第2課時硫酸硫酸根離子的檢驗1．結合工業生產實際，了解硫酸的工業制備原理。2．通過實驗探究，了解硫酸的主要性質。3．通過實驗事實，額硫酸根離子的檢驗方法。一、硫酸的工業制備1．硫酸的用途(1)重要的化工原料，可用于制________、________、炸藥、染料、鹽類等。(2)用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸、作干燥劑等。2．硫酸的工業制法(1)三種原料：________或_____________、________，98.3%的濃硫酸(代替水)。(2)三個階段①造氣：二氧化硫的制取和凈化。②接觸氧化：SO2氧化成SO3。③吸收：三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(3)三個反應①________________________________或________________________________。②________________________________。③________________________________。工業上制取硫酸常用________而不用水吸收SO3，原因是SO3與水反應為放熱反應，易產生酸霧，影響SO3的吸收。二、硫酸1．物理性質純凈的硫酸是______色黏稠狀液體，密度比水_____(實驗室通常用的濃H2SO4的質量分數為98.3%，密度為1.84g·cm－3)，能與水以________混合，沸點_____，______揮發。2．硫酸的酸性硫酸在水里很容易電離出________，具有_____的通性，能使石蕊溶液________，還能與活潑金屬、堿、堿性氧化物及某些鹽反應。寫出稀硫酸與下列物質反應的離子方程式。①活潑金屬Fe：________________________________；②金屬氧化物CuO：________________________________；③堿Mg(OH)2：________________________________；④鹽BaCO3：________________________________。3．濃硫酸的特性(1)吸水性濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結晶水，故常用作________。(2)脫水性濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等________中的氫元素和氧元素按________________脫去。如向蔗糖中加入濃硫酸時，蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成________固體，并放出________氣味的氣體。(3)強氧化性濃硫酸具有很強的氧化性，能氧化大多數金屬單質和部分非金屬單質。①濃硫酸與金屬反應實驗探究——濃硫酸與銅反應實驗操作實驗現象a試管中銅絲表面________，有________生成；b試管中的溶液逐漸變為________；將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈藍色。實驗結論：在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應，化學方程式為________________________________。在該反應中，濃硫酸是________劑，銅是________劑。常溫下，Al、Fe遇濃硫酸發生________（金屬表面形成一層________的________）。②濃硫酸與非金屬單質反應濃硫酸與木炭在加熱條件下反應：________________________________________。三、幾種常見的硫酸鹽硫酸鹽主要性質主要應用硫酸鈣①石膏(CaSO4·2H2O)加熱到150℃變成熟石膏(2CaSO4·H2O)；②熟石膏與水混合后凝固，重新變成石膏。①制作模型和醫療用的_____繃帶；②調節水泥的________速率。硫酸銅eq\o(CuSO4,\s\do10(白色))eq\o(→,\s\up7(H2O))CuSO4·eq\o(5H2O,\s\do10(藍色))(膽礬)①檢驗酒精中是否含有少量_____；②與石灰乳混合制備___________。硫酸鋇自然界中的硫酸鋇以________的形式存在，不溶于水和酸，且不易被X射線透過①生產其他鋇鹽；②用作消化系統X射線檢查的內服藥劑，俗稱“________”。四、硫酸根離子的檢驗1．實驗探究：SOeq\o\al(2－,4)的檢驗實驗操作實驗現象先生成_________沉淀，加入稀鹽酸后沉淀__________先生成________沉淀，加入稀鹽酸后沉淀________先生成________沉淀，加入稀鹽酸后沉淀________，且有________產生離子方程式________________________；________________________實驗結論SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋反應生成_____溶于稀鹽酸的________BaSO4沉淀COeq\o\al(2－,3)與Ba2＋反應生成的________沉淀BaCO3______溶于稀鹽酸2．