第5章 3 第一节 第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

本讲义聚焦硫酸的性质及硫酸根离子的检验，从工业制法切入，系统梳理硫酸的物理性质、稀硫酸通性，重点探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，进而过渡到硫酸盐性质及硫酸根离子的检验方法，构建完整知识支架。 通过实验探究（如铜与浓硫酸反应、蔗糖脱水实验）培养科学探究能力，结合问题讨论（如反应产物分析）提升科学思维，融入工业应用与粗盐提纯体现化学观念。课中辅助实验教学，课后通过习题和总结帮助学生查漏补缺。

第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验 【学习目标】　1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质。 2．通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性。掌握硫酸根离子的检验方法。 知识点一　硫酸 1．硫酸的工业制法 硫酸是重要的化工原料，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。 (1)工业制硫酸的流程 (2)工业制硫酸的化学反应 　1.工业上制取硫酸常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，为什么？ 答案：SO3与水反应易产生酸雾，影响SO3的吸收。 2．硫酸的物理性质 纯净的硫酸是无色黏稠状液体，密度比水的大，能与水以任意比混合，沸点高，难挥发。 3．稀硫酸的通性 4．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水分，故常用作干燥剂。但不能干燥NH3等碱性气体和H2S、HI、HBr等还原性气体。 (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水的组成比脱去。 实验 操作 实验 现象 ①蔗糖逐渐变黑； ②蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体 实验 结论 ①浓硫酸具有脱水性； ②浓硫酸具有强氧化性，能氧化碳单质，自身被还原为SO2 (3)强氧化性：浓硫酸能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 ①与金属单质反应 实验 装置 实验 现象 a试管中铜丝表面有气泡逸出； b试管中的品红溶液逐渐褪色；冷却后，将a试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，溶液呈蓝色 化学 方程式 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O [注意]　常温下，铁、铝遇浓硫酸发生钝化(金属表面被浓硫酸氧化，形成一层致密的薄膜，阻止反应继续进行)。 ②与非金属单质反应 在加热时，浓硫酸能与木炭发生反应，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 ③与某些还原性化合物反应，如HBr、HI、H2S等。 　2.用足量的铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸在加热条件下反应能否得到1 mol SO2？如果把铜片换为锌片，得到什么气体？请说明理由。 答案：不能；随着反应的进行，硫酸浓度降低到一定程度后，与铜不再反应。如果把铜片换为锌片，会得到SO2和H2的混合气体，因为浓硫酸和锌反应生成SO2，浓硫酸变成稀硫酸后，稀硫酸和锌反应生成H2。 　 浓硫酸和金属单质反应的规律 (1)浓硫酸与金属单质反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属单质反应时，只表现强氧化性。 (2)浓硫酸与不活泼金属单质(如铜)反应时，随着反应的进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再反应。 (3)浓硫酸与活泼金属单质(如锌)反应时，开始浓硫酸表现酸性和强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，产生氢气。 (1)浓硫酸与浓盐酸敞口露置在空气中浓度都会减小　(　　) (2)常温下可以用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸(　　) (3)可以用浓硫酸干燥SO2、H2S、HI等气体(　　) (4)浓硫酸与镁条在加热条件下发生反应，生成的气体只有SO2(　　) 答案：(1)√　(2)√ (3)×　浓硫酸具有强氧化性，不能干燥H2S、HI等还原性气体 (4)×　随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，可能生成H2 1．(2025·海口高一月考)实验室中，为了安全考虑和规范管理，在药品柜上应张贴对应的标识，存放浓硫酸的柜子上应张贴的标识为(　　) 答案：B 2．下列关于硫酸的工业制备与保存的说法正确的是(　　) A．