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第一节 硫及其化合物
硫酸
硫酸既是化学实验中的重要试剂，也是重要的化工原料。可用于生产农药、化肥、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。金属冶炼时产生的含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸。
一.硫酸的用途与工业制备
1. 用途:
有人称硫酸是化学工业生产的“发动机”。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。
故素有“化学工业之母”之称。
① 重要的化工原料,可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
② 用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
2. 工业制硫酸
①工业制硫酸的原理示意图
②工业制硫酸的主要设备
③工业制硫酸的主要反应
SO2的制取
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
高温
====
或
S+O2 SO2
点燃
====
SO2氧化成SO3
2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
SO3的吸收和H2SO4的生成
SO3+H2O====H2SO4
特别注意
1.工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收。
2.实验室用硫酸一般用工业制得的浓硫酸进行稀释所得。
浓硫酸 稀硫酸
成分
物理性质
主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋
主要以H＋、SO42-
形式存在，没有H2SO4分子
二. 硫酸的性质
1. 硫酸的组成、物理性质
无色无嗅透明似水的液体
①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体
②沸点高：纯硫酸难挥发，
沸点338℃。(高沸点酸)
③密度大：质量分数为98.3%的硫酸的密度为1.84g/cm3
④易溶于水，能以任意比与水混溶，稀释时放出大量的热
2. 硫酸的化学性质
（1）稀硫酸的化学性质——酸的通性
硫酸在水里很容易电离出H＋，是二元强酸，故具有酸的通性
②与活泼金属反应生成盐和氢气
①使酸碱指示剂变色
使紫色石蕊试液变红
Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
③与金属氧化物反应生成盐和水
Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
④与碱反应生成盐和水
H+ + OH- = H2O
⑤与某些盐反应
CO32- + 2H+ = CO2 ↑ + H2O
如与锌反应
如与氧化铁反应
如与氢氧化钠反应
如与碳酸钠反应
H2SO4 = 2H+ + SO42-
（2）浓硫酸的化学特性——吸水性、脱水性和强氧化性
“三大”特性
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，故常用作干燥剂 。实验室常用浓硫酸来干燥一些不与之反应的气体（如：CO2、SO2、O2、H2、Cl2、HCl等；不能干燥：NH3、H2S、HBr、HI）。故敞口放置的浓硫酸，其质量会增加，浓度会减小。
浓硫酸
实验操作
实验现象 a.蔗糖逐渐变黑;
b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
实验结论 a.浓硫酸具有脱水性; b.浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
1.烧杯壁为什么是热的？
3.为什么体积会膨胀？
4.刺激性气味气体可能含什么？
2.为什么蔗糖会变黑？
浓硫酸吸水放热
蔗糖炭化
有气体生成
SO2、CO2
把少量浓硫酸滴在pH试纸上，有什么现象？
吸水性
脱水性
强氧化性
C12H22O11
浓硫酸
12C+11H2O
蔗糖
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
浓硫酸的吸水性与脱水性的对比
吸水性 脱水性
作用对象 含有水分子或结晶水的物质 一般为含氢、氧元素的有机物,将氢、氧原子按2∶1比例脱去
变化类型 物理变化、化学变化 化学变化
注意:从以上对比可以看出:吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”,若含有“H2O”,则被浓硫酸“占为己有”,体现了浓硫酸的吸水性(有水则吸);若原物质中无“H2O”,只是含有氢原子和氧原子,则“H2O”是通过反应生成的,体现了浓硫酸的脱水性(无水则脱),浓硫酸的脱水性就是其具有强腐蚀性的原因之一。
C和浓硫酸产物检测
说明：应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品红验证二氧化硫，再用高锰酸钾氧化多余的二氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被氧化吸收，最后才验证二氧化碳。
与金属反应
常温时
加热时：浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应。
Fe、Al等少数金属遇浓硫酸发生钝化。
硫 酸
b、与金属反应：
常温下，浓硫酸或浓硝酸与某些金属(如铁、铝)接触时，能使金属表面生成一层致密的氧化物，从而阻止内部的金属继续与浓硫酸反应，这一现象叫钝化现象。
钝化不是不反应，是反应被阻止。
条件：浓硫酸，铁或铝，冷（常温）（化学变化）
实验5-3 在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝和浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里，观察溶液的颜色。
d将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
a试管中铜丝表面逐渐变黑色，有气泡产生
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O

