5.1.2 硫酸-【化学优课PPT】2025-2026学年高中化学必修第二册同步PPT课件

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 化学优课PPT 人教版 必修第二册 学习目标与核心素养 1. 了解浓硫酸的三大特性。 2. 能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性。 3. 认识硫酸在相关反应中体现的性质。 1. 通过对浓硫酸性质的学习，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。 2. 通过对化学实验的设计及操作的学习，培养学生科学探究与创新意识的化学核心素养。 学习目标 核心素养 新课导入 新课导入 可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。 工业基础——硫酸是重要的化工原料 农药 炸药 染料 盐 销售额 第一季度 第二季度 280 5550 新课导入 工业基础——硫酸是重要的化工原料 傅 鹰 硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志 2025年全球硫酸市场规模：172.3亿美元 预计2030年将达：263.6亿美元 年复合增长率：8.7% 硫酸是化肥、冶金的“工业之母”——每年百亿美元市场，支撑着现代工业的基础。 新课导入 高端制造——电子级硫酸（芯片血液，主要用于清洗芯片） 半导体芯片的制造过程中，硅片需要反复用电子级硫酸清洗，去除杂质。如果硫酸纯度不够，整批芯片就可能报废。 对比维度 工业硫酸 电子级硫酸 化学本质 都是 H₂SO₄ 都是 H₂SO₄ 差异点 纯度（ppm级杂质） 纯度（ppb级杂质），提升1000倍 价值差距 基准 5-8倍 同样是硫酸，纯度提升1000倍，就能成为芯片制造的“血液”——每吨售价是普通硫酸的5-8倍，战略价值不可替代。 6 新课导入 为什么同样的化学物质，价值可以相差如此之大？ 认识它——硫酸 问题 指向知识点 工业硫酸为什么能用于化肥、冶金？ 硫酸的强酸性——与矿石反应，生产磷肥 电子级硫酸为什么要求ppb级纯度？ 硫酸的高反应活性——微量杂质就会破坏芯片电路 硫酸如何实现从“工业级”到“电子级”的跨越？ 硫酸的纯化工艺——基于其物理性质（沸点、挥发性） 新课讲解 硫酸的工业制备 硫酸的工业制备 硫磺或黄铁矿 SO2 SO3 H2S04 空气 燃烧 V2O5(催化剂） 98.3%的浓硫酸吸收 400~500ºC 制备流程 硫酸的工业制备 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 硫酸的性质 浓硫酸的稀释：酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅拌 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。 硫酸的物理性质 色态：无色、粘稠的油状液体 沸点：约338℃——难挥发酸（高沸点酸） 密度：1.84 g/cm3——高密度酸 溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热 工业硫酸因通常含有Fe3+而显黄色 用于制易挥发酸，如盐酸 硫酸的性质 硫酸的物理性质 硫酸的性质 稀硫酸的性质 硫酸在水里很容易电离出氢离子，具有酸性。 (2) 酸的通性 与酸碱指示剂显色 石蕊变红 与活泼金属反应 如Zn、Fe 与碱反应 如NaOH 与碱性氧化物反应 如CuO 与弱酸盐反应 如Na2CO3 (1) 电离方程式 稀硫酸的五个通性 H2SO4===2H＋＋ 硫酸的性质 稀硫酸的性质 【思考与交流】 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:______________________。 (2)稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:______________________。 (3)稀硫酸与碱反应,如NaOH: ____________________________。 (4)稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3: _______________________。 Zn+2H+===Zn2++H2↑ CuO+2H+===Cu2++H2O OH-+H+===H2O +2H+===CO2↑+H2O 硫酸的性质 浓硫酸的性质 (1) 吸水性 不可干燥：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等) 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、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等) CuSO4·5H2O 浓 H2SO4 CuSO4 + 5H2O 蓝色 白色 硫酸的性质 (2) 脱水性 浓硫酸能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比（2：1）脱去 硫酸的性质 实验验证 实验现象 反应原理 实质 C12H22O11 12C + 11H2O 浓硫酸 C + 2H2SO4 (浓) CO2↑+2SO2 ↑ +2H2O 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 硫酸的性质 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。 碳 脱水 大量气体 SO2 强氧化 (2) 脱水性 【思考与交流】 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。 硫酸的性质 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 ___________________ _______________________ _______________________ 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 作干燥剂 吸水性与脱水性 硫酸的性质 (3) 强氧化性 【实验5-3】在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝和浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里，观察溶液的颜色。 硫酸的性质 (3) 强氧化性 硫酸的性质 ① 与金属Cu的反应 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_________________________ b试管中的品红溶液逐渐变为________ 逐渐变黑色，有气泡产生 无色 蓝色 注意！！！浓硫酸具有很强的腐蚀性，在实验中应注意安全防护！ Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ (3) 强氧化性 硫酸的性质 0 +6 +2 +4 失2e-×1 得2e-×1 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 (3) 强氧化性 Cu + 2H₂SO₄(浓) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O ① 与金属Cu的反应 硫酸的性质 (3) 强氧化性 ① 与金属Cu的反应 a.可抽动的铜丝有什么作用？ 答：吸收多余的SO2，以防污染环境， SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。 答：控制反应的发生或停止 c.在浓硫酸与铜(加热)的反应中，浓H2SO4表现了哪些性质？ 答：浓硫酸既表现了强氧化性，又表现了酸性。 b.试管b中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是什么？写出反应的化学方程式。 硫酸的性质 a．反应需要加热 S + 2H2SO4(浓) === 3SO2↑+ 2H2O ∆ ② 与 非金属反应： 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 = 4SO2↑+4H2O (3) 强氧化性 硫酸的性质 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 (3) 强氧化性 硫酸的性质 【思考与交流】 （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？ “钝化”是化学变化吗？ 答：常温下，浓硫酸能使Fe、Al金属表面形成一层致密的氧化膜而钝化，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。 是 硫酸的性质 【思考与交流】 （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？请解释原因。 答：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。 硫酸的性质 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 资料卡片-硫酸盐 硫酸钙 资料卡片-硫酸盐 硫酸钡 硫酸钡以重晶石存在，并因“不溶+不易透 X 射线”成为医学造影材料 资料卡片-硫酸盐 硫酸铜 课堂练习 课堂练习 1.【甘肃酒泉四校2025高一期中联考】工业上制硫酸涉及如图三个装置。下列有关说法错误的是（ ） 硫在过量的空气中燃烧生成 SO3 B. 接触室中的反应主要为 2SO2 + O2 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. 在浓硫酸使蔗糖变黑面包的实验中，浓硫酸表现脱水性和氧化性 题型1 硫酸的制备 催化剂 △ 1.【甘肃酒泉四校2025高一期中联考】工业上制硫酸涉及如图三个装置。下列有关说法错误的是（ ） 硫在过量的空气中燃烧生成 SO3 B. 接触室中的反应主要为 2SO2 + O2 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. 在浓硫酸使蔗糖变黑面包的实验中，浓硫酸表现脱水性和氧化性 课堂练习 2.【广东广州2025高一期中】硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的原理示意图 如下。 （1）FeS2 中 Fe 为 +2 价，S 的化合价为________________。 （2）将 I 中反应的化学方程式补充完整： FeS2 + ________ Fe3O4 + SO2 若反应中消耗了 1 mol FeS2，则生成 SO2 的物质的量为________________。 题型1 硫酸的制备 △ -1 3 8 O2 1 6 2 mol （3）II 中反应的化学方程式为________________________________________。 （4）为避免制备硫酸时尾气中的 SO2 污染环境，可使用尿素[CO(NH2)2]/H2O2 溶液吸收尾气。 ①将尿素/H₂O₂ 溶液吸收 SO₂ 的化学方程式补充完整： SO₂ + CO(NH₂)₂ + H₂O₂ + ___________ == (NH₄)₂SO₄ + ___________ ②使用尿素/H₂O₂ 溶液吸收 SO₂，一般选择在 50～70 ℃下进行。过高的温度会导致相同时间内的 SO₂ 去除率下降，原因是_______________________________________________________________________。 课堂练习 题型1 硫酸的制备 催化剂 400-500 。C H2O CO2 ​ 温度过高， SO2​ 在溶液中的溶解度降低且 H2O2 分解速率大，浓度显著降低 课堂练习 题型2 浓硫酸的吸水性、脱水性 3.【河南新乡 2024 高一月考】在如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对实验现象及结论的叙述均不正确的是（ ） 选项 装置 现象 结论 A ① 苹果块会干瘪 浓硫酸具有强氧化性 B ② 胆矾晶体表面有“白斑” 浓硫酸具有脱水性 C ③ 小试管内无明显现象 浓硫酸具有吸水性 D ④ pH试纸会变红 浓硫酸具有酸性 选项 装置 现象 结论 A ① 苹果块会干瘪 浓硫酸具有强氧化性 B ② 胆矾晶体表面有“白斑” 浓硫酸具有脱水性 C ③ 小试管内无明显现象 浓硫酸具有吸水性 D ④ pH试纸会变红 浓硫酸具有酸性 课堂练习 4.下列对浓硫酸的叙述正确的是（ ） A. 常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸 B. 浓硫酸具有强氧化性，SO₂、H₂、CO 具有还原性，故浓硫酸不能干燥 SO₂、H₂、CO C. 浓硫酸和铜片加热反应中铜是还原剂 D. 