2023年硫酸的制备和性质 1（教学课件）.ppt

第2课时 硫酸的制备和性质 一、硫酸的制备 1古代制备硫酸的方法是采用加热胆矾(_)或绿矾(_)的方法制取硫酸。2接触法制硫酸 (1)原料：_。CuSO4 5H2O FeSO4 7H2O 硫磺(或含硫矿石，如FeS2)空气 水 步骤 化学方程式 设备 硫磺(或含硫矿石 的燃烧氧化)沸腾炉 SO2的 催化氧化 接触室 SO3的吸收 吸收塔(2)生产过程 4FeS211O22Fe2O38SO2 SO3H2O=H2SO4 2SO 2 O 2 2SO 3 二、稀硫酸的化学性质酸的通性 1能使紫色石蕊试剂变红 稀硫酸的电离方程式：_；2能与活泼金属反响放出氢气 与锌反响的离子方程式：_；3能与碱性氧化物反响 与氧化钙反响的化学方程式：_；4能与碱发生中和反响 与氢氧化钡反响的离子方程式：_；5能与某些盐反响 与碳酸钠反响的离子反响方程式：_。H2SO4=2HSO24 Zn2H=Zn2H2 H2SO2CaO=CaSO4H2O 2HSO24Ba22OH=2H2OBaSO4 2HCO23=H2OCO2 三、浓硫酸的性质 1浓硫酸的物理性质 (1)浓硫酸是一种_色_液体。硫酸是一种 _沸点_挥发的强酸，_溶于水，能以任意比和 水互溶。浓硫酸溶于水时会_大量的热。(2)常用的浓H2SO4的质量分数为98.3%，其密度为1.84 g cm-3，比水的密度大。硫酸的浓度越大，密度越大。无 黏稠、油状 高 难 易 放出 2浓硫酸的特性 (1)吸水性 将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量_，密度 变_，浓度变_，体积变_。实验：在洁净的外表皿内参加少量 CuSO4 5H2O 粉末，再 向外表皿中参加 3 mL 浓硫酸，此时试管内的现象是_ _，表达了浓硫酸的_性。利用这一 性质在实验室里常用作_。增加 大 低 大 变为白色粉末 蓝色粉末 吸水 枯燥剂(2)脱水性 将_ 中的_、_ 元素按原子个数 比 21 脱出生成。实验：往 200 mL 烧杯参加 20 g 蔗糖，加几滴水搅拌均 匀，再参加 15 mL 浓硫酸，迅速搅拌。观察到蔗糖逐渐变 _，体积_，开成疏松多孔的海绵状的炭，并产生大量_气味的气体。蔗糖和浓硫酸的实验说明 浓硫酸具有_性。其化学反响方程式为：_ _。水分子 氢 氧 黑 膨胀 有刺激性 脱水 CH2SO4(浓)CO22SO22H2O(3)强氧化性 原因：H2SO4 分子中的硫元素显6 价，为硫的最高价，6 价的硫有强烈的夺取电子被复原的趋势。表现 a浓硫酸能氧化绝大多数_和_。浓 H2SO4 与金属反响，不能置换出_。b冷的浓硫酸可在 Fe、Al 等金属外表生成一层致密的氧 化物薄膜而_，因此铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸。c热的浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反响，生成 盐，本身一般被复原成 _，反响中硫酸表现出 _性和_性。金属 非金属 氢 钝化 SO2 氧化 酸 C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O Cu2H2SO4(浓)CuSO42H2OSO2 d热的浓 H2SO4 还可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其 最高价态，本身被复原为_，在这类反响中浓 H2SO4 只表现出_。如浓 H2SO4与铜反响的化学方程式：_ _。浓 H2SO4与碳反响的化学方程式：_ _。SO2 氧化性 化学名称 俗称 色态 化学式 用途 五水硫 酸铜 胆矾 蓝色 晶体 CuSO4 5H2O 制农药、波尔多液 硫酸钙 晶体 石膏 白色 固体 CaSO4 2H2O 各种模型，医疗上石膏绷带，水泥生产中调节水泥的硬化 时间 硫酸钡 重晶石 白色 固体 BaSO4 白色颜料、医疗上“钡餐”、油漆，油墨造纸、橡胶的原料 及填充剂 十水硫 酸钠 芒硝 无色 晶体 Na2SO4 10H2O 制玻璃、造纸、医疗上缓泻剂 七水硫 酸亚铁 绿矾 浅绿色 晶体 FeSO4 7H2O 医疗上防治缺铁性贫血的药 剂，还是净水剂及铁红颜料的 原料 四、几种重要的硫酸盐结晶水合物 物质 组成性质 浓硫酸 稀硫酸 