5.1.2硫及其化合物硫酸（教学设计）高一化学（人教版2019）

第五章《化工生产中的重要非金属元素》教学设计第一节硫及其化合物第二课时硫酸课题：5.1.2硫酸课时1授课年级高一课标要求结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫及化合物（硫酸）的主要性质，认识硫酸在生产中的应用和对生态环境的影响。教材分析本节内容是人教版（1019版）第五章第一节硫及其化合物的内容。本节内容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性质，硫酸根离子的检验，不同价态含硫物质的转化。教材首先根据硫在元素周期表中的位置，利用原子结构和元素周期律的相关知识，从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应，使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路；之后，根据物质类别研究硫的化合物（包括二氧化硫、硫酸）的化学性质。教材以工业制硫酸的生产原理为载体，从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性，并结合浓硫酸与铜反应的实验，基于证据探究浓硫酸的氧化性。接下来，设计“硫酸根离子的检验”实验，对构成物质的离子进行检验，提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。最后，设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动，要求学生从物质类别和元素价态变化的角度，应用氧化还原反应原理设计实验方案，选择适当的实验试剂，探究不同价态含硫物质的转化，提升学生“变化观念”等学科核心素养。本节《硫及其化合物》内容整合了旧版教材中第四章第三、四节有关硫元素的知识，知识介绍更有条理。并新增了硫单质的化学性质，主要学习二氧化硫、浓硫酸的性质，还涉及到硫化氢和三氧化硫的性质、工业上硫酸的制备等。教学中主要介绍硫及其重要化合物的主要化学性质，在知识安排上应尽量使用性质和用途相结合，理论与实际相结合，从而让学生认识到常见无机物在生产和生活中的应用。本节内容的情境素材有：火山喷发中含硫物质的转化；“雷雨发庄稼”；工业制硫酸；食品中适量添加二氧化硫的作用（去色、杀菌、抗氧化）；酸雨的成因与防治。实验及探究活动：浓、稀硝酸的性质；二氧化硫的性质；浓硫酸的性质；溶液中SO42等离子的检验等。教学重点为硫及其化合物的性质与相互转化；浓硫酸的特性；硫酸根离子的检验；可逆反应。教学难点为浓硫酸的特性。内容共安排四个课时：第一课时为硫和二氧化硫，第二课时为硫酸，第三课时为硫酸盐及硫酸根离子的检验，第四课时为不同价态含硫物质的转化（含实验活动5）。本节为第二课时《硫酸》的内容。新版教材与旧版教材相比，在重点介绍浓硫酸的性质的同时，将旧版教材中的以主要性质引入变为以主要用途引入教学，并增加了以框图的形式介绍硫酸的工业制法，更加突出了化学物质在生产、生活中的重要应用价值。教学时，硫酸的制备可以从三氧化硫（酸性氧化物）的性质引入；浓硫酸的性质可结合教材实验或通过设计实验进行探究，对比吸水性和脱水性的异同，利用【实验53】探究浓硫酸的强氧化性，结合“思考与讨论”预设相关问题，并引学生思考反应中硫酸的作用，认识反应条件及浓度对反应的影响等完成浓硫酸性质的教学。教学目标1.通过实验探究，讨论交流，能正确描述有关事验现象，分析理解反应原理，进一步认识硫酸的酸性及酸的通性。2.结合图示或实验视频，通过实验探究不活泼金属Cu与浓硫酸的反应，引导分析非金属C与浓硫酸的反应原理，认识浓硫酸的强氧化性、吸水性和脱水性等特性，增强对氧化还原反应的认识。3.通过对比分析浓硫酸与稀硫酸的不同性质，认识浓度、反应条件对化学反应的影响，并能熟练书写相关反应方程式，培养宏观辨识与微观探析等化学核心素养。教学重、难点重点：浓硫酸的三大特性（强氧化性、吸水性、脱水性）难点：浓硫酸与金属单质、非金属单质、还原性物质的氧化还原理论的分析核心素养变化概念与平衡思想：通过对二氧化硫溶于水并与水反应的特点，建立可逆反应的概念，会利用平衡观分析判断可逆反应体系中各微粒种类。证据推理与模型认知：通过稀硫酸的酸通性及浓硫酸的特性的学习，能从化合价微观视角分析反应的本质原理，建构判断硫酸性质的认知模型。科学探究与创新意识：通过对化学实验方案的设计、实验现象的观察，实验原理的分析，体验科学探究的过程，培养科学探究的方法。科学态度于社会责任：通过对硫酸的工业制法及用途的学习，培养实事求是的科学态度，激发学好化学，服务社会的责任意识。学情分析初中已经初步了解浓硫酸的腐蚀性（腐蚀纸张、木材、布料、皮肤等）及浓硫酸的稀释方法，知道酸能与酸碱指示剂及与金属单质和氧化铁（铁锈）的反应等。但并未从微观上去分析理解反应的实质，也未建立吸水性、脱水性、强氧化性等概念。这些都需要通过高中相关知识的学习才能得到提升。教学过程教学环节教学活动设计意图环节一、情景导入生活情境【回顾1】酸通常具有哪些通性？请举例说明。