1.导学案3.第五章 第一节 第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验　 课标定向 目标定位 1.能依据物质类别和硫元素化合价认识硫酸的性质。(证据推理与模型认知) 2.能根据不同类型实验的特点,设计实验并验证浓硫酸的性质,学会硫酸根离子的检验方法,并能分析解释有关实验现象。(科学探究与创新意识) 厘清 重点 浓硫酸三大特性、硫酸根离子的检验 突破 难点 通过浓硫酸与铜反应的实验探究,掌握浓硫酸的强氧化性,提升实验探究能力与创新意识 学习任务一:硫酸的制法与性质 必备知识·导学 　[引入] 唐代《黄帝九鼎神丹经诀》记载的“炼石胆取精华法”是世界上干馏法制取硫酸的最早记录。现代工业中,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。 1.硫酸的工业制法 反应装置 发生反应的化学方程式 沸腾炉 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或 S+O2SO2 接触室 2SO2+O22SO3 吸收塔 SO3+H2O===H2SO4 　[思考]工业上制取硫酸为什么常用98.3% 的浓硫酸而不用水吸收SO3? 提示:SO3与水反应为放热反应,易产生酸雾,影响SO3的吸收。 2.硫酸的性质 (1)从酸的通性分析稀硫酸的化学性质 稀硫酸H2SO4===2H++S酸的通性 (2)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及固体中的结晶水,常用做干燥剂。 [注意] [思考]浓硫酸具有难挥发性。将其敞口放置,其浓度和质量会不会发生改变? 提示:浓硫酸会吸收空气中的水蒸气,浓度会变小,质量会增加。 ②脱水性 ③强氧化性 a.与金属的反应 实验装置 现象 a试管中铜丝表面逐渐变黑色,有气泡产生 b试管中的品红溶液逐渐变为无色 反应后将a试管里的物质慢慢倒入水中,溶液变为蓝色 化学方程式(标双线桥) 浓硫酸性质 浓硫酸既表现了强氧化性,又表现了酸性 结论 金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O [思考]ⅰ.可抽动的铜丝有什么作用? 提示:控制反应的发生或停止。 ⅱ.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。 提示:吸收多余的SO2,以防污染环境,SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 [注意]加热时,浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外) ,生成SO2气体。 b.与非金属的反应(以与木炭反应为例) 还原剂为C,氧化剂为H2SO4(浓)。 [结论]非金属单质+浓硫酸高价态氧化物+SO2↑+H2O。 3.常见的硫酸盐 (1)硫酸钙 用途:石膏用来制作模型和医用石膏绷带,调节水泥的硬化速率。 (2)硫酸铜 用途:用硫酸铜检验酒精中是否含有水,用胆矾制造农药波尔多液。 (3)硫酸钡 主要性质:不溶于水和酸,且不容易被X射线透过。 用途:用作钡餐。 判对错·通教材 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)工业制硫酸中,可用水吸收SO3制备硫酸。 (×) 提示:用水吸收会形成酸雾,应用98.3%的浓硫酸吸收。 (2)浓硫酸能使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性。 (×) 提示:浓硫酸能使蓝矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的吸水性。 (3)浓硫酸有强烈的吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体。 (×) 提示:H2S、HI、NH3能与浓硫酸发生反应,不能用浓硫酸干燥。 (4)浓硫酸和稀硫酸在加热时都能与铜反应。 (×) 提示:铜是不活泼金属,稀硫酸在加热时不能与铜反应。 (5)浓H2SO4与Cu、C的反应中,都体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性。 (×) 提示:浓硫酸与碳共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应中浓硫酸只表现强氧化性,不表现酸性。 核心要点·归纳 浓硫酸和金属、非金属反应的规律 (1)浓硫酸与金属反应时,既表现出酸性又表现出强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。 (2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度减小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。 (3) 浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现出强氧化性,生成二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则表现出酸性,生成的气体为氢气。 微点拨·拓教材 常温下,浓硫酸可使铁或铝的表面生成一层致密的薄膜,阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应,这种现象叫做——钝化。 学力诊断·测评 1.硫酸是一种具有高腐蚀性的强酸,浓硫酸是指质量分数大于等于70%的硫酸溶液,下列关于硫酸的说法正确的是 (　　) A.小木棒蘸有浓硫酸的部位会变黑,体现了浓硫酸的吸水性 B.浓硫酸具有氧化性,稀硫酸不具有氧化性 C.稀释浓硫酸时,应将水注入浓硫酸中并不断搅拌 D.热的浓硫酸与过量的铁粉反应,可能涉及三个氧化还原反应 【解析】选D。