电离情况 主要粒子 H2SO4分子 颜色、状态 无色黏稠油状液体 无色液体 化学性质 吸水性、脱水性、强氧化性 酸的通性 起氧化作用的元素 电离出来的 H+还原产物 一般是 SO2 H2 与非金属单质、H2S、HBr、HI 等物质的反应情况 加热时能氧化非金属单质，常温 下能氧化 H2S、HBr、HI 均不能与上述物质反应 与 Fe、Al 的反应情况 常温下将 Al、Fe 钝化，加热时 能继续氧化 发生置换反应 氧化性 强 弱 浓 H2SO4 与稀 H2SO4 1浓 H2SO4 与稀 H2SO4 的比较 H2SO4=2HSO24 H、SO24、H2O 分子中的S6 2氧化性酸和酸的氧化性的区别 所谓氧化性酸是指酸根离子易获得电子的酸，如浓 H2SO4、浓 HNO3等。由于其中6S、5N易获得电子，表现出很强的氧化性；盐酸、氢硫酸、H2CO3、H3PO4等酸根离子不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸。在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出 H，H在一定条件下可获得电子形成 H2，从这一点看，酸都具有氧化性，这是 H的氧化性，它和氧化性酸的中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。区别上述两个概念的关键在于：酸根离子易得电子有氧化性氧化性酸；酸电离出 H有氧化性酸的氧化性。3浓 H2SO4和稀硫酸的鉴别方法 (1)密度法：浓硫酸的密度比稀硫酸大得多，可以称量这两 支试管相同体积液体的重量，较重的是浓硫酸，较轻的是稀硫 酸(或用密度计进行测试)。(2)黏度法：浓硫酸是黏稠的液体，而稀硫酸接近水的黏度。将两支试管拿起摇动几下，观察，流动性差的是浓硫酸，流动 性好的是稀硫酸。(3)稀释法：浓硫酸溶于水时放出大量的热，故可用稀释法 进行鉴别。在小烧杯中参加 10 mL 水，再慢慢沿烧杯壁参加某 种硫酸，放出热量大的是浓硫酸，热量变化很小的是稀硫酸。(4)露置法：浓硫酸具有吸水性，而稀硫酸无此特性。分别 称取等量的两种硫酸，露置在空气中一段时间后再称量，质量 明显增加的是浓硫酸，变化不大的是稀硫酸。(5)吸水法：在两支试管中各参加少量胆矾，再分别参加几 滴硫酸，蓝色晶体变白，参加的是浓硫酸，晶体溶解且溶液变 蓝的那么是稀硫酸。(6)钝化法：取已去氧化膜的两块铁片或铝片，分别放入盛 有两种硫酸的试管中，无明显现象的是浓硫酸，有气泡产生的 是稀硫酸。(7)氧化法：浓硫酸具有强氧化性，而稀硫酸的氧化性较弱。分别取两支试管，参加铜片后再分别参加两种硫酸，加热，能 产生刺激性气味气体的是浓硫酸，另一种是稀硫酸。(8)脱水法：分别用玻璃棒醮取两种酸涂在纸上，假设纸上出 现黑色痕迹，那么涂的是浓硫酸，否那么是稀硫酸。(9)生雾法：在两支试管中各加少量浓盐酸，再分别参加少 量的两种硫酸，假设有大量白雾生成，那么参加的是浓硫酸，否那么 是稀硫酸。(10)导电法：取两种酸少许于两只小烧杯中，分别做导电性 实验，假设小灯泡发光且亮，那么烧杯中所盛的是稀硫酸，否那么是浓硫酸。浓硫酸性质的考查【例1】以下关于浓硫酸的表达正确的选项是()A浓硫酸具有吸水性，能使蔗糖炭化 B浓硫酸在常温下可迅速与铜片反响放出二氧化硫气体 C浓硫酸是一种枯燥剂，能够枯燥氨气、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】此题主要考查浓 H2SO4 的特性。浓 H2SO4 表现吸 水性的前提是物质中含有水分子，利用此性质可枯燥除氨气、复原性气体以外的气体；而表现脱水性时，一般物质中无水分 子，但含氢、氧两元素，H、O 原子按 21 的物质的量之比脱 出，浓 H2SO4 具有强氧化性，在加热时可与金属和非金属反响，但在常温下不与 Cu 反响却能使铁、铝等钝化。【答案】D【易错指引】浓硫酸的吸水性与脱水性的区别 1.浓硫酸能够强烈地吸水而形成一系列稳定的水合物，如H2SO4 H2O、H2OS4 2H2O 和 H2SO4 4H2O 等。例如，浓 H2SO4可以吸收空气里的水分。因而，浓 H2SO4可用作某些气体的干燥剂，吸水性发生的是物理变化或化学变化（结晶水被吸走）。2.浓硫酸的脱水性是指浓硫酸能夺取纸张、木材、衣服、皮肤等有机物中的氢原子和氧原子(按水的组成比)，使它们碳化。