【学生1】酸能与酸碱指示剂反应,使紫色石蕊试液变红色,无色酚酞遇酸不变色；【学生2】酸能与碱性氧化物反应生成盐和水：HCl+Na2O=NaCl+H2O【学生3】酸能与碱发生中和反应生成盐和水：如HCl+NaOH=NaCl+H2O【学生4】酸能与某些盐反应生成另一种盐与另一种酸：如CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O【学生5】酸能与活泼金属反应生成盐和氢气：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑【教师】评价、强调：酸因电离出氢离子具有酸的通性，但不同的酸结构不同，强弱不同，性质不完全相同。【回顾2】酸有哪些分类方法？【学生1】按是否含有氧元素分为含氧酸和无氧酸。如盐酸、氢典酸均为无氧酸，硫酸、硝酸均为含氧酸；【学生2】按在水溶液中的电离程度分为强酸和弱酸。如盐酸、氢典酸、硫酸、硝酸为强酸，在水溶液中氢元素能全部电离成H+，CH3COOH、H2CO3等为弱酸，在水溶液中氢元素能部分电离成H+。【学生3】按是否具有强氧化性分氧化性酸和非氧化性酸。如硝酸和浓硫酸都具有强氧化性，属于氧化性酸，盐酸、稀硫酸不具有强氧化性，属于非氧化性酸。【教师】评价、强调：按不同的标准，可将酸分成不同的类别。【预习1】浓硫酸具有哪些特性？具体有哪些表现？【学生1】浓硫酸具有三大特性：吸水性、脱水性和强氧化性。【教师】追问：有哪些具体表现呢？【学生1】吸水性：具有吸收水(如气体中、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等)的性能,吸水性是浓硫酸的物理性质。因此浓硫酸可作为吸水剂或干燥剂。【学生2】吸水性:浓硫酸可将许多有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去。脱水性是浓硫酸的化学性质。【学生3】强氧化性:与金属反应Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O，与非金属的反应：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O等。【教师】简要评价。【导入】硫酸是重要的化工原料，有广泛的用途。俗话说盛世古董，乱世黄金，古陶瓷的收藏是比较热门的一类，而有些人在利益的驱使下，就会烧制大量的仿古瓷器，然后用做旧来把这些仿古瓷做旧，得以获取暴利，而高锰酸钾加浓硫酸(做色)就是很多瓷器造假者最为常用的手段之一（见PPT图片），今天我们就来学习硫酸的有关知识。回顾旧知，预习新知，创设硫酸与社会生活真实情境，激发学习兴趣和探究的欲望。环节二、氧硫酸的工业制法及稀硫酸的性质活动一、硫酸的工业制备—接触法制硫酸【过渡】硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。硫酸是衡量国家化工水平高低的一个重要指标。【问题1】阅读教材P4页最后自然段，回答硫酸具有哪些重要用途？【学生1】①硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。【学生2】硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸，作干燥剂。【教师】评价、强调：浓硫酸因具有吸水性的特性，常用作干燥剂，但不能用于干燥NH3及部分具有强还原性的气体，如H2S等。【问题2】观看视频（见PPT），回顾二氧化硫的催化氧化反应，观察教材P4页图54，思考工业上如何制备硫酸？【教师】投影：①工业制硫酸的流程图：【教师】强调：②原理—由黄铁矿为原料制取硫酸。【教师】追问：根据上面关于工业制硫酸的介绍，能否写出相关的化学反应方程式？【学生】③步骤：步骤一、4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2；步骤二、2SO2＋O22SO3；步骤三、SO3＋H2O=H2SO4。【教师】评价、强调：①SO3吸收：工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生水雾，影响SO3的吸收：SO3＋H2SO4(浓)==H2SO4•SO3（发烟硫酸）。②二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2＋O22SO3是在催化剂V2O5的表面进行的，因而得名接触法制硫酸。③高速空气流的作用是搅拌，使反应更加充分。【对应练习1】含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是()A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2C．该过程中化合价发生改变的元素为Fe和SD．图中涉及的反应之一为：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4【答案】C【解析】根据图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。