高中化学 硫酸课件 新人教必修1 62页

\n\n\nn硫酸(HSO)被称为现代工业之母。它在化学、24冶金、医药、染料等工业中有极为广泛的应用。据统计，生产10t青霉素要消耗2.5t硫酸，生产1t有机玻璃要消耗3t硫酸，生产1kg金属锆，竟要消耗20t硫酸。因此，世界上常把硫酸的产量作为衡量一个国家工业发达程度的标志。有人称硫酸是化学工业生产的“发动机”。硫酸有稀硫酸和浓硫酸，它们的化学性质一样吗？\n\nn●梳理导引n1．浓硫酸具有吸水性，还具有________性和________性。浓硫酸与铜反应的现象是____________________________，化学方程式为__________________________；浓HSO跟碳反应的方程式为24______________________。\nn2．稀HNO具有酸的通性，但与金属反应3______________________产生氢气。写出铜与浓HNO、稀HNO反应的方程式33n______________________________________、________________________________________________。n3．铁、铝等金属在常温下，在浓HSO、浓24HNO中出现“________”，是因为3__________________。\n\nn2．不能nCu＋4HNO(浓)===Cu(NO)＋2NO↑＋2HO33222n3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO)＋2NO↑＋4HO3322n3．“钝化”它们的表面被氧化成致密的氧化膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。\nn●问题探究n1．氧化性酸和酸的氧化性有何区别？n提示：所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓硫酸、硝酸等，由于其中易获得电子，表现出很强的氧化性；而氢碘酸、氢硫酸、碳酸、磷酸等酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸，其中，氢碘酸、氢硫酸的酸根部分易失电子，在氧化还原反应中作为还原剂，故又可以叫做还原性酸。\n＋n在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H，H＋在一定条件下可获得电子，形成H，从这2一点看，酸都具有氧化性，这是H＋的氧化性，它和氧化性酸中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。\nn2．浓硫酸吸水性和脱水性有何区别？n提示：浓硫酸吸水是把物质本身中有自由的HO分子或结晶水吸收。浓硫酸脱水是把本2身不含水的有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2：1的形式脱去。所以，二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。n浓硫酸能够吸收空气中的水分和其他物质表面的水分，因此浓硫酸常用作干燥剂。但是它不能用来干燥碱性气体(如NH)和强还原性3气体(如HS)。2\n\n•●细品教材•1．物理性质：浓硫酸是无色油状液体，难挥发，能以任意比与水混溶，溶解时放出大量热。质量分数为98.3%的浓硫酸密度为1.84g·cm－3，沸点为338℃，硫酸是典型的难挥发性酸、高沸点酸(利用此性质，实验室里可制取一些易挥发的酸，如HCl)。\nn2．浓HSO的三大特性24n稀HSO具有酸的全部通性。浓HSO具有以2424下化学特性：n(1)吸水性：浓硫酸的吸水性是指浓硫酸有吸收游离水分子的性能，它不仅能吸收空气、物质中的水分，还能夺取结晶水合物中的结晶水，所以浓硫酸是很好的干燥剂。浓硫酸敞口久置于空气中，会吸收水蒸气，而使溶液的质量增大，浓度降低。故浓硫酸须密封保存。\nn(2)脱水性：浓硫酸的脱水性是指浓硫酸遇到某些有机物，可将其中H、O原子按个数比21比例脱去的性质。二者的区别见下表。\n作用类型吸水作用脱水作用一般为含氢、氧以HO分子形式2元素的有机物存在的水，其作用对象H、O原子按2中包括结晶水1的个数比脱合物中的水去作用类型吸水作用脱水作用复杂的物理化学变化类型化学变化变化能量变化放热放热蔗糖等碳水化合现象一般无明显现象物脱水变成黑色固体\n\n•钝化是因为形成了致密、坚固的氧化物薄膜，该氧化物薄膜是Al、Fe被浓硫酸氧化的产物；硫酸只显氧化性；一旦浓硫酸变为稀硫酸，钝化失效。\nn②浓HSO氧化非金属单质，反应要加热，24否则不反应；氧化产物是含氧酸或非金属氧化物(或把非金属氧化物与水合并看作含氧酸)而不是盐；还原产物一般为二氧化硫；硫酸只显氧化性；随着反应的进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止；H、Si、2N、O、F、Cl、Br等，不能被氧化。22222\n\nn●典例精析n【例1】下列关于硫酸的叙述错误的是()nA．