第五章 第一节 第2课时 硫酸、硫酸根离子的检验-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步课件PPT（人教版）

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化学必修第二册 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 随堂自测夯基础 课时评价提能力 化学必修第二册 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 随堂自测夯基础 课时评价提能力 第2课时　硫酸、硫酸根离子的检验 课程标准 核心素养 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响 2．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫酸根离子的检验方法，认识其在粗盐提纯中的应用 ①宏观辨识与 微观探析 能从物质类别元素化合价的角度，预测硫酸的性质及转化 ②科学探究与 创新意识 能根据教材中给出的有关硫酸的性质，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象作出解释 ③科学态度与 社会责任 具有理论联系实际的观念，能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法提出粗盐提纯的解决措施，逐步形成节约成本、循环利用、保护环境等观念 一、硫酸 1．硫酸的用途与工业制备 (1)用途 ①重要的化工原料，可用于制　化肥、农药　、炸药、染料、盐类等； ②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。 (2)工业制备 　　　　　　　eq \a\vs4\al(金属冶炼,产生的尾气,↓) eq \a\vs4\al(硫黄或,　硫铁矿　FeS2)空气,　SO2　eq \o(――→,\s\up17(空气))　SO3　eq \o(――→,\s\up17(98.3%的),\s\do15(浓硫酸吸收))H2SO4 写出工业制备硫酸有关反应的化学方程式： ①制备SO2：　4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3＋8SO2　或S＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))SO2； ②制备SO3：　2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3　； ③吸收SO3：　SO3＋H2O===H2SO4　。 2．稀硫酸的性质 硫酸是强酸，具有酸的通性。 写出下列反应的离子方程式： (1)稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：　Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　。 (2)稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　。 (3)稀硫酸与碱反应，如NaOH：　OH－＋H＋===H2O　。 (4)稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：　COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O　。 3．浓硫酸的特性 (1)吸水性与脱水性 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收　气体、液体中的水分子　及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中　氢、氧元素按水的组成比　脱去，剩余黑色的炭 区别 　物质中含有H2O　 　物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素　 应用 　作干燥剂　 (2)强氧化性 二、SOeq \o\al(2－,4)的检验 试样eq \o(――→,\s\up17(加足量盐酸酸化))取清液eq \o(――→,\s\up17(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq \o\al(2－,4))。 先加稀盐酸的目的是　防止COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)、Ag＋干扰　。 　 浓硫酸的强氧化性 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 硫酸盐和SO2 锌等其他 活泼金属 与浓硫酸反应时， 开始产生SO2， 后来产生H2 强氧化性 和酸性 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(△),\s\do15(　))高价态氧化物或含氧酸＋SO2↑＋H2O 强氧化性 还原性物质 能将还原性物质(如H2S、HI)氧化，如：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O 3.区分浓硫酸和稀硫酸的方法 方法 操作 结论 脱水法 用玻璃棒蘸取两种酸分别涂在纸上 变黑者是浓硫酸 稀释法 分别加入盛水的试管中 放热者是浓硫酸 吸水法 分别滴到硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)上 蓝色晶体变白者是浓硫酸 钝化法 常温下，取已去氧化膜的两块铝片(或铁片)分别放入盛有浓、稀硫酸的试管中 有大量气泡冒出的是稀硫酸，无明显现象的是浓硫酸 生雾法 分别滴到浓盐酸中 有白雾产生的是浓硫酸 黏度法 分别用玻璃棒蘸取两种酸 黏稠状的是浓硫酸 密度法 分别称量相同体积的两种酸 质量大的是浓硫酸 氧化法 分别取两支试管，加入铜片后再分别加入两种酸，加热 溶液变蓝，有刺激性气味气体产生的是浓硫酸 [典例示范] [典例1] 根据如图所示装置，回答下列问题。 (1)开始加热后，产生的现象是 a处　________________　；b处　________________　。 (2)停止反应后，用酒精灯在b处微微加热，产生的现象是____________________________________________。 (3)写出a处发生反应的化学方程式：____________________ ______________________________________________________。 (4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是_______________________ ___________________________________________。 (5)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在试管中共热，直到反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是________________________。