浓硫酸与固体反应生成，是因为浓硫酸具有强酸性 C．浓硫酸能使纸张变黑，是因为浓硫酸具有吸水性 D．浓硫酸能使铁钝化，是因为浓硫酸具有强氧化性 【答案】C 【解析】A．浓硫酸在空气中久置，会因吸收空气中的水蒸气而使其质量变大，是因为浓硫酸具有吸水性，A正确；B．浓硫酸与固体反应生成SO2，体现的是强酸制弱酸的原理，从而说明浓硫酸具有酸性，B正确；C．浓硫酸能使纸张中的氢、氧元素以水的形式脱去，从而生成碳而使纸张变黑，从而说明浓硫酸具有脱水性，C错误；D．浓硫酸具有强氧化性，所以将Fe氧化而使其表面生成钝化膜，从而阻止内部铁与浓硫酸的进一步反应，D正确；故选C。 3．利用如图装置进行浓硫酸与蔗糖反应的实验，敞口瓶中的蔗糖滴有少量水，将注射器中的浓硫酸注入其中，反应一段时间后，下列说法正确的是 A．湿润石蕊试纸变红，说明SO2属于酸性氧化物 B．浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色，说明SO2具有还原性 C．澄清石灰水变浑浊，说明反应有CO2产生 D．该实验只体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性 【答案】B 【解析】A．浓硫酸与蔗糖反应产生SO2和CO2，SO2和CO2均能使湿润石蕊试纸变红，不能说明SO2属于酸性氧化物，A错误；                                                  B．浸有酸性KMnO4溶液的滤纸条褪色，说明SO2具有还原性，B正确； C．SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误；    D．该实验体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，D错误； 故选B。 考点2 浓硫酸的化学性质 4．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是 A．都能作干燥剂 B．在常温下都能用铁制容器储存 C．都具有一定的氧化性 D．加热时都能与铜发生反应 【答案】C 【解析】A．浓硫酸有吸水性，能作干燥剂，稀硫酸没有吸水性，不能作干燥剂，A错误；B．常温下，铁与浓硫酸发生钝化，浓硫酸可用铁制容器储存，但铁与稀硫酸反应，稀硫酸不能用铁制容器储存，B错误；C．浓硫酸与金属反应生成二氧化硫，体现浓硫酸的氧化性，稀硫酸与金属反应生成氢气，氢元素的化合价降低，体现稀硫酸的氧化性，C正确；D．浓硫酸有强氧化性，加热时能与铜发生反应，但稀硫酸与铜在加热时不反应，D错误；答案选C。 5．在如图所示的实验中，实验进行一段时间后，下列关于实验现象的叙述错误的是 A．装置①中苹果块会干瘪 B．装置②中溶液最终为红色 C．装置③中刚开始铝片表面有少量气泡，随后消失 D．装置④中pH试纸变红 【答案】D 【解析】A．装置①中浓硫酸具有较强的吸水性，因此将苹果块在装置中放置一段时间后，浓硫酸会吸收水分，则苹果块会干瘪，A正确； B．装置②中向稀硫酸中滴加紫色石蕊溶液，最终溶液变红，B正确； C．装置③中铝片遇浓硫酸会“钝化”，刚开始有少量气泡，随后消失，C正确； D．装置④中浓硫酸具有极强的氧化性和脱水性，会使pH试纸炭化变黑，D错误； 故选D。 6．下列实验所得结论不正确的是(　　) 实验 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 装置 现象 产生大量无色气体 铁片表面迅速变暗，之后无明显变化 加热后产生大量无色、有刺激性气味的气体 A．实验Ⅰ中气体是氢气 B．实验Ⅱ中没有发生化学变化 C．实验Ⅲ中气体是二氧化硫 D．浓度、温度会影响实验现象 答案：B 解析：稀硫酸和铁反应生成的气体是氢气，A项正确；常温下，铁片遇到浓硫酸发生钝化，该过程中发生了化学反应，B项错误；加热条件下，铁片可以溶解于浓硫酸中，浓硫酸作氧化剂，生成的无色、有刺激性气味的气体是二氧化硫，C项正确；实验Ⅰ、Ⅱ硫酸的浓度不同，说明浓度会影响实验现象，实验Ⅱ、Ⅲ温度不同，说明温度会影响实验现象，D项正确。 7．用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后，待反应混合物冷却，滤去多余的铜，将滤液加水定容到100mL，溶液中浓度为，则下列说法错误的是 A．反应后稀释液中为 B．反应中消耗的硫酸为 C．溶解的铜的质量为6.4g D．生成的在标准状况下的体积为2.24L 【答案】A 【分析】用18.0mol/L的浓硫酸20mL和铜共热发生反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，按硫元素守恒，实际逸出的二氧化硫为18.0mol/L×0.020L-0.100L×2.6mol/L=0.10mol，据此回答。 【解析】A．实际消耗铜、生成硫酸铜均为0.10mol，则反应后稀释液中c(CuSO4)为1.0mol/L，A错误； B．结合分析可知，反应中消耗的硫酸为2×0.1mol=0.2mol，B正确； C．溶解的铜的质量为0.10mol×64g/mol=6.4g，C正确； D．生成的SO2在标准状况下的体积为0.10mol×22.4L/mol=2.24L，D正确； 答案选A。 8．下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应生成的所有气体产物。下列说法不正确的是    A．物质甲可以是无水粉末 B．浓硫酸在反应中表现强氧化性 C．戊中可用NaOH溶液吸收尾气 D．丙中溶液褪色，丁中溶液变浑浊，说明反应中生成气体 【答案】D 【分析】碳和浓硫酸在加热下发生反应，生成二氧化硫、二氧化碳和水，甲装置用于检验水蒸气的生成，乙装置品红用于检验二氧化硫，丙中高锰酸钾用于吸收二氧化硫、且通过高锰酸钾不褪色证明二氧化硫被完全吸收；丁中澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成， 戊中NaOH溶液，用于吸收二氧化硫等尾气，防止污染环境。 【解析】A．无水是白色固体，与水反应生成蓝色固体，颜色变化明显，可用于水的检验， A正确； B．浓硫酸与木炭粉的反应为，S的化合价降低，发生还原反应，表现出强氧化性，B正确； C．NaOH能与酸性气体反应，可用于吸收尾气中的酸性气体，即戊中可用NaOH溶液吸收尾气，C正确； D．