实验02探究浓硫酸的性质

【同步实验课】探究浓硫酸的性质0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【实验目的】掌握浓硫酸的稀释方法；认识稀释浓硫酸时的放热现象。浓硫酸的脱水性和吸水性。认识浓硫酸的强氧化性。学会硫酸根离子的检验方法。【实验原理】浓硫酸稀释时放出大量的热，且密

度比水大，因此稀释时要将浓硫酸注入

水中，并不断搅拌。

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O【实验试剂】浓硫酸蒸馏水铜片硫酸铜晶体氯化钡溶液硫酸钠溶液碳酸钠溶液盐酸品红试液【实验仪器】烧杯(250mL)玻璃棒温度计试管量筒胶头滴管带孔橡胶塞铁架台点滴板滤纸脱脂棉【实验一】浓硫酸的稀释实验实验操作图解操作实验现象实验结论1.将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里，用玻璃棒不断搅拌，并用手轻轻触碰烧杯外壁及用温度计测量浓硫酸稀释前后的温度变化。

2.错误操作演示在浓硫酸中直接加入蒸馏水所造成的危险，

将装有浓硫酸的小烧杯放在大烧杯中

使用橡皮筋将大烧杯口用白纸遮盖白纸中央留出一个圆口为了方便观察将水染色把染色过的蒸馏水注入到浓硫酸中观察现象

1.测量稀释前的水温2将浓硫酸沿杯壁注入水中，用玻璃棒不断搅拌。3.用手触碰烧杯外壁4.对比稀释前后的温度，温度上升，放出热量。1.盛有浓硫酸的小烧杯放入大烧杯中，用纸盖住2.染色的水注入浓硫酸中水迅速沸腾，向四周飞溅。稀释浓硫酸时，浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入水里，不断搅拌，用手触碰烧杯外壁，感觉发烫，且温度计的数值升高。

硫酸液滴向四周飞溅。稀释浓硫酸时要将浓硫酸慢慢注入

水中，并不断搅拌，在稀释过程中会放

出大量热。浓硫酸稀释时放出的热会使水立刻沸腾，向四周飞溅。所以稀释浓硫酸时不能将蒸馏水注入浓硫酸中。【实验二】浓硫酸的脱水性和吸水性实验操作图解操作实验现象实验结论1.将碎纸片分别放入滴定板的两个孔穴中，火柴梗分别放入另两个孔穴中，再将少量五水硫酸铜放入另外两个孔穴中。2.然后用胶头滴管吸取少量浓硫酸，分别滴入含有碎纸片，火柴梗，五水硫酸铜的孔穴中，3.再用胶头滴管吸取稀硫酸也分别滴入另外含有纸片，火柴梗，五水硫酸铜的孔隙中，观察现象。1.两组样品2.上一组点滴板滴入浓硫酸3.下一组点滴板中滴入稀硫酸滴有浓硫酸的纸片和火柴梗都很快脱水碳化变黑。滴有浓硫酸的蓝色五水硫酸铜变成了白色无水硫酸铜。滴有稀硫酸的纸片，火柴梗，五水硫酸铜没有变化。说明浓硫酸具有强烈的脱水性和吸水性。而稀硫酸不具有脱水性和吸水性。【实验三】浓硫酸的氧化性实验操作图解操作实验现象实验结论在一个带导管的胶塞嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管里加入2mL浓硫酸，盖好胶塞，使铜丝与浓硫酸接触，加热。把放出的气体分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液中，观察现象。向上拉铜丝，终止反应，冷却后，把试管里的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支试管中，观察溶液的颜色。

1.铜和浓硫酸反应的实验装置2.加热产生大量气泡3.品红溶液褪色3.紫色石蕊变红4.溶液呈淡蓝色1.加热前，铜丝在浓硫酸中无变化；

2.加热后，铜丝表面产生大量气泡，品

红溶液逐渐变为无色，紫色石蕊溶液

逐渐变为红色，将反应后试管里的液

体倒入另一支盛有少量水的试管中，

振荡后，溶液变为淡蓝色。

常温下，铜与浓硫酸不发生反应；在加热条件下，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。

【实验四】硫酸根离子的检验实验操作图解操作实验现象实验结论取除去难溶性杂质的盐约0.5g放入试管中，向试管中加入约2mL水配成溶液，先滴入几滴稀盐酸使溶液酸化。然后向试管中滴入几滴氯化钡溶液，观察现象。1.向盛有0.5g盐试管中加入约2mL水配成溶液。2.盐全部溶解3.滴加稀盐酸4.再滴加氯化钡5.产生白色沉淀往除去难溶性杂质的盐中先加稀盐酸，再加氯化钡