【对应练习2】在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是（）A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的气体只有SO2C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分【答案】D【解析】A．将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧，故A错误；B．从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等，故B错误；C．SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3，故C错误；D．SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分，故D正确；故选D。回顾旧知，引出新知，回归教材，建立工业制硫酸的基本流程模型、分析原理，激发学习兴趣。了解硫酸的用途，培养科学探究意识，增强社会责任感。检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。活活动二、稀硫酸的性质【过渡】稀硫酸是中学实验室中最常见的酸之一，那么它具有哪些主要的化学性质呢？【问题1】回顾酸的通性，请举例说明稀硫酸具有哪些主要化学性质？【学生1】稀硫酸具有酸的通性:硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。【学生2】举例：指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。【学生2】与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑；2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑【学生3】与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O；【学生4】与碱性氧化物反应：CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O；【学生5】与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl；SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑。【教师】评价、强调：通常浓硫酸的浓度为98%及以上。【问题2】探究：实验室如何用稀硫酸与金属反应制备氢气？浓盐酸或浓硫酸可否代替稀硫酸呢？【学生1】实验室常用中等活泼的金属（如Mg、Al、Zn、Fe）与稀硫酸或稀盐酸反应制取氢气，并可用浓硫酸作干燥剂。【学生2】浓盐酸具有挥发性，会使生成的氢气不纯；浓硫酸中无氢离子，不能与金属（锌等）反应生成氢气。【学生3】稀硫酸具有氧化性（本质是硫酸电离产生的氢离子具有氧化性），但不具有强氧化性。【教师】评价、补充。【对应训练1】小强同学为了区别稀硫酸与稀盐酸，设计了如下图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是()【答案】C【解析】A中都会产生气泡不能区别；B中溶液都能变为红色不能区别；C中硫酸中会产生沉淀，而盐酸则不能产生沉淀；二氧化碳不能和酸反应，因此D中没有明显现象。【对应训练2】如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是()选项WXYZASSO2SO3H2SO4BNaNa2O2NaOHNaClCFeFeCl3Fe(OH)2FeCl2DAlAlCl3NaAlO2Al2(SO4)3【答案】D【解析】A项，S生成SO2需要点燃，不能一步生成SO3或H2SO4；B项，Na生成Na2O2需要加热；C项，Fe生成FeCl3需要点燃且不能一步生成Fe(OH)2。联系酸的通性，认识稀硫酸的主要化学性质，并熟悉有关方程式的书写。创设问题情境，。拓展思维，促进深度理解。检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。环节三、浓硫酸的性质活或活动一、浓硫酸的物理性质【过渡】不同浓度的硫酸，在性质上存在较大的差异，浓硫酸除了具有酸的性质外，还有一些特殊的性质。【问题1】观察硫酸样品，回顾初中浓硫酸的稀释，归纳浓硫酸具有哪些物理性质？【学生1】纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发。【学生2】硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84g·cm－3。【学生3】浓硫酸与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。【教师】评价、强调：浓硫酸具有很强的腐蚀性，实验中使用浓硫酸一定要防止蘸到皮肤或衣服上。