人教版 (2019)必修第二冊第一節(jié) 硫及其化合物第2課時導(dǎo)學案及答案-學案下載-教習網(wǎng)

第2課時　硫酸　硫酸根離子的檢驗發(fā)展目標體系構(gòu)建1.通過實驗探究掌握濃硫酸的性質(zhì)及應(yīng)用，培養(yǎng)“宏觀辨識與變化觀念”的核心素養(yǎng)。2.結(jié)合工業(yè)制硫酸的流程了解H2SO4的工業(yè)制備原理，培養(yǎng)“科學態(tài)度與社會責任”的核心素養(yǎng)。3.通過實驗認識SO的檢驗方法，培養(yǎng)“科學探究與科學態(tài)度”的核心素養(yǎng)。一、硫酸1．工業(yè)制硫酸的原理示意圖上述流程涉及的化學方程式為S＋O2SO2或4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，2SO2＋O22SO3，SO3＋H2O===H2SO4。2．硫酸的酸性(1)電離方程式：H2SO4===2H＋＋SO。(2)寫出稀硫酸與Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式分別為Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O、H＋＋OH－===H2O、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。3．濃硫酸的特性(1)吸水性：濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水分，可用于作干燥劑。(2)脫水性：濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的氫元素和氧元素按水的組成比脫去。(3)強氧化性①與金屬Cu反應(yīng)的化學方程式為2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O。反應(yīng)中氧化劑是濃硫酸，還原劑是Cu，還原產(chǎn)物為SO2。②與非金屬的反應(yīng)濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反應(yīng)中氧化劑為濃硫酸，還原劑為C，還原產(chǎn)物為SO2。　實驗制H2時，往往用稀硫酸而不用濃硫酸的原因是什么？提示：濃硫酸具有強氧化性與金屬反應(yīng)時不產(chǎn)生H2而是產(chǎn)生SO2。二、常見的硫酸鹽1．石膏(化學式為CaSO4·2H2O)，加熱失水變?yōu)槭焓?化學式為2CaSO4·H2O)，應(yīng)用于制作各種模型和醫(yī)療用的石膏繃帶，工業(yè)上還用于調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。2．硫酸鋇又稱“重晶石”或“鋇餐”，用于生產(chǎn)其他鋇鹽的原料或消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑。3．硫酸銅為白色粉末，CuSO4結(jié)合水后變?yōu)樗{色晶體膽礬(化學式為CuSO4·5H2O)，又稱藍礬。無水CuSO4可用于檢驗H2O的存在。膽礬和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液。三、硫酸根離子的檢驗1．SO的檢驗(1)實驗探究：①稀硫酸或Na2SO4溶液現(xiàn)象為有白色沉淀生成，加鹽酸后白色沉淀不溶解②Na2CO3溶液現(xiàn)象為有白色沉淀生成，加鹽酸后白色沉淀溶解且放出氣體(2)SO的檢驗一般思路：待測液無沉淀無氣體生成白色沉淀生成2．粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去雜質(zhì)加入的試劑化學方程式Na2SO4BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaClMgCl2NaOH溶液MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaClCaCl2Na2CO3溶液CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)濃硫酸有脫水性，所以可用濃硫酸作干燥劑。 (　　)(2)1 L 18.4 mol·L－1的濃硫酸與足量銅反應(yīng)，生成9.2 mol 二氧化硫氣體。 (　　)(3)濃硫酸與足量Zn反應(yīng)的后期可以生成H2。 (　　)(4)H2、Cl2、CO2、HCl均可用濃硫酸干燥。 (　　)(5)濃硫酸使紙張變黑體現(xiàn)了濃H2SO4的脫水性。 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√2．下列事實與濃硫酸表現(xiàn)出的性質(zhì)(括號中)對應(yīng)關(guān)系正確的是(　　)A.在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大(脫水性)B.在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)(氧化性、酸性)C.蔗糖與濃硫酸反應(yīng)時有海綿狀的炭生成(吸水性)D.濃硫酸可用來干燥某些氣體(不揮發(fā)性)[答案]　B3．某報刊曾報道下面一段新聞“某日凌晨，一輛載有濃硫酸的罐車在某境內(nèi)側(cè)翻。從車中流出的硫酸使路邊雜草等被腐蝕成黑色，上面泛起黑色的泡沫，空氣中到處彌漫著刺鼻的氣味。”請用化學知識解釋下列問題：(1)“路邊雜草被腐蝕成黑色”其原因是___________________。(2)濃硫酸為不揮發(fā)性強酸，為什么說“到處彌漫著刺鼻的氣味”？