浓硫酸与亚硫酸钠反应制取 SO₂ 时，浓硫酸表现出强氧化性 题型3 浓硫酸的强氧化性 4.下列对浓硫酸的叙述正确的是（ ） A. 常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸 B. 浓硫酸具有强氧化性，SO₂、H₂、CO 具有还原性，故浓硫酸不能干燥 SO₂、H₂、CO C. 浓硫酸和铜片加热反应中铜是还原剂 D. 浓硫酸与亚硫酸钠反应制取 SO₂ 时，浓硫酸表现出强氧化性 课堂练习 5.【河北邯郸 2025 高一月考】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不正确的是（ ） 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 B. 过程中①白色固体变黑，主要体现了 浓硫酸的脱水性 C. 过程中②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂 题型3 浓硫酸的强氧化性 5.【河北邯郸 2025 高一月考】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不正确的是（ ） 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 B. 过程中①白色固体变黑，主要体现了 浓硫酸的脱水性 C. 过程中②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂 课堂练习 6.【陕西安康 2025 高一期中联考】某学习小组设计如图所示的装置对浓硫酸与木炭的反应进行实验探究（部分夹持装置略）。下列说法不正确的是（ ） 甲装置中还缺少加热仪器 B. 用丙或丁装置均可探究 SO₂ 的漂白性 C. 按甲→丁→乙→丙顺序连接装置，可证 明浓硫酸的还原产物是 SO₂ D. 按甲→丁→丙→乙顺序连接装置（丙中 溶液未变为无色），可证明木炭的氧化产物是 CO₂ 题型3 浓硫酸的强氧化性 6.【陕西安康 2025 高一期中联考】某学习小组设计如图所示的装置对浓硫酸与木炭的反应进行实验探究（部分夹持装置略）。下列说法不正确的是（ ） 甲装置中还缺少加热仪器 B. 用丙或丁装置均可探究 SO₂ 的漂白性 C. 按甲→丁→乙→丙顺序连接装置，可证 明浓硫酸的还原产物是 SO₂ D. 按甲→丁→丙→乙顺序连接装置（丙中 溶液未变为无色），可证明木炭的氧化产物是 CO₂ 课堂练习 7.【江苏无锡天一中学 2025 高一月考】同学们探究不同金属和浓硫酸的反应，向三等份浓硫酸中分别加入相同大小的不同金属片，加热，用生成气体进行如表所示实验并记录实验现象。. 实验操作 实验现象（铜片） 实验现象（锌片） 实验现象（铝片） 点燃 不燃烧 燃烧 燃烧 通入酸性 KMnO4 溶液 褪色 褪色 褪色 通入 CuSO4 溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀 通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色 注：H2S+CuSO4 ==== CuS↓ + H2SO4（CuS 为黑色固体，H2S 可燃）。 下列说法不正确的是（ ） A. 加入铜片的实验中，使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 SO2 B. 加入铝片的实验中，燃烧现象能证明生成的气体中一定含 H2S C. 加入锌片的实验中，生成的气体一定是混合气体 D. 金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关 注：H2S+CuSO4 ==== CuS↓ + H2SO4（CuS 为黑色固体，H2S 可燃）。 下列说法不正确的是（ ） A. 加入铜片的实验中，使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 SO2 B. 加入铝片的实验中，燃烧现象能证明生成的气体中一定含 H2S C. 加入锌片的实验中，生成的气体一定是混合气体 D. 金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关 课堂练习 8.【重庆十八中 2025 高一月考】硫酸是工、农业生产的重要化工原料。某工厂以黄铁矿（主要成分为 FeS₂）为原料，采用接触氧化法生产 H₂SO₄ 的流程如图所示。 （1）在接触室发生反应的化学方程式为________________________________。 （2）下列说法不正确的是________（填序号）。 A. 焙烧前需将黄铁矿粉碎，目的是增大反应物接触面积，加快反应速率 B. 吸收塔中选用 98.3% 的浓硫酸作吸收剂 C. 图中每一步含硫物质均发生氧化反应 2SO2​+O2 ​SO3​ 催化剂 △ C 课堂练习 （3）硫酸工业尾气经处理后排空。空气中二氧化硫的简易测定方法如图所示。 ①准确移取 5 mL 5×10^-4 mol·L-1 碘溶液，注入测定 装置的试管中，加入 2~3 滴淀粉溶液。 ②连接仪器，在测定地点慢慢抽气，每次抽气 100 mL， 直到溶液的颜色全部褪尽为止，共抽气 n 次。 抽气时溶液褪色，反应的化学方程式是 _____________________________________________。 b. 空气中二氧化硫的含量为________ mg·L-1。 c. 若空气中二氧化硫的允许含量为 0.02 mg·L-1，则抽气次数 n≥________才符合标准，否则超标。 I₂ + SO₂ + 2H₂O ==== 2HI + H₂SO₄ 1.6 / n 80 课堂练习 10.【安徽宣城中学 2025 高一期中】下列关于硫酸盐说法错误的是（ ） A. 美术教室里的各种塑像，主要是用硫酸钙制作完成的 B. 进行消化系统 X 射线检查前，服用的“钡餐”中含有硫酸钡 C. 检验无水酒精中是否真的没有水，常用胆矾晶体 D. 船员打上来的黄河水比较浑浊，常加明矾使杂质沉降 题型4 常见的硫酸盐 10.【安徽宣城中学 2025 高一期中】下列关于硫酸盐说法错误的是（ ） A. 美术教室里的各种塑像，主要是用硫酸钙制作完成的 B. 进行消化系统 X 射线检查前，服用的“钡餐”中含有硫酸钡 C. 检验无水酒精中是否真的没有水，常用胆矾晶体 D. 船员打上来的黄河水比较浑浊，常加明矾使杂质沉降 谢 谢 人教版 必修第二册 化学优课PPT Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 FormatFactory : www.pcfreetime.com $