丙中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明进入丁中的气体含有，会干扰的检验， D错误； 答案选D。 9．某小组同学为探究Cu与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计了如图所示的装置进行实验(部分夹持仪器已略去)。下列说法错误的是 A．装置C中出现淡黄色浑浊，体现了二氧化硫的氧化性 B．装置A发生的反应中，表明浓具有脱水性和强氧化性 C．装置D中品红溶液褪色，可以验证SO2的漂白性 D．装置E中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2 【答案】B 【分析】装置A中，浓硫酸与铜丝反应制取二氧化硫，装置B用于验证二氧化硫的还原性，装置C用于验证二氧化硫的氧化性，装置D用于验证二氧化硫的漂白性，装置E用于吸收二氧化硫尾气，防止其污染空气。 【解析】A．装置C中发生反应为SO2+2H2S=3S↓+2H2O，出现淡黄色浑浊，体现了二氧化硫的氧化性，A正确；B．装置A发生的反应为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O，表明浓H2SO4具有酸性和强氧化性，B错误；C．品红属于有机物，装置D中品红溶液褪色，可以验证SO2的漂白性，C正确；D．由分析可知，装置E中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止污染空气，D正确；故选B。 10．硫酸是非常重要的工业原料，回答下列问题： （1）把浓硫酸滴在白纸上，白纸变黑，则浓硫酸表现 性；浓硫酸可用于干燥气体，是因为其具有 性。下列气体不可以用浓干燥的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． （2）盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间，烧杯中溶液的浓度 (填“增大”或“减小”)。 （3）浓硫酸与碳共热时发生反应的化学方程式为 ，在该反应中，浓硫酸表现出 (填“酸性”或“强氧化性”)，反应中生成与的体积比为 。 【答案】（1）脱水性 吸水性 A （2）减小 （3） 强氧化性 1：2 【解析】（1）白纸的主要成分是纤维素，把浓硫酸滴在白纸上，浓硫酸脱去纤维素中的H、O元素，从而生成炭，使白纸变黑，则浓硫酸表现出脱水性；浓硫酸可用于干燥气体，是因为浓硫酸具有吸水性；为碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，氢气、氧气、二氧化碳气体都可以用浓硫酸干燥，故选A； （2）盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间，会吸收空气中的水蒸气，使浓硫酸浓度减小； （3）C与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，化学方程式为，在该反应中S元素从+6价降低到+4价，作氧化剂，体现浓硫酸强氧化性，根据方程式可知，反应中生成与的体积比为1：2。 考点3 常见的硫酸盐 11．下列关于硫及其化合物说法错误的是 A．工业用98.3%的浓吸收，目的是防止形成酸雾，以使吸收完全 B．葡萄酒中添加适量可以起到抗氧化的作用 C．常温下，铁或铝不与浓硫酸反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸 D．硫酸钡俗称“钡餐”，可用作消化系统X射线检查的内服药剂 【答案】C 【解析】A．若用水吸收会形成酸雾阻止进一步被吸收，工业用98.3%的浓吸收，目的是防止形成酸雾，以使吸收完全，A正确； B．二氧化硫具有较强还原性， 葡萄酒中添加适量可以起到抗氧化的作用，B正确； C． 常温下，铁或铝在浓硫酸中钝化表面生成致密氧化膜，所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸，C不正确； D．硫酸钡难溶于水、难溶于酸，不易被X射线透过，可用作消化系统X射线检查的内服药剂，因此硫酸钡俗称“钡餐”，D正确； 答案选C。 考点4 硫酸根离子的检验 12．在检验SO42-的过程中，下列操作中正确的是 A．先加稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在 B．先加硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在 C．先加稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO42-存在 D．先加氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO42-存在 【答案】C 【解析】A.先加入稀硝酸，由于硝酸具有强氧化性，溶液中若含有亚硫酸根离子，则会被硝酸氧化为硫酸根离子而生成硫酸钡沉淀，因此不能排除亚硫酸根离子的干扰，A错误；B.先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，不能排除亚硫酸根离子的干扰，亚硫酸根离子易被硝酸氧化为硫酸根离子而生成硫酸钡沉淀，B错误；C.先加入稀盐酸，没有产生沉淀，排除银离子的干扰，然后再加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO42-存在，C正确；D.先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，不能排除银离子的干扰，D错误；故合理选项是C。 13．某溶液中可能含有的阴离子有、、等，为了检验其中是否含有，除了溶液外，还需要的试剂是 A．氢氧化钠溶液 B．盐酸 C．稀硫酸 D．硝酸银溶液 【答案】B 【解析】硫酸根离子的检验原理：，先加入稀盐酸酸化，没有沉淀产生，然后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则证明有硫酸根离子，加稀盐酸酸化可以排除碳酸根离子的干扰，因为BaCO3也是一种不溶于水但能够与稀盐酸反应的白色沉淀；氢氧化钠溶液与三种阴离子都不会反应，加稀硫酸会引入硫酸根，硝酸银与三种阴离子均产生白色沉淀，故ACD都不合题意；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $