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(共37张PPT)
第一节　　硫及其化合物
第2课时　硫酸　硫酸根离子的检验
第五章　　化工生产中的重要非金属元素
[学习目标]
1.了解硫酸的工业制法及常见的硫酸盐。
2.掌握浓H2SO4的性质及重要实验现象(重点) 。
3.掌握的检验方法(难点) 。
引入新课
古代有关硫酸的制备
《黄帝九鼎神丹经诀》： “炼石胆取精华法” “石胆”即胆矾， “精华”指冷凝所得液体。
《物理小识·金石类》： “青矾厂气薰人，衣服当之易烂，载木不盛”，“青矾”即绿矾，强热绿矾，得红色固体，气体冷凝得“矾油”。古代炼丹士称硫酸为“绿矾油”。
一、硫酸的性质及工业制法
1.硫酸的工业制法
炸药
染料
蓄电池
硫酸是重要的化工原料
化肥、农药
1.硫酸的工业制法
原料
硫黄或黄铁矿
设备
原理
沸腾炉 接触室 吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
4FeS2+11O2 === 2Fe2O3+8SO2
高温
S+O2===SO2
点燃
2SO2+ O2 2SO3
催化剂
△
①制气
②氧化
③吸收
特别提醒：吸收SO3用98.3%浓硫酸而不用水，防止产生酸雾。
空气
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(1)稀硫酸
H2SO4===2H＋＋
酸的通性
使指示剂显色
石蕊试剂变红
与活泼金属反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与碱反应
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
与金属氧化物反应
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
与弱酸盐反应
2H＋＋＋BaCO3===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
实验室常用浓硫酸干燥气体，利用了浓硫酸的什么性质？
少量胆矾中加入约3 mL的浓硫酸，搅拌，根据现象试分析原理？
吸水性
蓝色晶体变白色粉末
浓硫酸具有吸水性
CuSO4 5H2O
CuSO4
化学变化
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
①吸水性
吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用做干燥剂。
思考1
浓硫酸做干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体？
可干燥：酸性气体(CO2、SO2、Cl2等)、中性气体(O2、N2、CO等)；
三大特性：吸水性、脱水性和强氧化性
不可干燥：碱性气体(NH3)、某些还原性气体(HBr、HI、H2S等)。
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
②脱水性
将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的H和O按水的组成比脱去。
现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色固体，并放出有刺激性气味的气体。
C12H22O11
浓硫酸
12C + 11H2O
(蔗糖)
C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O
一、硫酸的性质及工业制法
蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑说明有 生成，体现了浓硫酸的 性；体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有 产生，刺激性气味的气体可能是 ，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的 性。
碳
脱水
大量气体
SO2
强氧化
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
②脱水性
思考2
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
③强氧化性
现象： 、 、 。
铜丝变黑
产生气泡
变为无色
变红
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液_____。
变蓝
作用？
优点？
结论：
2H2SO4 (浓) + Cu === CuSO4+ 2H2O +2SO2↑
△
强氧化剂 还原剂
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
③强氧化性
浓硫酸
与金属反应
大多数金属：
与非金属反应(如C)：
Fe或Al：
常温下钝化(表面形成一层致密的氧化膜)
一般不产生H2
强氧化性、酸性
仅强氧化性
一、硫酸的性质及工业制法
2.硫酸的性质
(2)浓硫酸
③强氧化性
思考3
用足量的铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸在加热条件下反应能否得到1 mol SO2？如果把铜片换为锌片，得到什么气体？请说明理由。
不能。随着反应进行，硫酸浓度降低到一定程度后，与铜不反应。
如果把铜片换为锌片，会得到SO2和H2的混合气体。
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
一、硫酸的性质及工业制法
生石膏
熟石膏
3.常见的硫酸盐
(2)硫酸钡：又称重晶石
不溶于水和酸，且不易被X射线透过，可做内服药剂“钡餐”。
(3)硫酸铜：
CuSO4(白色)＋5H2O===CuSO4·5H2O(胆矾，蓝色)
可检验水的存在，胆矾与石灰乳混合制备波尔多液。
(1)硫酸钙：2(CaSO4·2H2O)===2CaSO4·H2O＋3H2O
　 石膏　　　　　熟石膏
150℃
用于制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率。
一、硫酸的性质及工业制法
应用体验
1.判断正误
(1)50 mL 18.4 mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2的物质的量为0.46 mol(　　)
(2)SO2具有还原性，浓硫酸具有氧化性，因此不能用浓H2SO4干燥SO2(　　)
(3)将少量的铜加入浓硫酸中加热，很快能观察到溶液变为蓝色(　　)
×
×
×
一、硫酸的性质及工业制法
应用体验
2.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。
①强酸性　②强氧化性　③高沸点、难挥发性　④脱水性　⑤吸水性
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____。
(2)用磷矿物(主要成分是磷酸钙)和硫酸反应制磷酸_____。
(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体______。
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸_____。
(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_____。
(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体_____。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑______。
⑤
②
⑤
②
①④
③
①
一、硫酸的性质及工业制法
强酸制弱酸
吸收其中的杂质水蒸气
金属表面形成氧化物薄膜
吸收胆矾晶体中的结晶水
这些气体具有还原性
酸性
氯化氢气体易挥发
脱水性
二、硫酸根离子的检验
问题探究
如何检验某溶液中是否含有？
Ba2++===BaSO4↓
只加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，可否证明含有？
三支试管分别盛有稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，
稀硫酸
Na2SO4溶液
Na2CO3溶液
各滴入几滴BaCl2溶液，
再分别加入少量稀盐酸，振荡。观察现象。
1.实验探究：的检验
实验操作：
实验现象：
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生
