
1.通過(guò)不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化,認(rèn)識(shí)濃硫酸的性質(zhì),培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
2.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和交流研討,掌握硫酸的性質(zhì)、典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能書(shū)寫(xiě)主要的化學(xué)方程式和離子方程式,能主動(dòng)進(jìn)行交流,逐步提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
3.用從物質(zhì)類(lèi)別和元素價(jià)態(tài)兩個(gè)視角研究物質(zhì)性質(zhì)的思想方法去認(rèn)識(shí)含硫物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,知道酸雨及其防治方法,提升科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
eq \a\vs4\al(硫酸的性質(zhì))
很多人使用硫酸的時(shí)候不小心,或者是不當(dāng)?shù)氖褂昧蛩幔倩蛘呤遣恍⌒挠|碰到了硫酸,就會(huì)造成很多的傷害,這是由于硫酸具有腐蝕性。
1.硫酸的物理性質(zhì)
2.濃硫酸的三大特性——除具有酸性外還有三個(gè)特性
(1)強(qiáng)氧化性
(2)吸水性:濃硫酸有強(qiáng)烈的吸水性,常用作干燥劑。
①濃硫酸能干燥三類(lèi)氣體:中性氣體,如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等;酸性氣體,如SO3、SO2、CO2、HCl、HF等;氧化性氣體,如F2、Cl2等。
②濃硫酸不能干燥兩類(lèi)氣體:堿性氣體,如氨氣(NH3);還原性氣體,如HBr、HI、H2S等。因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性和酸性,所以不能干燥還原性氣體和堿性氣體。
(3)脫水性:濃硫酸能將有機(jī)物中的氫、氧元素按原子個(gè)數(shù)為2∶1的比例脫出生成H2O。
3.工業(yè)制備硫酸
(1)硫黃或黃鐵礦燃燒生成SO2
反應(yīng)的化學(xué)方程式為 S+O2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2、4FeS2+11O2eq \(=====,\s\up7(高溫),\s\d5( ))8SO2+2Fe2O3。
(2)SO2在V2O5做催化劑的條件下與O2發(fā)生反應(yīng)
反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2SO2+O2eq \(,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))2SO3。
(3)用濃硫酸吸收SO3
反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SO3+H2O===H2SO4。
1.濃硫酸吸水性和脫水性的區(qū)別
2.濃硫酸的強(qiáng)氧化性
(1)本質(zhì)
濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,是因?yàn)镠2SO4分子中+6價(jià)的硫元素具有很強(qiáng)的得電子能力。
(2)反應(yīng)規(guī)律
①Fe、Al的鈍化,常溫下,當(dāng)Fe、Al遇到濃硫酸時(shí),會(huì)與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象,此過(guò)程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。
②常溫下,濃硫酸與活潑金屬反應(yīng)(鐵、鋁除外)表現(xiàn)出強(qiáng)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。
③與不活潑金屬和非金屬反應(yīng)的規(guī)律。
a.反應(yīng)需要加熱,否則不反應(yīng)。
b.還原產(chǎn)物一般是SO2,一般金屬被氧化為高價(jià)態(tài)的硫酸鹽,非金屬被氧化為高價(jià)態(tài)氧化物或含氧酸。
c.濃硫酸與金屬反應(yīng)時(shí),既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,而與非金屬反應(yīng)時(shí),只表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。
d.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?,反?yīng)就停止。
④與具有還原性的化合物反應(yīng),如與H2S、HI、HBr、FeCl2等物質(zhì)反應(yīng)。
3.銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置
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.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應(yīng)放出二氧化硫氣體
C.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化
D.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體
解析:選C A項(xiàng),濃硫酸具有脫水性,可使蔗糖炭化,錯(cuò)誤;B項(xiàng),濃硫酸與銅的反應(yīng)需在加熱條件下進(jìn)行,錯(cuò)誤;C項(xiàng),濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在常溫下可使鐵、鋁等金屬在表面生成一層致密的氧化膜而鈍化,正確;D項(xiàng),濃硫酸可與NH3反應(yīng)生成(NH4)2SO4或NH4HSO4,不能用于干燥NH3,錯(cuò)誤。