粉碎后的硫铁矿(FeS2)在沸腾炉中燃烧生成SO3 B．在吸收塔中，用98.3%的浓硫酸吸收SO3 C．硫黄制酸法会产生更多的矿渣 D．浓硫酸具有强氧化性，不能保存在铝制容器中 解析：选B。粉碎后的硫铁矿(FeS2)在沸腾炉中与O2反应生成SO2，A项错误；在吸收塔中，为防止形成酸雾，不能用水作为吸收剂，而是用98.3%的浓硫酸作为吸收剂吸收SO3，B项正确；以硫铁矿为原料生产硫酸时会产生较多矿渣，而硫黄制酸法的优点是制备过程中不产生矿渣，C项错误；浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铝发生钝化，因此浓硫酸能保存在铝制容器中，D项错误。 3．用如右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　) A．上下移动①中铜丝可控制生成SO2的量 B．②中选用品红溶液验证SO2的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察溶液颜色 解析：选D。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触，从而控制反应生成SO2的量，A正确；SO2可使品红溶液褪色，B正确；SO2有毒，能与NaOH溶液反应，故可用NaOH溶液吸收多余的SO2，C正确；浓硫酸过量，应待①中溶液冷却至室温后，将此溶液慢慢倒入水中，D错误。 知识点二　硫酸盐　硫酸根离子的检验 1．几种常见的硫酸盐 硫酸盐 主要性质 主要应用 硫酸钙 CaSO4·2H2O石膏 2CaSO4·H2O熟石膏 制作各种模型和医疗用的石膏绷带；调节水泥的硬化速率 硫酸钡 又称重晶石，不溶于水和酸，且不容易被X射线透过 用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐” 硫酸铜 CuSO4白色 CuSO4·5H2O(胆矾) 蓝色 无水硫酸铜检验水的存在；CuSO4·5H2O与石灰乳混合制备农药——波尔多液 2.硫酸根离子的检验 (1)实验探究 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，加入稀盐酸后沉淀溶解 实验 结论 SO与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的硫酸钡白色沉淀，离子方程式：SO＋Ba2+===BaSO4↓ CO与Ba2+反应生成可溶于稀盐酸的碳酸钡白色沉淀 (2)检验方法 待测液无明显现象出现白色沉淀，即可确定存在SO。 [注意]　先加入稀盐酸的目的是排除Ag＋、CO、SO等离子的干扰。 (3)应用——粗盐提纯 除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐及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 过量氯化钡溶液 Ba2+＋SO===BaSO4↓ CaCl2 过量碳酸钠溶液 CO＋Ca2+===CaCO3↓、CO＋Ba2+===BaCO3↓ MgCl2 过量烧碱溶液 Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓ 　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。粗盐提纯时，除去杂质离子(SO、Ca2+、Mg2+)可设计哪些方案？ 答案：粗盐提纯过程中，Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入，目的是除去Ca2+和过量的Ba2+，过滤后再加入过量的盐酸，目的是除去过量的OH－、CO。具体方案如下： (1)取少量试样溶液，先加入稀硫酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中一定含有SO(　　) (2)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，沉淀不溶解，说明溶液中一定含有SO(　　) (3)为除去粗盐水中少量的Ca2+，可向溶液中加入过量的K2CO3溶液，然后过滤(　　) (4)为除去粗盐中的Mg2+、Ca2+、SO，可依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液，过滤后加入稀盐酸调节溶液为中性(　　) 答案：(1)×　加入稀硫酸会引入SO，应加入稀盐酸 (2)×　溶液中含有Ag＋也会出现同样的现象 (3)×　加入K2CO3溶液会引入杂质离子K＋ (4)√ 　 化学方法分离提纯物质的“四原则”和“三必须” (1)“四原则”：不增(提纯过程中不增加新的杂质)，不减(不减少被提纯的物质)，易分离(被提纯物质与杂质易分离)，易复原(被提纯物质易复原)。 (2)“三必须”：除杂试剂必须过量，过量试剂必须除尽，除杂途径必须最佳。 1．下列关于含硫化合物的化学式不正确的是(　　) A．胆矾：FeSO4·7H2O B．石膏：CaSO4·2H2O C．亚硫酸：H2SO3 D．重晶石：BaSO4 解析：选A。胆矾是硫酸铜晶体，化学式是CuSO4·5H2O，A错误。 2．