第五章 第一节 第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验

1、第2课时硫酸和硫酸根离子的检验1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质，促进“证据 推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离 子的检验方法，强化“科学探究与创新意识”。核心素养发展目标一、硫酸随堂演练知识落实课时对点练二、硫酸根离子的检验内容索引 1.硫酸的工业制法一、硫酸(1)三种原料：硫黄或 、 ，98.3%的浓硫酸(代替水)。(2)三个阶段二氧化硫的制取和净化。(造气阶段)SO2氧化成SO3。(接触氧化阶段)三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(生成阶段)黄铁矿(FeS2 )空气(3)三个反应_；_；_。注意工业上制取硫酸常用浓

2、硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收。SO3H2O=H2SO42.硫酸的物理性质及酸的通性(1)物理性质纯净的硫酸是 黏稠状液体，密度比水 ，能与水以任意比混合，沸点 ，难挥发。无色大高(2)酸的通性H2SO4在水里很容易电离出 ，具有 ，能使紫色石蕊试液显 ，请写出下列反应的离子方程式。和活泼金属(如Fe)：_；和金属氧化物(如MgO)：_；和碱如Mg(OH)2：_；和盐(如Na2CO3)：_。H酸性红色Fe2H=Fe2H2MgO2H=Mg2H2OMg(OH)22H=Mg22H2O3.浓硫酸的特性浓硫酸有三大特性： 、 和 。(1)吸水性与脱水

3、性吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作 。脱水性浓硫酸能把有机物中的氢元素和氧元素按 脱去。如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成 固体，并放出有 气味的气体。吸水性脱水性强氧化性干燥剂水的元素组成比黑色刺激性实验操作实验现象a试管中铜丝表面 ；b试管中的溶液 ；c试管中的 ；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，_实验结论在反应中，浓硫酸是 ，铜是_(2)强氧化性变黑，有气泡生成逐渐变为无色紫色石蕊溶液变红色溶液呈蓝色氧化剂还原剂强氧化性表现HBr、HI、H2S等钝化致密氧化膜4.硫酸的用途(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。(2)工业上可用于制化

4、肥、农药、炸药、染料、盐类等。(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。5.几种常见的硫酸盐硫酸盐主要性质主要应用硫酸钙CaSO42H2O 2CaSO4H2O生石膏熟石膏制作模型和医用石膏绷带，调节水泥的硬化速率硫酸铜CuSO4 CuSO45H2O(胆矾) 白色 蓝色检验水的存在，与石灰乳混合制备波尔多液硫酸钡又称重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射线透过用作消化系统X射线检查的内服药剂，即“钡餐”(1)可以用稀硫酸洗涤金属表面的氧化物()(2)浓硫酸有脱水性，因此可以用于干燥H2、CO2等气体()(3)浓硫酸能使蓝矾(CuSO45H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱

5、水性()(4)金属铜在常温下放入浓硫酸无现象，是浓硫酸把铜钝化了()(5)100 mL 18.0 molL1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2分子数目为0.9NA()(6)浓硫酸有强烈的吸水性，因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体()(7)蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中，主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性()判断正误1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。强酸性强氧化性高沸点、难挥发性脱水性吸水性(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体_。深度思考(2)用磷矿物主要成分是磷酸钙和硫酸反应制磷酸_。(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体_

6、。解析浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。解析磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。解析浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸_。(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_。(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体_。解析浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。解析常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。解析浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。解析浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，利用了浓硫酸的酸性，后变黑

7、是把氢原子和氧原子按照21脱去剩余碳，利用了浓硫酸的脱水性。(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑_。2.(1)50 mL物质的量浓度为18 molL1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，被还原的硫酸_0.9 mol(填“大于”“等于”或“小于”，下同)，消耗铜的物质的量_0.45 mol。原因是_。(2)将一定量的锌与100 mL 18.5 molL1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的c(H)0.1 molL1，则下列叙述中正确的是_(填字母)。A.气体A为SO2和H2的混合物B.气体A中SO2和H2的体积比

