高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第一节第2课时硫酸硫酸盐课件新人教版必修第二册 34页

第 2 课时 　 硫酸 　 硫酸盐 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 在反应 Zn+H 2 SO 4 === ZnSO 4 +H 2 ↑ 中 , 失电子的是 Zn , 得电子的是 H + , 稀硫酸表现的性质是 酸性和弱氧化性 。 2 . 浓硫酸具有吸水性 , 通常用作 干燥剂 。浓硫酸溶于水会放出大量的热 , 故稀释浓硫酸时 , 应将 浓硫酸 缓缓注入 水 中并不断地用 玻璃棒 进行搅拌。 知识铺垫 新知预习 自主测试 一、硫酸的用途和制备 1 . 用途 : 重要化工原料 , 可用于生产 化肥 、 农药 、炸药、染料和盐类等。 2 . 工业上制备硫酸的原料 (1) 硫黄 或其他含硫矿物 ( 如 黄铁矿 ); (2) 从冶炼金属时产生的废气中回收的 二氧化硫 。 3 . 工业制硫酸的原理示意图 【微思考 1 】 纯净的浓硫酸有哪些主要的物理性质 ? 提示 无色、黏稠、油状液体 , 密度远大于水的密度。 知识铺垫 新知预习 自主测试 二、稀硫酸的化学性质 具有酸的通性 , 溶于水完全电离 , 电离方程式 : 知识铺垫 新知预习 自主测试 三、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 。 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。如向蔗糖中加入浓硫酸时 , 蔗糖逐渐变黑 , 体积膨胀 , 形成 疏松多孔的海绵状 固体 , 并放出有 刺激性 气味的气体。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 强氧化性。 (1) 与金属的反应 : 除 Au 、 Pt 以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用 , 如与铜反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 【微思考 2 】 在教材【实验 5 - 3 】中将铜丝下端卷成螺旋状的目的是什么 ? 提示 增大铜丝与浓硫酸的接触面积 , 以增大反应速率。 知识铺垫 新知预习 自主测试 (2) 与非金属反应。 加热时与木炭反应的化学方程式为 【微思考 3 】 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 ? 提示 ( 活泼 ) 金属与稀硫酸反应时可生成氢气 , 而金属与浓硫酸反应时往往得不到氢气 , 一般会生成二氧化硫气体。 知识铺垫 新知预习 自主测试 三、硫酸盐 1 . 硫酸钙 (1) 性质 (2) 用途 ① 制作各种模型和医疗用的 石膏绷带 。 ② 工业上 , 可用来调节水泥的 硬化速率 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 硫酸钡 (1) 存在 : 以重晶石 (BaSO 4 ) 形式存在。 (2) 性质 : 白色固体 , 不溶于 水和酸 , 且不容易被 X 射线透过。 (3) 用途 : 医疗上可被用作消化系统 X 射线检查的内服药物 , 俗称 “ 钡餐 ” 。 【微思考 4 】 已知 Ba 2+ 有毒 , 那么不溶于水的碳酸钡能否代替硫酸钡用作 “ 钡餐 ”? 提示 不能。因 BaCO 3 可溶于胃酸 ( 盐酸 ), 生成可溶于水的 BaCl 2 , 使人中毒。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 硫酸铜 (1) 性质 白 色粉末 , 结合水后会变成 蓝 色晶体 , 化学方程式为 CuSO 4 +5H 2 O === CuSO 4 ·5H 2 O ,CuSO 4 ·5H 2 O 俗称 胆矾 或蓝矾。 (2) 用途 ① 硫酸铜可用来检验 酒精中是否含有少量水 。 ② 胆矾可与 石灰乳 混合制成一种常用农药 —— 波尔多液 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 判断正误 ( 正确的打“ √ ” , 错误的打“ ×”) (1) 浓硫酸具有强氧化性 , 稀硫酸不具有氧化性。 ( 　　 ) (2) 将浓硫酸滴到蔗糖表面 , 固体变黑膨胀并有刺激性气味的气体生成 , 说明浓硫酸有脱水性和强氧化性。 ( 　　 ) (3) 浓硫酸具有强氧化性 ,SO 2 具有还原性 , 所以浓硫酸不能干燥 SO 2 。 ( 　　 ) (4) 浓硫酸具有吸水性 , 所以浓硫酸可以干燥 H 2 、 CO 、 NH 3 、 H 2 S 、 HI 、 HBr 等气体。 ( 　　 ) (5) 铜不能置换出稀硫酸中的氢 , 但在加热条件下可置换出浓硫酸中的氢。 ( 　　 ) (6)Ba 2+ 、 Cu 2+ 都属于重金属离子 , 可使人中毒。