第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物課時(shí)2硫酸硫酸根離子的檢驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)一硫酸任務(wù)探究·深度學(xué)習(xí)舊知回顧自主學(xué)習(xí)初中學(xué)習(xí)過硫酸具有酸的通性。下圖以稀硫酸為例表示了酸的通性,請(qǐng)你指

出有關(guān)稀硫酸的四個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)類型。

答案稀硫酸與Zn反應(yīng)屬于置換反應(yīng),其他三個(gè)都屬于復(fù)分解反應(yīng)。1.硫酸的用途和制備(1)用途:硫酸是重要的化工原料,可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料和鹽類等。(2)制備

新知梳理2.濃硫酸的特性(1)吸水性:濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的①

,以及混在氣體中的水

分子,故常用作干燥劑。(2)脫水性:濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機(jī)物中的氫元素和氧元

素按②

的組成比脫去。下表為濃硫酸與蔗糖反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。水分水實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a.蔗糖逐漸變黑;b.蔗糖體積膨脹,形成黑色、疏松多孔的海綿狀

的炭,并放出有刺激性氣味的氣體實(shí)驗(yàn)結(jié)論a.濃硫酸具有③

;b.濃硫酸具有④

,能將蔗糖炭化生

成的碳單質(zhì)氧化為CO2,自身被還原為SO2脫水性強(qiáng)氧化性(3)強(qiáng)氧化性:能氧化大多數(shù)金屬單質(zhì)和部分非金屬單質(zhì)。a.與金屬單質(zhì)的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象試管a中的銅絲表面⑤

;試管b中的品紅溶液逐漸變?yōu)棰?/p>

;試管c中的石蕊溶液逐漸變?yōu)棰?/p>

;將試管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液變?yōu)棰?/p>

化學(xué)方程式⑨

有氣泡逸出無色紅色藍(lán)色b.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)在加熱時(shí),濃硫酸與木炭發(fā)生反應(yīng):⑩

。判斷下列說法的正誤(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”)。易錯(cuò)辨析1.濃硫酸可用于干燥H2和CO2

()2.稀硫酸沒有氧化性,一般不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)

()3.稀釋濃硫酸,應(yīng)將水倒入濃硫酸中并及時(shí)攪拌

()4.紙張、棉布、木材等遇到濃硫酸會(huì)炭化,體現(xiàn)了濃硫酸具有吸水性

()5.常溫下,銅片能溶于濃硫酸

()√????1.膽礬也稱藍(lán)礬,其化學(xué)式為CuSO4·5H2O,常溫下為藍(lán)色固體。取少量膽礬于

燒杯中,滴加濃硫酸,發(fā)現(xiàn)藍(lán)色固體變成白色,該過程是否屬于化學(xué)變化?體現(xiàn)

了濃硫酸的什么性質(zhì)?互動(dòng)探究答案藍(lán)色固體變成白色,說明膽礬失去結(jié)晶水,該過程是化學(xué)變化,體現(xiàn)了濃

硫酸的吸水性。2.將1mol銅箔加入盛有含2molH2SO4的濃硫酸的試管中加熱。(1)上述銅箔能否完全溶解?請(qǐng)解釋原因。該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)?(2)如果將上面的1mol銅箔改為1mol鋅片,鋅片能否完全溶解?請(qǐng)解釋原因。答案(1)不能。因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩?反應(yīng)停止,所以銅箔

不能完全溶解,銅和濃硫酸的反應(yīng)體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性。(2)能。

鋅能與稀硫酸繼續(xù)反應(yīng)。1.濃硫酸的吸水性和脫水性的區(qū)別

由此看出:二者的根本區(qū)別在于物質(zhì)本身是否存在水分子。提煉歸納2.濃硫酸的反應(yīng)規(guī)律(1)與活潑金屬(如Zn)反應(yīng):開始產(chǎn)生SO2,硫酸濃度變小后,產(chǎn)生H2。(2)與某些不活潑金屬(如Cu)反應(yīng):開始產(chǎn)生SO2(加熱),硫酸濃度變小后,稀硫酸

不再與Cu反應(yīng)。如1molCu與含2molH2SO4的濃硫酸充分反應(yīng),生成SO2的物

質(zhì)的量應(yīng)小于1mol。(3)濃硫酸在與金屬的反應(yīng)中既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性(生成SO2)又表現(xiàn)酸性(生成硫酸

鹽);濃硫酸在與非金屬的反應(yīng)中只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性(如濃硫酸與碳的反應(yīng))。1.在如下圖所示的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)開始一段時(shí)間后,對(duì)觀察到的現(xiàn)象敘述錯(cuò)誤的

是

()A.蘋果塊會(huì)干癟典題精練B.膽礬表面有“白斑”C.小試管內(nèi)有晶體析出D.pH試紙變紅解析

D項(xiàng),pH試紙?jiān)跐饬蛩嶂邢茸兗t后變黑,因?yàn)闈饬蛩峋哂兴嵝院兔?/p>

水性,它能使pH試紙先變紅然后炭化變黑。D2.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)出強(qiáng)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∶2C.在反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,又表現(xiàn)出酸性D.每1molCu參加反應(yīng)就有2molH2SO4被還原,同時(shí)生成2molSO2