檢驗SOeq\o\al(2－,4)的正確操作及解釋(1)待測液eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸酸化))無明顯現象eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))出現________沉淀，即可確定存在SOeq\o\al(2－,4)。(2)理論解釋①先加稀鹽酸的目的是排除________________等離子的干擾(注：必須用稀鹽酸酸化，不能用稀HNO3，其氧化性可將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4))。②再加入BaCl2溶液，若存在SOeq\o\al(2－,4)，發生反應的離子方程式為________________________。3．SOeq\o\al(2－,4)檢驗的應用——粗鹽除雜(1)若除去粗鹽中雜質(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2)，將選用的試劑及反應的離子方程式填入下表：雜質加入的試劑離子方程式硫酸鹽CaCl2MgCl2(2)試劑加入的順序原則：Na2CO3溶液加入順序在________溶液之后；加入鹽酸在________之后。通常順序可以為BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。?問題一硫酸的性質【典例1】下列各過程主要表現了濃硫酸的哪些性質？請將答案的序號分別填在橫線上。①強酸性②強氧化性③高沸點、難揮發性④脫水性⑤吸水性(1)用氯化鈉固體和濃硫酸在加熱條件下制氯化氫氣體________。(2)用磷礦物(主要成分是磷酸鈣)和硫酸反應制磷酸________。(3)濃硫酸干燥氫氣、氧氣、氯氣、二氧化硫等氣體__________。(4)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸____________。(5)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末____________。(6)不能用濃硫酸干燥溴化氫、碘化氫和硫化氫等氣體________。(7)濃硫酸使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后變黑________________。【歸納小結】1．濃硫酸強氧化性的體現反應物變化或反應表現性質活潑金屬鐵、鋁常溫下，鐵、鋁遇到濃硫酸時發生鈍化強氧化性加熱時，應生成硫酸鹽、H2O和SO2強氧化性和酸性鋅等其他活潑金屬與濃硫酸反應時，開始產生SO2，金屬過量時產生H2較不活潑金屬(如：銅、銀等)金屬+濃硫酸eq\o(→,\s\up7(△))高價態硫酸鹽+SO2↑+H2O碳、硫、磷等非金屬非金屬單質+濃硫酸eq\o(→,\s\up7(△))高價態氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O強氧化性還原性物質能將還原性物質(如Fe2+、H2S、HI)氧化，如：H2S+H2SO4(濃)=S↓+SO2↑+2H2O2．濃硫酸作干燥劑的注意點(1)可干燥酸性氣體(如CO2、SO2、Cl2等)和中性氣體(如O2、N2、CO等)。(2)不可干燥的氣體：堿性氣體(如NH3)和某些還原性氣體(如HBr、HI、H2S等)。【變式練11】硫酸能在金星的上層大氣中找到，離星球表面約45～70公里的硫酸云層覆蓋整個金星表面。下列敘述正確的是()A．濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣、氨氣等氣體，但不能干燥有較強還原性的HI、H2S等氣體B．濃硫酸與單質硫反應的化學方程式為2H2SO4(濃)＋Seq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O，在此反應中，濃硫酸既表現了強氧化性又表現了酸性C．常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃H2SO4，是因為濃H2SO4的強氧化性使鐵、鋁鈍化D．把足量銅粉投入只含2molH2SO4的濃硫酸中并加熱，得到氣體的體積在標準狀況下為22.4L【變式練12】濃硫酸與下列物質作用時，既表現氧化性，又表現酸性的是()①熾熱的木炭②H2S氣體③Cu(加熱條件下)④FeO⑤NH3⑥蔗糖⑦CuSO4·5H2O⑧鐵、鋁(常溫下)A．③④B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．⑥⑦?問題二硫酸與金屬的反應【典例2】根據如圖所示裝置，回答下列問題。(1)開始加熱后，產生的現象是a處____________________________；b處_____________________________。(2)停止反應后，用酒精燈在b處微微加熱，產生的現象是___________________________。(3)寫出a處發生反應的化學方程式：__________________________________。