资源简介

(共34张PPT)
第5章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸 硫酸根离子的检验
导入
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。硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志。
一、硫酸的工业制法、物理性质
已知黄铁矿的主要成分为FeS2,根据下面的转化图,你能书写出发生的化学反应方程式吗
点燃
S + O2 SO2或4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
高温
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O H2SO4
一、硫酸的工业制法、物理性质
工业制备硫酸工艺中常用98.3% 浓硫酸而不用水吸收SO3,是因为SO3与 H2O剧烈反应,且放出大量的热,易产生酸雾而影响SO3的吸收。
一、硫酸的工业制法、物理性质
浓硫酸的物理性质：
(1)色态:无色、黏稠的油状液体。
(2)沸点:沸点高,是难挥发酸、高沸点酸。
(3)密度:密度大,是高密度酸。
(4)溶解性:跟水以任意比互溶,且溶解时放出大量热。
一、硫酸的工业制法、物理性质
1.常用的浓硫酸质量分数为98%,密度为1.84g/cm3,物质的量浓度是18.4mol/L。
2.浓硫酸的稀释:酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。
二、硫酸的化学性质
1.硫酸是一种二元强酸,具有酸的通性。稀硫酸溶于水完全电离,其电离方程式为H2SO4 2H+ +SO42-
二、硫酸的化学性质
播放视频“浓硫酸的吸水性”。
二、硫酸的化学性质
观察、记录实验现象,分析得出实验结论。
实验操作 (1)取两培养皿,其中一个加浓 H2SO4; (2)将两烧杯放在热水上,使水蒸气凝 结在烧杯内壁; (3)将烧杯倒扣在培养皿上 取胆矾晶体分别放在两个培养皿中,向其中的一个培养皿中加浓 H2SO4
实验现象
实验结论
实质
装浓 H2SO4 的培养皿中的烧杯内壁变得透明,另一个烧杯无明显变化
加入浓 H2SO4 的培养皿中,胆矾颜色变浅,甚至变为白色
浓 H2SO4 吸收空气中的水蒸气
浓 H2SO4 吸收结晶水,
CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O
浓H2SO4
物理变化
化学变化
二、硫酸的化学性质
浓硫酸有吸水性:浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水。
浓硫酸可作干燥剂,可以干燥哪些气体,不能干燥哪些气体
浓硫酸可以干燥的气体有:酸性气体(如 CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如 O2、N2、CO等)。
浓硫酸不可以干燥的气体有:碱性气体(如NH3等)和某些还原性气体(如 HBr、HI、H2S等)。
二、硫酸的化学性质
从硫酸中硫元素的化合价角度分析硫酸可能具有的化学性质有哪些,如何利用实验进行验证呢
播放视频“浓硫酸与蔗糖的反应”。
二、硫酸的化学性质
实验操作 向烧杯中加入约1/4体积蔗糖,加入少量蒸馏水,加入约15mL浓硫酸,用玻璃棒搅拌均匀,观察现象
实验现象
反应原理
实质
蔗糖由白变黑;蔗糖的体积显著膨胀,呈疏松海绵状;有刺激性气味气体生成;放出大量的热
浓硫酸把有机物中的氢、氧原子按个数比2∶1脱去
浓硫酸具有脱水性:浓硫酸能将能蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。
二、硫酸的化学性质
小试牛刀
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______,说明碳可能和浓硫酸发生了反
应,体现了浓硫酸的_______性。
碳
脱水
气体
SO2
氧化
二、硫酸的化学性质
演示实验:浓硫酸与铜的反应。
实验装置图
实验步骤 (1)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,使铜丝与浓硫酸接触;
(2)加热,将产生的气体通入品红溶液,观察实验现象;
(3)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支试管中,观察溶液的颜色
二、硫酸的化学性质
实验现象
实验结论
化学方程式
(1)铜丝表面变黑,有气泡生成;
(2)品红溶液逐渐变为无色;
(3)试管里的物质慢慢倒入水中,溶液呈蓝色
在加热条件下,Cu与浓硫酸反应生成SO2、CuSO4 和 H2O
二、硫酸的化学性质
在加热条件下,Cu与浓硫酸反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水。在反应中,浓硫酸氧化了铜,自身被还原成二氧化硫。浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂。
在加热时,浓硫酸也能与木炭发生反应,生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式:
二、硫酸的化学性质
浓硫酸具有强氧化性:
二、硫酸的化学性质
小试牛刀
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。随着反应的进行,硫酸浓度降低到一定程度后,与铜不再反应。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。
