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第2课时　硫酸的工业制备和浓硫酸的性质
[学习目标]　1.通过学习工业制备硫酸的基本原理,能设计工业制备硫酸的方案,能描述工业制备硫酸的流程,能将工业生产与化学学习联系起来,能说明浓硫酸的应用对社会发展的价值、对环境的影响。2.通过对浓硫酸的学习,能描述浓硫酸的物理性质,能掌握浓硫酸的化学性质,能用化学方程式和离子方程式表示浓硫酸的化学性质,能描述实验现象,能认识浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同,能认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
学习任务一　硫酸的工业制备
1.古代制法
加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)制取硫酸。
2.现代工业制备——接触法
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如图所示:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A硫铁矿(或硫黄);B炉渣;C二氧化硫、氧气;D尾气(SO2、O2)。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:
三步骤 三原料 三设备 三反应原理
造气 S或 FeS2 沸腾炉 4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
接触 氧化 O2 接触室 2SO2+O22SO3
SO3 吸收 98.3% 浓硫酸 吸收塔 SO3+H2OH2SO4
硫酸是重要的化工原料。一千多年以前,我国就用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法来制取硫酸。随着生产技术的发展,硫酸的生产工艺几经改进,目前,工业制备硫酸主要采用接触法,以硫铁矿或硫黄为原料制备硫酸。现代工业上制备硫酸的过程如图所示:
探究　现代工业制硫酸流程分析
问题1:原料硫铁矿粉碎的目的是什么
提示:使反应物充分接触,增大接触面积,增大反应速率,使反应物充分反应,提高原料的利用率。
问题2:为什么将矿石从上部投入,空气从下面充入
提示:目的是增大反应物的接触面积,从而增大反应速率。
问题3:从沸腾炉出来的二氧化硫气体为什么需要除尘、净化
提示:从沸腾炉出来的二氧化硫混有杂质,直接通入接触室中会使接触室中的催化剂“中毒”,混有的水蒸气对生产和设备有不良影响,因此炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
问题4:接触室中安装热交换器的目的是什么
提示:利用反应放出的热预热二氧化硫和氧气;同时冷却反应生成的三氧化硫。
问题5:为什么要用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水 浓硫酸为什么从塔顶喷下
提示:防止SO3溶于水放出大量热产生酸雾,降低吸收效率;浓硫酸从塔顶喷下,目的是增大三氧化硫与吸收剂浓硫酸的接触面积,提高吸收效率。
问题6:硫酸厂的尾气里含有大量的二氧化硫气体,如果不加以利用而排出会严重污染空气。工业上是怎么处理的 (用化学方程式表示)
提示:一般用氨水或Na2SO3溶液吸收,用氨水吸收的反应原理为SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3;用Na2SO3溶液吸收的反应原理为Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。
1.工业中提高硫酸的产率的措施
(1)适当增加反应物浓度:燃烧硫铁矿时通入过量的空气使之充分燃烧。
(2)增大接触面积:粉碎硫铁矿,吸收塔中填充瓷环,采取逆流方式。
(3)使用催化剂:接触室中用V2O5作催化剂,增大反应速率。
(4)循环利用反应物:吸收塔上部导出的气体再次通入接触室,进行第二次氧化、再吸收。
2.化学工业制备的要求
(1)原料廉价且稳定,最好能结合本地地理环境的优势资源,以降低运输成本。
(2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应,设计合理的反应装置,对原料进行粉碎等预处理,使得原料尽可能地被富集,保证在反应中能充分接触。
(3)制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热和剩余物尽可能加以循环利用,生成的副产物
较少。
(4)制备过程绿色环保,没有使用或生成对环境有害的物质,若有,须对有害物质进行无害化
处理。
1.接触法制硫酸中没有涉及的设备是(　　)
A.沸腾炉 B.合成塔
C.吸收塔 D.接触室
【答案】 B
【解析】 接触法制硫酸中没有涉及合成塔。
2.硫酸(H2SO4)是一种重要的无机化工原料,工业生产硫酸的主要反应有:
①硫(或硫化物)煅烧得到SO2:S+O2SO2;
②SO2 经催化氧化再得到SO3:2SO2+O22SO3;
③最后用水吸收即得H2SO4:SO3+H2OH2SO4。
上述反应属于氧化还原反应的是(　　)
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】 A
【解析】 ①硫(或硫化物)煅烧得到SO2,硫元素化合价升高,属于氧化还原反应;②SO2经催化氧化再得到SO3,硫元素化合价升高,属于氧化还原反应;③用水吸收即得H2SO4,SO3+H2OH2SO4,反应中元素化合价均不发生变化,不是氧化还原反应。
3.下列关于工业生产硫酸的说法错误的是(　　)
A.用浓硫酸吸收三氧化硫,目的是防止形成酸雾
B.SO2转化成SO3过程中,提供足量的氧气,可实现SO2的完全转化,提高原料利用率
C.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,确保制备过程绿色环保
D.接触法制硫酸分为三个流程:硫黄或硫铁矿→SO2;SO2→SO3;SO3→H2SO4
【答案】 B
【解析】 工业生产硫酸的过程中,在吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫,目的是防止形成酸雾,A正确;SO2转化成SO3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为产物,B错误;硫酸工业的尾气中含有二氧化硫,必须回收、净化处理,确保制备过程绿色环保,C正确;接触法制硫酸分为三个流程,第一步沸腾炉中硫黄或硫铁矿被氧化生成二氧化硫,第二步在接触室中二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,第三步吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫制取硫酸,D正确。
学习任务二　浓硫酸的性质
1.浓硫酸的物理性质
颜色 状态 沸点 挥发性 水溶性
无色 黏稠、 油状液体 高 难挥发 易溶
2.浓硫酸的三大特性
3.浓硫酸、硫酸盐的用途
(1)浓硫酸的用途。
(2)硫酸盐和硫酸盐矿物也是化工生产、药物和颜料制备中的重要原料。
某校学生做了3个浓硫酸的观察实验,请观察实验现象并回答下列问题。
序号 实验操作
实验1
续　表
序号 实验操作
实验2
实验3
探究　浓硫酸的性质
问题1:实验1的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
提示:蓝色晶体变为白色粉末;体现了浓硫酸的吸水性。
问题2:实验2的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
提示:蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体;体现了浓硫酸的脱水性、强氧化性。
问题3:怎么区分浓硫酸的吸水性、脱水性
提示:
两者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
问题4:实验3的现象是怎样的 原理是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
提示:a试管中铜丝表面有气泡产生,b试管中的溶液逐渐变为无色;原理为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。
浓硫酸的强氧化性
浓硫酸具有强氧化性,是因为硫酸分子中+6价的硫具有很强的得电子能力。稀硫酸的氧化性表现在溶液中的H+得电子被还原。因为硫酸分子中+6价硫的氧化性大于H+的,故浓硫酸比稀硫酸氧化性强。
(1)与金属的反应。
①
②较不活泼金属:金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O(体现强氧化性和酸性)。
(2)与非金属反应:与C在加热条件下反应。
(3)与还原性物质反应:浓硫酸能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。
题点　浓硫酸的特性
1.某同学为探究浓硫酸的吸水性,设计了如下实验,理论上能达到实验目的的有(　　)
A.①③ B.②④
C.①③④ D.①②③④
【答案】 D
【解析】 图①袋内的Na2CO3·10H2O晶体的质量逐渐减小;图②袋内的鲜梨块逐渐干瘪;图③小试管底部析出晶体;图④盛水的烧杯内水面逐渐降低。
2.浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,很快又变黑,这是因为浓硫酸具有(　　)
A.酸性和强氧化性
B.酸性和吸水性
C.酸性和脱水性
D.酸性和难挥发性
【答案】 C
【解析】 浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,体现了它的酸性,后变黑是因为纸张被浓硫酸脱水碳化,体现了浓硫酸的脱水性,故C正确。
3.下列关于浓硫酸的说法正确的是(　　)
A.不能用铁制容器盛装冷浓硫酸
B.稀释浓硫酸是将水沿着容器壁慢慢倒入浓硫酸中
C.浓硫酸是一种常用的液体干燥剂,可用于干燥氨气
D.浓硫酸能使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性
【答案】 D
【解析】 在常温下铁单质遇浓硫酸会钝化,可用铁制容器盛装冷浓硫酸,A错误;浓硫酸的稀释过程中需将浓硫酸加入水中,不能将水加入浓硫酸中,否则浓硫酸容易飞溅伤人,B错误;浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体,但是具有酸性,不能干燥碱性气体氨气,C错误;浓硫酸能够将蔗糖中氢、氧元素按照水的组成比脱去,使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,D正确。
[footnoteRef:2]　硫酸是重要的化工产品之一。 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题通过我国古代硫酸制法和现代工业硫酸制法考查对硫酸工业制备的认识,同时考查硫的重要化合物二氧化硫、硫酸的性质。
素养立意:培养科学态度与社会责任、证据推理与模型认知素养。
思路点拨:熟知现代工业制硫酸的流程,熟悉SO2及浓硫酸的性质即可解决本题。]
Ⅰ.硫酸的各种制法。
(1)早在1 000多年前,我国就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。将FeSO4受热产生的气体通入如图装置中,以检验产生的气体中是否含有SO3(已知极易与水发生反应生成硫酸)和SO2。能说明SO2存在的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)目前工业上主要采用接触法制备硫酸,工艺流程如图所示。
请根据以上转化关系填写下列空白。
①以硫黄为原料制备二氧化硫的化学方程式为　 。
②吸收剂b为　　　　　　　　。
③流程中SO3经吸收剂b吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫为+6价),经测定其相对分子质量为178,请推测其可能的化学式为　　　　　　　　。
Ⅱ.硫酸的性质。
(3)如图中甲试管内发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应体现了浓硫酸的性质为　　　　　　　　　　　　。
(4)当铜片与浓硫酸充分反应后,试管内并未出现蓝色溶液,而是看到白色固体,请写出检验白色固体的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)品红溶液褪色
(2)①S+O2SO2　②98.3%的浓硫酸　③H2SO4·SO3(或2SO3·H2O或H2S2O7,答其一即可)
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　酸性和强氧化性
(4)取少量白色固体溶于水,观察到溶液呈蓝色,证明有Cu2+;再滴加适量硝酸酸化的硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,证明有S。综上说明该白色固体为CuSO4
【解析】 (1)SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,故能说明SO2存在的实验现象是装置乙中的品红溶液褪色。
(2)①硫黄在空气中燃烧生成SO2,反应的化学方程式为S+O2SO2。②SO3与H2O反应会放出大量的热,在此过程中会形成酸雾,不利于SO3的吸收,工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,一方面可以增大吸收的速率和效率,另一方面防止形成酸雾,即吸收剂b为98.3%的浓硫酸。③流程中SO3经98.3%的浓硫酸吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫元素为+6价),其相对分子质量为178,结合H2SO4、SO3的相对分子质量依次为98、80,推测该含硫化合物的化学式为H2SO4·SO3或H2S2O7或2SO3·H2O。
(3)加热条件下,Cu能与浓硫酸反应,化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。
(4)浓硫酸中水的含量很少,生成的硫酸铜未溶解,以固体形式存在,故只看到白色固体,要检验白色固体的成分,可以取少量白色固体溶于水,观察到溶液呈蓝色,证明有Cu2+;再滴加适量硝酸酸化的硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,证明有S。综上说明该白色固体为CuSO4。
课时作业
对点训练
知识点一　硫酸的工业制备
1.在硫酸工业的主要设备中(如图),硫元素的价态不发生变化的是(　　)
A.沸腾炉
B.接触室
C.吸收塔
D.三个设备中都有变化
【答案】 C
【解析】 沸腾炉中发生硫铁矿(FeS2)与O2的反应,A不符合题意;接触室中发生SO2的催化氧化反应,B不符合题意;吸收塔中是用98.3%的浓硫酸吸收SO3,没有硫元素化合价的变化,C符合题意,D不符合题意。
2.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两者都正确的是(　　)
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.接触室中SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,使吸收SO3更充分
【答案】 D
【解析】 将硫铁矿粉碎可以增大其与空气的接触面积,使燃烧更快、更充分,并不是因为大块硫铁矿不能燃烧,A错误;从沸腾炉出来的气体除SO2外,还有O2等,B错误;SO2转化为SO3为可逆反应,正、逆反应同时进行,故SO2不可能全部转化为SO3,C错误;SO3转化为H2SO4,若直接用水吸收,会形成大量酸雾,导致SO3吸收不完全,工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂,则不会出现酸雾,吸收SO3更充分,D正确。
3.在硫酸工业生产中,SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法不正确的是(　　)
A.从①处通入SO3,整个吸收操作采取逆流的形式
B.从②处喷下98.3%的浓硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C.从③处导出的气体只含有少量SO2,可直接排入大气
D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸
【答案】 C