8、为41C.反应中共消耗Zn 97.5 gD.反应中共转移3 mol电子小于小于稀，稀硫酸不与铜反应随着反应的进行，硫酸变ACD1.浓硫酸作干燥剂的注意点(1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。(2)不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。归纳总结2.浓硫酸和金属反应的规律(1)浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始

9、浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。返回实验操作实验现象先 ，加入盐酸后_先 ，加入盐酸后_先_，加入盐酸后_二、硫酸根离子的检验1.硫酸根离子检验的实验探究生成白色沉淀沉淀不溶解生成白色沉淀沉淀不溶解生成白色沉淀沉淀溶解，且有气泡产生实验结论 与Ba2反应生成不溶于盐酸的_，离子方程式：_ 与Ba2反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸白色沉淀 Ba2=BaSO4白色(2)理论解释先加稀盐酸的目的是排除_、_、_等离子干扰。再加入BaCl2溶液，若存在 ，发生反应的离子方程式为_。Ag=BaSO4(1)若除去粗盐中杂质(硫酸盐、CaCl2、Mg

10、Cl2)，将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表：杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐_CaCl2_MgCl2_氯化钡溶液碳酸钠溶液烧碱溶液Mg22OH=Mg(OH)2(2)试剂加入的顺序为使杂质离子完全除去，通常加入试剂及顺序有如下三种：BaCl2溶液NaOH溶液 盐酸；NaOH溶液BaCl2溶液 盐酸； 盐酸。总结：为保障杂质离子完全除去，只要 在 之后加入即可。Na2CO3溶液Na2CO3溶液BaCl2溶液Na2CO3溶液NaOH溶液碳酸钠溶液氯化钡溶液(1)取少量试样溶液，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定含有 ()(2)取少量试样溶液，先加入BaCl2溶液，有白色

11、沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解，则溶液中一定含有 ()(3)取少量试样溶液，先加入稀硫酸，无现象，再加入BaCl2，有白色沉淀生成，则溶液中一定含有 ()(4)为除去粗盐水中少量的 ，可向溶液中加入过量的K2CO3溶液，然后过滤()(5)为除去粗盐中的Mg2、Ca2、 ，可依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液，过滤后加入稀盐酸调节溶液为中性()判断正误深度思考方案一：检验：向待测液中加入足量的盐酸产生气泡，将气体通入澄清石灰水中有白色沉淀生成方案二：检验：先向待测液中加入盐酸至溶液呈酸性，未见沉淀或气体生成，再加入BaCl2溶液出现白色沉淀方案三：检验OH：向待测液中加

12、入石蕊溶液，溶液变蓝色方案四：检验Cl：向待测溶液中依次加入稀盐酸和AgNO3溶液，有白色沉淀生成方案二、方案三溶液中若有OH，OH会使石蕊溶液变成蓝色，故方案三合理，AgNO3溶液和稀盐酸混合就有白色浑浊出现，不能证明原溶液中含有Cl，故方案四不合理。2.依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：(1)B的化学式是_，C的化学式是_。(2)加入过量A的目的是_。(3)加入过量B的目的是_。(4)加热煮沸的目的是_。(5)操作的名称是_。K2CO3HCl除尽镁离子和硫酸根离子除尽过量的钡离子使氯化氢挥发逸出过

13、滤解析先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。(1)物质除杂和分离的基本原则不增(不引入新的杂质)。不减(不减少被提纯的物质)。易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。易复原(被提纯的物质易复原)。(2)物质除杂和分离注意的问题除杂试剂要过量。后续试剂应能除去过量的前一试剂。尽可能将杂质转化为所需物质。除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。归纳总结返回1.(2019云南宣威六中高一期末)下列有关说法中正确的是A.浓硫酸在常温下能

14、够使铁、铝等金属钝化，因此浓硫酸在常温下不能 与铁、铝发生反应B.白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性C.浓硫酸主要以H2SO4分子存在D.稀硫酸和浓硫酸性质完全相同1235随堂演练知识落实42.(2019广东执信中学高一检测)浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是炽热的木炭H2S气体Cu(加热条件下)FeONH3蔗糖CuSO45H2O铁、铝(常温下)A. B. C. D.12354解析浓硫酸与炽热的木炭、H2S反应及Fe、Al(常温下)遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现的是浓硫酸的脱水性；浓硫酸与CuSO45H2O