控制反应的发生或停止
吸收多余的SO2，以防止污染环境
【思考与讨论】
Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（1）该方程式中谁是氧化剂，谁是还原剂？
(2) 浓硫酸在这个反应中体现了什么性质？
(3) 实验室用金属和酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸、而不用浓硫酸，这是为什么？
浓硫酸作氧化剂，铜作还原剂
硫酸表现出了强氧化性和酸性
浓硫酸不能得到氢气
Cu + 2H2SO4（浓）==CuSO4 + SO2 + 2H2O

0
+6
+2
+4
+6
失2e-，被氧化
得2e-，被还原
还原剂
氧化剂
注意
1.参加反应的浓硫酸只有1/2被还原；
2.在与铜的反应中，浓硫酸既表现出强氧化性，又表现出酸性。
温馨提示：
①在实验过程中会看到铜表面有黑色物质，那是因为铜先被氧化成氧化铜的缘故。
②在试管c上方放一浸有碱液的棉团是为了防止多余的SO2污染空气。
③当足量的铜与浓硫酸反应时，随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，Cu与稀硫酸不反应，一旦变为稀硫酸，反应就会停止，所以还会有铜和硫酸剩余。
④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。
物 理 性 质 吸水性 常用作 干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥 碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
化 学 性 质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化 强氧 化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
浓硫酸的三大特性
3.硫酸的用途
硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志。
课堂小结
1.稀硫酸的酸性；
2.浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性；
3.浓硫酸和铜、碳反应的条件，以及产物的检测方法；
4.环境保护，发展绿色化学。
三言两语话重点
1.熟记浓硫酸三个特性:浓硫酸具有强氧化性、吸水性、脱水性。
2.注意浓硫酸的三个易错点
(1)钝化是化学变化。
(2)浓硫酸不能干燥NH3、H2S等气体。
(3)浓硫酸变成稀硫酸,性质发生改变。
3.牢记两个重点化学方程式
(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
1．判断正误(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
(1)稀H2SO4和Fe反应的离子方程式为：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ (　　)
(2)冷的浓H2SO4使铁、铝钝化属于物理变化 (　　)
(3)铜和浓H2SO4反应中浓H2SO4既体现了氧化性，又体现了酸性 (　　)
(4)稀硫酸没有氧化性，一般不能发生氧化还原反应。 (　　)
(5)可以用稀硫酸洗涤金属表面的氧化物(　　)
(6)浓硫酸有脱水性，因此可以用于干燥H2、CO2等气体(　　)
(7)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱水性(　　)
(8)金属铜在常温下放入浓硫酸无现象，是浓硫酸把铜钝化了(　　)
(9)100 mL 18.0 mol·L－1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2的分子数目为0.9NA(　　)
(10)浓硫酸有强烈的吸水性，因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体(　　)
(11)蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性(　　)
(12)常温下，浓硫酸与铁、铝不反应（ ）
×
×
×
×
×
×
×
×
×
√　
√　
√　
2、浓硫酸具有A.强酸性，B.强氧化性，C.高沸点、难挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的字母分别填入括号中。
(1) 用NaCl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Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸(　　)
(3)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2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HBr、HI和H2S等气体(　　)
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑(　　)
C
A
E
B
E
B
AD
3．5 mL物质的量浓度为18 mol·L－1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是(　　)
A.有0.09 mol的硫酸被还原
B.有0.045 mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系中无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
D
解析：浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，硫酸逐渐被消耗，其浓度逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题n(H2SO4)＝0.005 L×18 mol·L－1＝0.09 mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)＜0.09 mol，被还原的硫酸小于0.045 mol，参加反应的铜小于2.88 g。
4．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)
A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气、氯气等气体
D.浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现
解析：浓硫酸使蔗糖脱水炭化,具有脱水性，A错误；浓硫酸与Cu在加热条件下才能反应，B错误；浓硫酸是酸性干燥剂，会与NH3反应，因此浓硫酸不能干燥NH3，C错误；浓硫酸将有机物中的氢氧元素按水的组成脱去，生成炭，同时放出热量，与木炭发生反应生成二氧化碳和二氧化硫，体现了浓硫酸的强氧化性，D正确。
D
解析：　浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A项错误；
浓硫酸将蔗糖中的H、O元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B项正确；
浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C项错误；
浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D项错误。
5.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫
B
6.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是
A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化
C.红热木炭 D.氧化铝
解析：　浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。
C

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