浓HSO可用来干燥SO、NH、H24232nB．浓HSO可以使蔗糖变黑，并能产生气体，24此气体可能是SO和CO22nC．常温下可将浓HSO盛放在密闭的铝制容24器中nD．浓HSO可制取HCl、HF等，但不能制24HBr、HI\n\nn浓HSO在常温下可使铁和铝的表面钝化，24所以，可以用铁或铝制的容器来盛放浓HSO(常温)。浓HSO是稳定性很强的强酸，2424可用来制取挥发性的酸。n【答案】An【点拔】掌握知识必须要全面，化学反应不仅要掌握反应物和生成物情况还要掌握反应条件。\n\nn【解析】从选项中可以看出答案是以“mol”和“g”两种形式出现的。另外，在题目中不仅指出已知反应物的量，同时还给出生成物的体积，故解题时这一方面也要考虑到。\n\n\nn【答案】BD\n\nn【答案】Cn【解析】浓HSO除具有酸性外，还具有24以下三大特点：①氧化性；②吸水性；③脱水性。与S反应表现了它的强氧化性，与NaCl(固体)反应表现出强酸性和它的稳定性，与CuO反应时只表现出它的酸性，只有和FeO反应才表现出它的氧化性和酸性。\n\nn【解析】98%浓硫酸表示100g溶液中含有98gHSO和2gHO。显然，选项A是合理的；242选项B、C不合理；由于HSO可以改写成24SO·HO，所以98%浓硫酸表示100g溶液中含32有80gSO和20gHO，选项D也合理。32n【答案】ADn【点拔】①要深刻理解98%浓硫酸的含义(见上)；②要善于进行等效变换：98%HSO24(98gHSO＋2gHO)(80gSO2423＋20gHO)。2\n•●细品教材•1．浓硫酸强氧化性的实验探究•实验步骤：第一步：按下图所示，将各仪器组装为一体，并检验其气密性。\nn第二步：按图示将各种化学药品加到试管中(浓硫酸取3mL)，并重新将仪器组装好。观察铜丝在浓硫酸中的现象。n第三步：点燃酒精灯对盛浓硫酸和铜丝的试管先预热后固定加热。观察三个试管中的现象。n第四步：待三个试管中的现象都很明显之后，将连接a、b试管的导气管从橡胶管处拔开，熄灯停止加热。使试管a中的物质冷至室温。\nn第五步：从试管a中取出铜丝放入盛有少量水的大试管中，将a试管中的液体也倒入大试管中少许，观察大试管中的现象。n实验现象：①在加热之前，铜丝在浓硫酸中无现象发生。n②加热之后，b试管中的品红溶液逐渐变为无色，c试管中的紫色石蕊试液逐渐变为红色。n③第五步实验中，大试管中的溶液呈蓝色。\nn实验结论：在加热的条件下，铜与浓硫酸反应，生成硫酸铜和二氧化硫。n2．浓HSO特性的应用24n(1)蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状炭，并放出有刺激性气味的气体。你知道这个实验中浓硫酸表现了什么性质吗？变黑的蔗糖体积为什么能够膨胀？有刺激性气味的气体又是什么？你能写出生成这种气体的化学反应方程式吗？n(2)在盛有少量硫酸铜晶体的试管中注入浓硫酸，有什么现象发生？体现了浓硫酸的什么性质？\n\nn(2)蓝色的硫酸铜晶体变成白色。因为浓硫酸吸收了胆矾中的结晶水，体现了浓硫酸的吸水性。n(3)要注意区别浓硫酸的吸水性和脱水性。吸水性是指浓硫酸能吸收结晶水、湿存水或空气中的水，是物理变化。脱水性是浓硫酸将有机物(含C、H、O的化合物)中相当于水组成的H、O原子脱去(按氢、氧元素21的比例从有机物中脱水)，是化学变化。\nn●典例精析n【例3】浓硫酸与铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水。反应中，浓硫酸所表现的性质有()nA．只有酸性nB．只有强氧化性nC．脱水性nD．既有强氧化性，又有酸性\nn【解析】在浓硫酸与铜的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1，因此反应的2mol浓硫酸中，1mol是作为氧化剂，还有1mol起酸的作用。n【答案】D\nn【例4】将下列现象中的硫酸表现出来的性质写在空白处。n(1)敞口放置浓硫酸时，质量增加______________。n(2)把CuSO·5HO晶体放入浓硫酸中时，变成42白色________________________________。n(3)锌粒放入稀硫酸中时，有气体放出________。n(4)把木屑放入浓硫酸中时，变黑____________。n(5)铁制容器盛放浓硫酸____________________。n(6)清洗镀件______________________________。n(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后来又变黑________。\nn【答案】(1)吸水性(2)吸水性(3)酸性n(4)脱水性(5)氧化性(6)酸性(7)酸性、脱水性\nn【例5】向铜片中加某浓度的硫酸120mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，使之充分反应，收集到标准状况下气体2.24L，过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7.5g，求原硫酸的物质的量浓度。