5.1.2硫及其化合物（二）硫酸和硫酸盐 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第五章 第一节 硫及其化合物（二） 硫酸和硫酸盐 了解硫酸的工业制法及常见的硫酸盐。 掌握浓H2SO4的吸水性、脱水性及强氧化性。 学习目标 掌握SO4 的检验方法。 2- 通过实验探究，培养科学探究的核心素养。 炼石胆取精华法:以土墼垒作两个方头炉,相去二尺,各表里精泥其间。旁开一孔,亦泥表里,使精熏,使干。一炉中著铜盘,使定,即密泥之;一炉中以炭烧石胆使作烟,以物扇之,其精华尽入铜盘。炉中却火待冷,开取任用。入万药,药皆神。 汉·狐刚子《出金矿图录》 提取硫酸的最早记录 工业中如何生产硫酸呢？ 硫酸工业生产的演变 炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）而获得硫酸。 公元650~683年 公元8世纪 阿拉伯炼丹家贾比尔通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸。 德国化学家格劳伯（Johann Rudolf Glauber）将硫与硝酸钾混合蒸汽加热制出硫酸，在这过程中，硝酸钾分解并氧化硫令其成为能与水混合并变为硫酸的三氧化硫（SO3）。 1746年 John Roebuck开创铅室法，经过多番的改良后，能制造出浓度为65%的硫酸，后来，法国化学家约瑟夫·路易·盖-吕萨克以及英国化学家John Glover将其改良，使其能制造出浓度高达78%的硫酸。 17世纪 1831年 英国制醋商人Peregrine Phillips想到了接触法，能以更低成本制造出三氧化硫以及硫酸。 硫酸的用途 一、硫酸的工业制法 目前工业制备硫酸主要采用接触法，以硫黄或其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料。 原料：黄铁矿（或硫黄）、空气 沸腾炉： 4FeS2＋11O2　　　 2Fe2O3＋8SO2 高温 （或S＋O2　　 SO2） 点燃 接触室：2SO2＋O2　　　　 2SO3 催化剂 △ 吸收塔：SO3＋H2O === H2SO4 通常用V2O5作该反应的催化剂 98.3％的浓硫酸 尾气 6 一、硫酸的工业制法 目前工业制备硫酸主要采用接触法，以硫黄或其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料。 7 吸收塔中若用水或稀硫酸吸收SO3，SO3溶于水时反应放出大量热， 容易形成酸雾，降低吸收效率。 思考 在实际生产中，为什么不用水吸收SO3，而用98.3%的浓硫酸吸收？ 二、硫酸的性质 稀硫酸 完全电离 H2SO4=2H++SO42- 酸的通性 浓硫酸 以分子 形式存在 H2SO4 自身特性 稀硫酸 石蕊溶液 锌粒 稀硫酸 带锈铁钉 稀硫酸 滴加酚酞的NaOH溶液 稀硫酸 稀硫酸 BaCl2溶液 问题一 稀硫酸中有哪些微粒？稀硫酸有哪些化学性质？ 问题二 回忆上述5个实验现象，写出有关反应的离子方程式。 思考 二、硫酸的性质 1.稀硫酸的性质 H2SO4——2H++SO4 2- 与酸碱指示剂 使石蕊溶液变红 与活泼金属 Zn + 2H+ —— Zn2+ + H2↑ 与碱性氧化物 Fe2O3 + 6H+ —— 2Fe3+ + 3H2O 与碱 OH- + H+ —— H2O 与某些盐 Ba2+ + SO4 —— BaSO4↓ 2- 稀硫酸的性质体现在H+、SO4 的性质上 2- 浓硫酸具有哪些性质呢？ 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 ① 纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。 ② 硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大， 其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84 g/cm3。 ③ 硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热。 【回顾】浓硫酸稀释 《九年级下册化学》（人教版）P53 浓硫酸为什么可以作干燥剂？可以干燥哪些气体？ 【实验5-2-1】浓硫酸的吸水性 2.浓硫酸的性质 （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。 碱性气体（NH3）；还原性气体（H2S、HI、HBr等）。 中性气体（H2、O2等）；酸性气体（CO2、SO2、HCl等）；氧化性气体（Cl2等）。 可干燥 不可干燥 注意 浓硫酸具有吸水性，需密封保存。 二、硫酸的性质 （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元素和氧元素 按水的组成比脱去。 吸水性 脱水性 对象 本质 游离H2O 有机化合物中的H和O H2SO4 + x H2O H2SO4·x H2O + Q 按H2O的组成脱去有机物中的H、O，脱去后生成水 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 【实验5-2-2】浓硫酸与蔗糖反应（浓硫酸的脱水性） 现象 分析 蔗糖由白变黑； 生成的黑色物质体积膨胀呈疏松多孔的海绵状； 产生有刺激性气味的气体。 浓硫酸能将蔗糖中的氢元素和氧元素 按水的组成比脱去。 C12H22O11 12C + 11H2O 浓H2SO4 C + 2H2SO4(浓) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O ∆ 浓硫酸使蔗糖脱水炭化后，又吸水放热，使炭继续被浓H2SO4氧化，生成CO2、SO2，所以生成物体积膨胀，并能闻到刺激性气味。 +6 +4 +4 0 4e- 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 （3）强氧化性： 18 现象 a试管中铜丝表面 ； b试管中的品红溶液 ； c试管中的紫色石蕊溶液 ； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，___________。 分析 Cu能和浓硫酸反应，浓硫酸具有强氧化性。 【实验5-3】浓硫酸与铜反应 有气泡产生 逐渐变为无色 逐渐变为红色 溶液显蓝色 铜丝 浓硫酸 石蕊溶液 浸NaOH溶液的棉团 品红溶液 问题一 实验中使用可抽动的铜丝的优点是什么？ 问题二 浸NaOH溶液的棉团的作用是什么？ 问题三 实验中品红溶液的作用是什么？ 控制反应的发生或停止。 吸收多余的SO2、以防止污染环境。 检验SO2的生成。 思考 Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O ∆ +6 +4 +2 0 能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 得2e- 失2e- 还原剂 氧化剂 n(氧化剂) ： n(氧化剂) =1 ：1 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 （3）强氧化性： 思考 浓硫酸可以跟金属反应，为什么还可以 用铝罐车或铁罐车运输浓硫酸？ 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。 注意 浓硫酸和金属反应的规律 1．浓硫酸与金属活动性顺序中氢之前的金属（Fe、Al除外）反应的规律 （1）浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性。 （2）若金属过量，在反应过程中，浓硫酸变稀后，金属与稀硫酸反应生成H2。 常温下，钝化 实验室不用浓H2SO4制H2 例如：将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中：。 Zn＋2H2SO4(浓) === ZnSO4＋SO2↑＋2H2O Zn＋H2SO4(稀) === ZnSO4＋H2↑ 注意 浓硫酸和金属反应的规律 2．浓硫酸与金属活动性顺序中氢之后的金属（Au、Pt除外）反应的规律 （1）反应需加热，否则不反应。 （2）氧化产物是硫酸盐，金属元素显高价，还原产物为SO2。 （3）浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性。 （4）若金属过量，随着反应的进行，浓硫酸变稀后，反应就会停止。 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 （3）强氧化性： H2S + H2SO4 (浓) === S↓ + SO2 + 2H2O 2HI + H2SO4 (浓) === I2 + SO2↑ + 2H2O 2.浓硫酸的性质 二、硫酸的性质 （4）高沸点难挥发性 ——制备易挥发性酸(HF、HCl等) （5）强酸性 ——强酸制弱酸（实验室制SO2） Na2SO3 + H2SO4(浓) === Na2SO4 + SO2↑ + H2O 浓硫酸 稀硫酸 溶质的主要存在形式 H2SO4 H＋、 导电性 浓H2SO4几乎不导电 强 氧化性 强弱 具有强氧化性，属于氧化性酸，还原产物为SO2 H＋具有弱氧化性，属于非氧化性酸，还原产物为H2 遇Fe、Al（常温） 钝化 反应 遇Cu、C（加热） 反应 不反应 脱水性 有 无 吸水性 有 无 小结 2(CaSO4·2H2O) 2CaSO4·H2O + 3H2O 150℃ 石膏 熟石膏 三、常见的硫酸盐 石膏可制作各种模型和医疗用的石膏绷带。 工业上，石膏还被用来调节水泥的硬化速率。 硫酸钙 三、常见的硫酸盐 硫酸钡 自然界中以重晶石（BaSO4）形式存在。硫酸钡不溶于水或酸，且不容易被X射线透过，因此在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”。 三、常见的硫酸盐 硫酸铜 硫酸铜硫酸铜(CuSO4)是白色的粉末，结合水后会变成蓝色晶体， 俗称胆矾(CuSO4∙5HO)。硫酸铜的这一性质可以用来检验酒精中是否 含少量水。胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药一波尔多液。 实验操作 实验现象 离子方程式 加入BaCl2生成 ___________________，再加入少量稀盐酸，白色沉淀_________。 加入BaCl2生成 ___________________，再加入少量稀盐酸，白色沉淀_________ 加入BaCl2生成____________________，再加入少量稀盐酸，_______________，生成_________________。 【实验5-4】硫酸根离子的检验 白色沉淀 不溶解 白色沉淀 不溶解 白色沉淀 白色沉淀溶解 无色无味气体 Ba2＋＋CO32— === BaCO3↓ BaCO3＋2H＋=== Ba2＋＋ H2O+ CO2↑ Ba2＋＋SO42— === BaSO4↓ Ba2＋＋SO42— === BaSO4↓ 实验分析： 试剂 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 加入BaCl2溶液后的实验现象 加入稀盐酸后的实验现象 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀 沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解 白色沉淀BaSO4不溶于盐酸，而BaCO3可溶于盐酸， 因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO42-。 四、硫酸根离子的检验 四、硫酸根离子的检验 1.检验方法 检验试剂： 稀盐酸、BaCl2 溶液。 检验操作： 先加稀盐酸酸化，若无明显现象，再滴加 BaCl2 溶液。 现象结论： 若产生白色沉淀，则有 SO4 存在； 若不产生白色沉淀，则无 SO4 存在。 2- 2- 先用稀盐酸酸化的作用：排除Ag+、CO32— 、SO3 2—等离子的干扰。 注意 不能使用稀硝酸酸化。 检验原理： Ba2+ + SO4 === BaSO4↓ 2- 经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2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 MgCl2 CaCl2 BaCl2溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 Ba2+ + SO4 BaSO4 ↓ 2- Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 ↓ Ca2+ + CO3 CaCO3 ↓ 2- 加入试剂后，是否引入其他离子？