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2) √ 　 (3)× 　 (4)× 　 (5)× 　 (6) √ 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 在下列生成二氧化硫的反应中 , 反应物中的含硫物质被氧化的是 ( 　　 ) A. 硫在空气中燃烧 B. 铜片与浓硫酸共热 C. 红热的木炭与浓硫酸反应 D. 亚硫酸钠与浓硫酸反应 答案 : A 解析 : 硫在空气中燃烧生成 SO 2 , 硫被氧化 ; 铜片与浓硫酸共热 , 浓硫酸被还原生成 SO 2 ; 红热的木炭与浓硫酸反应 , 浓硫酸被还原生成 SO 2 ; 亚硫酸钠与浓硫酸反应 , 没有元素化合价的变化 , 不属于氧化还原反应。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 浓硫酸的吸水性和脱水性 问题探究 1 . 将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中 , 其质量的变化是 增大 , 变化的原因是 浓硫酸能吸收空气中的水蒸气 , 该变化体现了浓硫酸的吸水性。据此性质可知 , 浓硫酸可作干燥剂 , 常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体 ( 如右图所示 ) 。 2 . 浓硫酸不能用来干燥哪些气体 ? 提示 浓硫酸不能干燥碱性气体 ( 如 NH 3 等 ) 和强还原性的气体 ( 如 H 2 S 等 ) 。但 CO 、 H 2 等还原性气体不与浓硫酸反应 , 可以用浓硫酸干燥。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 向蔗糖中加入浓硫酸并快速搅拌 , 可观察到的现象有哪些 ? 提示 蔗糖变黑 , 体积膨胀 , 变成疏松多孔海绵状固体 , 并放出刺激性气味的气体。 4 . 什么是 “ 吸水性 ” 和 “ 脱水性 ”? 二者有什么区别 ? 提示 如果与浓硫酸接触的物质中确实存在水分子 , 则体现浓硫酸的吸水性 , 如浓硫酸能使 CuSO 4 ·5H 2 O 由蓝变白 ; 如果与浓硫酸接触的物质中根本不存在水分子 , 仅含氢元素和氧元素 , 则体现浓硫酸的脱水性 , 如浓硫酸可使蔗糖 (C 12 H 22 O 11 ) 变黑。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 浓硫酸吸水性、脱水性的区别 吸水性 → 浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质 | 脱水性 → 浓硫酸将组成有机物的 H 、 O 元素按原子个数比 2 ∶ 1 以 “H 2 O” 的形式脱去的性质 由此看出 : 二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法 (1) 取少量蒸馏水 , 向其中加入少量试样 , 能够放出大量热的为浓硫酸 , 反之为稀硫酸。 (2) 观察状态 : 呈黏稠状的是浓硫酸 , 而黏稠度较小的是稀硫酸。 (3) 取体积相等的两液体 , 用手掂掂 , 质量较大的是浓硫酸。 (4) 取少量试样 , 向其中加入铁片 , 若能够产生大量气泡的则为稀硫酸 (Fe+H 2 SO 4 === FeSO 4 +H 2 ↑); 若无明显现象 ( 钝化 ) 的则为浓硫酸。 (5) 用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字 , 字迹立即变黑 ( 浓硫酸的脱水性 ) 的为浓硫酸 , 另一种为稀硫酸。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 1 如图所示 , 在一个白色的点滴板的孔 穴中分别放入小纸片、少量 CuSO 4 ·5H 2 O 。 然后分别滴入几滴浓硫酸或稀硫酸 , 观察现 象。回答下列问题 : (1) 浓硫酸滴于小纸片上 , 小纸片变 　　　　　　　 ( 填实验现象 ), 说明浓硫酸具有 　　　　 性。   (2) 稀硫酸滴入 CuSO 4 ·5H 2 O 中 ,CuSO 4 ·5H 2 O 　　　　　　　　　　　　 ( 填实验现象 ); 浓硫酸滴入 CuSO 4 ·5H 2 O 中 ,CuSO 4 ·5H 2 O 　　　　 ( 填实验现象 ), 说明浓硫酸具有 　　　　 性。   答案 : (1) 黑　脱水 (2) 溶解 , 溶液呈蓝色　由蓝色变成白色　吸水 解析 : 浓硫酸具有吸水性、脱水性 , 但稀硫酸不具有这些性质。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 在下图所示的实验装置中 , 从实验开始到过一段时间后 , 对观察到的现象叙述不正确的是 ( 　　 ) A. ① 中苹果块会干瘪 B. ② 中胆矾晶体表面有 “ 白斑 ” C. ③ 中小试管内有晶体析出 D. ④ 中 pH 试纸变红 答案 : D 解析 : 浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪 ; 胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收 , 表面出现 “ 白斑 ”; 饱和硝酸钾溶液中的部分溶剂被浓硫酸吸收 , 溶液中有晶体析出 ; 由于浓硫酸具有脱水性 , 会使 pH 试纸变黑。