PAGE1-第2課時硫酸、酸酸根離子的檢驗學習目標核心素養1．結合真實情境中的應用實例或通過試驗探究，了解硫酸的主要性質，相識其在生產中的應用和對生態環境的影響。2．結合真實情境中的應用實例或通過試驗探究，了解硫酸根離子的檢驗方法，相識其在粗鹽提純中的應用。宏觀辨識與微觀探析：能從物質類別和元素化合價的角度，預料硫酸的性質及轉化變更觀念與平衡思想：通過對硫酸的性質的學習及硫酸根離子的檢驗，能相識到稀硫酸具有酸的通性，但是濃硫酸具有三大特性。樹立物質變更的觀點，如濃度不同物質的性質就會發生變更。eq\a\vs4\al(\o(\s\up7(CCZL),\s\do5(0)))eq\a\vs4\al(\o(\s\up7(CCZL),\s\do5(0)))新課情景呈現我國制造硫酸的歷史可以追溯到7世紀，煉丹家曾利用膽礬(CuSO2·5H2O)來制備硫酸。他們首先設法除去膽礬中的水，然后使之分解產生氣體，將產生的氣體溶于水便能制得硫酸。國外早期的煉金士曾用綠礬(FeSO4·7H2O)來制備硫酸。現在工業上如何生產硫酸呢？讓我們走進教材，學習硫酸、硫酸根離子的檢驗。課前素能奠基新知預習一、硫酸1．硫酸的用途與工業制備(1)用途：①重要的化工原料，可用于制__化肥、農藥__、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)工業制備：金屬冶煉產生的尾氣↓硫黃或__黃鐵礦__(FeS2)eq\o(——→,\s\up7(空氣))__SO2__eq\o(——→,\s\up7(空氣))__SO3__eq\o(——→,\s\up7(98.3%的),\s\do5(濃硫酸汲取))H2SO4寫出工業制備硫酸有關反應的化學方程式：①制備SO2：__4FeS2＋11O2eq\o(═══,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2__或S＋O2eq\o(═══,\s\up7(點燃))SO2；②制備SO3：__2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3__；③汲取SO3：__SO3＋H2O=H2SO4__。2．稀硫酸的性質硫酸是強酸，具有酸的通性。寫出下列反應的離子方程式：(1)稀硫酸與活潑金屬反應，如Zn：__Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑__。(2)稀硫酸與金屬氧化物反應，如CuO：__CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O__。(3)稀硫酸與堿反應，如NaOH：__OH－＋H＋=H2O__。(4)稀硫酸與部分鹽反應，如Na2CO3：__COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O__。3．濃硫酸的特性(1)吸水性與脫水性①試驗探究試驗操作試驗現象__蔗糖變黑，體積膨脹，變成疏松多孔的海綿狀的炭，并放出有刺激性氣味的氣體__試驗結論__濃硫酸具有脫水性__②對比吸水性脫水性原理濃硫酸能夠汲取__氣體、液體中的水分子__及固體中的結晶水濃硫酸能把有機物中__氫、氧元素按水的組成比__脫去，剩余黑色的炭區分__物質中含有H2O____物質中不含有H2O，只含有氧元素和氧元素__應用__作干燥劑__(2)強氧化性①試驗探究試驗操作試驗現象a試管中銅絲表面__有氣泡產生__；b試管中的溶液__漸漸變為無色__；c試管中的__紫色石蕊溶液漸漸變為紅色__；將a試管里的溶液漸漸倒入水中，__溶液顯藍色__。試驗結論Cu和濃硫酸反應的化學方程式：__Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O__②強氧化性的表現二、SOeq\o\al(2－,4)的檢驗1．試驗探究試驗操作試驗現象先__生成白色沉淀__，加入鹽酸后__沉淀不溶解__先__生成白色沉淀__，加入鹽酸后__沉淀不溶解__先__生成白色沉淀__，加入鹽酸后__沉淀溶解，且有氣泡產生__試驗結論SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋反應生成不溶于鹽酸的__白色沉淀__，離子方程式：__SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓__COeq\o\al(2－,3)與Ba2＋反應生成白色沉淀BaCO3，可溶于鹽酸2．