【解析】 首先明确该装置(设备)在吸收SO3过程中是采用逆流原理进行吸收的,即98.3%的浓硫酸是从吸收塔顶部喷下,而SO3是从吸收塔底部通入的,这样有利于气、液的充分接触,吸收效果好。从吸收塔上部导出的气体是N2、没有起反应的O2和少量SO2,直接排入大气会污染环境,所以应用吸收剂吸收或循环使用。
4.由SO2和O2制备SO3(熔点16.8 ℃,沸点 44.8 ℃)的模拟装置如图所示(加热和夹持装置省略):
下列说法错误的是(　　)
A.装置①中的试剂为浓硫酸,作干燥剂
B.装置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂
C.实验室可用铜与浓硫酸在加热条件下制取SO2
D.从装置⑤逸出的气体有SO2和O2
【答案】 D
【解析】 装置①中用浓硫酸干燥SO2,A正确;装置③中,铂石棉用作反应的催化剂,B正确;铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,故实验室可通过该反应制取SO2,C正确;碱石灰可以吸收SO2,D错误。
知识点二　浓硫酸的性质
5.下列有关说法正确的是(　　)
A.常温下浓硫酸不能与铁、铝发生反应而使铁、铝等金属钝化
B.用浓硫酸能在白纸上写出黑色文字,这体现了浓硫酸的吸水性
C.浓硫酸中H2SO4主要以分子形式存在
D.稀硫酸和浓硫酸因为均含有硫酸,所以其性质相同
【答案】 C
【解析】 常温下,铁、铝遇浓硫酸会发生钝化,钝化过程属于化学变化,A错误;用浓硫酸能在白纸上写出黑色文字,这体现了浓硫酸的脱水性,是浓硫酸的化学性质,而不是吸水性,B错误;在浓硫酸中H2SO4难电离,主要以分子形式存在,C正确;浓硫酸具有强氧化性、吸水性、脱水性,而稀硫酸不具有上述性质,D错误。
6.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a～d均为浸有相应试液的棉花),下列分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
【答案】 B
【解析】 铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现浓硫酸的酸性,生成SO2体现浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了亚硫酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
7.用如图所示装置进行实验:将①中的浓硫酸滴入②中,下列预测的现象与结论相符的是(　　)
A.若②为浓盐酸:有大量气体产生;说明硫酸的酸性比盐酸的强
B.若②为铜片:有气泡产生,底部生成灰白色固体;说明浓硫酸有强氧化性
C.若②为蓝色硫酸铜晶体:蓝色晶体变为白色粉末;说明浓硫酸有吸水性,发生物理变化
D.若②为蔗糖:白色固体变为黑色海绵状,有气体放出;说明浓硫酸有脱水性、强氧化性
【答案】 D
【解析】 在浓盐酸中加入浓硫酸时,浓硫酸溶解放出大量的热,使氯化氢气体逸出,这一现象与浓硫酸的酸性无关,A错误;铜与浓硫酸的反应需要加热才能进行,无加热条件反应不能发生,B错误;硫酸铜晶体遇浓硫酸,蓝色晶体变为白色粉末,是因为浓硫酸具有吸水性,硫酸铜晶体失去结晶水发生的是化学变化,C错误;蔗糖由白色变黑色,说明浓硫酸具有脱水性,产生有刺激性气味的气体二氧化硫,说明浓硫酸具有强氧化性,D正确。
8.某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,选用了如图所示的实验装置。
A B C D
(1)为验证上述气体,将混合气体依次通过所用仪器,其顺序为混合气体→　　　　→A→　　　　→　　　　(每种仪器只能使用一次)。
(2)A中品红溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)确定有CO2生成的实验现象是 　 。
(4)在不影响实验检验结果的情况下,理论上B中的酸性高锰酸钾溶液还可以用下列哪些试剂代替 　　　　(填序号)。
①饱和NaHCO3溶液　②浓硫酸　③氯水 ④H2S溶液　⑤Na2SO3溶液
【答案】 (1)D　B　C
(2)检验气体中的二氧化硫
(3)B中酸性高锰酸钾溶液未完全褪色,C中澄清石灰水变浑浊
(4)③
【解析】 (1)木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O,用无水硫酸铜检验水蒸气,用品红溶液检验二氧化硫,用澄清石灰水检验二氧化碳,由于二氧化硫与澄清石灰水反应也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,所以正确的顺序为混合气体→D→A→B→C。
(2)二氧化硫能够使品红溶液褪色,所以可以用A中品红溶液检验二氧化硫气体。
(3)由于二氧化硫与澄清石灰水反应也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要先通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,故确定有CO2生成的实验现象为B中酸性高锰酸钾溶液未完全褪色,C中澄清石灰水变浑浊。
(4)由于二氧化硫与澄清石灰水反应也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要除去二氧化硫,B中试剂的作用是吸收二氧化硫,但是不能吸收二氧化碳,也不能生成二氧化碳,同时确保二氧化硫已经完全除去,则可选择的试剂应具有较强的氧化性,且实验过程中要有明显的颜色变化,便于观察现象,所以可以选择氯水,故选③。
综合应用
9.下列关于硫酸性质的描述中,不正确的是(　　)
A.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸也有氧化性
B.由于浓硫酸具有吸水性,故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验
C.稀硫酸与铁、铝反应,浓硫酸在常温下能使铁、铝发生钝化
D.浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成,可能是CuO
【答案】 B
【解析】 浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸中H+具有氧化性,A正确;浓硫酸可将有机物中氢、氧两种元素按水的组成比脱去,使蔗糖变黑而成“黑面包”,体现了浓硫酸的脱水性,B错误;浓硫酸在常温下可将铁、铝氧化,在其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化,C正确;浓硫酸与铜发生反应时,可能生成了黑色的氧化铜,D正确。
10.已知①Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是(　　)
A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,所以硫酸是氧化性酸
B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等,则生成气体的物质的量相等
【答案】 A
【解析】 根据反应的化学方程式可知,浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,但稀硫酸不是氧化性酸,A项错误;过量的Zn在浓硫酸中反应先生成SO2,硫酸变稀后生成H2,B项正确;Zn与稀硫酸反应,被氧化,氧化产物是ZnSO4,C项正确;Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1 mol H2SO4被还原时分别生成1 mol SO2和1 mol H2,D项正确。
11.下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是(　　)
A.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
B.浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性)
C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性)
【答案】 A
【解析】 浓硫酸具有吸水性,可用来作干燥剂,干燥某些气体,故A正确;浓硫酸在加热条件下与铜反应,体现了浓硫酸的氧化性和酸性,故B错误;浓硫酸在纸上书写的字迹变黑,体现了浓硫酸的脱水性,故C错误;空气中敞口久置的浓硫酸质量增大,是因为浓硫酸具有吸水性,故D错误。
12.以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中硫元素为-1价)为原料生产硫酸的工艺流程如图。下列说法错误的是(　　)
A.沸腾炉中每生成2 mol SO2,有11 mol e-发生转移
B.不用水吸收SO3的原因是SO3与H2O化合时放出大量热,易形成酸雾
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.标准状况下,1 mol SO3的体积约为22.4 L
【答案】 D
【解析】 沸腾炉中发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,只有氧元素化合价降低,生成 8 mol 二氧化硫,共转移44 mol电子,则每生成 2 mol SO2,有11 mol e-发生转移,A正确;吸收塔中用 98.3% 的浓硫酸吸收SO3,可避免酸雾形成,B正确;接触室中,SO2、O2没有完全转化为SO3,将排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;标准状况下,SO3是固体,不能用气体摩尔体积来计算体积,则1 mol SO3的体积不是 22.4 L,D错误。
13.工业上制硫酸的主要设备分为三大部分:沸腾炉、接触室、吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成氧化铁和二氧化硫;在接触室内在加热和催化剂作用下二氧化硫与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,三氧化硫与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质,仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验。
(1)根据如图设计,说明该实验的目的:　　　　　　 　　　　　　　　。工业制硫酸中在沸腾炉内发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)甲装置在本实验中的作用是①　　　　　　 　　　　,②　　　　　　　　　　　,
③　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)反应中要求乙装置内氧气的量是二氧化硫的量的2倍,控制这一比例的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。实验时发现,丁装置中先出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置中一直都没有明显现象。据此得出的下列结论中正确的是　　　　(填字母)。
A.浓硫酸不能吸收SO3
B.水与三氧化硫的反应是放热反应
C.浓硫酸吸收SO3的效果比水的好
D.水吸收SO3的效果比浓硫酸的好
(4)上述实验装置有合理之处,也有不合理之处。请就某一方面对该实验装置进行评价:
　 。
【答案】 (1)比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果　4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(2)①干燥二氧化硫和氧气　②使SO2和O2充分混合　③通过观察气泡,调节气体的流速
(3)甲装置中,通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通SO2导管口产生气泡的速率的2倍　BC
(4)缺少尾气吸收装置(合理即可)
【解析】 (1)该实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果;工业制硫酸中沸腾炉内发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。
(2)甲装置的作用是①干燥二氧化硫和氧气,②使二氧化硫和氧气充分混合,③通过观察气泡,调节气体的流速。
(3)甲装置中,通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通二氧化硫导管口产生气泡的速率的 2倍,即可使乙装置内氧气的量是二氧化硫的量的2倍。
14.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。
回答下列问题。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A中仍有气体产生,此时装置B中的现象是　　　　　　　　　　,装置B中应盛放的液体是　　　　(填字母)。
A.水　　　　　　B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水　　　　 D.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积 18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完全,发现圆底烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的H2SO4剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,原因是　　　　　　　　　　　　　。
②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是　　　　(填字母)。
A.铁粉 B.BaCl2溶液
C.银粉 D.NaHCO3溶液
【答案】 (1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)氢氧化钠溶液(合理即可)　吸收多余的SO2,防止污染空气
(3)试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升　D
(4)①反应过程中H2SO4被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应　②AD
【解析】 (1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置,两者反应生成CuSO4、SO2和H2O。
(2)因SO2为大气污染物,需要进行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收SO2。
(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的试剂不能吸收SO2,而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都与SO2反应,故选D。
(4)①铜可与浓硫酸反应,但不与稀硫酸反应。随着反应的进行,H2SO4的浓度逐渐减小,浓硫酸变为稀硫酸时,反应停止,因此铜会剩余。②因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4,要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在,只需证明有H+存在,所以选择的是能与H+反应且有明显现象的铁粉和NaHCO3溶液。第2课时　硫酸的工业制备和浓硫酸的性质
[学习目标]　1.通过学习工业制备硫酸的基本原理,能设计工业制备硫酸的方案,能描述工业制备硫酸的流程,能将工业生产与化学学习联系起来,能说明浓硫酸的应用对社会发展的价值、对环境的影响。2.通过对浓硫酸的学习,能描述浓硫酸的物理性质,能掌握浓硫酸的化学性质,能用化学方程式和离子方程式表示浓硫酸的化学性质,能描述实验现象,能认识浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同,能认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
学习任务一　硫酸的工业制备
1.古代制法
加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)制取硫酸。
2.现代工业制备——接触法
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如图所示:
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A硫铁矿(或硫黄);B炉渣;C二氧化硫、氧气;D尾气(SO2、O2)。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:
三步骤 三原料 三设备 三反应原理
造气 S或 FeS2 沸腾炉 4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3
接触 氧化 O2 接触室 2SO2+O22SO3
SO3 吸收 98.3% 浓硫酸 吸收塔 SO3+H2OH2SO4
硫酸是重要的化工原料。一千多年以前,我国就用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法来制取硫酸。随着生产技术的发展,硫酸的生产工艺几经改进,目前,工业制备硫酸主要采用接触法,以硫铁矿或硫黄为原料制备硫酸。现代工业上制备硫酸的过程如图所示:
探究　现代工业制硫酸流程分析
问题1:原料硫铁矿粉碎的目的是什么
问题2:为什么将矿石从上部投入,空气从下面充入
问题3:从沸腾炉出来的二氧化硫气体为什么需要除尘、净化
问题4:接触室中安装热交换器的目的是什么
问题5:为什么要用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水 浓硫酸为什么从塔顶喷下
问题6:硫酸厂的尾气里含有大量的二氧化硫气体,如果不加以利用而排出会严重污染空气。工业上是怎么处理的 (用化学方程式表示)
1.工业中提高硫酸的产率的措施
(1)适当增加反应物浓度:燃烧硫铁矿时通入过量的空气使之充分燃烧。
(2)增大接触面积:粉碎硫铁矿,吸收塔中填充瓷环,采取逆流方式。
(3)使用催化剂:接触室中用V2O5作催化剂,增大反应速率。
(4)循环利用反应物:吸收塔上部导出的气体再次通入接触室,进行第二次氧化、再吸收。
2.化学工业制备的要求
(1)原料廉价且稳定,最好能结合本地地理环境的优势资源,以降低运输成本。
(2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应,设计合理的反应装置,对原料进行粉碎等预处理,使得原料尽可能地被富集,保证在反应中能充分接触。
(3)制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热和剩余物尽可能加以循环利用,生成的副产物
较少。
(4)制备过程绿色环保,没有使用或生成对环境有害的物质,若有,须对有害物质进行无害化
处理。
1.接触法制硫酸中没有涉及的设备是(　　)
A.沸腾炉 B.合成塔
C.吸收塔 D.接触室
2.硫酸(H2SO4)是一种重要的无机化工原料,工业生产硫酸的主要反应有:
①硫(或硫化物)煅烧得到SO2:S+O2SO2;
②SO2 经催化氧化再得到SO3:2SO2+O22SO3;
③最后用水吸收即得H2SO4:SO3+H2OH2SO4。
上述反应属于氧化还原反应的是(　　)
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
3.下列关于工业生产硫酸的说法错误的是(　　)
A.用浓硫酸吸收三氧化硫,目的是防止形成酸雾
B.SO2转化成SO3过程中,提供足量的氧气,可实现SO2的完全转化,提高原料利用率
C.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,确保制备过程绿色环保
D.接触法制硫酸分为三个流程:硫黄或硫铁矿→SO2;SO2→SO3;SO3→H2SO4
学习任务二　浓硫酸的性质
1.浓硫酸的物理性质
颜色 状态 沸点 挥发性 水溶性
无色 黏稠、 油状液体 高 难挥发 易溶
2.浓硫酸的三大特性
3.浓硫酸、硫酸盐的用途
(1)浓硫酸的用途。
(2)硫酸盐和硫酸盐矿物也是化工生产、药物和颜料制备中的重要原料。
某校学生做了3个浓硫酸的观察实验,请观察实验现象并回答下列问题。
序号 实验操作
实验1
续　表
序号 实验操作
实验2
实验3
探究　浓硫酸的性质
问题1:实验1的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
问题2:实验2的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
问题3:怎么区分浓硫酸的吸水性、脱水性
两者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
问题4:实验3的现象是怎样的 原理是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
浓硫酸的强氧化性
浓硫酸具有强氧化性,是因为硫酸分子中+6价的硫具有很强的得电子能力。稀硫酸的氧化性表现在溶液中的H+得电子被还原。因为硫酸分子中+6价硫的氧化性大于H+的,故浓硫酸比稀硫酸氧化性强。
(1)与金属的反应。
①
②较不活泼金属:金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O(体现强氧化性和酸性)。
(2)与非金属反应:与C在加热条件下反应。
(3)与还原性物质反应:浓硫酸能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。
题点　浓硫酸的特性
1.某同学为探究浓硫酸的吸水性,设计了如下实验,理论上能达到实验目的的有(　　)
A.①③ B.②④
C.①③④ D.①②③④
2.浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,很快又变黑,这是因为浓硫酸具有(　　)
A.酸性和强氧化性
B.酸性和吸水性
C.酸性和脱水性
D.酸性和难挥发性
3.下列关于浓硫酸的说法正确的是(　　)
A.不能用铁制容器盛装冷浓硫酸
B.稀释浓硫酸是将水沿着容器壁慢慢倒入浓硫酸中
C.浓硫酸是一种常用的液体干燥剂,可用于干燥氨气
D.浓硫酸能使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性
[footnoteRef:2]　硫酸是重要的化工产品之一。 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题通过我国古代硫酸制法和现代工业硫酸制法考查对硫酸工业制备的认识,同时考查硫的重要化合物二氧化硫、硫酸的性质。
素养立意:培养科学态度与社会责任、证据推理与模型认知素养。
思路点拨:熟知现代工业制硫酸的流程,熟悉SO2及浓硫酸的性质即可解决本题。]
Ⅰ.硫酸的各种制法。
(1)早在1 000多年前,我国就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。将FeSO4受热产生的气体通入如图装置中,以检验产生的气体中是否含有SO3(已知极易与水发生反应生成硫酸)和SO2。能说明SO2存在的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)目前工业上主要采用接触法制备硫酸,工艺流程如图所示。
请根据以上转化关系填写下列空白。
①以硫黄为原料制备二氧化硫的化学方程式为　 。
②吸收剂b为　　　　　　　　。
③流程中SO3经吸收剂b吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫为+6价),经测定其相对分子质量为178,请推测其可能的化学式为　　　　　　　　。
Ⅱ.硫酸的性质。
(3)如图中甲试管内发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应体现了浓硫酸的性质为　　　　　　　　　　　　。
(4)当铜片与浓硫酸充分反应后,试管内并未出现蓝色溶液,而是看到白色固体,请写出检验白色固体的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)①S+O2SO2　②98.3%的浓硫酸　③H2SO4·SO3(或2SO3·H2O或H2S2O7,答其一即可)
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　酸性和强氧化性
(4)取少量白色固体溶于水,观察到溶液呈蓝色,证明有Cu2+;再滴加适量硝酸酸化的硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,证明有S。综上说明该白色固体为CuSO4
(2)①硫黄在空气中燃烧生成SO2,反应的化学方程式为S+O2SO2。②SO3与H2O反应会放出大量的热,在此过程中会形成酸雾,不利于SO3的吸收,工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,一方面可以增大吸收的速率和效率,另一方面防止形成酸雾,即吸收剂b为98.3%的浓硫酸。③流程中SO3经98.3%的浓硫酸吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫元素为+6价),其相对分子质量为178,结合H2SO4、SO3的相对分子质量依次为98、80,推测该含硫化合物的化学式为H2SO4·SO3或H2S2O7或2SO3·H2O。
(3)加热条件下,Cu能与浓硫酸反应,化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。
(4)浓硫酸中水的含量很少,生成的硫酸铜未溶解,以固体形式存在,故只看到白色固体,要检验白色固体的成分,可以取少量白色固体溶于水,观察到溶液呈蓝色,证明有Cu2+;再滴加适量硝酸酸化的硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,证明有S。综上说明该白色固体为CuSO4。
课时作业
对点训练
知识点一　硫酸的工业制备
1.在硫酸工业的主要设备中(如图),硫元素的价态不发生变化的是(　　)
A.沸腾炉
B.接触室
C.吸收塔
D.三个设备中都有变化
2.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两者都正确的是(　　)
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.接触室中SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,使吸收SO3更充分
3.在硫酸工业生产中,SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法不正确的是(　　)
A.从①处通入SO3,整个吸收操作采取逆流的形式
B.从②处喷下98.3%的浓硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C.从③处导出的气体只含有少量SO2,可直接排入大气
D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸
4.由SO2和O2制备SO3(熔点16.8 ℃,沸点 44.8 ℃)的模拟装置如图所示(加热和夹持装置省略):
下列说法错误的是(　　)
A.装置①中的试剂为浓硫酸,作干燥剂
B.装置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂
C.实验室可用铜与浓硫酸在加热条件下制取SO2
D.从装置⑤逸出的气体有SO2和O2
知识点二　浓硫酸的性质
5.下列有关说法正确的是(　　)
A.常温下浓硫酸不能与铁、铝发生反应而使铁、铝等金属钝化
B.用浓硫酸能在白纸上写出黑色文字,这体现了浓硫酸的吸水性
C.浓硫酸中H2SO4主要以分子形式存在
D.稀硫酸和浓硫酸因为均含有硫酸,所以其性质相同
6.若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图所示的探究实验(a～d均为浸有相应试液的棉花),下列分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
7.用如图所示装置进行实验:将①中的浓硫酸滴入②中,下列预测的现象与结论相符的是(　　)
A.若②为浓盐酸:有大量气体产生;说明硫酸的酸性比盐酸的强
B.若②为铜片:有气泡产生,底部生成灰白色固体;说明浓硫酸有强氧化性
C.若②为蓝色硫酸铜晶体:蓝色晶体变为白色粉末;说明浓硫酸有吸水性,发生物理变化
D.若②为蔗糖:白色固体变为黑色海绵状,有气体放出;说明浓硫酸有脱水性、强氧化性
8.某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,选用了如图所示的实验装置。
A B C D
(1)为验证上述气体,将混合气体依次通过所用仪器,其顺序为混合气体→　　　　→A→　　　　→　　　　(每种仪器只能使用一次)。
(2)A中品红溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)确定有CO2生成的实验现象是 　 。
(4)在不影响实验检验结果的情况下,理论上B中的酸性高锰酸钾溶液还可以用下列哪些试剂代替 　　　　(填序号)。
①饱和NaHCO3溶液　②浓硫酸　③氯水 ④H2S溶液　⑤Na2SO3溶液
(2)检验气体中的二氧化硫
(3)B中酸性高锰酸钾溶液未完全褪色,C中澄清石灰水变浑浊
(4)③
(2)二氧化硫能够使品红溶液褪色,所以可以用A中品红溶液检验二氧化硫气体。
(3)由于二氧化硫与澄清石灰水反应也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要先通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,故确定有CO2生成的实验现象为B中酸性高锰酸钾溶液未完全褪色,C中澄清石灰水变浑浊。
(4)由于二氧化硫与澄清石灰水反应也产生白色沉淀,故检验二氧化碳前需要除去二氧化硫,B中试剂的作用是吸收二氧化硫,但是不能吸收二氧化碳,也不能生成二氧化碳,同时确保二氧化硫已经完全除去,则可选择的试剂应具有较强的氧化性,且实验过程中要有明显的颜色变化,便于观察现象,所以可以选择氯水,故选③。
综合应用
9.下列关于硫酸性质的描述中,不正确的是(　　)
A.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸也有氧化性
B.由于浓硫酸具有吸水性,故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验
C.稀硫酸与铁、铝反应,浓硫酸在常温下能使铁、铝发生钝化
D.浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成,可能是CuO
10.已知①Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是(　　)
A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,所以硫酸是氧化性酸
B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等,则生成气体的物质的量相等
11.下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是(　　)
A.浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)
B.浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性)
C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性)
D.空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性)
12.以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中硫元素为-1价)为原料生产硫酸的工艺流程如图。下列说法错误的是(　　)
A.沸腾炉中每生成2 mol SO2,有11 mol e-发生转移
B.不用水吸收SO3的原因是SO3与H2O化合时放出大量热,易形成酸雾
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.标准状况下,1 mol SO3的体积约为22.4 L
13.工业上制硫酸的主要设备分为三大部分:沸腾炉、接触室、吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应,生成氧化铁和二氧化硫;在接触室内在加热和催化剂作用下二氧化硫与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,三氧化硫与水化合形成硫酸。为研究吸收SO3应选用的物质,仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的实验。
(1)根据如图设计,说明该实验的目的:　　　　　　 　　　　　　　　。工业制硫酸中在沸腾炉内发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)甲装置在本实验中的作用是①　　　　　　 　　　　,②　　　　　　　　　　　,