________________________________________________。[答案]　(1)濃硫酸使草炭化　(2)炭化后的碳與濃硫酸反應(yīng)生成SO2濃硫酸的三大特性探究1：蔗糖的脫水實驗現(xiàn)象1：蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有脫水性：C12H22O1112C＋11H2O。現(xiàn)象2：蔗糖體積膨脹，形成黑色疏松多孔的海綿狀的炭，并放出有刺激性氣味的氣體。原因是濃硫酸具有強氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2氣體放出。探究2：濃硫酸與Cu的反應(yīng)[實驗裝置][問題思考]1．a(chǎn)、b、c試管中的現(xiàn)象分別是什么？提示：a中銅絲變黑，有氣體逸出；b中品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色；c中溶液變?yōu)榧t色。2．浸NaOH溶液棉團的作用是什么？寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：吸收尾氣SO2，防止污染空氣。SO2＋2OH－===SO＋H2O。3．b中現(xiàn)象說明了什么？提示：濃硫酸與Cu共熱生成SO2，同時說明SO2具有漂白性。4．Cu與濃硫酸的反應(yīng)中，濃H2SO4表現(xiàn)了什么性質(zhì)？提示：強氧化性和酸性。濃硫酸的三大特性吸水性可吸收周圍環(huán)境中的水分或結(jié)晶水作吸水劑，可以用來干燥O2、N2、CO2、Cl2等氣體，不能干燥堿性氣體(NH3)和還原性氣體(H2S、HI等)脫水性將有機物中的氫、氧元素按水的組成比例脫去如向蔗糖中加入濃硫酸：C12H22O1112C＋11H2O強氧化性與金屬反應(yīng)常溫與Fe、Al接觸，金屬表面會生成一層致密的氧化膜而鈍化加熱大多數(shù)金屬(Au、Pt除外)可被濃硫酸氧化，如Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O與非金屬反應(yīng)可以和C、S、P等非金屬反應(yīng)，如：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O與某些還原性物質(zhì)(H2S、HI等)反應(yīng)H2S＋H2SO4(濃)===S↓＋SO2↑＋2H2O微點撥：(1)常溫下與活潑金屬反應(yīng)(鐵、鋁除外)表現(xiàn)強氧化性和酸性，生成硫酸鹽和SO2，硫酸變稀后，生成的氣體為H2。(2)加熱與不活潑金屬(如Cu)反應(yīng)時，即使金屬過量也不能使H2SO4完全反應(yīng)，也不會產(chǎn)生H2。(3)濃硫酸與金屬反應(yīng)時，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，而與非金屬反應(yīng)時，只表現(xiàn)強氧化性。1．下列關(guān)于濃硫酸的敘述正確的是(　　)A.濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B.藍色膽礬晶體滴加濃硫酸時變?yōu)榘咨腆wC.濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D.濃硫酸與銅片共熱的反應(yīng)中，濃硫酸只表現(xiàn)強氧化性B　[濃硫酸具有脫水性，能使蔗糖中H、O元素以水的形式脫出，從而使蔗糖炭化變黑，與吸水性無關(guān)，A錯誤；濃硫酸具有吸水性，能吸收膽礬晶體中的結(jié)晶水，可以使藍色的膽礬晶體失水變?yōu)榘咨w，B正確；濃硫酸是一種酸，能和氨氣反應(yīng)，故不能干燥氨氣，C錯誤；濃硫酸與銅片共熱的反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)出強氧化性，又表現(xiàn)出酸性，D錯誤。]2．5 mL物質(zhì)的量濃度為18 mol·L－1的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應(yīng)。下列說法正確的是(　　)A.有0.09 mol的硫酸被還原B.有0.045 mol的硫酸被還原C.充分反應(yīng)后體系中無硫酸剩余D.消耗的銅的質(zhì)量一定小于2.88 gD　[濃硫酸與銅可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而稀硫酸與銅不發(fā)生反應(yīng)。濃硫酸與銅反應(yīng)時，隨著反應(yīng)進行，硫酸逐漸被消耗，其濃度逐漸下降，當硫酸由濃變稀時反應(yīng)就會停止。因此，參加反應(yīng)的硫酸實際量要比理論計算值小。據(jù)題n(H2SO4)＝0.005 L×18 mol·L－1＝0.09 mol，參加反應(yīng)的硫酸n(H2SO4)＜0.09 mol，被還原的硫酸小于0.045 mol，參加反應(yīng)的銅小于2.88 g。]SO的檢驗和粗鹽的提純1．分析下列說法是否正確？不正確的說明原因。(1)溶液中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有SO。(2)溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有SO。(3)溶液中先加入鹽酸，無沉淀生成，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，說明溶液中含SO。(4)溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，說明溶液含SO。提示：(1)錯誤，Ag＋、CO、SO等離子干擾。(2)錯誤，Ag＋干擾。(3)正確。