【问题2】探究：结合浓硫酸的物理性质，思考稀释浓硫酸时，要注意哪些问题？如何鉴别浓硫酸和稀硫酸？【学生1】浓硫酸的稀释：由于浓H2SO4的密度大于水的密度，且溶解时可放出大量的热。因此稀释浓硫酸时，只能将浓硫酸沿器壁慢慢注入eq\a\vs4\al(水)中，并用玻璃棒不断搅拌，而不能将水倒入浓硫酸中。【学生2】浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法：第一种，观察法：将两者硫酸分别装入两支试管中，观察液体流动性，流动性差的是浓硫酸，反之是稀硫酸；第二种，稀释放热法：在两个小烧杯中分别倒入少量清水，然后将两种液体分别沿着烧杯壁倒入水中，观察是否释放大量的热，如果是则为浓硫酸，反之为稀硫酸；第三种，称量法：取两只烧杯，分别倒入这两种液体，先使用天平称取液体重量；待空气暴露一段时间，然后再次称重。重量变化大的是浓硫酸，另一个是稀硫酸。【教师】评价、补充。【对应训练1】在如下图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是()A．苹果块会干瘪B．胆矾晶体表面有“白斑”C．小试管内有晶体析出D．pH试纸变红【答案】D【解析】浓H2SO4具有吸水性和脱水性，前三个实验中显示浓H2SO4的吸水性，现象均正确；最后一个实验主要体现浓H2SO4的酸性和脱水性，pH试纸应先变红后变黑。【对应训练2】科学的方法是实验成功的前提条件。下列方法或要求存在错误的是（）A．用胶头滴管吸取液体时，要先挤瘪橡胶头，再将滴管伸入到液体中吸取B．稀释浓硫酸时，将水慢慢地注入浓硫酸中，并用玻璃棒不断地搅拌C．实验室进行模拟炼铁时，应先通一段时间的CO气体，然后再加热D．测定空气中氧气体积含量时，点燃红磷后要迅速将燃烧匙伸入集气瓶并塞紧橡皮塞【答案】B【解析】A．用胶头滴管吸取液体时，要先挤瘪橡胶头，再将滴管伸入到液体中松开挤瘪的橡胶头吸取，A正确；B．稀释浓硫酸时，将浓硫酸慢慢地注入水中，并用玻璃棒不断地搅拌，防止暴沸，造成溶液四溅，发生危险，B错误；C．实验室进行模拟炼铁时，应先通一段时间的CO气体，赶尽装置内的氧气，然后再加热，C正确；D．测定空气中氧气体积含量时，点燃红磷后要迅速将燃烧匙伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，利用红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，D正确；故答案选B。通过观察、比较，了解浓硫酸的物理性质。通过讨论交流，了解如何利用物理方法鉴别浓硫酸和稀硫酸。检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。活活活动二、浓硫酸的特性【过渡】我们知道稀硫酸与不活泼金属铜不反应，那么浓硫酸会与铜发生反应吗？【问题1】观看实验视频—浓硫酸的吸水性（见PPT），观察实验现象，思考可得出说明结论？并填写表格内容。【教师】投影表格，播放使用视频。【学生】观察实验现象，填写表格内容，展示交流。实验操作在两个培养皿中分别倒入少量浓硫酸和稀硫酸，将两个内壁干燥的小烧杯放在热水的上方，待充满水蒸汽时，再分别倒扣在两个培养皿中，观察小烧杯内壁水蒸汽的变化。实验现象一段时间后，盛浓硫酸的培养皿中的小烧杯内壁水蒸汽消失，而盛稀硫酸的小烧杯水蒸气没有明显变化。结论浓硫酸具有吸水性。（浓硫酸长期放在空气中，会吸收空气中的水蒸气，从而导致质量增加，因此，浓硫酸应密封保存）【教师】评价、强调：浓硫酸吸水性的用途——能干燥与它不起反应的气体（中性气体和酸性气体），如H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、SO2、N2、NO2、NO、HCl。不能干燥NH3、H2S、HBr、HI。【问题2】观察教材P5页图55（或观看实验视频），回答浓硫酸与蔗糖反应有何现象？可得出说明结论？【教师】投影表格，演示实验或播放使用视频。【学生】观察实验现象，填写表格内容，展示交流。实验操作实验原理2H2SO4(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O实验现象蔗糖变黑，体积慢慢膨胀，放出大量有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。最后变成疏松多孔海绵状黑色物质，烧杯发热。实验结论浓硫酸具有脱水性、吸水性、强氧化性【教师】评价、强调：：浓硫酸的脱水性是能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去，而浓硫酸的吸水性是能吸收存在于周围环境中的水分。【问题3】实验探究：观察教材P5【实验53】的实验现象，思考可得出说明结论？并完成下表内容。实验操作实验现象a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；b试管中的品红溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；d.冷却后，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。