2.下列反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,又表現(xiàn)出酸性的是( )
A.2NaCl(固)+H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4+2HCl↑
B.C+2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O
C.Cu+2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
D.Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O
解析:選C 金屬、金屬氧化物(具有變價(jià)的金屬元素處于低價(jià)態(tài))與濃H2SO4反應(yīng)時(shí),濃H2SO4既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)出酸性;非金屬與濃H2SO4反應(yīng)時(shí),濃H2SO4只表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。
3.用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過(guò)量濃硫酸的反應(yīng)。下列實(shí)驗(yàn)不合理的是( )
A.上下移動(dòng)①中銅絲可控制生成SO2的量
B.②中選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成
C.③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.為確認(rèn)CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色
解析:選D 上下移動(dòng)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(xiàng)正確;SO2可使品紅溶液褪色,B項(xiàng)正確;SO2有毒,要用NaOH溶液吸收處理,C項(xiàng)正確;反應(yīng)液中硫酸的濃度較高,不能向①中加水,應(yīng)將①中溶液沿器壁慢慢注入水中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
eq \a\vs4\al(酸雨及其防治 SO\\al(2-,4)的檢驗(yàn))
1.酸雨及其防治
(1)酸雨的形成
酸雨是指pH<5.6的降水,硫酸型酸雨形成的主要物質(zhì):硫的氧化物。
①空氣中二氧化硫的主要來(lái)源:煤和石油等化石燃料的燃燒。
②二氧化硫形成酸雨的主要反應(yīng):
a.SO2+H2OH2SO3;
b.2H2SO3+O2===2H2SO4;
c.2SO2+O2eq \(,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))2SO3;
d.SO3+H2O===H2SO4。
(2)酸雨的危害
能直接破壞森林、草原和農(nóng)作物,使土壤酸性增強(qiáng),使湖泊酸化,會(huì)加速建筑物、橋梁等的腐蝕。
(3)酸雨的防治
①?gòu)膶?shí)際情況出發(fā),控制酸性物質(zhì)的排放。
②從根本上解決問(wèn)題,改變能源結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)利用氫能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源。
2.SOeq \\al(2-,4)的檢驗(yàn)
(1)防止Ag+的干擾
先加鹽酸酸化能防止Ag+的干擾,因?yàn)椋篈g++Cl-===AgCl↓。
(2)防止COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,3)的干擾
因?yàn)锽aCO3、BaSO3也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀所不同的是,這些沉淀能溶于強(qiáng)酸,如BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑。因此檢驗(yàn)SOeq \\al(2-,4)時(shí),必須用酸酸化,但不能用HNO3酸化,同理也不能用Ba(NO3)2溶液,因?yàn)樵谒嵝詶l件下,NOeq \\al(-,3)具有強(qiáng)氧化性,SOeq \\al(2-,3)、HSOeq \\al(-,3)、SO2等會(huì)被溶液中的NOeq \\al(-,3)氧化成SOeq \\al(2-,4),從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。
(3)合理的操作
eq \x(被檢液)eq \(――→,\s\up7(加足量),\s\d5(鹽酸酸化))eq \x(無(wú)現(xiàn)象)eq \(――――→,\s\up7(滴加BaCl2),\s\d5(溶液))eq \x(有無(wú)白色沉淀)―→eq \x(有無(wú)SO\\al(2-,4))
1.酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光化學(xué)過(guò)程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過(guò)程如下:
下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.光照是酸雨形成的必要條件之一
B.所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)
C.污染指數(shù)越高形成酸雨的速率越快
D.優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染