15、反应，表现的是浓硫酸的吸水性。3.(2020兰州二中月考)全部可用浓硫酸干燥的一组气体是A.CH4、H2、CO、NH3 B.CO2、H2、SO2、Cl2C.CO、CH4、HCl、HBr D.SO2、CO2、H2、H2S12354解析浓硫酸既具有酸性，又具有强氧化性。故不能用来干燥碱性气体(NH3)和强还原性气体(HBr、HI、H2S等)，B项正确。4.(2020甘肃武成一中检测)下列检验试样中有无 的操作及结论正确的是A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有 B.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有D.先加盐酸无明显现象，再

16、加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有 12354B中可能为Ag；12354回答以下问题：(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲_、乙_(填“严谨”或“不严谨”)，并说明理由：_。不严谨不严谨甲没有排除Ag的干12354返回(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案：_。课时对点练123456789题组一浓硫酸的性质1.(2019安徽蚌埠二中月考)硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车，某新工人违反规定，边吸烟边用水冲洗该车，结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是A.浓硫酸遇明火爆炸B.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸C.浓硫酸遇水发热爆炸D

17、.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸A组基础对点练123456789解析浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸，稀硫酸与铁反应产生氢气，氢气接触空气遇明火爆炸。2.(2019陕西宝鸡中学期末)关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是A.在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性B.此反应属于复分解反应C.在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性D.每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原，同时生成2 mol SO2123456789题组二硫酸性质的综合实验探究3.(2019山东济南外国语学校高一检测)如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正

18、确的是A.甲中苹果块会变干瘪B.乙中胆矾晶体表面有“白斑”C.丙中小试管内有晶体析出D.丁中pH试纸变成红色123456789B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，错误。123456789解析A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪，正确；4.(2019安徽芜湖一中月考)如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸(浓度为18 molL1)为50 mL。下列有关判断

19、正确的是123456789A.装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2B.装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中C.品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体D.充分反应后，被还原的硫酸少于0.45 mol解析装置B为安全瓶，可观察反应过程中装置是否堵塞，A项错误；装置C为集气瓶，收集SO2，B项错误；碱性棉球的作用是吸收SO2，防止其逸出，C项错误；123456789选项ABCD实验目的吸水性脱水性稀释放热强氧化性实验装置5.(2019南昌十中检测)某同学设想用图示装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是123456789解析A项中由于分子是在不断

20、运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸片接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，不能达到实验目的。1234567891234567896.(2019湖南浏阳一中高三月考)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.上下移动中铜丝可控制SO2生成的量

21、B.中选用品红溶液验证SO2的生成C.中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，据此可以检验SO2，C正确；中含有浓硫酸，加水会引起酸液飞溅，发生危险，D不正确。123456789解析上、下移动铜丝可控制铜丝与浓H2SO4的反应，进而控制SO2的生成量，A正确；根据装置的特点可知，选项B正确；7.(2020安徽蚌埠一中高一月考)某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子，除氯化钡溶液外，还需要的溶液是A.硫酸溶液 B.盐酸C.氢氧化钠溶液 D.硝酸钠溶液123456789解析检验某溶液中是否含

22、有硫酸根离子的方法：先用盐酸酸化(若有沉淀，过滤)，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明含有硫酸根离子。1234567898.除去氯化钠溶液中混有的Ca2、Mg2、 、 等杂质，通常采用以下四种试剂：Na2CO3BaCl2NaOH盐酸，加入试剂顺序合理的是A. B.C. D.过滤后，滤液中加入过量的盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，合理顺序是。9.(2019河北武邑中学月考)蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体，会对环境造成污染。某实验小组利用如下装置对该实验进行改进(夹持装置略)。回答下列问题：123456789注：硬质玻璃管、处分别为

23、滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸，a和b分别为两个小气球。(1)图中盛装浓硫酸的仪器名称为_。分液漏斗解析题图中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(2)实验开始后先关闭弹簧夹K，硬质玻璃管中号滤纸变黄，号和号滤纸均褪色，a处气球变大。硬质玻璃管中的实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2，、处发生的变化分别说明SO2具有_、_和_(填SO2表现出的性质)。123456789氧化性漂白性还原性解析号滴有Na2S溶液的滤纸变黄，有单质S生成，说明SO2具有氧化性。号滴有品红溶液的滤纸褪色，说明SO2具有漂白性。号滴有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色，说明S