实验原理2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O实验结论①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论：浓硫酸具有强氧化性。【教师】评价、强调：浓硫酸的强氧化性是硫酸分子体现的氧化性，且一般浓硫酸被还原成而氧化硫。【对应训练1】下列现象或用途与浓硫酸的吸水性和脱水性无关的是()A．浓硫酸可作氯气的干燥剂B．浓硫酸滴加到蔗糖中，蔗糖变黑C．浓硫酸滴加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末D．浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应【答案】D【解析】A．浓硫酸做干燥剂与其具有吸水性有关，故A不选；B．浓硫酸使蔗糖变黑与其具有脱水性有关，故B不选；C．浓硫酸能将胆矾从蓝色晶体变成白色粉末，与其吸水性有关，故C不选；D．浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应是因为浓硫酸具有强氧化性，与吸水性和脱水性无关，故D选；故选：D。【对应训练2】下列各实验相应操作、实验现象及原因解释或推论合理的是()选项操作现象解释或推论A铁片投入浓硫酸无明显变化常温下铁不与浓硫酸反应B将浓硫酸滴到白纸上白纸变黑浓硫酸强氧化性导致纸张中的纤维素炭化C二氧化硫通入溴水溴水褪色说明二氧化硫具有漂白性D湿润红色石蕊试纸检验某气体试纸变蓝该气体是氨气【答案】D【解析】常温下，铁在浓硫酸中钝化，A不正确；浓硫酸使白纸变黑是由于浓硫酸的脱水性使纤维素炭化，B不正确；二氧化硫通入溴水发生氧化还原反应使溴水褪色，二氧化硫表现为还原性，C不正确；使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3，D正确。通过实验掌握浓硫酸吸水性以及用途。为后面学浓硫酸的脱水性铺垫。。让学生观察蔗糖的变化，深刻感知浓硫酸觉有脱水性的特性，并从微观上分析脱水性与吸水性的区别。基于证据进行分析推理，实验验证浓硫酸与铜反应。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。活动三、浓硫酸的特性本质探析【过渡】浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性，下面我们将进一步从微观角度认识其特点和规律。【问题1】结合上述实验，你认为浓硫酸的吸水性何脱水性本质上有何不同？【学生1】吸水性：浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S等)。【学生2】脱水性：浓硫酸可使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。浓硫酸与蔗糖反应的实验：现象是蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，放出有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。结论是浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，同时自身被还原为二氧化硫。【教师】评价、强调：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。【问题2】结合【实验53】的实验现象，思考浓硫酸的强氧化性的本质是什么？有何规律？【学生】本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。而稀硫酸是其溶液的H＋得电子被还原，氧化性较弱。【学生1】规律1：Fe、Al的钝化。常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装储运浓硫酸。【学生2】规律2：常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸浓度变小后，生成的气体为H2。【学生3】规律3：与不活泼金属和非金属反应时i．反应需要加热，否则不反应：2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O、2H2SO4(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。ⅱ．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。ⅲ．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。ⅳ．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应即停止。ⅴ.与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。