③　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)反应中要求乙装置内氧气的量是二氧化硫的量的2倍,控制这一比例的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。实验时发现,丁装置中先出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置中一直都没有明显现象。据此得出的下列结论中正确的是　　　　(填字母)。
A.浓硫酸不能吸收SO3
B.水与三氧化硫的反应是放热反应
C.浓硫酸吸收SO3的效果比水的好
D.水吸收SO3的效果比浓硫酸的好
(4)上述实验装置有合理之处,也有不合理之处。请就某一方面对该实验装置进行评价:
　 。
(2)①干燥二氧化硫和氧气　②使SO2和O2充分混合　③通过观察气泡,调节气体的流速
(3)甲装置中,通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通SO2导管口产生气泡的速率的2倍　BC
(4)缺少尾气吸收装置(合理即可)
(2)甲装置的作用是①干燥二氧化硫和氧气,②使二氧化硫和氧气充分混合,③通过观察气泡,调节气体的流速。
(3)甲装置中,通氧气的导管口产生气泡的速率大约是通二氧化硫导管口产生气泡的速率的 2倍,即可使乙装置内氧气的量是二氧化硫的量的2倍。
14.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。
回答下列问题。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A中仍有气体产生,此时装置B中的现象是　　　　　　　　　　,装置B中应盛放的液体是　　　　(填字母)。
A.水　　　　　　B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水　　　　 D.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积 18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完全,发现圆底烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的H2SO4剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,原因是　　　　　　　　　　　　　。
②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是　　　　(填字母)。
A.铁粉 B.BaCl2溶液
C.银粉 D.NaHCO3溶液
(2)氢氧化钠溶液(合理即可)　吸收多余的SO2,防止污染空气
(3)试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升　D
(4)①反应过程中H2SO4被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应　②AD
(2)因SO2为大气污染物,需要进行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收SO2。
(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的试剂不能吸收SO2,而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都与SO2反应,故选D。
(4)①铜可与浓硫酸反应,但不与稀硫酸反应。随着反应的进行,H2SO4的浓度逐渐减小,浓硫酸变为稀硫酸时,反应停止,因此铜会剩余。②因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4,要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在,只需证明有H+存在,所以选择的是能与H+反应且有明显现象的铁粉和NaHCO3溶液。(共52张PPT)
硫与环境保护
专题4　
课程标准要求 学科核心素养
1.了解硫及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响,树立环保意识。 2.了解不同价态含硫物质的转化。 3.了解通过化学反应可以实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 4.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,会配平氧化还原反应。 1.证据推理与模型认知:从物质类别和化合价的角度认识硫、二氧化硫的性质,并观察、解释有关的实验现象。学习氧化还原反应的化学方程式的配平等,培养证据推理与模型认知素养。
2.科学探究与创新意识:通过实验探究不同价态含硫物质的相互转化,培养科学探究与创新意识素养。
3.科学态度与社会责任:通过学习硫及其化合物在生产、生活中的应用,硫及其化合物对环境的影响,酸雨、雾霾及空气质量评价等,培养科学态度与社会责任素养。
第一单元　含硫化合物的性质
第1课时　二氧化硫的性质和应用
1.通过学习硫的知识,知道硫在自然界的存在,了解硫单质的主要性质和用途。2.从物质类别和元素化合价的角度,能列举、描述SO2的重要物理性质,了解SO2的化学性质及用途。
硫的存在及性质
学习任务一
1.存在
(1) 态:存在于火山喷口的岩层中。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中。
2.物理性质
游离
颜色 状态 硬度 密度 溶解性
固体 质脆,易 研成粉末 比水大 溶于水;
溶于CS2
黄色或淡黄色
难
易
3.化学性质
(1)还原性。
SO2
蓝紫色
FeS
Cu2S
生产中常常用熏硫的方法来漂白秸秆制品,可以让草帽变得更漂亮;在节假日时为了烘托气氛,通常燃放烟花爆竹,燃放之后你会闻到什么味道呢
探究　硫的性质及用途
问题1:S与Na2O2在外观上很相似,都是淡黄色固体,如何区分
提示:可用水将两者区分开。
问题2:写出采用加热硫黄的方法熏制秸秆制品和燃放烟花爆竹时产生刺激性气味发生的化学反应。
问题3:硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3吗
提示:Fe与Cl2反应生成高价态化合物FeCl3,Fe与S反应生成低价态化合物FeS,说明氯气的氧化性强于硫的氧化性。
硫单质的易错点分享
1.硫单质与O2反应时所得产物与O2的量的多少无关,硫和O2反应不可能直接生成SO3。
2.由于S的氧化性不强,与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
归纳拓展
1.下列说法正确的是(　　)
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
D
【解析】 硫质脆,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫的化合价降低,表现氧化性,B错误;硫与铁粉和铜粉反应分别生成FeS和Cu2S,C错误;硫单质中S为0价,处于中间价态,在反应中既可以作氧化剂,又可以作还原剂,D正确。
2.中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”的说法,硫黄即硫单质。下列关于硫的说法正确的是(　　)
A.硫只以化合态存在于自然界中
B.过量的硫与铁反应生成Fe2S3
C.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
C
【解析】 硫在自然界中既有游离态又有化合态,故A错误;S具有弱氧化性,与Fe反应只能生成FeS,与量的多少无关,故B错误;试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗,故C正确;硫在过量纯氧中燃烧生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故D错误。
二氧化硫的性质和应用
学习任务二
1.SO2的物理性质
颜色 气味 密度 状态 溶解性
气态
无色
刺激性
易溶于水
2.SO2的化学性质
褪色
3.SO2用途:制硫酸,用作 剂(漂白纸浆及草编织物等)、 添加剂。
4.亚硫酸的性质
亚硫酸是一种弱酸,易分解,有较强的还原性。
漂白
食品
为了研究SO2的性质,某实验小组做了以下四个实验。
探究1　二氧化硫的性质
问题1:实验1、2的现象体现了SO2的什么性质
提示:实验1说明SO2易溶于水;实验2说明SO2的水溶液显酸性。
问题2:实验3、4的现象体现了SO2的什么性质
探究2　二氧化硫的用途与性质的关系
问题3:SO2有毒,食品中能否用SO2 SO2作防腐剂和抗氧化剂体现了SO2的什么性质
提示:在严格控制用量的情况下,SO2可被添加到食品中,如葡萄酒中添加适量的SO2可以起到抑制细菌生长的作用,同时能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然香味;作防腐剂和抗氧化剂,说明SO2具有还原性。
问题4:根据所学知识可以采用什么方法检测漂白方法使用了SO2
提示:SO2漂白后得到的无色物质不稳定,受热分解,恢复原来的颜色。
问题5:Cl2和SO2都能使品红溶液褪色,原理是否相同 SO2能漂白酸碱指示剂吗 若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后漂白能力是否会增强
1.从价、类角度分析SO2性质
(1)从物质分类的角度。
归纳拓展
(2)从元素化合价变化角度。
归纳拓展
2.(1)常见漂白剂的漂白原理比较。
归纳拓展
项目 氧化型 化合型
漂白 原理 漂白剂具有强氧化性,因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色 漂白剂与某些有色物质发生化合反应而使其褪色
漂白 特点 褪色后不会恢复原色 一定条件下发生分解,又恢复原色
变化 类型 化学变化 化学变化
举例 HClO、Na2O2、O3、H2O2等 SO2
应用 范围 适用于几乎所有的有机色质 仅适用于品红溶液、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等
(2)应用举例。
归纳拓展
题点一　二氧化硫的性质和应用
1.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.SO2具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂
B.SO2具有氧化性,可用作纸浆漂白剂
C.SO2是酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收
D.SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B
【解析】 SO2具有还原性,可以用作葡萄酒的抗氧化剂,A不符合题意;SO2能与有色物质反应生成无色物质,体现其漂白性,所以SO2可用作纸浆漂白剂是因为SO2具有漂白性,并不是因为SO2具有氧化性,B符合题意;SO2是酸性氧化物,能与碱反应,因此可用氢氧化钠溶液吸收,C不符合题意;SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,D不符合题意。
2.如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质。下列说法正确的是(　　)
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4 溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH
溶液不反应
D 溴水 溶液褪色 SO2有漂白性
B
【解析】 酸性高锰酸钾溶液能将二氧化硫氧化成硫酸,自身被还原为无色的二价锰离子,体现了二氧化硫的还原性,A错误;SO2使品红溶液褪色是特征反应,两者化合生成不稳定的无色物质,加热后能恢复为原来的红色,体现了二氧化硫的漂白性,B正确;二氧化硫为酸性氧化物,能跟氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,但无明显现象,C错误;二氧化硫能与溴水反应生成HBr和硫酸,体现SO2的还原性,D错误。
3.下列事实各表现了SO2的什么性质 请将对应字母填入每小题后的横线上。
a.易溶于水　b.水溶液呈酸性　c.氧化性 d.还原性　e.漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色:　　　　。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色:　 。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色:　 。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg+SO2 2MgO+S):　　　　。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中,试管内的液面上升:　　　　。
(6)SO2使紫色石蕊溶液变红色:　　　　。
e
b
d
c
a
b
SO2性质的多面性
若将SO2通入下列溶液中,观察到的现象及体现的SO2的性质如下表所示。
题后悟道
溶液 紫色石 蕊溶液 加有酚 酞的氢 氧化钠 溶液 品红 溶液 酸性 KMnO4 溶液、 溴水 氢硫酸
(H2S
溶液)
现象 变红 褪色 褪色 褪色 产生黄
色浑浊
SO2 的性质 溶于水 显酸性 溶于水 显酸性 漂白性 还原性 氧化性
题点二　二氧化碳与二氧化硫的区别
4.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是(　　)
①澄清石灰水　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液 ④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
C
【解析】 ①因SO2和CO2均能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀,则不能鉴别;②只有二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳不反应,可以鉴别;③因二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与酸性高锰酸钾溶液不反应,故能鉴别;④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,观察到氯水颜色变浅或消失,而二氧化碳与氯水不反应,故能鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能,故能鉴别。综上所述,故选C。
5.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,如CO2、SO2都是酸性氧化物,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是(　　)
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.CO2能使澄清石灰水变浑浊,故SO2也可以使澄清石灰水变浑浊
C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色
D.SO2能使溴水褪色,故CO2也能使溴水褪色
B
【解析】 二氧化硫具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应从而使其褪色,但二氧化碳没有还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;二氧化碳与二氧化硫均为酸性氧化物,均可使澄清石灰水变浑浊,B正确;二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,但二氧化碳没有漂白性,不能使品红溶液褪色,C错误;二氧化硫具有还原性,可与溴水发生氧化还原反应,从而使其褪色,但二氧化碳没有还原性,不能与溴水发生反应,不能使其褪色,D错误。
6.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
D
【解析】 A选项检验的是SO2;B选项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;只有D选项,酸性KMnO4溶液与SO2完全反应,气体通过澄清石灰水,若有白色沉淀生成则一定有CO2,若无沉淀生成则无CO2。