(BaCl2)溶液后有白色沉淀生

成。

经过溶解、过滤、蒸发后得到的盐中仍然含有可溶性杂质硫酸盐。

问题与讨论：探究1：蔗糖的脱水实验现象1：蔗糖逐渐变黑。为什么会变黑？【解析】原因是浓硫酸具有脱水性：C12H22O11eq\o(→,\s\up10(浓硫酸))12C＋11H2O。现象2：蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。为什么？【解析】原因是浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2气体放出。探究2：浓硫酸与Cu的反应1．a、b、c试管中的现象分别是什么？【解析】a中铜丝变黑，有气体逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；c中溶液变为红色。2．浸NaOH溶液棉团的作用是什么？写出反应的离子方程式。【解析】吸收尾气SO2，防止污染空气。SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O。3．b中现象说明了什么？【解析】浓硫酸与Cu共热生成SO2，同时说明SO2具有漂白性。4．Cu与浓硫酸的反应中，浓硫酸表现了什么性质？【解析】强氧化性和酸性。5．反应后，若将a试管中的溶液慢慢倒入水中，会有什么现象产生？能否将水倒入试管中？为什么？【解析】将a试管中的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。不能将水倒入试管中，因为试管中有剩余的浓硫酸，将水倒入试管中，由于浓硫酸稀释放出大量的热，会造成液体飞溅。6．50mL98%的浓硫酸与足量Cu共热，放出SO2的物质的量总小于0.46mol的理由是什么？【解析】浓硫酸在反应过程中逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不再与Cu反应，故生成的SO2小于0.46mol。探究3分析下列说法是否正确？不正确的说明原因。(1)溶液中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)。(2)溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)溶液中先加入盐酸，无沉淀生成，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，说明溶液中含SOeq\o\al(2－,4)。(4)溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液含SOeq\o\al(2－,4)。【解析】(1)错误，Ag＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等离子干扰。(2)错误，Ag＋干扰。(3)正确。(4)错误，SOeq\o\al(2－,3)干扰。二、规律与方法：三、深度剖析：1．浓硫酸吸水性、脱水性的区别由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。2．浓硫酸的强氧化性(1)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。(2)反应规律：①Fe、Al在浓硫酸中钝化。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。②常温下，浓硫酸与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐、H2O和SO2；浓硫酸变稀后，只表现酸性，与活泼金属反应生成的气体为H2。③浓硫酸与不活泼金属和非金属反应的规律。a．反应需要加热，否则不反应。b．还原产物一般是SO2，金属一般被氧化为高价态金属的硫酸盐，非金属一般被氧化为高价态氧化物或含氧酸。c．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。d．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。④浓硫酸可与某些具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。3．浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法(1)取少量蒸馏水，向其中加入少量试样，能够放出大量热的为浓硫酸，反之为稀硫酸。(2)观察状态：呈黏稠状的是浓硫酸，而黏稠度较小的是稀硫酸。(3)取体积相等的两液体，用手掂掂，质量较大的是浓硫酸。(4)取少量试样，向其中加入铁片，若能够产生大量气泡的则为稀硫酸(Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑)；若无明显现象(钝化)的则为浓硫酸。(5)用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字，字迹立即变黑(浓硫酸的脱水性)的为浓硫酸，另一种为稀硫酸。4．SOeq\o\al(2－,4)的检验(1)一般思路待检验溶液eq\o(→,\s\up10(加足量稀盐酸酸化),\s\do10())无明显现象(若有沉淀，则静置后取上层清液)eq\o(→,\s\up10(滴加BaCl2溶液),\s\do10())观察有无白色沉淀产生(若有白色沉淀产生，则说明待检验溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)；若无白色沉淀产生，则说明待检验溶液中不含SOeq\o\al(2－,4))。(2)排除干扰①Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除Ag＋的干扰。②COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)干扰：BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2都是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中，因此检验SOeq\o\al(2－,4)时，必须先用盐酸酸化。