小木棒蘸有浓硫酸的部位会变黑,体现了浓硫酸的脱水性,A错误;稀硫酸中氢元素呈+1价,可被还原生成H2,稀硫酸也具有氧化性,B错误;稀释浓硫酸时,应将浓硫酸注入水中并不断搅拌,C错误;热的浓硫酸与过量的铁粉反应时,浓硫酸首先与铁共热反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,反应中浓硫酸会因消耗和水的生成而变为稀硫酸,过量的铁与溶液中Fe3+反应生成Fe2+后,还能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则反应中可能涉及三个氧化还原反应,D正确。 2.下列对浓硫酸的叙述,正确的是 (　　) A.常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸,因为铁、铝是活泼金属 B.浓硫酸和碳单质加热反应,表现出强氧化性 C.因为浓硫酸是酸,具有酸的通性,因此可以用石蕊试纸检验 D.滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,属于物理变化 【解析】选B。常温下铁、铝在浓硫酸中钝化,能用铁、铝容器盛放浓硫酸,故A错误。浓硫酸和碳单质加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,浓硫酸表现出强氧化性,故B正确。由于浓硫酸具有脱水性,石蕊试纸遇浓硫酸会变黑,不能用石蕊试纸检验浓硫酸,故C错误。滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为无色粉末,胆矾变为无水硫酸铜,有新物质生成,属于化学变化,故D错误。 【补偿训练】1.下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法,不正确的是 (　　) A.浓硫酸有脱水性,稀硫酸没有脱水性 B.浓硫酸有氧化性,稀硫酸没有氧化性 C.浓硫酸和稀硫酸都有酸性 D.常温下,浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应 【解析】选B。浓硫酸可按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子,具有脱水性,而稀硫酸没有脱水性,A正确;稀硫酸有氧化性,稀硫酸与活泼金属反应时,H+表现氧化性,发生还原反应生成H2,B错误;浓硫酸和稀硫酸在与金属单质的反应中均能提供硫酸根离子,生成相应的硫酸盐,从而表现酸性,C正确;铜属于不活泼金属,不能与稀硫酸反应,而铜与浓硫酸的反应需要在加热条件下才能进行,常温下不反应,D正确。 2.酸溶液中都含有H+,因此不同的酸表现出一些共同的性质。下列关于H2SO4性质的描述不属于酸的共同性质的是 (　　) A.能使紫色石蕊溶液变红 B.能与氢氧化钠反应生成水 C.能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀 D.能与FeO反应生成水 【解析】选C。能使紫色石蕊溶液变红是H+的性质,属于酸的共同性质,A不符合题意;能与氢氧化钠反应生成水是H+的性质,属于酸的共同性质,B不符合题意;能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀是硫酸电离产生的S的性质,不属于酸的共同性质,C符合题意;能与FeO反应生成水是H+的性质,属于酸的共同性质,D不符合题意。 学习任务二:硫酸根离子的检验 必备知识·导学 　[引入] 炒菜用的精盐又细又白,粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如何将粗盐提纯为精盐呢? 1.硫酸根离子的检验 [思考]某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有S。 试液白色沉淀白色沉淀不溶解。 结论:试液中有S。 该方案是否严密?请说明理由。 提示:不严密。如果该溶液中含有Ag+而不含S,溶液中的Ag+与Cl-反应生成的氯化银也是不溶于稀盐酸的白色沉淀。 2.应用——粗盐的提纯 (1)粗盐中含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们,应加入什么试剂?写出相关反应的离子方程式。 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 BaCl2溶液 S+Ba2+===BaSO4↓ MgCl2 NaOH溶液 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ CaCl2 Na2CO3溶液 Ca2++C===CaCO3↓ (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(过量)→NaOH溶液(过量)→Na2CO3溶液(过量)→盐酸(适量) ②NaOH溶液(过量)→BaCl2溶液(过量)→Na2CO3溶液(过量)→盐酸(适量) ③BaCl2溶液(过量)→Na2CO3溶液(过量)→NaOH溶液(过量)→盐酸(适量) 总结:为保障杂质离子完全除去,只要BaCl2溶液(过量)在Na2CO3溶液之前加入即可,且最后过滤向滤液中加入盐酸。 [思考]过滤后加入盐酸调节pH至7的目的是什么? 提示:除去过量的C和OH-。 判对错·通教材 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)用BaCl2溶液鉴别S和C。 (×) 提示:S和C在溶液中都能与钡离子反应生成白色沉淀。 (2)取少量试样溶液,先加入稀硫酸,无现象,再加入BaCl2,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有S。 (×) 提示:先加入的稀硫酸中含有硫酸根离子。 (3)取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有S。 (×) 提示:若试样溶液中存在Ag+,也会生成白色沉淀。 (4)为除去粗盐中的Mg2+、Ca2+、S,可依次加入稍过量的Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液,过滤后加入稀盐酸调节溶液为中性。 (×) 提示:依次加入稍过量的Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液,溶液中存在的过量钡离子无法除去。 核心要点·归纳 1.硫酸根离子的检验方法 待测液取上层清液有无白色沉淀(判断有无S) 2.硫酸根离子检验应注意的三个问题 (1)只加可溶性钡盐,不酸化,误将C、S等干扰离子判断成S。因为上述离子也会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。 (2)用硝酸代替盐酸酸化待检测溶液,会将S误判成S,因为硝酸是强氧化剂,能将S氧化成S。 (3)误将Ag+判断成S。例如:向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含S。其错误是若溶液中只含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl- ===AgCl↓(白色)。 学力诊断·测评 1.某溶液中可能含有S、C、Cl-,检验其中是否含有S,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是 (　　) A.H2SO4溶液　　　　　　　　B.HCl溶液 C.NaOH溶液 D.NaNO3溶液 【解析】选B。由于硫酸钡不溶于水也不溶于酸,因此检验其中是否含有S,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是HCl溶液。答案选B。 [方法导引] 检验离子时需要注意排除其他离子的干扰,因此在检验时需要首先加入某些试剂以排除离子的干扰,注意试剂的加入顺序。 2.下列四种溶液中一定存在S的是 (　　) A.向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀 B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解 C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生 D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀产生 【解析】选C。向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,甲溶液中不一定含有S,可能有Ag+、S、C,A不符合题意;向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解,乙溶液中不一定含有S,还可能有Ag+,B不符合题意;向丙溶液中加入盐酸使之酸化,可以排除Ag+、S、C,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明丙溶液中一定含有S,C符合题意;由于硝酸能将S氧化成S,故向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀产生,不能说明丁溶液中一定含有S,还可能有S,D不符合题意。 3.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤,②加过量NaOH溶液,③加适量盐酸,④加过量Na2CO3溶液,⑤加过量BaCl2溶液。下列分析不正确的是 (　　) A.加BaCl2溶液是为了除去S B.加NaOH溶液是为了除去Mg2+ C.加盐酸只是为了除去过量的Na2CO3 D.过滤操作要在加盐酸之前进行 【解析】选C。粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S及泥沙,可用BaCl2溶液除去S,用Na2CO3溶液除去Ca2+及除S时过量的Ba2+,用NaOH溶液除去Mg2+,则Na2CO3溶液一定在BaCl2溶液之后加入,过滤后加盐酸除去过量的Na2CO3、NaOH。加BaCl2溶液是为了除去S,A正确;加NaOH溶液是为了除去Mg2+,B正确;加盐酸为了除去过量的Na2CO3、NaOH,不是只除去Na2CO3,C错误;沉淀中CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2能与盐酸反应,故过滤操作要在加盐酸之前进行,D正确。 [方法导引] 物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则” (1)三个必须 ①除杂试剂必须稍过量。 ②过量试剂必须除尽,且容易除去。 ③除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。 (2)四个原则 【补偿训练】某同学用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子,不需要的仪器是(　　) A.漏斗　 B.烧杯　 C.玻璃棒　 D.容量瓶 【解析】选D。用沉淀法去除粗盐中的杂质离子,该过程需要过滤操作,过滤时不需要用到容量瓶,故选D。 学情检测·素养达标 1.浓硫酸与木炭反应产生的气体中能使品红溶液褪色的是 (　　) A.CO B.CO2 C.H2O D.SO2 【解析】选D。浓硫酸与木炭反应产生CO2、SO2和H2O,CO2和H2O不能使品红溶液褪色,SO2能使品红溶液褪色,故选D。 2.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如下图所示: 下列关于该过程的分析错误的是 (　　) A.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂 B.