(4)錯誤，SO干擾。2．如何除去NaCl溶液中的Ca2＋？提示：溶液中加入過量的Na2CO3溶液，過濾，再向濾液中加入適量稀鹽酸，調(diào)節(jié)溶液pH為中性。1．SO的檢驗(1)一般思路待檢驗溶液無明顯現(xiàn)象(若有沉淀，則靜置后取上層清液)觀察有無白色沉淀產(chǎn)生(若有白色沉淀產(chǎn)生，則說明待檢驗溶液中含有SO；若無白色沉淀產(chǎn)生，則說明待檢驗溶液中不含SO)。(2)排除干擾①Ag＋干擾：用鹽酸酸化可排除Ag＋的干擾。②CO、SO、PO干擾：BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是，這些沉淀可溶于強酸中，因此檢驗SO時，必須先用鹽酸酸化。不能用硝酸酸化，因在酸性條件下，SO、HSO等會被溶液中的NO氧化為SO，從而干擾檢驗結(jié)果。2．除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的步驟微點撥：粗鹽提純時為使雜質(zhì)離子完全除去，要加入過量的試劑，后續(xù)試劑要能夠?qū)⑶懊嫠拥倪^量試劑除去，由此可知碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入，碳酸鈉既要除去雜質(zhì)鈣離子還要除去過量的鋇離子。3．向某溶液中滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再滴入稀鹽酸，沉淀不溶解，則該溶液中(　　)A.一定有SO　 B．可能有SO或Ag＋C.一定無Ag＋ D．可能有CO[答案]　B4．除去粗鹽中的雜質(zhì)CaCl2、MgCl2和Na2SO4，過程如下：下列有關(guān)說法中，不正確的是(　　)A.除去Mg2＋的主要反應(yīng)：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaClB.試劑①一定不是Na2CO3溶液C.檢驗SO是否除凈：取少量濾液，加稀鹽酸酸化，再加BaCl2溶液D.濾液加稀鹽酸時只發(fā)生反應(yīng)：HCl＋NaOH===H2O＋NaClD　[Mg2＋用氫氧化鈉溶液除去，反應(yīng)的化學方程式為MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，故A正確；因為需要用Na2CO3除去過量的BaCl2，所以試劑①一定不是Na2CO3溶液，故B正確；檢驗硫酸根離子是否除凈的操作為取少量濾液，加稀鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成，故C正確；由上述分析可知，濾液中含有過量的Na2CO3和NaOH，故向濾液中滴加稀鹽酸時，鹽酸會與Na2CO3和NaOH發(fā)生反應(yīng)，故D錯誤。]物質(zhì)的分離和提純的“三個必須”和“四個原則”(1)三個必須①除雜試劑必須稍過量。②過量試劑必須除盡，且容易除去。③除雜途徑選最佳，有多種雜質(zhì)時除雜順序必須合理。(2)四個原則某同學在研究Fe與H2SO4的反應(yīng)時，進行了如圖所示的實驗。1．實驗Ⅰ中現(xiàn)象是什么？寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：有氣體生成，F(xiàn)e＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。2．實驗Ⅱ中，鐵絲表面迅速變黑，反應(yīng)很快停止，其原因是什么？體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)？提示：濃硫酸使鐵絲迅速形成一層氧化物保護膜阻止反應(yīng)。體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。3．實驗Ⅲ中，B中的現(xiàn)象是什么？說明了什么問題？提示：品紅溶液紅色逐漸褪色，說明A中生成SO2氣體。4．裝置C的作用是什么？提示：吸收尾氣中的SO2氣體，防止污染環(huán)境。5．若檢測到D處有可燃性氣體，這種氣體可能是什么？提示：H2。6．對比實驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，同學們得出以下結(jié)論：(1)濃硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，濃硫酸的氧化性源于＋6價的硫元素，稀硫酸的氧化性源于什么？(2)造成反應(yīng)多樣性的因素有哪些？提示：(1)＋1價的氫元素(或H＋)。(2)濃度、溫度等。通過Fe與濃、稀硫酸的反應(yīng)實驗探究，培養(yǎng)學生“科學探究與科學態(tài)度”的核心素養(yǎng)。1．下列反應(yīng)式不正確的是(　　)A.SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2＋O22SO3B.稀硫酸與Fe反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑C.Zn與濃硫酸反應(yīng)：Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2OD.C與濃硫酸反應(yīng)：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O[答案]　B2．濃硫酸有許多重要的性質(zhì)，在與含有少量水分的蔗糖作用的過程中不能顯示的性質(zhì)是(　　)A.酸性　　 B．脫水性C．強氧化性　　 D．吸水性[答案]　A3．用如圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列實驗不合理的是(　　)A.