题后悟道
SO2和CO2的鉴别方法
方法 试剂 操作 现象与结论
利用SO2 漂白性 品红 溶液 将气体分别通入品红溶液中 使品红溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 还原性 酸性 KMnO4 溶液 将气体分别通入酸性KMnO4溶液中 使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
溴水(或 氯水) 将气体分别通入溴水(或氯水)中 使溴水(或氯水)褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 氧化性 氢硫酸 将气体分别通入氢硫酸中 产生黄色浑浊的是SO2,无变化的是CO2
知识整合
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生反应的化学方程式: 　。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是　　　　　 　　 　　　、
　　　　　　　　 　　　,这些现象分别说明SO2具有的性质是
　　 　和　　　　。
溶液由紫红色变为无色
出现黄色浑浊
还原性
氧化性
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象:
　。
待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,无色溶液恢复红色
【解析】(3)因二氧化硫能使品红溶液褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复红色。
(4)尾气可采用　　　　溶液吸收。
NaOH
【解析】 (4)可以利用氢氧化钠溶液来吸收尾气。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过
溶液。
饱和的碳酸氢钠(或酸性高锰酸钾)
【解析】 (5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过酸性高锰酸钾溶液,亚硫酸的酸性比碳酸的强,也可通过饱和的碳酸氢钠溶液除去。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以实验探究情境考查学生对二氧化硫性质的掌握,以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
素养立意:通过探究实验,培养科学探究与创新意识、证据推理与模型认知素养。
解题路径:
提取关键点 ①探究 SO 的性质;
②酸性高锰酸钾溶液、Na2S溶液;
③SO 与品红溶液作用的可逆性;
④尾气吸收
转化知识点 ①酸性氧化物的性质、氧化性、还原性、漂白性;
②酸性高锰酸钾溶液是常见氧化剂,Na2S溶液是常见还原剂
排除障碍点 SO2气体通入Na2S溶液中反应生成 H S,SO 与H2S反应生成单质硫课程标准要求 学科核心素养
1.了解硫及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响,树立环保意识。 2.了解不同价态含硫物质的转化。 3.了解通过化学反应可以实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 4.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,会配平氧化还原反应。 1.证据推理与模型认知:从物质类别和化合价的角度认识硫、二氧化硫的性质,并观察、解释有关的实验现象。学习氧化还原反应的化学方程式的配平等,培养证据推理与模型认知素养。 2.科学探究与创新意识:通过实验探究不同价态含硫物质的相互转化,培养科学探究与创新意识素养。 3.科学态度与社会责任:通过学习硫及其化合物在生产、生活中的应用,硫及其化合物对环境的影响,酸雨、雾霾及空气质量评价等,培养科学态度与社会责任素养。
第一单元　含硫化合物的性质
第1课时　二氧化硫的性质和应用
[学习目标]　1.通过学习硫的知识,知道硫在自然界的存在,了解硫单质的主要性质和用途。2.从物质类别和元素化合价的角度,能列举、描述SO2的重要物理性质,了解SO2的化学性质及用途。
学习任务一　硫的存在及性质
1.存在
(1)游离态:存在于火山喷口的岩层中。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中。
2.物理性质
颜色 状态 硬度 密度 溶解性
黄色或 淡黄色 固体 质脆,易 研成粉末 比水大 难溶于 水;易溶 于CS2
3.化学性质
(1)还原性。
与O2反应:S+O2SO2。
现象:剧烈燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,有刺激性气味的气体产生。
(2)氧化性。
与H2反应:S+H2H2S。
与Fe反应:S+FeFeS。
与Cu反应:2Cu+SCu2S。
生产中常常用熏硫的方法来漂白秸秆制品,可以让草帽变得更漂亮;在节假日时为了烘托气氛,通常燃放烟花爆竹,燃放之后你会闻到什么味道呢
探究　硫的性质及用途
问题1:S与Na2O2在外观上很相似,都是淡黄色固体,如何区分
问题2:写出采用加热硫黄的方法熏制秸秆制品和燃放烟花爆竹时产生刺激性气味发生的化学反应。
问题3:硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3吗
问题4:已知反应Fe+SFeS,结合Fe与Cl2的反应,思考S和Cl2的氧化性有何差异。
硫单质的易错点分享
1.硫单质与O2反应时所得产物与O2的量的多少无关,硫和O2反应不可能直接生成SO3。
2.由于S的氧化性不强,与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
1.下列说法正确的是(　　)
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
2.中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”的说法,硫黄即硫单质。下列关于硫的说法正确的是(　　)
A.硫只以化合态存在于自然界中
B.过量的硫与铁反应生成Fe2S3
C.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
学习任务二　二氧化硫的性质和应用
1.SO2的物理性质
颜色 气味 密度 状态 溶解性
无色 刺激性 > ρ空气 气态 易溶于水
2.SO2的化学性质
3.SO2用途:制硫酸,用作漂白剂(漂白纸浆及草编织物等)、食品添加剂。
4.亚硫酸的性质
亚硫酸是一种弱酸,易分解,有较强的还原性。
为了研究SO2的性质,某实验小组做了以下四个实验。
项目 实验1 实验2 实验3 实验4
实验 操作
实验 现象 试管中液面上升 pH试纸变红 滴入BaCl2溶液,无明显现象,然后滴入H2O2,出现白色沉淀 振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
结论 SO2易溶于水 SO2水溶液显酸性 SO2被H2O2氧化成S,遇到Ba2+,生成BaSO4沉淀 SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
探究1　二氧化硫的性质
问题1:实验1、2的现象体现了SO2的什么性质
问题2:实验3、4的现象体现了SO2的什么性质
探究2　二氧化硫的用途与性质的关系
问题3:SO2有毒,食品中能否用SO2 SO2作防腐剂和抗氧化剂体现了SO2的什么性质
问题4:根据所学知识可以采用什么方法检测漂白方法使用了SO2
问题5:Cl2和SO2都能使品红溶液褪色,原理是否相同 SO2能漂白酸碱指示剂吗 若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后漂白能力是否会增强
1.从价、类角度分析SO2性质
(1)从物质分类的角度。
(2)从元素化合价变化角度。
2.(1)常见漂白剂的漂白原理比较。
项目 氧化型 化合型
漂白 原理 漂白剂具有强氧化性,因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色 漂白剂与某些有色物质发生化合反应而使其褪色
漂白 特点 褪色后不会恢复原色 一定条件下发生分解,又恢复原色
变化 类型 化学变化 化学变化
举例 HClO、Na2O2、O3、H2O2等 SO2
应用 范围 适用于几乎所有的有机色质 仅适用于品红溶液、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等
(2)应用举例。
题点一　二氧化硫的性质和应用
1.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.SO2具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂
B.SO2具有氧化性,可用作纸浆漂白剂
C.SO2是酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收
D.SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质。下列说法正确的是(　　)
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4 溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH 溶液不反应
D 溴水 溶液褪色 SO2有漂白性
3.下列事实各表现了SO2的什么性质 请将对应字母填入每小题后的横线上。
a.易溶于水　b.水溶液呈酸性　c.氧化性 d.还原性　e.漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色:　　　　。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色:　 。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色:　 。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg+SO22MgO+S):　　　　。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中,试管内的液面上升:　　　　。
(6)SO2使紫色石蕊溶液变红色:　　　　。
SO2性质的多面性
若将SO2通入下列溶液中,观察到的现象及体现的SO2的性质如下表所示。
溶液 紫色石 蕊溶液 加有酚 酞的氢 氧化钠 溶液 品红 溶液 酸性 KMnO4 溶液、 溴水 氢硫酸 (H2S 溶液)
现象 变红 褪色 褪色 褪色 产生黄 色浑浊
SO2 的性质 溶于水 显酸性 溶于水 显酸性 漂白性 还原性 氧化性
题点二　二氧化碳与二氧化硫的区别
4.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是(　　)
①澄清石灰水　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液 ④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
5.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,如CO2、SO2都是酸性氧化物,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是(　　)
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.CO2能使澄清石灰水变浑浊,故SO2也可以使澄清石灰水变浑浊
C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色
D.SO2能使溴水褪色,故CO2也能使溴水褪色
6.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
SO2和CO2的鉴别方法
方法 试剂 操作 现象与结论
利用SO2 漂白性 品红 溶液 将气体分别通入品红溶液中 使品红溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 还原性 酸性 KMnO4 溶液 将气体分别通入酸性KMnO4溶液中 使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
溴水(或 氯水) 将气体分别通入溴水(或氯水)中 使溴水(或氯水)褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 氧化性 氢硫酸 将气体分别通入氢硫酸中 产生黄色浑浊的是SO2,无变化的是CO2
[footnoteRef:2]　某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以实验探究情境考查学生对二氧化硫性质的掌握,以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
素养立意:通过探究实验,培养科学探究与创新意识、证据推理与模型认知素养。
解题路径:
]
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生反应的化学方程式: 　。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是　　　　　　 　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　,这些现象分别说明SO2具有的性质是　　　和　　　　。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象: 　。
(4)尾气可采用　　　　溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过　　　　　　　　溶液。
(2)溶液由紫红色变为无色　出现黄色浑浊　还原性　氧化性
(3)待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,无色溶液恢复红色
(4)NaOH
(5)饱和的碳酸氢钠(或酸性高锰酸钾)
(2)酸性高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,两者发生氧化还原反应,则观察到紫红色逐渐变浅直至完全褪去;足量二氧化硫通入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+4NaHSO3,则观察到出现黄色浑浊,体现了二氧化硫的氧化性。
(3)因二氧化硫能使品红溶液褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复红色。
(4)可以利用氢氧化钠溶液来吸收尾气。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过酸性高锰酸钾溶液,亚硫酸的酸性比碳酸的强,也可通过饱和的碳酸氢钠溶液除去。
课时作业
对点训练
知识点一　硫的存在及性质
1.下列说法正确的是(　　)
A.硫单质与金属铁反应生成硫化亚铁,体现了硫单质的氧化性
B.硫单质在常温下不与任何物质反应
C.硫单质与非金属单质反应只能作还原剂
D.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
2.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是(　　)
①CuS　②FeS　③Al2S3　④Fe2S3　⑤Cu2S　⑥FeCl2
A.②⑤⑥　 B.①④⑥　 C.③④⑤　 D.③④⑥
3.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是(　　)
A.S+O2SO2,O2是氧化剂,S是还原剂
B.S是淡黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O22S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜),而O2与Cu反应生成CuO
4.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫黄,其反应为6NaOH+3S2Na2S+
Na2SO3+3H2O,在此反应中硫表现的性质是(　　)
A.氧化性
B.还原性
C.既有氧化性,又有还原性
D.既无氧化性,也无还原性
知识点二　二氧化硫的性质和应用
5.下列物质既能使石蕊溶液最终变红色,又能使品红溶液变为无色的是(　　)
A.Cl2 B.SO2 C.CO2 D.CO