解析

題述反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)

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)出強(qiáng)氧化性,又表現(xiàn)出酸

性;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),在反應(yīng)中,每2molH2SO4參加反應(yīng)只有1molH2SO4

被還原,因此還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶1。C3.濃硫酸具有:①難揮發(fā)性(高沸點(diǎn));②酸性;③強(qiáng)氧化性;④吸水性;⑤脫水性。

下列各項(xiàng)分別表現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì),請(qǐng)將序號(hào)填于空白處:(1)濃硫酸與食鹽共熱,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是

。(2)濃硫酸與銅共熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,濃

硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是

。(3)濃硫酸與紅熱木炭反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,

濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是

。(4)可用濃硫酸干燥H2、CO2、HCl等氣體,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是

。(5)向蔗糖中倒入濃硫酸,蔗糖變黑,體積膨脹,且有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,濃

硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是

。①②

Cu+2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O②③C+2H2SO4(濃)

CO2↑+2SO2↑+2H2O③④③⑤解析(1)濃硫酸與食鹽共熱,生成氯化氫氣體,濃硫酸表現(xiàn)了酸性和難揮發(fā)

性。(2)濃硫酸與銅共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+

2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O,體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性。(3)濃硫酸與紅熱木炭反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2

H2SO4(濃)

CO2↑+2SO2↑+2H2O,體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。(4)利用濃硫酸的吸水性干燥氣體。(5)向蔗糖中倒入濃硫酸,濃硫酸先按水的組成比脫去

蔗糖中的H、O元素,使蔗糖炭化,產(chǎn)生大量的熱,再與碳單質(zhì)反應(yīng)生成二氧化

碳、二氧化硫和水,濃硫酸表現(xiàn)了脫水性和強(qiáng)氧化性。4.如圖為濃硫酸與銅片反應(yīng)的裝置。

請(qǐng)回答:(1)濃硫酸與銅片反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。Cu+2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O(2)反應(yīng)一段時(shí)間后,試管乙中品紅溶液的變化是

。(3)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法中,不正確的是

。A.該反應(yīng)中濃硫酸只體現(xiàn)酸性B.試管乙中含有堿液的棉花,其作用是吸收過量的SO2,防止環(huán)境污染C.反應(yīng)一段時(shí)間后,將試管甲中的溶液緩慢倒入盛有水的燒杯里,溶液顯藍(lán)色D.含0.04mol溶質(zhì)的濃硫酸與足量的銅片反應(yīng),能收集到448mL的SO2(標(biāo)準(zhǔn)狀

況)褪色或紅色變淺

AD解析(2)二氧化硫具有漂白性,能使品紅溶液褪色,則反應(yīng)一段時(shí)間后,試管乙

中品紅溶液的變化是褪色或紅色變淺。(3)因?yàn)橛辛蛩徙~和二氧化硫生成,所

以該反應(yīng)中濃硫酸體現(xiàn)酸性和強(qiáng)氧化性,A錯(cuò)誤;因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸

變?yōu)橄×蛩?稀硫酸與銅不反應(yīng),所以含0.04mol溶質(zhì)的濃硫酸與足量的銅片反

應(yīng),不能收集到448mL的SO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),D錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)任務(wù)二硫酸根離子的檢驗(yàn)舊知回顧自主學(xué)習(xí)如圖是檢驗(yàn)待測(cè)液中氯離子的實(shí)驗(yàn)過程,請(qǐng)說明可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論。

答案滴加足量的硝酸酸化后,再加入硝酸銀溶液,如果出現(xiàn)白色沉淀,說明溶

液中含有氯離子,如果沒有出現(xiàn)白色沉淀,說明溶液中不含有氯離子。硫酸根離子的檢驗(yàn)新知梳理1.實(shí)驗(yàn)探究在三支試管中分別加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入

幾滴BaCl2溶液,觀察現(xiàn)象。再分別加入少量稀鹽酸,振蕩,觀察現(xiàn)象。項(xiàng)目稀硫酸Na2SO4溶液Na2CO3溶液滴入幾滴BaCl2溶液有①

生成有②

生成有③

生

成加入少量稀鹽酸并振蕩④

⑤

⑥

白色沉淀白色沉淀白色沉淀白色沉淀不溶解白色沉淀不溶解白色沉淀溶解2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論在溶液中,S

可與Ba2+反應(yīng),生成不溶于稀鹽酸的白色BaSO4沉淀。反應(yīng)的離子方程式為Ba2++S

BaSO4↓。3.稀鹽酸酸化的作用用可溶性鋇鹽檢驗(yàn)S

時(shí),C

等可能會(huì)對(duì)檢驗(yàn)造成干擾,通常將溶液先用稀鹽酸酸化,以排除C

等可能造成的干擾,然后加入BaCl2溶液來檢驗(yàn)S

的存在。4.實(shí)踐應(yīng)用除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)(可溶性硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質(zhì))雜質(zhì)加入的試劑離子方程式可溶性硫酸鹽過量⑦