【教师】评价、强调：在加热条件下，足量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸不能完全反应。【问题3】结合浓硫酸的特性，思考鉴别浓硫酸和稀硫酸还有哪些方法？【学生1】方法一:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀硫酸(Fe+2H+==Fe2++H2↑),若无明显现象(钝化),则为浓硫酸。【学生2】方法二:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓硫酸的脱水性)者为浓硫酸,否则为稀硫酸。【学生3】方法三:取少量试样,分别向其中投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓硫酸(浓硫酸表现强氧化性和酸性),无变化的是稀硫酸。【教师】评价】小结。【对应训练1】下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是()A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)B．向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸无现象，再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有SOeq\o\al(2－,4))C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)D．浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)【答案】B【解析】在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大是因为浓硫酸的吸水性；向样品溶液中加入稀盐酸，没有任何现象，说明一定没有Ag＋，再加入少量BaCl2溶液，生成白色沉淀，此时溶液为酸性，而BaSO4既不溶于水也不溶于酸，则白色沉淀为BaSO4，溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成主要是利用了浓硫酸的脱水性；浓硫酸与金属铜的反应中既表现浓硫酸的强氧化性又显示浓硫酸的强酸性。【对应训练2】下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是()A．分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸D．将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸【答案】D【解析】因浓硫酸的密度大于稀硫酸的密度，则体积相同时质量大的是浓硫酸，则可以鉴别，故A正确；浓硫酸是油状黏稠的液体，稀硫酸是稀溶液，则可利用液体流动性来鉴别，故B正确；因浓硫酸具有吸水性，可使CuSO4·5H2O晶体失去水而变为白色粉末，但稀硫酸不能，则可以鉴别，故C正确；因Al在浓硫酸中发生钝化，与稀硫酸快速反应生成气体，则放出气体快的是稀硫酸，故D错误。从微观上分析吸水性和脱水性的本质区别，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。通过对实验现象的深度分析，进一步理解浓硫酸的、强氧化性的本质及规律。从化学性质的角度认识浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法，拓宽知识视野。检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。环节四、课后巩固作业设计1．下列关于硫酸的工业制备与保存的说法，正确的是（）A．粉碎后的硫铁矿(FeS2)在沸腾炉中燃烧生成SO3B．在吸收塔中，用质量分数为98.3%的浓硫酸吸收SO3C．硫黄制酸法会产生更多的矿渣D．浓硫酸具有强氧化性，不能保存在铝制容器中【答案】B【解析】A．粉碎后的硫铁矿(FeS2)在沸腾炉中与O2反应生成SO2，A项错误；B．在吸收塔中，为防止形成酸雾，不能用水作吸收剂，而是用质量分数为98.3%的浓硫酸作吸收剂吸收SO3，B项正确；C．以硫铁矿为原料生产硫酸时会产生较多矿渣，而硫黄制酸法的优点是制备过程中不产生矿渣，C项错误；D．浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铝发生钝化，因此浓硫酸能保存在铝制容器中，D项错误；答案选B。2.关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是()A．在反应中，浓硫酸只表现出氧化性B．该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2C．在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性D．