檢驗SOeq\o\al(2－,4)的正確操作方法：被檢液eq\o(——→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq\o(——→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有無白色沉淀產生(推斷有無SOeq\o\al(2－,4))。先加稀鹽酸的目的是__解除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干擾__。預習自測1．通常狀況下，以下氣體不能用濃硫酸干燥的是(D)A．SO2 B．Cl2C．HCl D．H2S解析：SO2、Cl2和HCl與濃硫酸都不反應，可用濃硫酸干燥，而濃硫酸與H2S發生氧化還原反應，不行用濃硫酸干燥，所以選D。2．下列各物質中，常溫下能持續發生反應，且產生大量氣體的是(D)A．鐵與濃硫酸 B．碳與稀硫酸C．銅與濃硫酸 D．鐵與稀硫酸解析：鐵與濃硫酸常溫下鈍化，反應很快停止，A項錯；碳與稀硫酸不反應，B項錯；銅與濃硫酸加熱條件下反應，C項錯；鐵與稀硫酸反應產生H2，D項正確。3．國家為了規范管理危急品，頒布了《危急品書目》，其中硫酸是危急品，且是三類易制毒。經營硫酸，除了要有危急化學品經營許可證，還要辦理非藥品類易制毒化學品經營備案證明。下列關于硫酸性質的描述中，正確的是(D)A．濃硫酸有氧化性，稀硫酸無氧化性B．由于濃硫酸具有吸水性，故可用來與蔗糖反應做“黑面包”試驗C．稀硫酸與鐵、鋁反應，濃硫酸在常溫下不與鐵、鋁反應D．濃硫酸與Cu的反應中有少量黑色固體生成，可能是CuO解析：在濃硫酸中，硫元素被還原，體現其氧化性，當稀硫酸與金屬反應時，氫被還原，體現其氧化性，A項錯；濃硫酸具有脫水性，能使蔗糖炭化，B項錯；常溫下，濃硫酸與鐵、鋁發生鈍化反應，表面生成致密氧化膜，C項錯；濃硫酸與銅反應時，可能生成黑色的CuO，D項正確。4．某溶液中可能含有的陰離子有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－等。為了檢驗其中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，除BaCl2溶液外，還須要的溶液是(B)A．硫酸 B．鹽酸C．NaOH溶液 D．NaNO3溶液解析：BaCl2溶液與SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)都反應生成白色沉淀，若在溶液中先加足量鹽酸，發生反應COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，既解除了COeq\o\al(2－,3)，又不引入SOeq\o\al(2－,4)，所以選B。5．現在我們炒菜用的精鹽又細又白，你知道精鹽是由粗鹽經過什么樣的程序制得的嗎？粗鹽經溶解、過濾和蒸發后還含有硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質，回答下列問題：(1)粗鹽中的雜質可以用什么試劑除去？(2)上述除雜試劑會不會引入新的雜質？如何除去雜質離子？(3)依據以上分析，寫出粗鹽提純的完整流程。答案：(1)硫酸鹽——BaCl2溶液；CaCl2——Na2CO3溶液；MgCl2——NaOH溶液。(2)引入雜質離子除雜試劑BaCl2溶液Ba2＋Na2CO3溶液Na2CO3溶液COeq\o\al(2－,3)鹽酸NaOH溶液OH－鹽酸(3)eq\x(粗鹽)eq\o(——→,\s\up7(溶解))eq\x(溶液)eq\o(——→,\s\up7(加入BaCl2溶液))eq\o(——→,\s\up7(加入NaOH溶液))eq\o(——→,\s\up7(加入Na2CO3溶液))eq\x(懸濁液)eq\o(——→,\s\up7(過濾))eq\x(濾液)eq\o(——→,\s\up7(加入適量鹽酸))eq\o(——→,\s\up7(蒸發))eq\x(\a\al(純凈的,NaCl晶體))課堂素能探究學問點濃硫酸的強氧化性問題探究1．過量的銅與肯定量的濃硫酸反應時，硫酸能否全部參與反應？提示：不能。Cu是不活潑金屬，只能與濃硫酸反應，與稀硫酸不反應，在過量Cu與肯定量濃硫酸反應時，隨著反應的進行，硫酸的濃度漸漸減小，反應進行到肯定程度時，濃硫酸將變為稀硫酸，反應停止，H2SO4不行能全部參與反應。2．假如用過量的鋅代替銅與肯定量的濃硫酸反應，生成氣體的成分有哪些？