(2025·潍坊高一月考)某溶液中可能含有的阴离子有SO42-、Cl－、CO32-等，为了检验其中是否含有SO42-，除了BaCl2溶液外，还需要的试剂是(　　) A．氢氧化钠溶液　　　 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．硝酸银溶液 解析：选B。硫酸根离子的检验原理：SO＋Ba2+===BaSO4↓，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，故B符合题意；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离子，硝酸银与三种阴离子反应均产生白色沉淀，故A、C、D不符合题意。 3．有一瓶Na2SO3溶液，它可能部分被氧化。某同学取少量该溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硫酸，充分振荡后仍有白色沉淀。对此实验，下述结论正确的是(　　) A．亚硫酸钠已部分被空气中的氧气氧化 B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4 C．加入稀硫酸后，不溶沉淀可能是BaSO3 D．此实验能确定亚硫酸钠是否被部分氧化 解析：选B。若Na2SO3溶液没有被氧化，则加入BaCl2溶液会生成BaSO3白色沉淀，再加入稀硫酸会生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水；若Na2SO3部分被氧化为Na2SO4，加入BaCl2溶液会生成BaSO3和BaSO4白色沉淀，再加入稀硫酸反应生成BaSO4白色沉淀、二氧化硫和水。根据上述分析，不论Na2SO3溶液是否被氧化，都能产生与题中描述相同的现象，即此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。 1．(2025·莱阳高一质检)下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．浓硫酸具有吸水性，因而能使棉花炭化 B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨、氢气等气体 D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 解析：选D。浓硫酸具有脱水性，能使棉花炭化，A错误；浓硫酸在加热条件下与铜片可迅速反应生成二氧化硫气体、硫酸铜、水，B错误；浓硫酸具有吸水性，可作为一种干燥剂，但不能干燥氨气，C错误；浓硫酸具有强氧化性，在常温下能够使铁、铝等金属钝化，形成致密的薄膜，D正确。 2．实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和SO，所用试剂包括BaCl2以及(　　) A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOH C．K2CO3、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3 解析：选A。除杂过程中不能引入新杂质，同时为保证除杂完全，所加除杂试剂一般过量，然后选择合适的试剂将所加过量的物质除去。粗盐的主要成分为NaCl，除去Ca2+选用CO，为了不引入新杂质，所加物质的阳离子为Na＋，即选用Na2CO3除去Ca2+；同理可知，除去Mg2+需选用NaOH，除去SO需选用BaCl2；因所加除杂试剂均过量，因此向粗盐样品中加入除杂试剂时，BaCl2先于Na2CO3加入，利用Na2CO3除去Ca2+和多余的BaCl2；因Na2CO3、NaOH均过量，成为新杂质，需要过滤后向滤液中加入HCl溶液，至溶液中不再有气泡产生，以此除去Na2CO3、NaOH，然后将溶液蒸发结晶得到较为纯净的食盐产品。 3．(双选)(2025·德州高一联考)某兴趣小组验证浓硫酸与木炭反应的产物，实验设计如下。下列说法不正确的是(　　) A．浓硫酸与木炭反应的化学方程式：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O B．装置的连接顺序：Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅱ C．酸性KMnO4溶液的作用是除去产物中的SO2 D．仅根据澄清石灰水变浑浊就能证明产物中有CO2 解析：选BD。浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，A正确。验证产物时，首先要检验水蒸气，因为后续实验可能会引入水，用无水硫酸铜检验水蒸气，故先通过装置Ⅲ；然后连接装置Ⅱ，用第一个品红溶液检验二氧化硫，接着用酸性KMnO4溶液除去二氧化硫，再用第二个品红溶液检验二氧化硫是否除尽；最后连接装置Ⅳ，用澄清石灰水检验二氧化碳，所以装置的连接顺序应为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ，B错误。因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，会干扰二氧化碳的检验，所以用酸性KMnO4溶液除去产物中的SO2，C正确。