6.在探究新制SO2水溶液性质的实验中,下列描述不正确的是(　　)
A.SO2水溶液可使紫色石蕊溶液先变红后褪色
B.少量SO2可用于葡萄酒中作抗氧化剂
C.SO2水溶液中通入H2S体,产生淡黄色沉淀
D.SO2水溶液中滴加BaCl2溶液,再滴加过氧化氢溶液,产生白色沉淀
7.如图是某同学设计用于验证SO2性质的微型实验装置。已知:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。则下列有关结论错误的是(　　)
A.棉球a褪色,说明SO2具有漂白性
B.棉球b褪色的原因是SO2可与NaOH溶液反应
C.棉球c褪色,说明SO2具有氧化性
D.可以用氨水或酸性高锰酸钾溶液吸收尾气
8.同学们用如图所示实验探究SO2及其水溶液的性质。下列说法正确的是(　　)
A.①的溶液呈酸性,是由于SO2+H2OH2SO32H++S
B.②中品红溶液褪色,足以证明具有漂白性的是SO2
C.③中溶液恢复红色,一定是H2SO3分解造成的
D.上述实验涉及SO2的溶解性和漂白性
综合应用
9.将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体A,则产生白色沉淀。气体A不可能是(　　)
A.SO3 B.NH3 C.CO2 D.Cl2
10.检验SO2中是否混有少量CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有CO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
11.下列实验报告记录的实验现象正确的是(　　)
选项 现象
a b c d
A. 无色 无色 无明显现象 无色溶液
B. 红色 无色 产生白色沉淀 产生白色沉淀
C. 无色 无色 溶液变无色, 产生白色沉淀 产生白色沉淀
D. 无色 无色 无色溶液 无色溶液
12.下面是四位同学为验证某无色气体氧化物为SO2而进行的实验,其中能够充分说明该气体是SO2的是(　　)
①甲同学将该气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀
②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红
③丙同学将该气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复红色
④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
A.①②③④ B.仅①③④
C.仅③④ D.仅②③④
13.某同学设计了如图装置用于制取SO2和验证SO2的性质。
试回答以下问题。
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为　　 　　　　,其中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)导管①的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,体现出SO2的　　　　性。
(4)装置D中溴水褪色,体现出SO2的　　 　　性。
(5)装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　,发生反应的离子方程式为　
　。
(2)平衡气压,便于浓硫酸顺利滴下
(3)品红溶液褪色　漂白
(4)还原
(5)吸收SO2气体,防止污染空气　2OH-+SO2S)
(2)若没有导管①平衡压强,分液漏斗内液体不能顺利流下,故导管①的作用是平衡气压,便于浓硫酸顺利滴下。
(3)因SO2具有漂白性,装置B中可观察到的现象是品红溶液褪色。
(4)因SO2具有还原性,与Br2发生氧化还原反应而使装置D中溴水褪色。
(5)二氧化硫为污染性气体,不能直接排放到空气中,故装置E的作用是吸收SO2气体,防止污染空气,发生反应的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O或OH-+SO2HS。
14.某化学实验小组的同学为探究与比较SO2和氯水的漂白性,设计了如图所示实验装置:
(1)实验室用装置A制备SO2,某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为操作中存在的问题可能是 　。
(2)实验室可用装置E通过MnO2和浓盐酸反应制备Cl2,若有6 mol HCl参加反应,则转移电子的总数为　　　　(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象分别是B　　　　　　　　　　　　　　,D　　　　　　　　　　　　　　　。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别是B　　　　　　　　,D　　 　　。
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,两者混合后,漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按物质的量之比1∶1同时通入品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析产生该现象的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。
(2)3NA　
(3)品红溶液褪色　品红溶液褪色　褪色的品红溶液又恢复成红色　无明显现象
(4)Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4
(2)MnO2和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,每有 4 mol HCl发生反应,转移电子的物质的量是 2 mol,若有6 mol HCl参加反应,则转移电子的物质的量是 3 mol,转移电子的数目为3NA。
(3)SO2和氯水都有漂白性,都可使品红溶液褪色,但SO2的漂白是化合型漂白,具有可逆性,产生的无色物质不稳定,加热会分解成SO2和原来的物质,因此溶液又变为红色;而氯水中的HClO具有较强的氧化性,可以将品红氧化,产生无色物质,由于分子结构已经发生变化,所以再加热也不能使溶液恢复到原来的红色。
(4)SO2和Cl2按物质的量之比1∶1同时通入品红溶液中,会发生反应Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,生成的HCl和H2SO4都没有漂白性,品红溶液不会褪色。课程标准要求 学科核心素养
1.了解硫及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响,树立环保意识。 2.了解不同价态含硫物质的转化。 3.了解通过化学反应可以实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 4.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,会配平氧化还原反应。 1.证据推理与模型认知:从物质类别和化合价的角度认识硫、二氧化硫的性质,并观察、解释有关的实验现象。学习氧化还原反应的化学方程式的配平等,培养证据推理与模型认知素养。 2.科学探究与创新意识:通过实验探究不同价态含硫物质的相互转化,培养科学探究与创新意识素养。 3.科学态度与社会责任:通过学习硫及其化合物在生产、生活中的应用,硫及其化合物对环境的影响,酸雨、雾霾及空气质量评价等,培养科学态度与社会责任素养。
第一单元　含硫化合物的性质
第1课时　二氧化硫的性质和应用
[学习目标]　1.通过学习硫的知识,知道硫在自然界的存在,了解硫单质的主要性质和用途。2.从物质类别和元素化合价的角度,能列举、描述SO2的重要物理性质,了解SO2的化学性质及用途。
学习任务一　硫的存在及性质
1.存在
(1)游离态:存在于火山喷口的岩层中。
(2)化合态:主要存在于硫化物和硫酸盐中。
2.物理性质
颜色 状态 硬度 密度 溶解性
黄色或 淡黄色 固体 质脆,易 研成粉末 比水大 难溶于 水;易溶 于CS2
3.化学性质
(1)还原性。
与O2反应:S+O2SO2。
现象:剧烈燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,有刺激性气味的气体产生。
(2)氧化性。
与H2反应:S+H2H2S。
与Fe反应:S+FeFeS。
与Cu反应:2Cu+SCu2S。
生产中常常用熏硫的方法来漂白秸秆制品,可以让草帽变得更漂亮;在节假日时为了烘托气氛,通常燃放烟花爆竹,燃放之后你会闻到什么味道呢
探究　硫的性质及用途
问题1:S与Na2O2在外观上很相似,都是淡黄色固体,如何区分
提示:可用水将两者区分开。
问题2:写出采用加热硫黄的方法熏制秸秆制品和燃放烟花爆竹时产生刺激性气味发生的化学反应。
提示:S+O2SO2。
问题3:硫在空气中燃烧的产物是SO2,在纯氧中燃烧的产物是SO3吗
提示:S+O2SO2,产物只有SO2。
问题4:已知反应Fe+SFeS,结合Fe与Cl2的反应,思考S和Cl2的氧化性有何差异。
提示:Fe与Cl2反应生成高价态化合物FeCl3,Fe与S反应生成低价态化合物FeS,说明氯气的氧化性强于硫的氧化性。
硫单质的易错点分享
1.硫单质与O2反应时所得产物与O2的量的多少无关,硫和O2反应不可能直接生成SO3。
2.由于S的氧化性不强,与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
1.下列说法正确的是(　　)
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,硫单质既可作氧化剂又可作还原剂
【答案】 D
【解析】 硫质脆,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,A错误;硫与氢气反应生成硫化氢,其中硫的化合价降低,表现氧化性,B错误;硫与铁粉和铜粉反应分别生成FeS和Cu2S,C错误;硫单质中S为0价,处于中间价态,在反应中既可以作氧化剂,又可以作还原剂,D正确。
2.中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”的说法,硫黄即硫单质。下列关于硫的说法正确的是(　　)
A.硫只以化合态存在于自然界中
B.过量的硫与铁反应生成Fe2S3
C.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
D.硫在过量纯氧中燃烧生成三氧化硫
【答案】 C
【解析】 硫在自然界中既有游离态又有化合态,故A错误;S具有弱氧化性,与Fe反应只能生成FeS,与量的多少无关,故B错误;试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗,故C正确;硫在过量纯氧中燃烧生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故D错误。
学习任务二　二氧化硫的性质和应用
1.SO2的物理性质
颜色 气味 密度 状态 溶解性
无色 刺激性 > ρ空气 气态 易溶于水
2.SO2的化学性质
3.SO2用途:制硫酸,用作漂白剂(漂白纸浆及草编织物等)、食品添加剂。
4.亚硫酸的性质
亚硫酸是一种弱酸,易分解,有较强的还原性。
为了研究SO2的性质,某实验小组做了以下四个实验。
项目 实验1 实验2 实验3 实验4
实验 操作
实验 现象 试管中液面上升 pH试纸变红 滴入BaCl2溶液,无明显现象,然后滴入H2O2,出现白色沉淀 振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
结论 SO2易溶于水 SO2水溶液显酸性 SO2被H2O2氧化成S,遇到Ba2+,生成BaSO4沉淀 SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
探究1　二氧化硫的性质
问题1:实验1、2的现象体现了SO2的什么性质
提示:实验1说明SO2易溶于水;实验2说明SO2的水溶液显酸性。
问题2:实验3、4的现象体现了SO2的什么性质
提示:实验3说明SO2被H2O2氧化成S,SO2具有还原性;实验4说明SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定。
探究2　二氧化硫的用途与性质的关系
问题3:SO2有毒,食品中能否用SO2 SO2作防腐剂和抗氧化剂体现了SO2的什么性质
提示:在严格控制用量的情况下,SO2可被添加到食品中,如葡萄酒中添加适量的SO2可以起到抑制细菌生长的作用,同时能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然香味;作防腐剂和抗氧化剂,说明SO2具有还原性。
问题4:根据所学知识可以采用什么方法检测漂白方法使用了SO2
提示:SO2漂白后得到的无色物质不稳定,受热分解,恢复原来的颜色。
问题5:Cl2和SO2都能使品红溶液褪色,原理是否相同 SO2能漂白酸碱指示剂吗 若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后漂白能力是否会增强
提示:不同,Cl2使品红溶液褪色是因为Cl2与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,可以将有色物质氧化成无色物质,此过程是不可逆的,而SO2使品红溶液褪色的过程是可逆的;SO2不能漂白酸碱指示剂,所以酸碱指示剂遇到SO2只变色不褪色;若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后,在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
1.从价、类角度分析SO2性质
(1)从物质分类的角度。
(2)从元素化合价变化角度。
2.(1)常见漂白剂的漂白原理比较。
项目 氧化型 化合型
漂白 原理 漂白剂具有强氧化性,因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色 漂白剂与某些有色物质发生化合反应而使其褪色
漂白 特点 褪色后不会恢复原色 一定条件下发生分解,又恢复原色
变化 类型 化学变化 化学变化
举例 HClO、Na2O2、O3、H2O2等 SO2
应用 范围 适用于几乎所有的有机色质 仅适用于品红溶液、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等
(2)应用举例。
题点一　二氧化硫的性质和应用
1.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.SO2具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂
B.SO2具有氧化性,可用作纸浆漂白剂
C.SO2是酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收
D.SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】 B
【解析】 SO2具有还原性,可以用作葡萄酒的抗氧化剂,A不符合题意;SO2能与有色物质反应生成无色物质,体现其漂白性,所以SO2可用作纸浆漂白剂是因为SO2具有漂白性,并不是因为SO2具有氧化性,B符合题意;SO2是酸性氧化物,能与碱反应,因此可用氢氧化钠溶液吸收,C不符合题意;SO2具有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,D不符合题意。
2.如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质。下列说法正确的是(　　)
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4 溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH 溶液不反应
D 溴水 溶液褪色 SO2有漂白性
【答案】 B
【解析】 酸性高锰酸钾溶液能将二氧化硫氧化成硫酸,自身被还原为无色的二价锰离子,体现了二氧化硫的还原性,A错误;SO2使品红溶液褪色是特征反应,两者化合生成不稳定的无色物质,加热后能恢复为原来的红色,体现了二氧化硫的漂白性,B正确;二氧化硫为酸性氧化物,能跟氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,但无明显现象,C错误;二氧化硫能与溴水反应生成HBr和硫酸,体现SO2的还原性,D错误。
3.下列事实各表现了SO2的什么性质 请将对应字母填入每小题后的横线上。