\nn【解析】Zn＋HSO(稀)===ZnSO244＋H↑2n0.1mol0.1mol0.1molnZn与CuSO反应固体减轻：4n7．5g－0.01mol×65g/mol＝1.0g。nZn＋CuSO===ZnSO＋CuΔm(固)44n65g1mol64g1.0g【答案】17.5mol/L\n•向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量()•A．小于0.45mol•B．等于0.45mol•C．在0.45mol与0.90mol之间•D．大于0.90mol\n\nn【答案】An【说明】浓HSO与Cu反应时，随着反应进24行，浓度逐渐降低，稀硫酸与Cu不反应。\n\nnD．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓HSO，24是因为浓HSO的强氧化性使其钝化24n【解析】四个选项从浓HSO与金属、非24金属单质体现的不同性质，以及还原性气体不能用浓HSO干燥等知识点对浓HSO的强2424氧化性进行考察，解题时要联系其强氧化性进行解答。\nnA项浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH)。B项金属与浓硫酸反3应时，生成相应的盐和SO，此时浓硫酸显2酸性和强氧化性，而与S、C等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性。nC项Cu与浓HSO反应时，浓HSO浓度逐渐2424降低，当稀到一定程度变为稀HSO时，反24应自行停止、故产生的SO不足22.4L。2nD项利用浓HSO的强氧化性而使Fe、Al钝化24的反应，可以用来盛放浓HSO。D正确。24n【答案】D\n•(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为：•________________________________________________________________________。•(2)试用下表所列各装置设计一个实验，验证上述反应的各种产物，这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是________→________→________→________(填装置的编号)。\n编号①②装置\n编号③④装置\nn(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是________，B瓶溶液的作用是________，C瓶溶液的作用是________。n(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中位置的理由是________。n(5)装置③中所盛的溶液是________，可验证的产物是________。\n\nn【点拨】木炭与浓硫酸加热反应，生成CO和SO。CO和SO在化学性质上有相似2222点：都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)反应，使澄清石灰水变浑浊，彼此干2扰鉴别。CO和SO在化学性质上也有明显的22不同点：SO有漂白性，CO则没有，SO有222较强的还原性，CO则没有。在SO、CO的222混合气体中，首先用品红溶液检验SO的存2在，然后将SO氧化除去，再用澄清石灰水2检验CO的存在，这是一种确认SO和CO共222存的好方案。\nn“反应的各种产物”还包括HO的存在。由于对2CO、SO的确认都是在水溶液中进行的，所22以应在确认CO和SO存在之前确认CuSO与224HO反应生成蓝色的CuSO·5HO，而且242CuSO与CO和SO都不发生任何作用。422\nn●资料备选n鉴别浓HSO和稀HSO的方法2424n方法1：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，能放出大量热的则为浓HSO，反之24则为稀HSO。24n方法2：观察状态：浓HSO为黏稠状液体，24而稀HSO为黏稠度较小的溶液。24n方法3：取2瓶体积大致相等的浓HSO和稀24HSO，用手掂掂分量。因为浓HSO的密度2424较大，相同体积的浓HSO和稀HSO，浓2424HSO的质量大得多。24\nn方法4：取少量试样，向其中投入铁片，若产生大量气泡则为稀HSO，Fe＋2H＋===Fe2＋24＋H↑，若无明显现象(钝化)，则为浓HSO。224n方法5：用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字，立即变黑(浓HSO的脱水性)者为浓HSO，2424另一种为稀HSO。24n方法6：取少量试样，分别投入胆矾晶体(CuSO·5HO)。若有颜色改变(蓝色→无色)，42则为浓HSO(浓HSO有吸水性)，另一种为2424稀HSO。24n方法7：取少量试样，分别投入一小块铜片。稍加热，发生反应的(有气泡产生，溶液变蓝)为浓HSO；无现象的是稀HSO。2424\n\n