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是___________________________________。(5)實驗中，取一定質量的銅片和一定體積18mol·L－1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，發現燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是_______________。②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。a．鐵粉b．BaCl2溶液c．銀粉d．NaHCO3溶液【歸納小結】濃硫酸和金屬反應的規律①濃硫酸與金屬反應時，既表現酸性又表現強氧化性，而與非金屬反應時，只表現強氧化性。②濃硫酸與不活潑金屬(如銅)反應時，隨著反應的進行，濃硫酸濃度變小，一旦變為稀硫酸，就不再與不活潑金屬反應。③濃硫酸與活潑金屬(如鋅)反應時，開始濃硫酸表現其強氧化性，產生二氧化硫氣體；當濃硫酸變為稀硫酸時，則產生的氣體為氫氣。【變式練21】探究銅和濃硫酸的反應，下列裝置或操作錯誤的是()A．上下移動裝置甲中的銅絲可控制生成SO2的量B．裝置乙可用于收集SO2氣體C．為確認甲中有CuSO4生成，將試管中的液體倒入裝置丙中稀釋，觀察顏色D．利用裝置丁將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結晶，可析出CuSO4·5H2O【變式練22】下列實驗所得結論不正確的是()實驗ⅠⅡⅢ裝置現象產生大量無色氣體鐵片表面迅速變暗，之后無明顯變化加熱后產生大量無色、有刺激性氣味的氣體A．實驗Ⅰ中氣體是氫氣B．實驗Ⅱ中沒有發生化學變化C．實驗Ⅲ中氣體是二氧化硫D．濃度、溫度會影響實驗現象?問題三硫酸根離子的檢驗及應用【典例3】為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))及泥沙，得到純凈的NaCl，可將粗鹽溶于水，然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序()①過濾②加過量NaOH溶液③加適量鹽酸④加過量Na2CO3溶液⑤加過量BaCl2溶液A．④②⑤ B．④②⑤①③C．②⑤④①③ D．⑤②①③【歸納小結】(1)物質除雜和分離的基本原則①不增(不引入新的雜質)。②不減(不減少被提純的物質)。③易分離(被提純的物質與雜質易分離)。④易復原(被提純的物質易復原)。(2)物質除雜和分離注意的問題①除雜試劑要過量。②后續試劑應能除去過量的前一試劑。③盡可能將雜質轉化為所需物質。④除去多種雜質時考慮加入試劑的合理順序。【變式練31】如何設計實驗證明在空氣中放置的Na2SO3晶體部分被氧化？【變式練32】向盛有某鹽溶液的試管中滴入幾滴Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀(X)，再向試管中加入足量鹽酸并充分振蕩，靜置后仍存在白色沉淀(Y)。下列有關說法正確的是()A．X可能是BaSO3B．X是BaCO3C．Y與X的成分不可能相同D．該鹽溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)【基礎強化】1．下列有關說法中正確的是()A．濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化，因此濃硫酸在常溫下不能與鐵、鋁發生反應B．白紙上滴加濃硫酸后變黑體現了濃硫酸的吸水性C．濃硫酸主要以H2SO4分子存在D．稀硫酸和濃硫酸性質完全相同2．向鹽酸中加入濃硫酸時產生白霧，下列敘述不屬于產生該現象的原因的是()A．濃硫酸具有脫水性B．濃硫酸具有吸水性C．鹽酸具有揮發性D．氣體的溶解度隨溫度升高而降低3．我國工業上主要以黃鐵礦為原料來生產硫酸，其工藝流程如圖：下列說法錯誤的是()A．煅燒黃鐵礦發生的反應為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2B．二氧化硫、三氧化硫都是酸性氧化物C．二氧化硫轉化為三氧化硫是不可逆反應D．三氧化硫制硫酸的化學方程式為SO3＋H2O=H2SO44．某同學設想用圖示裝置來驗證濃硫酸的某些性質，其中不能達到實驗目的的是()選項ABCD實驗目的吸水性脫水性稀釋放熱強氧化性實驗裝置5．在實驗探究課上，同學們積極思考，共設計出如圖所示的四種實驗方案用以驗證濃硫酸的吸水性，其中在理論上可行的是()A．①②③④ B．①③④C．①②④ D．②③④6．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，則下列關于該溶液所含離子的推斷正確的是()A．一定含有SOeq\o\al(2－,4)B．含有SOeq\o\al(2－,4)和Ag＋C．可能含有SOeq\o\al(2－,4)、Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)中的一種或兩種D．可能含有SOeq\o\al(2－,3)或COeq\o\al(2－,3)7．