离子方程式
Ba2++===BaSO4↓
Ba2++===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋==Ba2＋＋H2O＋CO2↑
二、硫酸根离子的检验
1.实验探究：的检验
实验操作：
检验时，先加入稀盐酸酸化，排除 等造成的干扰。
实验结论：
二、硫酸根离子的检验
2. 的检验操作
不能用稀HNO3酸化，其强氧化性可将氧化成；
不可颠倒，因为Ag＋、、等都与Ba2+产生白色沉淀，必须先用少量稀盐酸酸化。
试剂：
稀盐酸、BaCl2溶液
操作：
先加稀盐酸，若无明显现象再滴加BaCl2溶液
若产生白色沉淀则有存在，否则无存在。
现象结论：
思考1
能否用稀HNO3代替稀盐酸？滴加盐酸和BaCl2溶液的顺序能否颠倒？
二、硫酸根离子的检验
3.硫酸根离子检验的应用——粗盐提纯
如何除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)？填写下表。
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐
CaCl2
MgCl2
氯化钡溶液
碳酸钠溶液
烧碱溶液
Ba2++===BaSO4↓
Ca2++===CaCO3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
是否引入了杂质离子？ 如何除去？ 试设计实验方案。
二、硫酸根离子的检验
思考2
3.硫酸根离子检验的应用——粗盐提纯
将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去，粗盐除去杂质离子(、Ca2＋、Mg2＋)可设计哪些方案？
方案1：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液
方案2：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液
方案3：BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液
→盐酸
过滤
滤渣
滤液
蒸发
结晶
→ NaCl
二、硫酸根离子的检验
1.判断正误
(1)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解，则溶液中一定含有 (　　)
(2)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸，沉淀不溶解，则溶液中一定含有 (　　)
(3)为除去粗盐水中少量的Ca2＋，可向溶液中加入过量的K2CO3溶液，然后过滤(　　)
×
×
×
应用体验
二、硫酸根离子的检验
应用体验
2.某溶液中可能含有 中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀
②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是
√
二、硫酸根离子的检验
根据②可知，原溶液中一定含有
根据③不能确定原溶液中是否有Cl－
随堂检测
1.下列关于工业制备硫酸的叙述中错误的是
A.工业制备硫酸的反应过程中氧化剂都是氧气
B.SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3
C.可以用FeS2、硫黄、金属冶炼废气中的SO2，制备硫酸
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，有利于SO3的吸收
√
2.某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子，除氯化钡溶液外，还需要的溶液是
A.硫酸溶液 B.稀盐酸
C.氢氧化钠溶液 D.硝酸钠溶液
√
本节内容结束
1.硫酸的工业制法
硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。
SO2
SO3
目标一 答案
制备过程中反应的化学方程式如下：
①制气：燃烧硫黄： ，
煅烧黄铁矿： ；
②氧化： ；
③吸收：SO3＋H2O===H2SO4 。
特别提醒　工业制备硫酸工艺中常用98.3%浓硫酸而不用水吸收SO3，因为SO3与H2O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO3的吸收。
目标一 答案
2.硫酸的性质
(1)稀硫酸
硫酸在水里很容易电离出氢离子，具有酸性，能使石蕊溶液变红，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式。
①活泼金属Fe：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
②金属氧化物CuO：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O；
③碱Mg(OH)2：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；
④盐BaCO3：2H＋＋ ＋BaCO3===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑。
目标一 答案
(2)浓硫酸
浓硫酸有三大特性：吸水性、脱水性和强氧化性。
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，故常用做干燥剂。
目标一 答案
浓硫酸做干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体？
提示　浓硫酸做干燥剂，可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)；不可干燥碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。
目标一 答案
思考1
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和氧按水的组成比脱去。
现象：向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色固体，并放出有刺激性气味的气体。
目标一 答案
蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，蔗糖(C12H22O11)变黑说明有 生成，体现了浓硫酸的 性；体积膨胀，呈疏松多孔状，说明有 产生，刺激性气味的气体可能是 ，说明炭可能和浓硫酸发生了反应，体现了浓硫酸的 性。
碳
脱水
大量气体
SO2
强氧化
思考2
目标一 答案
③强氧化性
浓硫酸具有强氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
实验操作
.
实验现象 a试管中铜丝表面变黑，有气泡生成；
b试管中的溶液逐渐变为无色；
冷却后将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈蓝色
实验结论 在加热条件下，Cu与浓硫酸反应，在反应中，浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂
目标一 答案
钝化
致密的氧
化膜
目标一 答案
用足量的铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸在加热条件下反应能否得到1 mol SO2？如果把铜片换为锌片，得到什么气体？请说明理由。
提示　不能。随着反应进行，硫酸浓度降低到一定程度后，与铜不反应。如果把铜片换为锌片，会得到SO2和H2的混合气体，因为浓硫酸和锌反应生成SO2，浓硫酸变成稀硫酸后，锌和稀硫酸反应生成H2。
思考3
目标一 答案
3.常见的硫酸盐
(1)硫酸钙 2(CaSO4·2H2O) 2CaSO4·H2O＋3H2O
　 石膏　　　　　　　 　熟石膏
主要用于制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡
又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过。主要用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”。
(3)硫酸铜
CuSO4(白色)＋5H2O===CuSO4·5H2O(胆矾，蓝色)
主要用于检验水的存在，胆矾与石灰乳混合制备波尔多液。
目标一 答案

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