但并不是都生成碳，例如浓硫酸使甲酸(HCOOH)脱水以后生成的是一氧化碳，脱水一定是化学变化。【配对训练】1(2022 年广东省高中学业水平考试)金属铜不能够与浓盐 酸反响，却能够与浓硫酸反响，是因为浓硫酸具有()D A脱水性 C强酸性 B吸水性 D强氧化性 解析：浓硫酸能与 Cu 反应生成 SO2和 Cu2，发生氧化还原反应。2下列有关浓 H2SO4的叙述正确的是()A浓 H2SO4与铜片共热的反应中，浓 H2SO4既表现出强氧化性，又表现出酸性 B 浓 H2SO4与金属活动性顺序中的氢后面的金属反应生成的气体一般为 SO2，与氢前面的金属反应生成的气体一般为 H2 C 常温下铁或铝不与浓 H2SO4反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓 H2SO4 D浓 H2SO4是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性酸，所以可用浓 H2SO4与 FeS 反应制取 H2S 气体 解析：浓H2SO4与Cu片共热反应的化学方程式为2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O，由反应式可知，若 2 mol H2SO4参加反应，其中 1 mol H2SO4作氧化剂，使 Cu 氧化，本身被还原为 SO2；另外 1 mol H2SO4转化为 CuSO4，硫的化合价没变，这 1 mol H2SO4起酸的作用，故 A 正确；在浓硫酸中存在的是H2SO4分子，其分子中6 价的硫易得到电子，它把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物 SO2，即使是遇到活泼金属如 Zn、Fe 等也是如此，故 B 错误；常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应，而是 Fe、Al 表面生成了氧化物保护膜，从而阻止内部金属继续跟浓 H2SO4反应，故 C 错误；浓 H2SO4有强氧化性，H2S 有强还原性，前者能把后者氧化，因此，得不到 H2S气体，故 D 错误。答案：A 3(1)用过量的锌与浓 H2SO4 反响，某同学认为除了生成二 氧化硫外，还有氢气产生，理由是_ _。(2)用过量铜片与 0.2 mol 浓 H2SO4 共热足够长时间(只考虑 铜与浓 H2SO4 反响，忽略其他副反响)，甲认为产生的 SO2少于 0.1 mol，理由是_ _；而乙同学认为产生的 SO2为 0.1 mol，理由是_ _。答案：(1)由于 Zn 过量，随着反应的进行，浓 H2SO4变稀，稀H2SO4可与Zn反应产生H2(2)由反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O 知，当 0.2 mol H2SO4全部反应时才生成 0.1 mol SO2，随着反应进行，浓 H2SO4变稀，而稀 H2SO4与铜不反应 由于加热时间足够长，水比硫酸易挥发，硫酸始终保持较高浓度，直至与铜完全反应为止 浓 H2SO4与稀 H2SO4区别的考查【例 2】浓硫酸和 2 mol L 1 的稀硫酸，在实验室中敞口放 置。它们的质量和放置天数的关系如图 4121 分析 a、b 曲线变化的原因是(Aa 升华、b 冷凝 Ca 蒸发、b 潮解)图 4121 Ba 挥发、b 吸水 Da 冷凝、b 吸水 【解析】此题考查学生对浓、稀硫酸在吸水与其中水分挥 发的差异。在两种溶液中都存在吸水与水分的挥发两个过程，只不过在浓 H2SO4中以吸水为主，溶液质量增加；而 2 mol L-1 稀 H2SO4中以水分挥发为主，质量减小，故此题答案为 B。【答案】B【配对训练】4区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是()A与铜反响 C B与石蕊溶液反响 C用玻璃棒各醮少许涂在纸上 D参加锌片看是否有气体生成 解析：常温下，浓硫酸和稀硫酸都不与铜反响，无法区别；向两种酸中参加锌片二者反响，浓硫酸反响产生 SO2，稀硫酸 产生 H2，可以区别，但不是最简单、最好的方法；C 是利用了 浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别，方法简单，因此 C 正确。