為精制食鹽，需除去粗鹽水中的Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)和Mg2＋，下列說法正確的是()A．①②③依次是加入過量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液B．取濾液a，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀產生，則說明SOeq\o\al(2－,4)沒有除盡C．加入稀鹽酸初期，溶液中無明顯現象，后期則會生成無色氣體D．用蒸發結晶法從NaCl溶液中得到氯化鈉固體時，應在溶液蒸干后再停止加熱8．下面表格中的實驗操作、實驗現象和結論均正確且相符的是()選項實驗操作實驗現象結論A將濃硫酸滴到蔗糖表面固體變黑膨脹濃硫酸有脫水性B向某溶液中滴加BaCl2溶液產生白色沉淀溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)C將濃硫酸和銅加熱，冷卻后用水稀釋產生刺激性氣味氣體，溶液呈藍色濃硫酸既表現氧化性，又表現酸性D將足量鋅和濃硫酸共熱，將氣體通入品紅溶液產生刺激性氣味氣體，品紅溶液褪色產生的氣體只有SO29．蔗糖與濃硫酸的炭化實驗會產生大量的有刺激性氣味的氣體，會對環境造成污染。某實驗小組利用如下裝置對該實驗進行改進(夾持裝置略)。回答下列問題：注：硬質玻璃管①、②、③處分別為滴有Na2S溶液的濾紙、滴有品紅溶液的濾紙、滴有酸性KMnO4溶液的濾紙，a和b分別為兩個小氣球。(1)圖中盛裝濃硫酸的儀器名稱為______________。(2)實驗開始后先關閉彈簧夾K，硬質玻璃管中①號濾紙變黃，②號和③號濾紙均褪色，a處氣球變大。硬質玻璃管中的實驗現象說明炭化實驗產生的刺激性氣味氣體是SO2，①、②、③處發生的變化分別說明SO2具有______、________和________(填SO2表現出的性質)。(3)打開彈簧夾K，a處氣球變小，b處氣球變大。使三頸燒瓶內氣體緩慢通過B瓶和C瓶，一段時間之后，發現澄清石灰水變渾濁。為證明有CO2生成，可以在④號位置的濾紙滴加________溶液，該試劑的作用是_____________________________________________。10．實驗室常用下列裝置來進行銅跟濃硫酸反應等一系列實驗。(1)判斷銅跟濃硫酸反應有SO2生成所依據的現象是___________________________________，甲裝置中發生的主要反應的化學方程式是___________________________________________，該反應中若有3.2gCu參加反應，則被還原的H2SO4的物質的量為________mol。(2)在裝置乙的試管口放有一團浸有堿液的棉花，棉花中通常浸有飽和碳酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液，請寫出SO2與NaOH溶液反應的離子方程式：________________________________。(3)欲觀察生成的CuSO4溶液的顏色，應采取的操作是________________________。(4)若銅片還有剩余，硫酸________(填“有”或“沒有”)消耗完畢。其理由是___________________________。【能力提升】1．硫酸是重要的化工原料，工業制硫酸生產流程如圖：eq\x(含硫物質)eq\o(→,\s\up7(空氣),\s\do5(燃燒))eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(催化劑V2O5),\s\do5(高溫400～500℃))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(試劑C))eq\x(H2SO4)下列說法不正確的是()A．含硫物質可以是單質硫，也可以是黃鐵礦(FeS2)B．A到B的反應原理為2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(400～500℃))2SO3C．試劑C可以是純水D．制備過程的化學反應不完全為氧化還原反應2．實驗室為探究鐵與濃硫酸(足量)的反應，并驗證SO2的性質，設計如圖所示裝置進行實驗，下列說法錯誤的是()A．實驗結束后可向裝置A的溶液中滴加KSCN溶液檢驗是否有Fe3＋B．裝置B中酸性KMnO4溶液褪色，裝置C中生成淡黃色沉淀，體現了二氧化硫的還原性C．裝置D中品紅溶液褪色可以驗證SO2的漂白性D．實驗時將導管a插入濃硫酸中，可防止裝置B中的溶液倒吸3．已知NH4CuSO3與足量的1mol·L－1硫酸溶液混合微熱，產生下列現象：①有紅色金屬生成；②有刺激性氣味氣體產生；③溶液呈藍色。據此判斷下列說法合理的是()A．NH4CuSO3中硫元素被氧化了B．刺激性氣味的氣體是二氧化硫或氨氣C．該反應中NH4CuSO3既是氧化劑又是還原劑D．該反應中硫酸既體現酸性又體現氧化性4．為了驗證鐵(一定量)與濃硫酸反應產生的氣體的成分，某小組利用如圖所示裝置(可重復使用)進行實驗(尾氣處理省略)。請回答下列問題：(1)常溫下，鐵遇濃硫酸會鈍化，鈍化屬于________(填“物理”或“化學”)變化。(2