提示：鋅首先與濃硫酸發生反應：Zn＋2H2SO4(濃)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，硫酸的濃度降低，鋅還會與稀硫酸進一步反應，Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑，故生成的氣體為SO2和H2的混合氣體。學問歸納總結1．濃硫酸強氧化性的本質濃硫酸具有強氧化性是因為硫酸分子中＋6價的硫元素具有很強的得電子實力。2．濃硫酸強氧化性的體現反應物變更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，反應生成硫酸鹽和SO2強氧化性和酸性鋅等其他活潑金屬與濃硫酸反應時，起先產生SO2，后來產生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還原性物質能將還原性物質(如H2S、HI)氧化，如：H2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O強氧化性3．區分濃硫酸和稀硫酸的方法方法操作結論脫水法用玻璃棒蘸取兩種酸分別涂在紙上變黑者是濃硫酸稀釋法分別加入盛水的試管中放熱者是濃硫酸吸水法分別滴到硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)上藍色晶體變白者是濃硫酸鈍化法常溫下，取已去氧化膜的兩塊鋁片(或鐵片)分別放入盛有濃、稀硫酸的試管中有大量氣泡冒出的是稀硫酸，無明顯現象的是濃硫酸生霧法分別滴到濃鹽酸中有白霧產生的是濃硫酸黏度法分別用玻璃棒蘸取兩種酸黏稠狀的是濃硫酸密度法分別稱量相同體積的兩種酸質量大的是濃硫酸氧化法分別取兩支試管，加入銅片后再分別加入兩種酸，加熱溶液變藍，有刺激性氣味氣體產生的是濃硫酸┃┃典例剖析__■典例1依據如圖所示裝置，回答下列問題。(1)起先加熱后，產生的現象是a處__有氣泡產生，溶液變藍__；b處__紙條褪色__。(2)停止反應后，用酒精燈在b處微微加熱，產生的現象是__紙條由無色復原為紅色__。(3)寫出a處發生反應的化學方程式：__Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是__汲取多余的SO2，以防止污染環境__。(5)試驗中，取肯定質量的銅片和肯定體積18mol·L－1的濃硫酸放在試管中共熱，直到反應完畢，發覺試管中還有銅片剩余，該小組學生依據所學的化學學問認為還有肯定量的硫酸剩余。①有肯定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為緣由是__反應過程中濃硫酸被消耗，漸漸變稀，而銅不和稀硫酸反應__。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__a、d__(填字母)。a．鐵粉 b．BaCl2溶液c．銀粉 d．NaHCO3溶液解析：(1)濃硫酸與銅片反應生成SO2氣體，SO2能使品紅褪色，生成的CuSO4使溶液變藍色。(2)被SO2漂白的品紅紙條加熱時會重新變紅。(4)SO2有毒，不能干脆排放在空氣中，用Na2CO3溶液可以汲取多余的SO2。(5)隨著反應的進行，H2SO4被不斷消耗，且反應生成水，使硫酸的濃度漸漸減小，當變為稀硫酸時，反應將會停止，因為銅與稀硫酸不反應，可向反應結束后的試管中加入鐵粉或NaHCO3溶液，若有氣泡產生則可證明確有余酸。┃┃變式訓練__■1．濃硫酸在下列物質的轉化中，既表現出氧化性，又表現出酸性的是(A)A．Cu→CuSO4B．C→CO2C．蔗糖→“黑面包”D．Fe2O3→Fe2(SO4)3解析：銅與濃硫酸反應生成CuSO4和SO2，濃硫酸表現酸性和氧化性，A項正確；碳和濃硫酸反應生成CO2和SO2，濃硫酸只表現強氧化性，B項錯誤；蔗糖與濃硫酸發生脫水反應，生成碳，碳與濃硫酸反應生成CO2和SO2，濃硫酸表現脫水性和強氧化性，B項錯；氧化鐵與硫酸的反應生成Fe2(SO4)3，表現硫酸的酸性，D項錯。SOeq\o\al(2－,4)的檢驗及粗鹽的提純,學問點問題探究1．向某溶液中只加可溶性鋇鹽，不酸化，產生白色沉淀能否說明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)？提示：不能。若溶液中含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)會與鋇鹽反應產生BaCO3、BaSO3白色沉淀。2．