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是　________　(填字母)。 a．铁粉　　 B．BaCl2溶液 c．银粉 D．NaHCO3溶液 [解题指南]　解答本题需注意以下两点： (1)明确浓硫酸的强氧化性。 (2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。 [解析]　(1)浓硫酸与铜片反应生成SO2气体，SO2能使品红褪色，生成的CuSO4使溶液变蓝色。(2)被SO2漂白的品红纸条加热时会重新变红。(4)SO2有毒，不能直接排放在空气中，用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。(5)随着反应的进行，H2SO4被不断消耗，且反应生成水，使硫酸的浓度逐渐减小，当变为稀硫酸时，反应将会停止，因为铜与稀硫酸不反应，可向反应结束后的试管中加入铁粉或NaHCO3溶液，若有气泡产生则可证明确有余酸。 [答案]　　(1)有气泡产生，溶液变蓝　纸条褪色 (2)纸条由无色恢复为红色 (3)Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)吸收多余的SO2，以防止污染环境 (5)①反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应　②a、d [学以致用] 1．浓硫酸在下列物质的转化中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是(　　) A．Cu―→CuSO4 B．C―→CO2 C．蔗糖―→“黑面包” D．Fe2O3―→Fe2(SO4)3 答案：A 　 SOeq \o\al(2－,4)的检验及粗盐的提纯 1．SOeq \o\al(2－,4)的检验 (1)检验方法 (2)原理 ①先加稀盐酸的目的：防止COeq \o\al(2－,3)、SOeq \o\al(2－,3)、Ag＋的干扰。 ②过程中可能发生反应的离子方程式： COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑、SOeq \o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、SOeq \o\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓。 2．粗盐的提纯 (1)除去粗盐中不溶性杂质——过滤 (2)除去粗盐中可溶性杂质 ①原理： ②加试剂的先后顺序 原则：Na2CO3溶液加入顺序在BaCl2溶液之后；加入盐酸在过滤之后。通常顺序可以为 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。 [典例示范] [典例2] 同学们都喜欢照相，在照相机底片的处理过程中，照相显影剂(或称显影剂)是一种让感光产生的隐藏影像或印记在底片上显现的化学用剂。亚硫酸钠是照相显影剂中的一种成分。 某亚硫酸钠试剂已部分被氧化，为确定它的纯度，要进行如下实验： eq \x(\a\al(①取样品W1g；,②将样品溶解；,③给溶液加入稍过量的盐酸酸化的BaCl2溶液；,④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为W2g。)) 试回答： (1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是什么？(科学探究与创新意识) (2)BaCl2溶液要稍过量的原因是什么？(科学探究与创新意识) (3)判断操作③是否完成的方法是什么？(科学探究与创新意识) (4)判断沉淀是否洗净的方法是什么？(科学探究与创新意识) (5)列式计算Na2SO3的纯度。(证据推理与模型认知) [解析]　(1)BaCl2与Na2SO3反应也会生成BaSO3白色沉淀，干扰实验。 (2)加入稍过量的BaCl2目的是使SOeq \o\al(2－,4)完全沉淀。 (3)操作③是为了使SOeq \o\al(2－,4)沉淀完全，只要检验溶液中有无SOeq \o\al(2－,4)即可。 (4)沉淀可以吸附溶液中的Cl－，若沉淀洗涤干净，则检验不出Cl－。 (5)最后沉淀为BaSO4，由硫元素守恒可知n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝eq \f(W2,233) mol，m(Na2SO3)＝W1 g－m(Na2SO4)＝W1 g－eq \f(W2 g,233)×142，则Na2SO3纯度为(1－eq \f(142W2,233W1))×100%。 [答案]　　(1)防止BaSO3沉淀的产生而引起误差。 (2)使试样中的SOeq \o\al(2－,4)完全转化为BaSO4沉淀。 (3)将混合液静置，取上层清液少许，继续滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则操作③完成。 (4)取最后一次洗涤液少许，滴加AgNO3溶液，若无沉淀出现，则已洗净，反之则未洗净。 (5)n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝eq \f(W2,233) mol，m(Na2SO3)＝W1 g－m(Na2SO4)＝W1g－eq \f(W2g,233)×142，则Na2SO3纯度为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(142W2,233W1)))×100%。 [典例3] 我国有三大盐场，分别是长芦盐场、布袋盐场和莺歌海盐场。 盐场制得的粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验完成下列问题： (1)实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程： ①固定铁圈位置　②加热搅拌　③放置酒精灯 ④停止加热　⑤放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)。写出正确的操作顺序　________　。(科学探究与创新意识­水平1) (2)如何运用最简单的方法检验溶液中有无SOeq \o\al(2－,4)？如果有，应该如何除去SOeq \o\al(2－,4)？(科学探究与创新意识­水平2) (3)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中滴加饱和Na2CO3溶液，直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是什么？(科学探究与创新意识­水平3) (4)将经过操作(3)后的溶液过滤。请问这一操作哪些杂质离子不能除净？(已知MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大)(科学探究与创新意识­水平4) [解析]　(1)实验室在组装仪器时所遵循的原则是自下而上，从左到右，故操作顺序为③①⑤②④。 (2)由于SOeq \o\al(2－,4)可与Ba2＋生成BaSO4白色沉淀，故可向溶液中加入可溶性钡盐，但要遵循不带入新杂质的原则。 (3)为了使杂质离子除净，所用试剂均应稍过量，因此(2)中除SOeq \o\al(2－,4)时所加入的可溶性钡盐应过量。加Na2CO3的目的是除去Ca2＋和少量Mg2＋及过量的Ba2＋。 (4)由于MgCO3的溶解度比Mg(OH)2大，除Mg2＋一般用NaOH溶液，所以此时Mg2＋不能除净。 [答案]　　(1)③①⑤②④ (2)加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则有SOeq \o\al(2－,4)；加过量BaCl2溶液，过滤 (3)除去Ca2＋、少量的Mg2＋及过量的Ba2＋ (4)Mg2＋不能除净 [学以致用] 2．向某溶液中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再滴入稀盐酸，沉淀不溶解，则该溶液中(　　) A．一定有SOeq \o\al(2－,4) B．可能有SOeq \o\al(2－,4)或Ag＋ C．一定无Ag＋ D．可能有COeq \o\al(2－,3) 答案：B 3．下列关于粗盐提纯的说法中正确的是(　　) A．溶解粗盐时，应尽量让溶液稀一些，防止食盐不完全溶解 B．滤去不溶性杂质后，将滤液移至坩埚内加热浓缩 C．当蒸发到剩余少量液体时停止加热，利用余热将液体蒸干 D．将制得的晶体转移到新制过滤器中，用大量水洗涤 解析：C　[A项中，溶解粗盐时，在保证粗盐溶解的前提下应尽量少加水，避免蒸发时困难；B项中，该操作应在蒸发皿中进行；D项中，用大量水洗涤会造成食盐损失过多。] 1．下列关于硫酸的叙述中，正确的是(　　) A．浓硫酸具有脱水性，因而能使蔗糖炭化 B．浓硫酸具有强氧化性，不可贮存在铝、铁容器中 C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 D．稀释浓硫酸时，应将水沿着器壁慢慢加入到浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌 解析：A　[使蔗糖炭化，表现浓硫酸的脱水性，A项正确；浓硫酸具有强氧化性，可使铝、铁在常温下发生钝化，浓硫酸可贮存在铝、铁容器中，B项错误；浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气，C项错误；浓硫酸密度比水大，稀释浓硫酸时，为防止酸液飞溅，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入到水中，并用玻璃棒不断搅拌，D项错误。] 2．下列溶液中，不能区别SO2和CO2气体是(　　) ①石灰水　②KMnO4溶液　③溴水　④用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液　⑤品红溶液 A．①②③⑤　　　　　 B．②③④⑤ C．只有① D．①② 解析：C　[CO2和SO2通入澄清石灰水中，都是先生成白色沉淀，气体过量时沉淀又溶解，所以石灰水不能区别；SO2有还原性，能使KMnO4溶液褪色，也能使溴水褪色，而CO2不能，所以KMnO4溶液和溴水能区别这两种气体；NOeq \o\al(－,3)在酸性条件下能将SO2氧化成SOeq \o\al(2－,4)，SOeq \o\al(2－,4)与Ba2＋结合成BaSO4沉淀；而CO2与Ba(NO3)2溶液不反应，所以HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液能区别；SO2有漂白性，能使品红溶液褪色；而CO2不能，所以品红溶液能区别。] 3．某学生为了探究浓硫酸的性质，实验过程及现象如下：向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑，体积膨胀，变成多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味气体。该同学在实验中未涉及的浓硫酸性质是(　　) A．吸水性 B．脱水性 C．酸性 D．强氧化性 解析：C　[浓硫酸将有机物中的H、O元素以2∶1水分子的形式脱去，体现脱水性，脱水生成的碳与热的浓硫酸反应有气体放出，是浓硫酸的强氧化性，同时浓硫酸还具有吸水性，该过程中不能体现浓硫酸的酸性。] 4．下列说法不正确的是(　　) A．检验Cl－的试剂是稀硝酸和硝酸银 B．检验SOeq \o\al(2－,4)的试剂是BaCl2和稀HCl C．向溶液中加入稀盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明原溶液一定含COeq \o\al(2－,3) D．向溶液中加入BaCl2生成白色沉淀，则溶液中可能有SOeq \o\al(2－,4) 解析：C　[A.检验Cl－，加入硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀生成，证明含有Cl－，选项A正确；B.检验SOeq \o\al(2－,4)，先加入稀盐酸，无明显现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，证明含有SOeq \o\al(2－,4)，选项B正确；C.向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，二氧化硫和二氧化碳均可以使石灰水变浑浊，说明溶液中有碳酸盐，碳酸氢盐、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，选项C错误；D.向溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，溶液中可能含有SOeq \o\al(2－,4)、COeq \o\al(2－,3)或Ag＋，选项D正确。] 5．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。 请回答下列问题： (1)试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为：__________________ ______________________________________________________。 (2)可抽动铜丝的作用是________________________。 (3)试管Ⅱ中现象为___________________________________； 可证明__________________________________。 (4)试管Ⅲ的管口用浸有碱(NaOH溶液)的棉团塞住，其作用是______________________________________________________。 解析：(1)试管Ⅰ中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫，反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)通过抽动铜丝，以随时中止反应，避免浪费原料、减少污染气体的产生。 (3)二氧化硫具有漂白性，所以试管Ⅱ中品红溶液褪色。 (4)二氧化硫有毒，多余的气体不能直接排放，需要用氢氧化钠溶液吸收SO2气体，防止空气污染，反应的化学方程式为：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。 答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)可控制反应随时停止 (3)品红溶液褪色　SO2具有漂白性 (4)吸收未反应完的SO2，防止SO2污染环境 $