如何除去？ 为了使杂质离子完全除去，除杂试剂要过量 思考 思考 怎样设计实验方案，确定除杂试剂的加入顺序呢？ BaCl2溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 Mg2+、Ca2+、SO4 2- Mg2+、Ca2+、Ba2+ OH-、Ca2+、Ba2+ OH-、CO3 2- BaCl2溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 Mg2+、Ca2+、SO4 2- OH-、Ba2+ OH- 、Ca2+、SO4 2- OH-、CO3、SO4 2- 2- BaCl2溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 Mg2+、Ca2+、SO4 2- Mg2+、CO3 2- Mg2+、Ca2+、Ba2+ OH-、CO3 2- 稀盐酸调节pH至中性 除去粗盐中可溶性杂质的原理 2.除去粗盐中可溶性杂质的方法 除杂试剂要过量，使得杂质离子完全除去，且后加试剂要能够将前面所加过量试剂引入的杂质离子除去。 注意 Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入，稀盐酸在最后加入。 四、硫酸根离子的检验 ①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 1.区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是(　　) A．与铜片反应 B．与石蕊溶液反应 C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上 D．加入锌片看是否有气体生成 C 2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是(　　) A.在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性) B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性) C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性) D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性) B 吸水性 脱水性 吸水性 【练习】 38 3.为检验某种阳离子为Na＋的溶液中含有的阴离子是SO4、CO3、OH－还是Cl－，下列 设计的方案合理的是（　　） B A．检验：向待测液中加入足量的稀盐酸产生气泡，将气体通入Ba(OH)2溶液中有 白色沉淀生成 B．检验：先向待测液中加入稀盐酸至溶液呈酸性，未见沉淀或气体生成， 再加入BaCl2溶液出现白色沉淀 C．检验OH－：向待测液中加入紫色石蕊溶液，溶液变红 D．检验Cl－：向待测液中依次加入AgNO3溶液和稀盐酸，有白色沉淀生成 2- 2- 2- 2- 【练习】 39 （1）装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。 5.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验。 回答下列问题： （2）装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是___________，其作用是________________________________。 NaOH溶液 Cu＋2H2SO4（浓）　　 CuSO4＋SO2↑＋2H2O Δ 吸收多余的SO2，防止污染空气 （3）装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后，关闭K并移去酒精灯，但由于余热的作用，装置A中仍有气体产生，此时装置B的现象是_______________________________________，装置B中应盛放的液体_____（填标号）。 A．水　　B．酸性KMnO4溶液　　C．浓溴水　　D．饱和NaHSO3溶液 试剂瓶中液面下降，而长颈漏斗中液面上升 D （4）实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完全，发现圆底烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的H2SO4剩余。 ①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，原因是_______________________________________ ____________________。 反应过程中H2SO4被消耗，浓硫酸逐渐变稀， ②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是________（填标号）。 AD A．铁粉 　B．BaCl2溶液 C．银粉 　D．NaHCO3溶液 而铜不与稀硫酸反应 5.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验。 01 硫酸的工业制备 02 硫及其化合物 第 2 课 时 吸水性 脱水性 强氧化性 以黄铁矿或硫黄为原料制备硫酸。 硫酸的性质 稀硫酸的性质 浓硫酸的特性 03 硫酸根离子的检验 检验方法 粗盐精制 42 物 理 性 质 纯净的硫酸是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热 吸水性 常用作 干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能干燥 碱性气体,如 NH3等 还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等 化 学 性 质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化 强氧 化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化 与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O S的检验方法 待测液 无现象 有白色沉淀生成 有S存在 浓硫酸的特性及硫酸根离子的检验 $