每1mol铜参加反应就有2mol浓硫酸被还原，同时生成2molSO2【答案】C【解析】Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CuSO4＋SO2↑＋2H2O，在反应中，浓硫酸既表现出氧化性又表现酸性，A错误；反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶1，B错误；每1mol铜参加反应就有1mol浓硫酸被还原，同时生成1molSO2，D错误。3.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SO2D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色【答案】D【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。4.下列实验说明浓硫酸有强腐蚀性的是（）A．浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热B．含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气C．浓硫酸久置在空气中质量增加D．用小木棍蘸少量浓硫酸，小木棍变黑【答案】D【解析】A．浓硫酸慢慢地注入水中产生大量的热，浓硫酸稀释放热，是物理变化，A错误；B．含有水蒸气的氧气通过浓硫酸得到干燥的氧气，浓硫酸具有吸水性，是物理变化，B错误；C．浓硫酸久置在空气中质量增加，浓硫酸吸收空气中的水蒸气，吸水性，是物理变化，C错误；D．用小木棍蘸少量浓硫酸，小木棍变黑，浓硫酸具有脱水性，小木棍被腐蚀，是化学变化，具有腐蚀性，D正确；故答案为：D。5.下列叙述正确的是()A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性C．把足量铜粉投入到含2molH2SO4的浓硫酸中，反应后得到标准状况下气体体积为22.4LD．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化【答案】D【解析】不能用浓硫酸干燥NH3，A不正确；浓硫酸与S作用时，只表现其强氧化性，B不正确；Cu与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐降低，当成为稀H2SO4时，反应停止，参加反应的H2SO4少于2mol，故C项产生的SO2在标准状况下不足22.4L。6．如图是检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X，若关闭活塞K，品红溶液无变化、澄清石灰水变浑浊；若打开活塞K，品红溶液褪色。据此判断，气体X和液体Y可能是()选项物质ABCDXH2SSO2CO2Cl2Y浓硫酸NaHCO3饱和溶液Na2SO3溶液NaHSO3溶液【答案】B【解析】H2S不能使品红溶液褪色，A项错误；SO2可与NaHCO3饱和溶液反应生成二氧化碳，若关闭活塞K，则品红溶液无变化，生成的二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊，若打开活塞K，则品红溶液褪色，B项正确；二氧化碳不能使品红溶液褪色，所以打开活塞K，品红溶液不会褪色，C项错误；Cl2不能使澄清石灰水变浑浊，D项错误。7．实验室进行含硫化合物性质探究的装置(夹持装置省略)如图所示，分液漏斗①中盛有浓硫酸，将其逐滴加入到试管②的固体中。下列说法正确的是（）A．若②中为Na2SO3固体，③中盛石蕊溶液，则③中溶液先变红后褪色B．若②中为蔗糖，③中盛有溴水，能说明浓硫酸具有脱水性和氧化性C．若②中为Na2SO3固体，③中盛有氯化钡溶液，则③中生成白色沉淀D．若②中为铜单质，③中盛有硫化氢水溶液，则③中生成黄色沉淀【答案】B【解析】A．若②中为Na2SO3，浓硫酸与Na2SO3反应生成SO2，SO2通入石蕊溶液会使溶液变红，但SO2不能漂白指示剂，因此不会褪色，A错误；B．浓硫酸具有脱水性，蔗糖脱水碳化，生成的C与被浓硫酸氧化，生成SO2和CO2，SO2使溴水褪色，因此证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，B正确；C．若②中为Na2SO3，浓硫酸与Na2SO3反应生成SO2，SO2不能与BaCl2反应，C错误；D．Cu与浓硫酸在加热的条件下反应生成SO2，常温下不反应，D错误；故选B。8．浓硫酸能使蔗糖、纸屑、棉花等有机物炭化。在浓硫酸使蔗糖炭化实验中，产生了许多气体使炭体积膨胀。且闻到有刺激性气味，某同学猜测气体中可能含有SO2和CO2等，为此，该同学设计了如下实验装置检验气体的成分。实验时，在试管中先加入适量的蔗糖(C12H22O11)，再滴入少量的水，混匀，最后加入一定量的浓硫酸，迅速塞好橡皮塞，振荡试管，将产生的气体通过甲、乙、丙、丁四个洗气瓶。(1)滴加少量水的目的是为了使反应温度迅速升高，以利于反应进行，写出该试管中产生气体的化学方程式______________。该实验中体现的浓硫酸的特性是_______。(2)装置乙中的酸性KMnO4溶液的作用是____________