人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素第一节第2课时硫酸、硫酸根离子的检验课件

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人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素第一节第2课时硫酸、硫酸根离子的检验课件

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(共55张PPT)
一、硫酸的工业制法
二、浓硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
(1)纯净的硫酸为无色黏稠状液体,熔、沸点___,难挥发,易溶于水,溶于水时放出大量的热,有较强的腐蚀性。
(2)稀释浓硫酸的实验操作:将________沿容器壁(或玻璃棒)缓慢注入___中,并用玻璃棒不断搅拌。

浓硫酸

2.浓硫酸的三大特性
(1)吸水性
实验操作
实验现象 蓝色的硫酸铜晶体变为__色的无水硫酸铜粉末
实验结论 浓硫酸具有____性
①浓硫酸能吸收物质(气体、结晶水合物等)中的水分,利用此性质可用浓硫酸作_____剂。
②不能用浓硫酸干燥的气体
碱性气体(如NH3)、强还原性气体:如H2S、HI等。

吸水
干燥
(2)脱水性
①浓硫酸能将蔗糖、纸张、木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去,该过程又称为“炭化”。
②实验探究
实验操作
实验现象 蔗糖变黑,体积膨胀,变成多孔的海绵状的炭,并放出刺激性气味的气体
实验结论 浓硫酸具有____性
脱水
(3)强氧化性
①实验探究:与金属单质反应(与铜的反应)
有气泡产生
逐渐变为无色

[实验要点]
a.通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止。
b.铜丝绕成螺旋状的目的是增大接触面积,提高铜与浓硫酸的反应速率。
c.浸有NaOH溶液的棉团可以吸收多余的SO2,防止污染环境。
d.Cu与浓硫酸的反应,体现了浓硫酸的强氧化性和酸性。
[自我思考]
1.工业制硫酸工艺中常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3的原因是什么?
提示 SO3与水剧烈反应放出大量的热,易形成硫酸的酸雾,影响SO3的吸收,且酸雾会腐蚀钢铁管道。
2.铁罐车或铝槽车为什么可以运输冷的浓硫酸?
提示 常温下,Fe、Al遇浓硫酸发生“钝化”,表面会生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了酸与内部金属的进一步反应,故可以用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸。
[正误判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)SO2具有还原性,因此SO2不能用浓硫酸干燥( )
(2)将浓硫酸滴到蓝矾上,蓝色晶体变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性( )
(3)金属铜在常温下放入浓硫酸中无现象,是浓硫酸把铜“钝化”了( )
(4)用蔗糖和浓硫酸所做的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性( )
×
×
×