a.易溶于水　b.水溶液呈酸性　c.氧化性 d.还原性　e.漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色:　　　　。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色:　 。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色:　 。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg+SO22MgO+S):　　　　。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中,试管内的液面上升:　　　　。
(6)SO2使紫色石蕊溶液变红色:　　　　。
【答案】 (1)e　(2)b　(3)d　(4)c　(5)a　(6)b
SO2性质的多面性
若将SO2通入下列溶液中,观察到的现象及体现的SO2的性质如下表所示。
溶液 紫色石 蕊溶液 加有酚 酞的氢 氧化钠 溶液 品红 溶液 酸性 KMnO4 溶液、 溴水 氢硫酸 (H2S 溶液)
现象 变红 褪色 褪色 褪色 产生黄 色浑浊
SO2 的性质 溶于水 显酸性 溶于水 显酸性 漂白性 还原性 氧化性
题点二　二氧化碳与二氧化硫的区别
4.下列溶液中,能够区分CO2和SO2气体的是(　　)
①澄清石灰水　②氢硫酸　③酸性高锰酸钾溶液 ④氯水　⑤品红溶液
A.①②④ B.②③④
C.除①外 D.全部
【答案】 C
【解析】 ①因SO2和CO2均能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀,则不能鉴别;②只有二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水,二氧化碳不反应,可以鉴别;③因二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与酸性高锰酸钾溶液不反应,故能鉴别;④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,观察到氯水颜色变浅或消失,而二氧化碳与氯水不反应,故能鉴别;⑤因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能,故能鉴别。综上所述,故选C。
5.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,如CO2、SO2都是酸性氧化物,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是(　　)
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.CO2能使澄清石灰水变浑浊,故SO2也可以使澄清石灰水变浑浊
C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色
D.SO2能使溴水褪色,故CO2也能使溴水褪色
【答案】 B
【解析】 二氧化硫具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应从而使其褪色,但二氧化碳没有还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;二氧化碳与二氧化硫均为酸性氧化物,均可使澄清石灰水变浑浊,B正确;二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,但二氧化碳没有漂白性,不能使品红溶液褪色,C错误;二氧化硫具有还原性,可与溴水发生氧化还原反应,从而使其褪色,但二氧化碳没有还原性,不能与溴水发生反应,不能使其褪色,D错误。
6.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
【答案】 D
【解析】 A选项检验的是SO2;B选项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;只有D选项,酸性KMnO4溶液与SO2完全反应,气体通过澄清石灰水,若有白色沉淀生成则一定有CO2,若无沉淀生成则无CO2。
SO2和CO2的鉴别方法
方法 试剂 操作 现象与结论
利用SO2 漂白性 品红 溶液 将气体分别通入品红溶液中 使品红溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 还原性 酸性 KMnO4 溶液 将气体分别通入酸性KMnO4溶液中 使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2,无变化的是CO2
溴水(或 氯水) 将气体分别通入溴水(或氯水)中 使溴水(或氯水)褪色的是SO2,无变化的是CO2
利用SO2 氧化性 氢硫酸 将气体分别通入氢硫酸中 产生黄色浑浊的是SO2,无变化的是CO2
[footnoteRef:2]　某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以实验探究情境考查学生对二氧化硫性质的掌握,以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
素养立意:通过探究实验,培养科学探究与创新意识、证据推理与模型认知素养。
解题路径:
]
(1)用浓硫酸和亚硫酸钠通过装置A制备SO2,写出装置A中发生反应的化学方程式: 　。
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是　　　　　　 　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　,这些现象分别说明SO2具有的性质是　　　和　　　　。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象: 　。
(4)尾气可采用　　　　溶液吸收。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过　　　　　　　　溶液。
【答案】 (1)Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色　出现黄色浑浊　还原性　氧化性
(3)待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,无色溶液恢复红色
(4)NaOH
(5)饱和的碳酸氢钠(或酸性高锰酸钾)
【解析】 (1)亚硫酸钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)酸性高锰酸钾溶液为紫红色,具有氧化性,二氧化硫具有还原性,两者发生氧化还原反应,则观察到紫红色逐渐变浅直至完全褪去;足量二氧化硫通入硫化钠溶液中发生的氧化还原反应为5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+4NaHSO3,则观察到出现黄色浑浊,体现了二氧化硫的氧化性。
(3)因二氧化硫能使品红溶液褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复红色。
(4)可以利用氢氧化钠溶液来吸收尾气。
(5)除去CO2中含有的少量SO2可选择通过酸性高锰酸钾溶液,亚硫酸的酸性比碳酸的强,也可通过饱和的碳酸氢钠溶液除去。
课时作业
对点训练
知识点一　硫的存在及性质
1.下列说法正确的是(　　)
A.硫单质与金属铁反应生成硫化亚铁,体现了硫单质的氧化性
B.硫单质在常温下不与任何物质反应
C.硫单质与非金属单质反应只能作还原剂
D.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
【答案】 A
【解析】 硫单质得电子作氧化剂,将金属铁氧化为+2价,该反应中硫单质体现氧化性,A正确;常温下,硫单质可以和汞等物质反应,B错误;硫单质与氧化性强的非金属单质(如O2)反应时化合价升高,作还原剂,但与氧化性弱的非金属单质(如H2)反应时化合价降低,作氧化剂,C错误;硫单质无论在空气中还是在纯氧中燃烧,都只得到二氧化硫,只不过在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,而在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰,D错误。
2.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是(　　)
①CuS　②FeS　③Al2S3　④Fe2S3　⑤Cu2S　⑥FeCl2
A.②⑤⑥　 B.①④⑥　 C.③④⑤　 D.③④⑥
【答案】 B
【解析】 金属Fe和Cu在加热条件下分别与硫单质反应时,只能生成FeS和Cu2S,而不是Fe2S3和CuS;Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3,而不是FeCl2,故B符合题意。
3.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是(　　)
A.S+O2SO2,O2是氧化剂,S是还原剂
B.S是淡黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O22S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜),而O2与Cu反应生成CuO
【答案】 B
【解析】 A项,S与O2化合时,O2作氧化剂,S作还原剂,说明氧气的氧化性比硫的强;B项,不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系;C项,氢硫酸放置在空气中易变浑浊,是氧气将硫置换出来,说明氧气的氧化性比硫的强;D项,S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu为+1价),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu为+2价),说明氧气的氧化性比硫的强。
4.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫黄,其反应为6NaOH+3S2Na2S+
Na2SO3+3H2O,在此反应中硫表现的性质是(　　)
A.氧化性
B.还原性
C.既有氧化性,又有还原性
D.既无氧化性,也无还原性
【答案】 C
【解析】 在该反应中,一部分硫元素的化合价降低生成了Na2S,表现氧化性,一部分硫元素的化合价升高生成了Na2SO3,表现还原性。
知识点二　二氧化硫的性质和应用
5.下列物质既能使石蕊溶液最终变红色,又能使品红溶液变为无色的是(　　)
A.Cl2 B.SO2 C.CO2 D.CO
【答案】 B
【解析】 氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,溶液显酸性使石蕊溶液变红色,因次氯酸具有漂白性,最终会使石蕊溶液褪色,能使品红溶液变为无色,A错误;SO2溶于水生成亚硫酸,溶液显酸性使石蕊溶液变红色,SO2具有漂白性,能使品红溶液变为无色,B正确;CO2溶于水生成碳酸,能使石蕊溶液变红色,不能使品红溶液变为无色,C错误;CO既不能使石蕊溶液最终变红色,也不能使品红溶液变为无色,D错误。
6.在探究新制SO2水溶液性质的实验中,下列描述不正确的是(　　)
A.SO2水溶液可使紫色石蕊溶液先变红后褪色
B.少量SO2可用于葡萄酒中作抗氧化剂
C.SO2水溶液中通入H2S体,产生淡黄色沉淀
D.SO2水溶液中滴加BaCl2溶液,再滴加过氧化氢溶液,产生白色沉淀
【答案】 A
【解析】 SO2水溶液可使紫色石蕊溶液只变红不褪色,故A不正确。
7.如图是某同学设计用于验证SO2性质的微型实验装置。已知:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。则下列有关结论错误的是(　　)
A.棉球a褪色,说明SO2具有漂白性
B.棉球b褪色的原因是SO2可与NaOH溶液反应
C.棉球c褪色,说明SO2具有氧化性
D.可以用氨水或酸性高锰酸钾溶液吸收尾气
【答案】 C
【解析】 棉球a褪色,说明SO2具有漂白性,A项正确;棉球b褪色的原因是SO2可与NaOH溶液反应,B项正确;I2、SO2、H2O反应生成HI和H2SO4,碘单质被还原,说明SO2具有还原性,C项错误;SO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,SO2是酸性氧化物,可以与氨水反应,D项正确。
8.同学们用如图所示实验探究SO2及其水溶液的性质。下列说法正确的是(　　)
A.①的溶液呈酸性,是由于SO2+H2OH2SO32H++S
B.②中品红溶液褪色,足以证明具有漂白性的是SO2
C.③中溶液恢复红色,一定是H2SO3分解造成的
D.上述实验涉及SO2的溶解性和漂白性
【答案】 D
【解析】 H2SO3是二元弱酸,分步电离且以第一步电离为主,H2SO3H++HS,A项错误;品红溶液褪色,说明溶液中某微粒具有漂白性,这种微粒可能是SO2也可能是H2SO3、HS等,B项错误;溶液恢复红色,可能是H2SO3分解造成的,也可能是不稳定的无色化合物分解造成的,C项错误;实验涉及了SO2的溶解性和漂白性,D项正确。
综合应用
9.将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体A,则产生白色沉淀。气体A不可能是(　　)
A.SO3 B.NH3 C.CO2 D.Cl2
【答案】 C
【解析】 二氧化硫和氯化钡不反应,通入三氧化硫反应生成硫酸钡沉淀,A不符合题意;二氧化硫和NH3、水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,B不符合题意;二氧化硫和氯化钡不反应,通入二氧化碳也不反应,C符合题意;二氧化硫和氯气、水反应生成硫酸和盐酸,硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,D不符合题意。
10.检验SO2中是否混有少量CO2气体,可采用的方法是(　　)
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有CO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体
【答案】 D
【解析】 品红溶液检验的是二氧化硫,故A错误;SO2、CO2通过澄清石灰水都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2,故B错误;SO2和CO2都与NaOH溶液发生反应,故C错误;酸性KMnO4溶液已将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有CO2气体,故D正确。
11.下列实验报告记录的实验现象正确的是(　　)
选项 现象
a b c d
A. 无色 无色 无明显现象 无色溶液
B. 红色 无色 产生白色沉淀 产生白色沉淀
C. 无色 无色 溶液变无色, 产生白色沉淀 产生白色沉淀
D. 无色 无色 无色溶液 无色溶液
【答案】 C
【解析】 a中SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,通入酚酞溶液中无明显现象,b中SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,c中SO2被氯水氧化为S与Ba2+生成硫酸钡白色沉淀,同时因Cl2的消耗,溶液变无色,d中SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3,Na2SO3与BaCl2反应可生成BaSO3白色沉淀,故C符合题意。
12.下面是四位同学为验证某无色气体氧化物为SO2而进行的实验,其中能够充分说明该气体是SO2的是(　　)
①甲同学将该气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀
②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红
③丙同学将该气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热后又恢复红色
④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
A.①②③④ B.仅①③④
C.仅③④ D.仅②③④
【答案】 B
【解析】 ①甲同学将该气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,说明该气体具有还原性,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀(BaSO4),说明该气体为SO2;②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红,只能说明该气体为酸性气体;③能使品红溶液褪色且加热后又恢复红色的气体是SO2;④丁同学将该气体通入溴水中,溴水褪色,说明该气体具有还原性,再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀(BaSO4)生成,说明该气体是SO2。