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 浓硫酸的强氧化性 问题探究 1 . 浓硫酸与稀硫酸的氧化性区别在哪里 ? 提示 浓硫酸的氧化性是 +6 价的硫元素体现的 , 而稀硫酸的氧化性是 H + 体现的。 2 .C 、 Cu 分别与浓硫酸反应时 , 浓硫酸各表现出什么性质 ? 提示 与碳反应时 , 体现了浓硫酸的强氧化性 ; 与铜反应时 , 体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。 3 . 浓硫酸与过量的 Zn 充分反应 , 发生的反应有哪些 ? 写出化学方程式。 提示 Zn+2H 2 SO 4 ( 浓 ) === ZnSO 4 +SO 2 ↑+2H 2 O,Zn+H 2 SO 4 ( 稀 ) === ZnSO 4 +H 2 ↑ 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 浓硫酸的强氧化性 1 . 本质 : 浓硫酸具有强氧化性 , 是因为 H 2 SO 4 分子中 +6 价的硫元素具有很强的得电子能力。 2 . 反应规律 : (1)Fe 、 Al 在浓硫酸中钝化。常温下 , 当 Fe 、 Al 遇到浓硫酸时 , 会与浓硫酸发生反应 , 表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现 “ 钝化 ” 现象。 (2) 常温下 , 浓硫酸与活泼金属反应 ( 铁、铝除外 ) 表现强氧化性和酸性 , 生成硫酸盐、 H 2 O 和 SO 2 ; 浓硫酸变稀后 , 只表现酸性 , 与活泼金属反应生成的气体为 H 2 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 (3) 浓硫酸与不活泼金属和非金属反应的规律。 ① 反应需要加热 , 否则不反应。 ② 还原产物一般是 SO 2 , 金属一般被氧化为高价态金属的硫酸盐 , 非金属一般被氧化为高价态氧化物或含氧酸。 ③ 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。 ④ 随着反应的进行 , 浓硫酸浓度变小 , 一旦变为稀硫酸 , 反应即停止。 (4) 浓硫酸可与某些具有还原性的化合物反应 , 如与 H 2 S 、 HI 、 HBr 、 FeCl 2 等物质反应。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 典例 2 ( 双选 ) 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 浓硫酸是一种干燥剂 , 能够干燥氢气、氧气、氨气等气体 , 但不能干燥有较强还原性的 HI 、 H 2 S 等气体 B. 浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为 S+2H 2 SO 4 ( 浓 ) 3SO 2 ↑+2H 2 O, 在此反应中 , 浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性 C. 把足量铜粉投入只含 2 mol H 2 SO 4 的浓硫酸中 , 充分加热后得到气体体积 ( 标准状况下 ) 不足 22.4 L D. 常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸 , 是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : CD 解析 : A 项 , 浓硫酸具有吸水性 , 但由于其具有强氧化性和酸性 , 故不能用来干燥某些具有还原性的气体和碱性气体 (NH 3 );B 项 , 浓硫酸与 S 、 C 等非金属单质作用时 , 由于没有盐生成 , 故只表现其强氧化性 ;C 项 ,Cu 与浓硫酸反应时 , 浓硫酸浓度逐渐减小 , 当成为稀硫酸时 , 反应停止 , 故产生的 SO 2 在标准状况下不足 22.4 L 。答案为 CD 两项。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 2 关于浓硫酸与 Cu 反应的叙述正确的是 ( 　　 ) A. 在反应中 , 浓硫酸只表现出氧化性 B. 该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为 1 ∶ 2 C. 在反应中 , 浓硫酸既表现氧化性 , 又表现酸性 D. 每 1 mol Cu 参加反应就有 2 mol H 2 SO 4 被还原 , 同时生成 2 mol SO 2 答案 : C 解析 : 该反应的化学方程式为 Cu+2H 2 SO 4 ( 浓 ) CuSO 4 +SO 2 ↑+2H 2 O, 分析反应前后元素化合价的变化可知 : 浓硫酸既表现氧化性 , 又表现酸性 ; 该反应为氧化还原反应 , 在该反应中 , 每 2 mol H 2 SO 4 参加反应只有 1 mol H 2 SO 4 被还原 , 因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1 ∶ 1 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1 . 