不能用硝酸酸化，因在酸性条件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等会被溶液中的NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，从而干扰检验结果。【典例01】（2022·广东·高考真题）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是A．与浓硫酸反应，只体现的酸性B．a处变红，说明是酸性氧化物C．b或c处褪色，均说明具有漂白性D．试管底部出现白色固体，说明反应中无生成【答案】B【解析】A．铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；B．a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；C．b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；D．实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误；【典例02】（2023下·四川南充·高一四川省南充高级中学校考阶段练习）下列化学事实与硫酸表现出的性质(括号中)描述中，正确的是A．浓硫酸使胆矾晶体变白(脱水性)B．常温下，铁遇浓硫酸发生钝化(强氧化性)C．蔗糖遇浓硫酸会变黑膨胀(强氧化性和吸水性)D．久置在敞口容器中的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)【答案】B【解析】A．浓硫酸使胆矾晶体变白，体现浓硫酸的吸水性，故A错误；B．钝化为化学变化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，与浓硫酸的强氧化性有关，故B正确；C．蔗糖遇浓硫酸会变黑膨胀，体现浓硫酸的脱水性和强氧化性，故C错误；D．浓硫酸具有吸水性，久置在敞口容器中的浓硫酸，因为吸收空气中的水，溶液质量增大，与难挥发性无关，故D错误。答案选B。1．（2023下·上海浦东新·高一上海市进才中学校考期中）浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，很快又变黑，这是因为浓硫酸具有A．酸性和强氧化性 B．酸性和吸水性C．酸性和脱水性 D．酸性和难挥发性【答案】C【解析】浓硫酸具有酸性、强氧化性、吸水性、脱水性等。浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，体现了它的酸性，后变黑是因为纸张被浓硫酸脱水碳化，体现了浓硫酸的脱水性，故C正确。答案选C。2．（2023下·湖北宜昌·高一校联考期中）在如图所示的实验中，实验进行一段时间后，下列关于实验现象的叙述错误的是A．装置①中苹果块会干瘪 B．装置②中溶液最终为红色C．装置③中刚开始铝片表面有少量气泡，随后消失 D．装置④中pH试纸变红【答案】D【解析】A．装置①中浓硫酸具有较强的吸水性，因此将苹果块在装置中放置一段时间后，浓硫酸会吸收水分，则苹果块会干瘪，A正确；B．装置②中向稀硫酸中滴加紫色石蕊溶液，最终溶液变红，B正确；C．装置③中铝片遇浓硫酸会“钝化”，刚开始有少量气泡，随后消失，C正确；D．装置④中浓硫酸具有极强的氧化性和脱水性，会使pH试纸炭化变黑，D错误；故选D。3．（2023下·四川成都·高一成都七中校考阶段练习）下列对浓硫酸的叙述错误的是A．常温下，浓硫酸与铁、铝发生钝化，浓硫酸表现出强氧化性B．浓硫酸与蔗糖反应，浓硫酸表现出脱水性和强氧化性C．浓硫酸使胆矾变成白色，浓硫酸表现出吸水性D．较浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时，较浓硫酸表现出强氧化性【答案】D【解析】A．浓硫酸具有强氧化性，在常温下，浓硫酸遇铁、铝时，会将金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化，在这些反应中浓硫酸表现出强氧化性，A正确；B．浓硫酸与蔗糖混合，会看到蔗糖变黑，同时物质的体积急剧膨胀，产生大量酸性气体，反应，烧杯外壁感觉烫手，在该反应中浓硫酸表现出脱水性和强氧化性，B正确；C．浓硫酸具有吸水性，能够吸收硫酸铜晶体的结晶水，使胆矾变成白色，在该反应中浓硫酸表现出吸水性，C正确；D．较浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时，较浓硫酸表现出强酸性，而不是强氧化性，D错误；故合理选项是D。4．（2023下·北京西城·高一北京育才学校校考阶段练习）硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图所示。下列分析不正确的是A．①中的现象说明浓具有氧化性B．对比①和②可以说明还原性：C．②中试管口出现白雾是由遇水蒸气所致，说明酸性：D．③中浓表现酸性【答案】C【解析】A．红棕色气体为溴蒸气，即浓硫酸将溴离子氧化为溴单质表现出氧化性，A正确；B．反应①出现红棕色气体，说明产生Br2(g)，Br被氧化，反应②管口出现白雾是HCl的小液滴，Cl没有被氧化，即说明Br的还原性强于Cl，B正确；C．反应②利用高沸点酸制取低沸点酸，即利用浓硫酸高沸点、HCl易挥发，故不能得出二者酸性强弱，C错误；D．反应③的方程式为Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O，发生的是复分解反应，浓硫酸表现酸性，生成了弱酸，D正确；故选C。5．（2023上·江苏宿迁·高一泗阳县实验高级中学校考阶段练习）下列有关物质的性质与其应用不具有对应关系的是A．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂B．SO2具有漂白性，可使品红褪色C．NaHCO3能与碱反应，可用作焙制糕点的膨松剂D．过氧化钠可以产生氧气，可使用在呼吸面具中【答案】C【解析】A．浓硫酸用作干燥剂，体现浓硫酸的吸水性，故不选A；B．SO2使品红溶液褪色，体现二氧化硫的漂白性，故不选B；C．NaHCO3可用作焙制糕点的膨松剂，是因为碳酸氢钠加热分解放出二氧化碳气体，故选C；D．过氧化钠与二氧化碳、水反应放出氧气，所以过氧化钠可使用在呼吸面具中，故不选D；选C。6．（2023上·广东江门·高一江门市新会第一中学校考期中）如图所示，在A处通入未经干燥的氯气，当关闭B阀时，C处的红布条看不到明显现象：当打开B阀后，C处的红布条逐渐褪色：则D瓶中盛放的溶液可能是①溶液