过程②固体体积膨胀,体现了浓硫酸的酸性 C.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性 D.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的强氧化性 【解析】选B。该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,A正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应,产生大量气体,使固体体积膨胀,体现了浓硫酸的强氧化性,B错误;浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,C正确;过程中产生能使品红溶液褪色的气体二氧化硫,体现了浓硫酸的强氧化性,D正确。 3.(双选)用如图所示实验装置(夹持仪器已省略)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 (　　) A.移动装置①中铜丝可控制SO2的量 B.装置②中选用石蕊溶液验证SO2的生成 C.装置③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D.向装置①反应后的溶液中直接加水,确认有CuSO4生成 【解析】选B、D。铜丝和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,装置②中可用品红溶液验证SO2的生成,装置③中可以选用NaOH溶液吸收多余的SO2。当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往右抽动铜丝时,铜丝与浓硫酸不接触,反应停止,故通过移动装置①中铜丝可控制SO2的量,A项不符合题意;SO2具有漂白性,可用品红溶液验证SO2的生成,SO2和水反应生成亚硫酸,使石蕊溶液变红,但不能使石蕊溶液褪色,B项符合题意;SO2为酸性气体,具有污染性,可与碱发生反应,选用NaOH溶液吸收多余的SO2,C项不符合题意;反应后浓硫酸有剩余,将水加入浓硫酸中会使试管中液滴飞溅,发生危险,D项符合题意。 4.为精制食盐,需要除去粗盐水中的Ca2+、S和Mg2+,下列说法正确的是(　　) A.①②③依次是加入过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液 B.取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明S没有除尽 C.加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,后期则会生成无色气体 D.用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在溶液蒸干后再停止加热 【解析】选C。碳酸钠主要除掉钙离子和多加入的钡离子,因此Na2CO3溶液要加在BaCl2溶液后面,故A项错误;取滤液a,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,可能生成了碳酸钡沉淀,不能说明S没有除尽,故B项错误;加入稀盐酸初期,溶液中无明显现象,主要是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,后期则会生成无色气体,主要是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故C项正确;用蒸发结晶法从NaCl溶液中得到氯化钠固体时,应在得到大量晶体后停止加热,利用余热蒸干,故D项错误。 深挖掘·教材激活 5.(情境源于教材图5-4“工业制硫酸的原理示意图”)硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿又称为二硫化亚铁(FeS2)制备硫酸的工艺如图所示。 (1)FeS2中硫元素的化合价是_________。  (2)写出过程Ⅱ发生反应的化学方程式: _________________________。  (3)如图是模拟工业过程Ⅱ来探究SO2的催化氧化过程。 ①装置甲的作用除干燥外还有_________________________。  ②装置丙的目的是_______________________。  ③装置丁的作用是吸收SO2,且溴水过量可保证其被完全吸收,现象是溴水颜色变浅,写出反应的化学方程式: _______________________。  ④装置戊中的现象是_______________________。  【解析】黄铁矿与空气在高温下煅烧,反应产生Fe2O3、SO2,在催化剂与加热条件下,SO2与氧气反应产生SO3,SO3被98.3%的浓硫酸吸收得到硫酸。在模拟工业过程Ⅱ来探究SO2的催化氧化过程时,装置甲的作用是干燥气体、混合气体,并通过观察气泡来判断两种气体的混合比例;在装置乙中SO2、氧气发生催化氧化产生SO3,装置丙中盛放的是18.4 mol·L-1的浓硫酸,目的是吸收SO3气体;在装置丁中,用溴水氧化除去未反应的SO2;氧气具有氧化性,会氧化装置戊中的Na2S,产生浅黄色的S沉淀而使溶液变浑浊,据此判断SO2催化氧化时有氧气剩余。(1)FeS2中硫元素的化合价是-1。(2)过程Ⅱ发生反应的化学方程式:2SO2+O22SO3。(3)①装置甲的作用除干燥外还有:混合气体、调节气体比例。②装置丙的目的是吸收SO3。③装置丁的作用是吸收SO2,反应的化学方程式:SO2+Br2+2H2O=== 2HBr+H2SO4。④氧气具有氧化性,会氧化装置戊中的Na2S,产生黄色的S沉淀而使溶液变浑浊,现象为出现黄色沉淀或变浑浊。 答案:(1)-1 (2)2SO2+O22SO3 (3)①混合气体、调节气体比例 ②吸收SO3 ③SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4 ④出现黄色沉淀或变浑浊 - 6 - 学科网（北京）股份有限公司 $