1.(2024·邯郸高一检测)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。

下列关于该过程的分析不正确的是(  )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学变化
C
2.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应,下列实验不合理的是(  )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
解析 上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2有毒,要用NaOH溶液吸收处理,C项正确;反应液中H2SO4的浓度较高,不能向①中加水,应将①中溶液沿器壁慢慢加入水中,D项错误。
D
解析 金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓H2SO4反应时,浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性;非金属与浓H2SO4反应时,浓H2SO4只表现强氧化性。
B
[名师点睛]
浓硫酸的酸性、强氧化性的判断方法
(1)若反应产物中生成硫酸盐,则“浓硫酸―→硫酸盐”变化过程中硫元素化合价未变化,体现了浓硫酸的酸性。
(2)若反应产物中生成低价态硫的化合物或硫单质,则该变化过程中硫元素化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性。
一、几种常见的硫酸盐
名称 化学式 俗名 性质 用途
硫酸钙 ______________ 石膏 石膏加热(150 ℃)变成熟石膏(2CaSO4·H2O)、熟石膏与水混合,重新变成石膏 (1)模型、石膏绷带;
(2)调节水泥硬化速率
硫酸钡 _______ 重晶石 不溶于水和酸,不容易被X射线透过 消化系统X射线检查的内服药剂——“钡餐”
硫酸铜 CuSO4·5H2O ____或蓝矾 无水CuSO4是白色粉末,结合水后变成蓝色晶体 (1)检验酒精中是否含水;
(2)配制农药——波尔多液
CaSO4·2H2O
BaSO4
胆矾
二、硫酸根离子的检验
1.实验探究
不溶解
溶解
(2)注意事项:除杂过程中为了将杂质离子完全除去,应加入稍过量的试剂,而过量的试剂(引入的杂质离子)需再除去。
BaCl2
Na2CO3
NaOH
提示 不能。溶液中存在Ag+时也会产生同样的实验现象。
×
(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( )
×
×
1.许多化学物质在日常生活中有俗名,下列物质与化学式对应正确的是(  )
A.石膏—2CaSO4·H2O B.钡餐—BaCO3
C.胆矾—CuSO4 D.明矾—KAl(SO4)2·12H2O
解析 石膏的化学式为CaSO4·2H2O,A错误;钡餐的化学式为BaSO4,B错误;胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,C错误;明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,D正确。
D
C
3.为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序(  )
①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液
A.④②⑤ B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.①④②⑤③
解析 除去MgCl2选用NaOH溶液,加过量的BaCl2溶液除去Na2SO4以后,过量的BaCl2将和CaCl2一起用Na2CO3溶液除去,过量的NaOH和Na2CO3通过加适量的盐酸除去。因此,操作⑤必须在操作④之前,过滤操作在加入适量盐酸之前进行。
C
[名师点睛]
1.下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法正确的是(  )
A.浓硫酸、稀硫酸都难挥发
B.浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌,反应的化学方程式相同
C.浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应
D.浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存
解析 选项B,浓硫酸与锌反应生成二氧化硫,稀硫酸与锌反应生成氢气;选项C,稀硫酸与铜在加热条件下不反应;选项D,常温下稀硫酸能与铁反应,所以不能用铁制容器贮存稀硫酸。
A
D
D
A
5.在下列用途或反应中,硫酸表现出的性质为A.强酸性;B.吸水性;C.脱水性;D.强氧化性。试用字母填出下列反应中硫酸所表现出来的性质:
(1)实验室制取氢气    。
(2)工业上用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸    。
(3)浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白    。
(4)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后变黑    。
A
D
B
AC
解析 (1)在实验室中一般使用稀硫酸与比较活泼的金属如Zn、Fe发生置换反应来制取氢气,在制取氢气的反应中硫酸表现了其强酸性,故合理选项是A。(2)在工业上用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸,是由于浓硫酸具有强氧化性,会使金属铁或铝表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属进一步发生氧化反应而被腐蚀损耗,浓硫酸表现了强氧化性,故合理选项是D。(3)浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白是由于浓硫酸具有吸水性,能够吸收硫酸铜晶体中的结晶水,使硫酸铜晶体变为无水硫酸铜,因而固体由蓝色变为白色,这体现了浓硫酸的吸水性,故合理选项是B。(4)浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,体现了其强酸性;后变黑,这又表现了浓硫酸的脱水性,故合理选项是A、C。
1.(2025·大庆高一检测)下列关于浓硫酸的叙述正确的是(  )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使棉花炭化
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、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
解析 浓硫酸具有脱水性,因而能使棉花炭化,A错误;浓硫酸在加热条件下与铜片可迅速反应生成二氧化硫气体、硫酸铜、水,B错误;浓硫酸具有吸水性,可作为一种干燥剂,因浓硫酸具有强氧化性,能够干燥非还原性的酸性和中性气体,不能干燥氨气,C错误;浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,形成致密的氧化膜,D正确。
D
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2.《新修本草》中关于“青矾”的描述:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,烧之赤色”。据此推测,“青矾”的主要成分为(  )
A.CuSO4·5H2O B.FeSO4·7H2O
C.ZnSO4·7H2O D.KAl(SO4)2·12H2O
解析 CuSO4·5H2O为蓝色晶体,受热失去结晶水变成白色,选项A不符合题意;FeSO4·7H2O为绿色晶体,+2价铁离子不稳定,易被氧化成+3价铁离子,即FeSO4·7H2O在空气中灼烧后生成赤色的三氧化二铁,选项B符合题意;ZnSO4·7H2O为白色晶体,加热失去结晶水后,变成白色粉末,选项C不符合题意;KAl(SO4)2·12H2O为白色晶体,加热后失去结晶水,变成白色粉末,选项D不符合题意。
B  
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4.下列关于硫的化合物说法正确的是(  )
A.SO2能使品红、溴水等物质褪色,体现了漂白性
B.常温下浓硫酸可以用铝罐贮存,说明常温下铝与浓硫酸不反应
C.浓硫酸能干燥H2S、SO2等气体,体现了浓硫酸的吸水性
D.在蔗糖固体中加入适量浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性
解析 二氧化硫具有还原性,与溴水发生氧化还原反应,品红褪色是漂白性,故A错误;常温下浓硫酸可以用铝罐贮存,说明常温下铝与浓硫酸发生钝化,在表面生成一层致密氧化物薄膜,发生了化学反应,故B错误;浓硫酸能干燥 SO2气体,体现了浓硫酸的吸水性,H2S能被浓硫酸氧化,不能用浓硫酸干燥H2S,故C错误;蔗糖为有机物,加入适量浓硫酸后,出现发黑,说明蔗糖脱水碳化,表现出浓硫酸的脱水性,故D正确。
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5.某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案。不合理的是(  )
B
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选项 操作 结论
A 将火柴梗伸入溶液中 变黑者为浓硫酸
B 加入金属铝片 产生刺激性气味者为稀硫酸
C 分别加入盛水的试管中 放热者为浓硫酸
D 加入CuSO4·5H2O晶体中 变白者为浓硫酸
解析 向稀H2SO4中加入金属铝片后生成H2,H2为无色无味气体,B错误。
6.能够用来鉴别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是(  )
A.AgNO3溶液 B.稀硫酸
C.稀盐酸 D.稀硝酸
解析 用AgNO3溶液、稀硝酸和稀盐酸均不能鉴别BaCl2和NaCl;滴加稀H2SO4时,产生白色沉淀的是BaCl2,产生气体的是Na2CO3,无明显现象的是NaCl。
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B
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8.在下列物质的转化中,浓硫酸既表现出氧化性又表现出酸性的是(  )
①Cu→CuSO4 ②C→CO2 ③FeO→Fe2(SO4)3 ④Fe2O3→Fe2(SO4)3
A.①③ B.①④ C.②④ D.③④
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A
9.浓硫酸在常温下为黏稠状液体,且具有吸水性、脱水性和强氧化性。
(1)将浓硫酸敞口放置在空气中其溶质的质量分数会    ,本过程中浓硫酸表现出
    性。
(2)浓硫酸表现吸水性时,可作干燥剂,下列物质可用浓硫酸干燥的是    (填字母)。
A.NH3 B.H2S C.H2 D.SO3 E.O2 F.HI G.HBr
(3)用蘸有浓硫酸的玻璃棒在木板上写字,字迹一会儿就变黑,浓硫酸表现出   性。
(4)稀硫酸常用来洗涤金属表面的铁锈和铜锈,这是利用了硫酸的    性,请写出有关反应的化学方程式:____________________________________________________                        
             。
减小
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吸水
CDE
脱水