上下移動①中銅絲可控制反應(yīng)生成SO2的量B.②中選用品紅溶液驗證SO2的生成C.③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2D.為確認CuSO4生成，向①中加水，觀察顏色D　[上下移動銅絲可以使銅絲與濃硫酸接觸與分離，從而可以控制反應(yīng)生成SO2的量，A項正確；SO2可使品紅溶液褪色，B項正確；SO2有毒，要用NaOH溶液吸收處理，C項正確；反應(yīng)液中H2SO4的濃度較高，不能向①中加水，應(yīng)將①中溶液沿器壁慢慢加入水中且邊加邊攪拌，D項錯誤。]4．為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO和泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行五項操作：①過濾　②加過量NaOH溶液?、奂舆m量鹽酸　④加過量Na2CO3溶液?、菁舆^量BaCl2溶液，正確的操作順序是(　　)A.①④②⑤③　　 B．④①②⑤③C.②④⑤①③ D．⑤②④①③D　[首先要明確除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO，可分別加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三種溶液均過量才能使雜質(zhì)離子分別變成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，過量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去，故要在加入BaCl2溶液之后加入Na2CO3溶液，才能保證不引入新雜質(zhì)Ba2＋，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在過濾后再加入鹽酸即可，至于NaOH溶液的加入順序，只要在過濾前加入就可除去Mg2＋，故D項正確。]5．(素養(yǎng)題)某課外活動小組的同學在實驗室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實驗中，甲同學認為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫，而乙同學認為產(chǎn)生的氣體除二氧化硫外，還可能有氫氣。為了驗證哪位同學的判斷正確，丙同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置(鋅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為X，且該反應(yīng)裝置已略去)。試回答下列問題：(1)上述反應(yīng)中生成二氧化硫的化學方程式為__________________________________________________________________________________________。(2)乙同學認為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是______________________________________________________________________________________________。(3)裝置A中加入的試劑可能是________，作用是________________；裝置B中加入的試劑可能是________________，作用是___________；裝置E中加入的試劑可能是________________，作用是________________。(4)可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象：裝置C中________，裝置D中________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)二氧化硫由鋅和濃硫酸反應(yīng)得到，鋅和濃硫酸反應(yīng)得二氧化硫、硫酸鋅和水，反應(yīng)的化學方程式為Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)在Zn與濃H2SO4反應(yīng)的過程中，H2SO4被消耗且有水生成，H2SO4濃度逐漸減小，變成稀H2SO4，Zn與稀H2SO4反應(yīng)生成H2。(3)分析裝置圖可知，裝置A可用品紅溶液驗證二氧化硫的存在；通過酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，通過裝置B中的濃硫酸除去水蒸氣；氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水蒸氣，所以利用裝置D中的無水硫酸銅檢驗水的生成，為避免空氣中的水蒸氣影響裝置D中水的檢驗，裝置E中的試劑為堿石灰。(4)證明氣體X中含有氫氣的現(xiàn)象是裝置C中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中白色粉末變?yōu)樗{色。[答案]　(1)Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O　(2)當Zn與濃硫酸反應(yīng)時，濃硫酸逐漸變稀，Zn與稀硫酸反應(yīng)可產(chǎn)生H2　(3)品紅溶液　檢驗SO2　濃硫酸　吸收水蒸氣　堿石灰　防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中　(4)黑色粉末變?yōu)榧t色　白色粉末變?yōu)樗{色

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