解析:選B 由圖示可知,酸雨形成的兩個(gè)途徑中都需要光照的條件,故A正確;三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸,沒(méi)有元素化合價(jià)的變化,不屬于氧化還原反應(yīng),故B錯(cuò)誤;污染指數(shù)越高則二氧化硫含量越高,所以形成酸雨的速率越快,故C正確;優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能減少化石燃料的使用,使得排放的二氧化硫含量減少,能有效遏制酸雨污染,故D正確。
2.用可溶性鋇鹽檢驗(yàn)SOeq \\al(2-,4)的存在時(shí),先在待測(cè)溶液中加入鹽酸,其作用是( )
A.形成較多的白色沉淀
B.使形成沉淀的純度更高
C.排除SOeq \\al(2-,4)以外的其他陰離子及Ag+的干擾
D.排除Ba2+以外的其他陽(yáng)離子的干擾
解析:選C BaSO4和BaCO3都不溶于水,但前者不溶于酸,后者可溶于稀鹽酸,另外AgCl也不溶于鹽酸。因此,在待測(cè)液中先加入鹽酸,可以排除COeq \\al(2-,3)等陰離子及Ag+的干擾。
3.甲、乙兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)SOeq \\al(2-,4),且都認(rèn)為自己的試樣中含有SOeq \\al(2-,4),其方案如下:
回答以下問(wèn)題:
(1)你認(rèn)為甲、乙兩位同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是否嚴(yán)謹(jǐn),甲________(填“嚴(yán)謹(jǐn)”或“不嚴(yán)謹(jǐn)”,下同)、乙________,并說(shuō)明理由:_________________________________________。
(2)如果你認(rèn)為甲、乙方案均不嚴(yán)謹(jǐn),請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(2)檢驗(yàn)SOeq \\al(2-,4)的正確實(shí)驗(yàn)操作是先向待檢液中加入足量稀鹽酸酸化,若無(wú)沉淀產(chǎn)生,再加入BaCl2溶液,看是否有不溶于鹽酸的白色沉淀產(chǎn)生,從而作出相應(yīng)判斷。
答案:(1)不嚴(yán)謹(jǐn) 不嚴(yán)謹(jǐn) 甲沒(méi)有排除Ag+的干擾,乙沒(méi)有排除SOeq \\al(2-,3)的干擾
(2)向試樣中先加過(guò)量的鹽酸酸化,無(wú)沉淀產(chǎn)生,然后再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則說(shuō)明含有SOeq \\al(2-,4),若無(wú)沉淀生成,則說(shuō)明不含SOeq \\al(2-,4)
[分級(jí)訓(xùn)練·課課過(guò)關(guān)]
1.下列有關(guān)濃硫酸的用途、反應(yīng)現(xiàn)象與括號(hào)內(nèi)的性質(zhì)對(duì)應(yīng)不正確的是( )
A.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,濃硫酸可作SO2、CO2等氣體的干燥劑(吸水性)
B.將濃硫酸滴到蔗糖表面,固體變黑膨脹,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生(脫水性和酸性)
C.向?yàn)V紙上滴加濃硫酸,濾紙變黑(脫水性)
D.在冷濃硫酸中放入鐵片無(wú)明顯現(xiàn)象(強(qiáng)氧化性)
解析:選B 將濃硫酸滴到蔗糖表面,固體變黑膨脹體現(xiàn)濃硫酸的脫水性,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生體現(xiàn)濃硫酸的氧化性,未體現(xiàn)酸性,B項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.某雨水樣品剛采集時(shí)測(cè)得pH為4.8,放在燒杯中2小時(shí)后,再次測(cè)得pH為4.0。以下敘述正確的是( )
A.該雨水樣品不屬于酸雨
B.該雨水樣品酸性沒(méi)有變化
C.該雨水樣品的pH降低的原因可能是繼續(xù)吸收空氣中的CO2
D.該雨水樣品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐漸被氧氣氧化成H2SO4
解析:選D 題中雨水的pH小于5.6,屬于酸雨,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液的pH越小,酸性越強(qiáng),故某雨水樣品剛采集時(shí)測(cè)得pH為4.8,放在燒杯中2小時(shí)后,再次測(cè)得pH為4.0,雨水樣品的酸性逐漸增強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;可能是雨水樣品中的H2SO3逐漸被空氣中的氧氣氧化成H2SO4,導(dǎo)致雨水的酸性增強(qiáng),而不是繼續(xù)吸收空氣中的CO2導(dǎo)致的,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
3.下列敘述正確的是( )
A.濃硫酸是一種具有強(qiáng)氧化性的干燥劑,能夠干燥H2、O2等氣體,但不能干燥有較強(qiáng)還原性的SO2氣體
B.濃硫酸與碳單質(zhì)反應(yīng),既表現(xiàn)了其強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)了其酸性
C.工業(yè)上用98.3%的硫酸吸收SO3,目的是防止形成酸霧,使SO3吸收完全
D.為檢驗(yàn)濃硫酸和銅反應(yīng)后的產(chǎn)物,可以將水加入反應(yīng)后的試管中,看是否出現(xiàn)藍(lán)色溶液