二、硫酸的化学性质
1.浓硫酸和金属、非金属反应的规律
(1)浓硫酸与金属反应时,既表现出酸性又表现出强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。
(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时,随着反应的进行,浓硫酸浓度减小,一旦变为稀硫酸,就不再与不活泼金属反应。
(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时,开始浓硫酸表现出强氧化性,生成二氧化硫气体;当浓硫酸变为稀硫酸时,则表现出酸性,生成的气体为氢气
二、硫酸的化学性质
2.浓硫酸吸水性、脱水性的区别
性质 吸水性 脱水性
原理
区别
作用对象
变化类型
应用
浓硫酸吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水
浓硫酸把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去
物质中含有 H2O
物质中不含 H2O,只含有氢元素
和氧元素
含有水分子或结晶水的物质
一般为含氢、氧元素的有机物
物理变化、化学变化
化学变化
作干燥剂
三、常见的硫酸盐
阅读教材相关内容,了解常见的硫酸盐。
(1)硫酸钙:石膏(CaSO4·2H2O) 熟石膏(2CaSO4·H2O)
CaSO4 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)硫酸铜:白色粉末CuSO4 结合水变成蓝色晶体CuSO4·5H2O,俗称胆矾。
CuSO4 主要用于检验水的存在,胆矾与石灰乳混合制备波尔多液。
(3)硫酸钡:又称重晶石,不溶于水和酸,且不易被X射线透过。
BaSO4 主要用作消化系统X射线检查的内服药剂,即“钡餐”。
三、常见的硫酸盐
小试牛刀
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________。
③
①
⑤
②
三、常见的硫酸盐
(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
①
④
四、SO42-的的检验
演示实验:SO42- 的检验。
四、SO42-的的检验
溶液中的CO32- 也能与Ba2+ 反应生成白色沉淀,但BaCO3沉淀可以与稀盐酸反应,放出CO2。因此在实验室里,通常将溶液先用稀盐酸酸化,以排除CO32- 等可能造成的干扰,然后加入BaCl2溶液来检验SO42- 的存在。
特别提醒
酸化时,稀盐酸不能改用稀硝酸。
五、SO42-检验的应用———粗盐提纯
粗盐中含有SO42- 、Ca2+ 、Mg2+ 等杂质离子,如何对食盐进行提纯呢
除杂试剂的选择:
杂质离子 加入的试剂 离子方程式
SO42-
Ca2+
Mg2+
氯化钡溶液
碳酸钠溶液
烧碱溶液
Ba2+ +SO42- BaSO4↓
Ca2+ +CO32- CaCO3↓
Mg2+ +2OH- Mg(OH)2↓
五、SO42-检验的应用———粗盐提纯
为了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(SO42- 、Ca2+ 、Mg2+ )可设计哪些方案
五、SO42-检验的应用———粗盐提纯
粗盐提纯过程中,Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入,目的是除去Ca2+ 和过量的Ba2+ ;NaOH 溶液用于除去 Mg2+ ,NaOH 溶液加入的先后没有严格的要求;过滤后再加入过量的稀盐酸,以除去过量的 OH- 、CO32- 。
总结
课堂练习
1.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因都正
确的是 ( )
A.硫铁矿煅烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓 H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收
完全
D
课堂练习
2.下列反应中硫酸只表现出氧化性的是 ( )
A.实验室用浓硫酸干燥氯气、氯化氢等气体
B.将单质碳与浓硫酸混合加热,有刺激性气味的气体产生
C.浓硫酸与铜反应,会生成硫酸铜
D.用浓硫酸在木制品上“烙”字画
B
课堂练习
3.下列关于离子检验的说法中,正确的是 ( )
A.向某溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀
生成,该溶液中一定含有SO42-
B.向某溶液中加入澄清石灰水,溶液变浑浊,则该溶液一定含有CO32-
C.向某溶液中加入 AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定含有Cl-
D.加入稀盐酸后,有气泡产生,则原溶液中一定有CO32-






A
课堂练习
为了除去粗盐中的Ca2+ 、Mg2+ 、SO42- 以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂均过量):
下列叙述正确的是 ( )
A.第 ④ 发生的反应只有 CaCl2 +Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
B.③ 中 的 试 剂 可 以 是 NaOH 溶 液,也 可 以 是KOH 溶液
C.步骤②和④顺序可以颠倒
D.⑤步操作用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗和玻璃棒
D
谢谢！

展开更多......

收起↑