②饱和溶液

③浓硫酸

④A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】B【解析】干燥氯气没有漂白性，D中盛放能消耗氯气的物质或干燥氯气的物质均会使C处的红布条无明显现象。A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处干燥的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处干燥的红布条逐渐褪色，则洗气瓶D中装中物质具有吸水性或能与氯气发生化学反应，①NaOH溶液与氯气反应，除去氯气，符合题意，故①选；②饱和NaCl溶液不与氯气反应，也不能将氯气干燥，不符合题意，故②不选；③浓硫酸具有吸水性，干燥氯气得到干燥的氯气，符合题意，故③选；④水不能完全吸收氯气，导致氯气中会混有水蒸气，不符合题意，故④不选；故选：B。7．（2024上·河南郑州·高一统考期末）蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。下列关于该过程的分析正确的是A．过程①白色固体变黑，说明蔗糖中含有碳单质B．过程②固体体积膨胀并闻到刺激性气味，说明有CO2生成C．实验证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性D．浓硫酸换成浓盐酸也会产生相同现象【答案】C【解析】A．过程①白色固体变黑，是因为浓硫酸具有脱水性，能将蔗糖中的H、O以2：1水的形式脱去，最终将蔗糖转化为C变黑，A错误；B．过程②固体体积膨胀并闻到刺激性气味，说明有SO2生成，B错误；C．白色固体变黑说明浓硫酸具有脱水性，产生刺激性气味气体说明浓硫酸有强氧化性，C正确；D．浓盐酸无脱水性和强氧化性，故换成浓盐酸不会出现相同现象，D错误；故选C。8．（2024上·湖北武汉·高一校联考期末）根据实验操作和现象得出的结论正确的是选项实验操作和现象实验结论A．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，透过蓝色钴玻璃显紫色该溶液中一定含有钠钾两种元素B．取一定量可能被氧化的还原铁粉，加稀盐酸溶解，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显血红色还原铁粉未变质C．测等浓度的HF溶液与HCl溶液的pH，前者大于后者F的非金属性强于ClD．向某溶液中加入盐酸酸化的溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，说明含有钠元素，透过蓝色钴玻璃显紫色，说明含有钾元素，故A正确；B．取一定量可能被氧化的还原铁粉，加稀盐酸溶解，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显血红色，可能是过量的铁与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，没有铁离子，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显血红色，因此不能得出还原铁粉未变质，故B错误；C．等浓度的HF溶液与HCl溶液的酸性不能比较非金属性强弱，故C错误；D．可能溶液中含有银离子，故D错误。综上所述，答案为A。1．（2022·海南·统考高考真题）下列实验操作规范的是A．过滤B．排空气法收集C．混合浓硫酸和乙醇D．溶液的转移A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．过滤时，漏斗下端应紧靠烧杯内壁，A操作不规范；B．CO2的密度大于空气，可用向上排空气法收集CO2，B操作规范；C．混合浓硫酸和乙醇时，应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中，并用玻璃棒不断搅拌，C操作不规范；D．转移溶液时，应使用玻璃棒引流，D操作不规范；答案选B。2．（2021·辽宁·统考高考真题）下列说法正确的是A．(标准状况)与水充分反应转移电子B．和均可通过化合反应得到C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生D．与溶液反应：【答案】B【解析】A．由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应，故(标准状况)与水充分反应转移电子数目小于，A错误；B．根据反应：SO3+H2O=H2SO4，Cu+Cl2CuCl2，故和均可通过化合反应得到，B正确；C．将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，由于浓硫酸难挥发，故不能形成白烟，C错误；D．由于ClO具有强氧化性，SO2具有强还原性，故与溶液反应：，D错误；故答案为：B。3．（2020·浙江·统考高考真题）100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)，下列说法不正确的是A．Na2S2O7水溶液呈中性B．焦硫酸具有强氧化性C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化【答案】A【解析】A．分子式为H2S2O7可以写成H2SO4·SO3，则H2S2O7同时具有H2SO4和SO3的性质，所以Na