由于二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，所以仅根据澄清石灰水变浑浊并不能证明产物中有CO2，必须先除去二氧化硫并检验二氧化硫已除尽后，再根据澄清石灰水变浑浊才能证明产物中有二氧化碳，D错误。 4．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药等，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物如黄铁矿(主要成分FeS2)为原料制备硫酸，制备原理示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为2FeS2＋11O2Fe2O3＋4SO2 B．尾气中的SO2可回收循环利用，增大原料利用率 C．用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全 D．为减少SO2对大气的污染，可选用CaO作为固硫剂把尾气中的SO2以盐的形式固定 解析：选A。黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式是4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，故A说法不正确；回收循环利用SO2可增大原料利用率，故B说法正确；工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全，故C说法正确；为减少SO2对大气的污染，可选用CaO与SO2反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙进一步被氧化成硫酸钙，故D说法正确。 5. (2025·滨州高一月考)为了探究浓硫酸与铜在加热条件下的反应并检验生成的部分产物，某同学设计了如下图所示的实验装置进行实验(部分夹持装置略去)。 回答下列问题： (1)连接好实验装置后，首先要进行的操作是______________。 (2)装置B的作用是______________，装置D的仪器名称为______________。 (3)实验后，装置A中得到含白色固体的固液混合物，将其慢慢倒入盛有少量水的试管里，观察到白色固体溶解并得到蓝色溶液，证明生成物中有______________(填化学式)。 (4)装置C中品红溶液褪色，证明生成物中有________(填化学式)。 (5)根据装置A、C获得的实验证据，推知浓硫酸与铜在加热条件下发生反应的化学方程式为__________________________________。 解析：(1)装置中涉及气体的生成和检验，连接好实验装置后，首先要进行的操作是检查气密性。 (2)装置B起安全瓶作用，防止倒吸，装置D的仪器名称为球形干燥管。 (3)硫酸铜溶液为蓝色，白色固体溶解并得到蓝色溶液，证明生成物中有CuSO4。 (4)二氧化硫具有漂白性，能使有色物质褪色，品红溶液褪色，证明生成物中有SO2。 (5)浓硫酸与铜在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 答案：(1)检查气密性　 (2)防止倒吸　球形干燥管 (3)CuSO4　(4)SO2　(5)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 6．蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体，会对环境造成污染。某实验小组利用如下图所示的装置对该实验进行改进(夹持装置略)。回答下列问题： 注：硬质玻璃管①②③处分别为滴有Na2S溶液、品红溶液、酸性KMnO4溶液的滤纸，a和b分别为两个小气球。 (1)图中盛装浓硫酸的仪器名称为________。 (2)实验开始时先关闭弹簧夹K，硬质玻璃管中①号滤纸变黄，②号和③号滤纸均褪色，a处气球变大。硬质玻璃管中的实验现象说明炭化实验产生的有刺激性气味的气体是SO2，①②③处发生的变化分别说明SO2具有________、________和________(填SO2表现出的性质)。 (3)打开弹簧夹K，a处气球变小，b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成，可以在④号位置的滤纸上滴加________溶液，该试剂的作用是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)题图中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(2)①号滴有Na2S溶液的滤纸变黄，有单质S生成，说明SO2具有氧化性；②号滴有品红溶液的滤纸褪色，说明SO2具有漂白性；③号滴有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色，说明SO2具有还原性。(3)由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以为保证进入C瓶的气体全部是CO2，应该在④号位置的滤纸上滴加品红溶液，该试剂的作用是检验混合气体中SO2是否完全除尽。 答案：(1)分液漏斗　(2)氧化性　漂白性　还原性 (3)品红　检验混合气体中SO2是否完全除尽 学科网（北京）股份有限公司 $