解析:選C SO2雖然有較強(qiáng)的還原性,但濃硫酸與SO2不反應(yīng),所以濃硫酸能夠干燥SO2氣體,A錯(cuò)誤;濃硫酸與C單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O,在此反應(yīng)中,濃硫酸只表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性,B錯(cuò)誤;采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫,不會(huì)形成酸霧,吸收速率快,有利于三氧化硫的吸收,C正確;將水加入反應(yīng)后的試管中,相當(dāng)于將水加入濃硫酸中,易使水發(fā)生暴沸從而噴出傷人,D錯(cuò)誤。
4.下列關(guān)于濃硫酸與Cu反應(yīng)的敘述正確的是( )
A.在反應(yīng)中,濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性
B.該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶2
C.在反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)出氧化性,又表現(xiàn)出酸性
D.每1 ml銅參加反應(yīng)就有2 ml濃硫酸被還原,同時(shí)生成2 ml SO2
解析:選C Cu和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,分析反應(yīng)前后元素化合價(jià)的變化可知,濃硫酸既表現(xiàn)出氧化性,又表現(xiàn)出酸性,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),在該反應(yīng)中,每2 ml H2SO4參加反應(yīng)其中只有1 ml H2SO4被還原,因此還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶1,每1 ml銅參加反應(yīng)生成1 ml SO2。
5.下圖表示物質(zhì)A~F之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中A為淡黃色固體物質(zhì),B、C為無(wú)色溶液,D為氣體,E、F為白色沉淀。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列各空:
(1)寫(xiě)出各物質(zhì)的化學(xué)式:
A為_(kāi)_______,B為_(kāi)_______,C為_(kāi)_______,
D為_(kāi)_______,E為_(kāi)_______,F(xiàn)為_(kāi)_______。
(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
B→A:________________________________________________________________________。
B→C:________________________________________________________________________。
(3)寫(xiě)出C→F的離子方程式:________________________________________________________________________。
(4)在A~F六種物質(zhì)中,既有氧化性又有還原性的是________(填字母)。
解析:常見(jiàn)淡黃色固體物質(zhì)中能夠和氧氣反應(yīng)的是S,則D為SO2,B為H2SO3,E為BaSO3,C為H2SO4,F(xiàn)為BaSO4。硫元素的最高價(jià)為+6價(jià),最低價(jià)為-2價(jià),含有處于中間價(jià)態(tài)0價(jià)、+4價(jià)的硫元素的物質(zhì)(如S、SO2、H2SO3、BaSO3)既有氧化性又有還原性。
答案:(1)S H2SO3 H2SO4 SO2 BaSO3 BaSO4
(2)H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O
H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl
(3)SOeq \\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓ (4)ABDE
實(shí)驗(yàn)
操作
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
a試管中銅絲表面有氣泡逸出
b試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o(wú)色
c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色
將a試管里的溶液慢慢倒入水中,溶液變?yōu)樗{(lán)色
實(shí)驗(yàn)
結(jié)論
Cu和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Cu+2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O
這是一份化學(xué)必修 第一冊(cè)第2節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化第2課時(shí)學(xué)案設(shè)計(jì),共18頁(yè)。學(xué)案主要包含了選擇題,非選擇題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份魯科版 (2019)第2節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化導(dǎo)學(xué)案,共17頁(yè)。學(xué)案主要包含了硫酸,酸雨及其防治等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中化學(xué)魯科版 (2019)必修 第一冊(cè)第1節(jié) 鐵的多樣性第2課時(shí)學(xué)案設(shè)計(jì),共8頁(yè)。
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