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. 浓硫酸具有吸水性 , 故能使蔗糖炭化 C. 浓硫酸和铜片在加热条件下反应 , 既表现出浓硫酸的酸性 , 又表现出它的强氧化性 D. 浓硫酸可用作 H 2 、 O 2 等气体的干燥剂 , 表现其脱水性 答案 : C 解析 : A 项 , 常温下 , 铁、铝遇浓硫酸发生钝化 , 生成了致密氧化膜 , 并不是不发生反应 ;B 项 , 浓硫酸使蔗糖炭化 , 表现了浓硫酸的脱水性 ;C 项 , 加热条件下 ,Cu 与浓硫酸反应生成 CuSO 4 、 H 2 O 和 SO 2 , 既表现浓硫酸的酸性 , 又表现出它的强氧化性 ;D 项 , 浓硫酸用作干燥剂表现了其吸水性。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 浓硫酸和 2 mol·L -1 的稀硫酸在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图所示。分析 a 、 b 曲线变化的原因是 ( 　　 ) A.a 升华、 b 冷凝 B.a 挥发、 b 吸水 C.a 蒸发、 b 潮解 D.a 冷凝、 b 吸水 答案 : B 解析 : 浓硫酸具有吸水性 , 溶液质量增加 ; 而 2 mol·L -1 稀硫酸因水分挥发 , 溶液质量减小。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 无水硫酸铜为蓝色固体 , 遇水变为白色 B.BaCO 3 和 BaSO 4 都不溶于水 , 都可用作 “ 钡餐 ” C. 熟石膏化学式为 CaSO 4 ·2H 2 O, 可制成模型 D. 波尔多液可由胆矾与石灰乳混合制成 答案 : D 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4 . 用如图所示实验装置 ( 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. 上下抽拉 ① 中铜丝可控制 SO 2 的生成量 B. ② 中选用品红溶液验证 SO 2 的生成 C. ③ 中选用 NaOH 溶液吸收多余的 SO 2 D. 为确认 CuSO 4 生成 , 向 ① 中加水 , 观察颜色 答案 : D 解析 : 抽拉铜丝 , 可控制铜丝与浓硫酸的接触 , 即可控制 SO 2 的生成量 , 故 A 项合理 ;SO 2 能使品红溶液褪色 , 故 B 项合理 ;SO 2 有毒 , 且属于酸性氧化物 , 故 C 项合理 ; 浓硫酸过量 , 试管中剩余浓硫酸 , 应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中 , 否则易出现液体喷出试管而发生危险 , 故 D 项不合理。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5 . 在化学课上 , 围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究 : 将适量的蔗糖放入烧杯中 , 然后加入适量浓硫酸 , 迅速搅拌 , 放出大量的热 , 同时观察到蔗糖逐渐变黑 , 体积膨胀 , 并放出有刺激性气味的气体。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 请回答 : (1) 生成的黑色 ( 单质 ) 物质是 　　　　　　　　 ( 填化学式 ) 。   (2) 这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体 , 其中一种气体有刺激性气味 , 是大气的主要污染物之一 , 这种有刺激性气味的气体成分是 　　　　　　　　 ( 填名称 ), 实验室经常用 　　　　　　　　 溶液进行吸收 , 这两个反应的化学方程式分别为 　　　 。   (3) 根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象 , 说明浓硫酸具有 　　　　　　　　　 ( 填编号 ) 。   A. 酸性 B. 吸水性 C. 脱水性 D. 强氧化性 (4) 将实验 (2) 产生的有刺激性气味气体通入品红溶液 , 可以看到品红溶液 　　　　　　　　 , 加热后 　　　　　　　　 。   (5) 能否用澄清石灰水鉴别这两种气体 ? 　　　　　 ( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”), 若不能 , 填写两种能鉴别二者的试剂 : 　 。   任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : (1)C (3)CD 　 (4) 褪色　恢复红色 (5) 不能　溴水、酸性 KMnO 4 溶液、品红溶液 ( 任选两种均可 )