3H2SO4+Fe2O3===Fe2(SO4)3+3H2O,2H2SO4+Cu2(OH)2CO3
===2CuSO4+CO2↑+3H2O
解析 (1)由于浓硫酸具有吸水性,所以将其敞口放置在空气中其质量会增加,溶质质量分数会减小。(2)浓硫酸具有酸性和强氧化性,因此,A、B、F、G均不能用浓硫酸进行干燥。(3)因浓硫酸具有脱水性,它能按水的组成脱去木材中的氢元素和氧元素,所以,字迹一会儿就变黑。(4)铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,铁锈的主要成分是Fe2O3,稀硫酸具有酸性,能与二者反应生成可溶性物质。
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A
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解析 该反应中铜元素化合价升高发生氧化反应,氧化产物是CuSO4,A正确;该反应中,铜元素化合价由0升高为+2,Cu是还原剂,硫酸中S元素化合价由+6降低为+4,硫酸是氧化剂,根据得失电子守恒,还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶1,B错误;没有明确是否为标准状况,11.2 L SO2的物质的量不一定是0.5 mol,C错误;稀硫酸和铜不反应,随反应进行硫酸浓度逐渐减低,不能发生反应Cu+2H+===Cu2++H2↑,D错误。
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11.(2025·德州高一期末)取不同质量分数的硫酸溶液100 mL于烧杯中,加入足量的铜片、碎瓷片后不断加热,观察实验现象。下列说法错误的是(  )
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B
温度/ ℃ 硫酸质量分数/% 现象
150 65 溶液无色,蒸气无味,铜片光亮红色,表面无气泡
187 75 溶液浅黑蓝色,蒸气无味,铜片黑色
227 83 蓝绿色,少量灰白色沉淀,刺激性气体,铜片表面黑色逐渐消失
270 90 蓝色溶液变浅,有大量灰白色沉淀,铜片表面有大量气泡
A.该实验说明铜与稀硫酸不反应
B.187 ℃时,产生的蒸气中有H2
C.铜与稍高浓度的硫酸反应,产物可能是CuS、Cu2S
D.将270 ℃反应液冷却后倒入盛有水的烧杯中,溶液变蓝,说明灰白色沉淀为CuSO4
解析 铜与稀硫酸不反应,实验现象也验证了这一点,故A正确;氢离子的氧化性小于铜离子,所以单质铜不会将氢离子还原为H2,所以187 ℃时,产生的蒸气中没有H2,故B错误;随着硫酸浓度的提高,铜与浓硫酸反应可能会生成不同的硫化物,如CuS、Cu2S,故C正确;将270 ℃反应液冷却后倒入盛有水的烧杯中,溶液变蓝,说明灰白色沉淀中含有可溶于水的CuSO4,故D正确。
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12.(2025·贵阳高一期末)硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。回答下列问题:
(1)用浓硫酸配制稀硫酸时,不需要使用的安全防护用品是    。
a.实验服 b.防毒面具
c.橡胶手套 d.护目镜
(2)向蔗糖中滴加几滴水,再注入少量浓硫酸,用玻璃棒搅拌,蔗糖变黑并膨胀,同时闻到刺激性气味。蔗糖变黑并膨胀的现象说明浓硫酸具有的性质是        。
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b
脱水性、强氧化性
(3)某化学兴趣小组设计以下实验装置制取SO2并检验其相关性质(a~d均为浸有相应试液的棉花)。

①制备SO2的化学反应方程式为                     。
②当a处出现            现象时可验证SO2具有氧化性,b、c处均观察到颜色褪去,分别体现了SO2具有    、    的性质。
③d处的离子方程式为                       。
④将SO2通入BaCl2溶液中,未见沉淀生成,然后通入某气体,出现白色浑浊。写出符合要求的气体的化学式  ______   (任意写一种)。
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淡黄色沉淀(淡黄色浑浊)
漂白性
还原性
NH3或Cl2或O2
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