24、O2具有还原性。123456789(3)打开弹簧夹K，a处气球变小，b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成，可以在号位置的滤纸滴加_溶液，该试剂的作用是_。123456789品红气体中SO2是否完全除尽检验混合解析由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，酸性高锰酸钾溶液吸收SO2，所以为保证进入C装置的气体全部是CO2，应该在号位置的滤纸滴加品红溶液，该试剂的作用是检验混合气体中SO2是否完全除尽。1.(2020山东聊城实验中学高一检测)硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸生产流程如下：B组综合强化练1234567下列说法中不正确的是A.

25、含硫物质可以是单质硫，也可以是黄铁矿(FeS2)C.试剂C可以是纯水D.制备过程的化学反应不完全为氧化还原反应解析工业上通过燃烧单质硫或黄铁矿(主要成分FeS2)来生产SO2，SO2再催化氧化生成SO3，SO3再和水反应生成硫酸，但工业上吸收SO3的试剂不是纯水，而是98.3%的浓硫酸，目的是为了防止形成酸雾，提高吸收效率。12345672.(2020河南洛阳期末)下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是1234567选项实验操作实验现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性B向某溶液中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀溶液中含有 C将浓硫酸和铜加热，冷却后用水稀释产生刺

26、激性气味气体，溶液呈蓝色浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性D将足量锌和浓硫酸共热，将气体通入品红溶液产生刺激性气味气体，品红溶液褪色产生的气体只有SO2解析将浓硫酸滴到蔗糖表面，变黑与浓硫酸的脱水性有关，膨胀是C与浓硫酸发生氧化还原反应生成气体，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，故A错误；1234567锌和浓硫酸反应，首先生成SO2，当硫酸变稀，锌和稀硫酸反应生成H2，因此，生成气体应为SO2和H2的混合气体，D错误。3.(2019济宁一中高一质检)将3.2 g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量H2O2，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是A.反应过程中有刺激

27、性气味的气体生成B.H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C.若Cu和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为0.5 molL1D.反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性12345674.(2020河南安阳一中高一检测)已知NH4CuSO3与足量的1 molL1硫酸溶液混合微热，产生下列现象：有红色金属生成；有刺激性气味气体产生；溶液呈蓝色。据此判断下列说法合理的是A.NH4CuSO3中硫元素被氧化了B.刺激性气味的气体是二氧化硫或氨气C.该反应中NH4CuSO3既是氧化剂又是还原剂D.该反应中硫酸既体现酸性又体现氧化性1234567解析NH4CuSO3与硫酸混合微热，生成红色固体、产生有刺激

28、性气味的气体和蓝色溶液，说明反应生成Cu、SO2和Cu2，反应前后S元素的化合价没有发生变化，A错误；因反应是在酸性条件下进行，不可能生成氨气，B错误；反应只有Cu元素的化合价发生变化，分别由12、10，NH4CuSO3既是氧化剂又是还原剂，C正确；123456712345675.(2020河北保定实验中学高一期中)5 mL物质的量浓度为18 molL1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是A.有0.09 mol的硫酸被还原B.有0.045 mol的硫酸被还原C.充分反应后体系无硫酸剩余D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g1234567解析浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫

29、酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应的进行，硫酸逐渐消耗，其浓度也逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题n(H2SO4)0.005 L18 molL10.09 mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)0.09 mol，被还原的硫酸小于0.045 mol，参加反应的铜小于2.88 g。6.(2020江苏连云港市第一中学高一期中)某厂漂白车间需要22.4 L(标准状况下)SO2，某化学小组经计算后，取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓硫酸(含2 mol H2SO4)充分反应，锌全部溶解后，即将收集所得气体全部送至车间，不料经质检科检验后，发现产品存在严重的质量问题，气体随即被退回。(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式：_。1234567Zn2H2SO4(浓)=ZnSO