13.某同学设计了如图装置用于制取SO2和验证SO2的性质。
试回答以下问题。
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为　　 　　　　,其中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)导管①的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)装置B中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,体现出SO2的　　　　性。
(4)装置D中溴水褪色,体现出SO2的　　 　　性。
(5)装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　,发生反应的离子方程式为　
　。
【答案】 (1)分液漏斗　H2SO4(浓)+Na2SO3Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)平衡气压,便于浓硫酸顺利滴下
(3)品红溶液褪色　漂白
(4)还原
(5)吸收SO2气体,防止污染空气　2OH-+SO2S)
【解析】 (1)根据仪器的结构可知,装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗,其中发生的反应为亚硫酸钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为H2SO4(浓)+Na2SO3Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)若没有导管①平衡压强,分液漏斗内液体不能顺利流下,故导管①的作用是平衡气压,便于浓硫酸顺利滴下。
(3)因SO2具有漂白性,装置B中可观察到的现象是品红溶液褪色。
(4)因SO2具有还原性,与Br2发生氧化还原反应而使装置D中溴水褪色。
(5)二氧化硫为污染性气体,不能直接排放到空气中,故装置E的作用是吸收SO2气体,防止污染空气,发生反应的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O或OH-+SO2HS。
14.某化学实验小组的同学为探究与比较SO2和氯水的漂白性,设计了如图所示实验装置:
(1)实验室用装置A制备SO2,某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为操作中存在的问题可能是 　。
(2)实验室可用装置E通过MnO2和浓盐酸反应制备Cl2,若有6 mol HCl参加反应,则转移电子的总数为　　　　(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象分别是B　　　　　　　　　　　　　　,D　　　　　　　　　　　　　　　。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别是B　　　　　　　　,D　　 　　。
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,两者混合后,漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按物质的量之比1∶1同时通入品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析产生该现象的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。
【答案】 (1)分液漏斗的玻璃塞没有取下来(或分液漏斗的玻璃塞的凹槽未与漏斗上口颈部的小孔对齐)
(2)3NA　
(3)品红溶液褪色　品红溶液褪色　褪色的品红溶液又恢复成红色　无明显现象
(4)Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4
【解析】 (1)漏斗中液体未流下,可能是因为分液漏斗的玻璃塞没有取下来或分液漏斗的玻璃塞的凹槽未与漏斗上口颈部的小孔对齐,没有与大气相通。
(2)MnO2和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,每有 4 mol HCl发生反应,转移电子的物质的量是 2 mol,若有6 mol HCl参加反应,则转移电子的物质的量是 3 mol,转移电子的数目为3NA。
(3)SO2和氯水都有漂白性,都可使品红溶液褪色,但SO2的漂白是化合型漂白,具有可逆性,产生的无色物质不稳定,加热会分解成SO2和原来的物质,因此溶液又变为红色;而氯水中的HClO具有较强的氧化性,可以将品红氧化,产生无色物质,由于分子结构已经发生变化,所以再加热也不能使溶液恢复到原来的红色。
(4)SO2和Cl2按物质的量之比1∶1同时通入品红溶液中,会发生反应Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,生成的HCl和H2SO4都没有漂白性,品红溶液不会褪色。(共46张PPT)
第2课时　硫酸的工业制备和浓硫酸的性质
1.通过学习工业制备硫酸的基本原理,能设计工业制备硫酸的方案,能描述工业制备硫酸的流程,能将工业生产与化学学习联系起来,能说明浓硫酸的应用对社会发展的价值、对环境的影响。2.通过对浓硫酸的学习,能描述浓硫酸的物理性质,能掌握浓硫酸的化学性质,能用化学方程式和离子方程式表示浓硫酸的化学性质,能描述实验现象,能认识浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同,能认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
硫酸的工业制备
学习任务一
(1)填写下列各进口或出口物质的名称:
A ;B ;C ;D尾气(SO2、O2)。
1.古代制法
加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)制取硫酸。
2.现代工业制备——接触法
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如图所示:
硫铁矿(或硫黄)
炉渣
二氧化硫、氧气
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:
三步骤 三原料 三设备 三反应原理
造气 S或 FeS2 沸腾炉
接触 氧化 O2 接触室
SO3 吸收 吸收塔
98.3%
浓硫酸
硫酸是重要的化工原料。一千多年以前,我国就用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法来制取硫酸。随着生产技术的发展,硫酸的生产工艺几经改进,目前,工业制备硫酸主要采用接触法,以硫铁矿或硫黄为原料制备硫酸。现代工业上制备硫酸的过程如图所示:
探究　现代工业制硫酸流程分析
问题1:原料硫铁矿粉碎的目的是什么
提示:使反应物充分接触,增大接触面积,增大反应速率,使反应物充分反应,提高原料的利用率。
问题2:为什么将矿石从上部投入,空气从下面充入
提示:目的是增大反应物的接触面积,从而增大反应速率。
问题3:从沸腾炉出来的二氧化硫气体为什么需要除尘、净化
提示:从沸腾炉出来的二氧化硫混有杂质,直接通入接触室中会使接触室中的催化剂“中毒”,混有的水蒸气对生产和设备有不良影响,因此炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
问题4:接触室中安装热交换器的目的是什么
提示:利用反应放出的热预热二氧化硫和氧气;同时冷却反应生成的三氧
化硫。
问题5:为什么要用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水 浓硫酸为什么从塔顶喷下
提示:防止SO3溶于水放出大量热产生酸雾,降低吸收效率;浓硫酸从塔顶喷下,目的是增大三氧化硫与吸收剂浓硫酸的接触面积,提高吸收效率。
问题6:硫酸厂的尾气里含有大量的二氧化硫气体,如果不加以利用而排出会严重污染空气。工业上是怎么处理的 (用化学方程式表示)
1.工业中提高硫酸的产率的措施
(1)适当增加反应物浓度:燃烧硫铁矿时通入过量的空气使之充分燃烧。
(2)增大接触面积:粉碎硫铁矿,吸收塔中填充瓷环,采取逆流方式。
(3)使用催化剂:接触室中用V2O5作催化剂,增大反应速率。
(4)循环利用反应物:吸收塔上部导出的气体再次通入接触室,进行第二次氧化、再吸收。
归纳拓展
2.化学工业制备的要求
(1)原料廉价且稳定,最好能结合本地地理环境的优势资源,以降低运输成本。
(2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应,设计合理的反应装置,对原料进行粉碎等预处理,使得原料尽可能地被富集,保证在反应中能充分接触。
(3)制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热和剩余物尽可能加以循环利用,生成的副产物较少。
(4)制备过程绿色环保,没有使用或生成对环境有害的物质,若有,须对有害物质进行无害化处理。
归纳拓展
1.接触法制硫酸中没有涉及的设备是(　　)
A.沸腾炉 B.合成塔
C.吸收塔 D.接触室
B
【解析】 接触法制硫酸中没有涉及合成塔。
2.硫酸(H2SO4)是一种重要的无机化工原料,工业生产硫酸的主要反应有:
A
3.下列关于工业生产硫酸的说法错误的是(　　)
A.用浓硫酸吸收三氧化硫,目的是防止形成酸雾
B.SO2转化成SO3过程中,提供足量的氧气,可实现SO2的完全转化,提高原料利用率
C.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,确保制备过程绿色环保
D.接触法制硫酸分为三个流程:硫黄或硫铁矿→SO2;SO2→SO3;SO3→H2SO4
B
【解析】 工业生产硫酸的过程中,在吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫,目的是防止形成酸雾,A正确;SO2转化成SO3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为产物,B错误;硫酸工业的尾气中含有二氧化硫,必须回收、净化处理,确保制备过程绿色环保,C正确;接触法制硫酸分为三个流程,第一步沸腾炉中硫黄或硫铁矿被氧化生成二氧化硫,第二步在接触室中二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,第三步吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫制取硫酸,D正确。
浓硫酸的性质
学习任务二
1.浓硫酸的物理性质
颜色 状态 沸点 挥发性 水溶性
无色
黏稠、
油状液体
高
难挥发
易溶
2.浓硫酸的三大特性
干燥剂
常温
铁、铝
钝化
3.浓硫酸、硫酸盐的用途
(1)浓硫酸的用途。
(2)硫酸盐和硫酸盐矿物也是化工生产、药物和颜料制备中的重要原料。
某校学生做了3个浓硫酸的观察实验,请观察实验现象并回答下列问题。
序号 实验操作
实验1
实验2
实验3
探究　浓硫酸的性质
问题1:实验1的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
提示:蓝色晶体变为白色粉末;体现了浓硫酸的吸水性。
问题2:实验2的现象是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
提示:蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体;体现了浓硫酸的脱水性、强氧化性。
问题3:怎么区分浓硫酸的吸水性、脱水性
提示:
两者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
问题4:实验3的现象是怎样的 原理是怎样的 体现了浓硫酸的什么性质
浓硫酸的强氧化性
浓硫酸具有强氧化性,是因为硫酸分子中+6价的硫具有很强的得电子能力。稀硫酸的氧化性表现在溶液中的H+得电子被还原。因为硫酸分子中+6价硫的氧化性大于H+的,故浓硫酸比稀硫酸氧化性强。
归纳拓展
(1)与金属的反应。
①
归纳拓展
(2)与非金属反应:与C在加热条件下反应。
(3)与还原性物质反应:浓硫酸能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。
归纳拓展
题点　浓硫酸的特性
1.某同学为探究浓硫酸的吸水性,设计了如下实验,理论上能达到实验目的的有(　　)
A.①③ B.②④
C.①③④ D.①②③④
D
【解析】 图①袋内的Na2CO3·10H2O晶体的质量逐渐减小;图②袋内的鲜梨块逐渐干瘪;图③小试管底部析出晶体;图④盛水的烧杯内水面逐渐降低。
2.浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,很快又变黑,这是因为浓硫酸具有
(　　)
A.酸性和强氧化性
B.酸性和吸水性
C.酸性和脱水性
D.酸性和难挥发性
C
【解析】 浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,体现了它的酸性,后变黑是因为纸张被浓硫酸脱水碳化,体现了浓硫酸的脱水性,故C正确。
3.下列关于浓硫酸的说法正确的是(　　)
A.不能用铁制容器盛装冷浓硫酸
B.稀释浓硫酸是将水沿着容器壁慢慢倒入浓硫酸中
C.浓硫酸是一种常用的液体干燥剂,可用于干燥氨气
D.浓硫酸能使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性
D
【解析】 在常温下铁单质遇浓硫酸会钝化,可用铁制容器盛装冷浓硫酸,A错误;浓硫酸的稀释过程中需将浓硫酸加入水中,不能将水加入浓硫酸中,否则浓硫酸容易飞溅伤人,B错误;浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体,但是具有酸性,不能干燥碱性气体氨气,C错误;浓硫酸能够将蔗糖中氢、氧元素按照水的组成比脱去,使蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,D正确。
知识整合
硫酸是重要的化工产品之一。
Ⅰ.硫酸的各种制法。
(1)早在1 000多年前,我国就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。将FeSO4受热产生的气体通入如图装置中,以检验产生的气体中是否含有SO3(已知极易与水发生反应生成硫酸)和SO2。能说明SO2存在的实验现象是　　　　　　　　　　。
品红溶液褪色
【解析】 (1)SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,故能说明SO2存在的实验现象是装置乙中的品红溶液褪色。
(2)目前工业上主要采用接触法制备硫酸,工艺流程如图所示。
请根据以上转化关系填写下列空白。
①以硫黄为原料制备二氧化硫的化学方程式为　 。
②吸收剂b为　　　　　　　　。
98.3%的浓硫酸
【解析】 ②SO3与H2O反应会放出大量的热,在此过程中会形成酸雾,不利于SO3的吸收,工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,一方面可以增大吸收的速率和效率,另一方面防止形成酸雾,即吸收剂b为98.3%的浓硫酸。
③流程中SO3经吸收剂b吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫为+6价),经测定其相对分子质量为178,请推测其可能的化学式为
　　 　　　　　　。
【解析】 ③流程中SO3经98.3%的浓硫酸吸收后,溶液中除H2SO4外还存在一种含硫的化合物(硫元素为+6价),其相对分子质量为178,结合H2SO4、SO3的相对分子质量依次为98、80,推测该含硫化合物的化学式为H2SO4·SO3或H2S2O7或2SO3·H2O。
H2SO4·SO3(或2SO3·H2O或H2S2O7,答其一即可)
Ⅱ.硫酸的性质。
(3)如图中甲试管内发生反应的化学方程式为
　　　　　　　　 　　 　,该反应体现了浓硫酸的性质为　　　　　　　　　　　　。
酸性和强氧化性
(4)当铜片与浓硫酸充分反应后,试管内并未出现蓝色溶液,而是看到白色固体,请写出检验白色固体的方法:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
命题解密与解题指导
情境解读:本题通过我国古代硫酸制法和现代工业硫酸制法考查对硫酸工业制备的认识,同时考查硫的重要化合物二氧化硫、硫酸的性质。
素养立意:培养科学态度与社会责任、证据推理与模型认知素养。
思路点拨:熟知现代工业制硫酸的流程,熟悉SO2及浓硫酸的性质即可解决本题。

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