若向待測液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀鹽酸白色沉淀不溶解，能否說明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)？提示：不能。若溶液中含有Ag＋，也會產生同樣的現象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)。3．向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，能否說明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)？(已知：酸性環境中NOeq\o\al(－,3)具有強氧化性)提示：不能。在酸性環境中NOeq\o\al(－,3)具有強氧化性，可將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)。學問歸納總結1．SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(1)檢驗方法：eq\x(試劑)—稀鹽酸和BaCl2溶液↓eq\x(操作)—先加過量稀鹽酸，后加BaCl2溶液↓eq\x(現象)—起先無明顯現象，后來出現白色沉淀↓eq\x(結論)—溶液中含SOeq\o\al(2－,4)(2)原理：①先加稀鹽酸的目的：防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的干擾。②過程中可能發生反應的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓。2．粗鹽的提純(1)除去粗鹽中不溶性雜質——過濾(2)除去粗鹽中可溶性雜質①原理：②加試劑的先后依次原則：Na2CO3溶液加入依次在BaCl2溶液之后；加入鹽酸在過濾之后。通常依次可以為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。┃┃典例剖析__■典例2同學們都喜愛照相，在照相機底片的處理過程中，照相顯影劑(或稱顯影劑)是一種讓感光產生的隱藏影像或印記在底片上顯現的化學用劑。亞硫酸鈉是照相顯影劑中的一種成分。某亞硫酸鈉試劑已部分被氧化，為確定它的純度，要進行如下試驗：eq\x(\a\al(①取樣品W1g；,②將樣品溶解；,③給溶液加入稍過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液；,④過濾、洗滌、干燥沉淀，稱其質量為W2g。))試回答：(1)BaCl2要用鹽酸酸化的緣由是什么？__防止BaSO3沉淀的產生而引起誤差。__(2)BaCl2溶液要稍過量的緣由是什么？__使試樣中的SOeq\o\al(2－,4)完全轉化為BaSO4沉淀。__(3)推斷操作③是否完成的方法是什么？__將混合液靜置，向上層清液中接著滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則操作③完成。__(4)推斷沉淀是否洗凈的方法是什么？__取最終一次洗滌液少許，滴加AgNO3溶液，若無沉淀出現，則已洗凈，反之則未洗凈。__(5)列式計算Na2SO3的純度。__n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝eq\f(W2,233)mol，m(Na2SO3)＝W1g－m(Na2SO4)＝W1g－eq\f(W2g,233)×142，則Na2SO3純度為(1－eq\f(142W2,233W1))×100%。__解析：(1)BaCl2與Na2SO3反應也會生成BaSO3白色沉淀，干擾試驗。(2)加入稍過量的BaCl2目的是使SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀。(3)操作③是為了使SOeq\o\al(2－,4)沉淀完全，只要檢驗溶液中有無SOeq\o\al(2－,4)即可。(4)沉淀可以吸附溶液中的Cl－，若沉淀洗滌干凈，則檢驗不出Cl－。(5)最終沉淀為BaSO4，由硫元素守恒可知n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝eq\f(W2,233)mol，m(Na2SO3)＝W1g－m(Na2SO4)＝W1g－eq\f(W2g,233)×142，則Na2SO3純度為(1－eq\f(142W2,233W1))×100%。┃┃變式訓練__■2．向某溶液中滴入BaCl2溶液，產生白色沉淀，再滴入稀鹽酸，沉淀不溶解，則該溶液中(B)A．