溶液⑧

CaCl2過量⑨

溶液⑩

MgCl2過量

溶液

多余的NaOH、Na2CO3適量

稀鹽酸判斷下列說法的正誤(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“?”)。易錯(cuò)辨析1.向某溶液中加入氯化鋇溶液,若有白色沉淀生成,則溶液中一定含有S

()2.能與Ba2+反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的只有S

()3.粗鹽提純實(shí)驗(yàn)中,最后加入適量稀鹽酸的作用是除去多余的OH-和C

(

)4.要除去氯化鈉溶液中含有的少量氯化鎂,可加入適量的氫氧化鈉溶液后過濾

()??√√1.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)?zāi)吃囈褐惺欠窈蠸

,流程如下:試液

白色沉淀

白色沉淀不溶解結(jié)論是試液中含有S

。該方案是否嚴(yán)密?請(qǐng)說明理由?；?dòng)探究答案不嚴(yán)密。因?yàn)樵囈褐锌赡芎蠥g+而不含S

,先加入BaCl2溶液,Ag+與Cl-反應(yīng)生成的AgCl也是不溶于稀鹽酸的白色沉淀。2.硫酸根離子的檢驗(yàn)中,先加入稀鹽酸的目的是什么?請(qǐng)結(jié)合對(duì)應(yīng)的離子方程

式說明。答案先加入稀鹽酸的目的是排除C

、S

、Ag+等的干擾。若存在上述離子,則整個(gè)過程中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為C

+2H+

CO2↑+H2O、S

+2H+

SO2↑+H2O、Ag++Cl-

AgCl↓等。3.粗鹽中除含有不溶性的泥沙外,還含有可溶性的CaCl2、MgCl2、硫酸鈉等,我

們可以通過分離、提純等方法制取純凈的氯化鈉。

(1)請(qǐng)你分析怎樣除去粗鹽中不溶性的泥沙?(2)實(shí)驗(yàn)過程中為了將可溶性雜質(zhì)除凈,應(yīng)該怎樣操作?這樣操作有什么弊端?(3)設(shè)計(jì)除去雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),除了要考慮所加試劑的種類,還要考慮哪些問題?(4)在粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)中,為何氯化鋇溶液要在碳酸鈉溶液之前加入?加入碳酸

鈉溶液的目的是什么?答案(1)經(jīng)過溶解、過濾和蒸發(fā)可以將不溶性的泥沙除去。(2)為了將可溶性雜質(zhì)除凈,除雜試劑應(yīng)稍過量,這樣才能將雜質(zhì)離子全部除去,

但過量的除雜試劑又成為新雜質(zhì)。(3)應(yīng)合理安排除雜試劑的加入順序,同時(shí)保證加入的過量除雜試劑在后續(xù)操

作中能夠被除去。(4)加入碳酸鈉溶液的目的是除去鈣離子,同時(shí)還要除去加入的過量氯化鋇,所

以氯化鋇溶液要在碳酸鈉溶液之前加入。1.S

的檢驗(yàn)(1)原理與試劑利用Ba2++S

BaSO4↓(白色),BaSO4具有不溶于鹽酸、硝酸的性質(zhì)。試劑:稀鹽酸和BaCl2溶液。(2)操作及現(xiàn)象待測(cè)液

無白色沉淀

觀察是否有白色沉淀生成若無白色沉淀生成,說明不含有S

,若有白色沉淀生成,說明含有S

。提煉歸納(3)檢驗(yàn)的關(guān)鍵:既要注意試劑的選擇,又要注意操作順序,不能顛倒。先加稀鹽

酸的目的是排除C

、S

、Ag+等的干擾,無白色沉淀,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,才能證明存在S

。2.粗鹽中可溶性雜質(zhì)的提純(1)常用試劑的加入順序

為使雜質(zhì)離子完全除去,要加入過量的試劑,后續(xù)加入的試劑要能夠?qū)⑶懊嫠舆^量的試劑除去,由此可知,Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入,通常加入試

劑的幾種順序?yàn)棰貰aCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸;②NaOH溶液

→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸;③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→

鹽酸。(2)注意:應(yīng)過濾后再加入鹽酸,除去過量的Na2CO3和NaOH。3.分離、提純的“三必須”“四原則”(1)“三必須”①除雜試劑必須稍過量。②過量試劑必須除盡,且容易除去。③除雜途徑選最佳,有多種雜質(zhì)時(shí)除雜順序必須合理。

(2)“四原則”1.檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠸

,常用的方法是

()A.取樣,滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成B.取樣,滴加稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成C.取樣,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色

沉淀生成D.取樣,滴加稀硫酸,再滴加BaCl2溶液,看是否有不溶于水的白色沉淀生成典題精練解析

檢驗(yàn)S

時(shí),需要首先加入稀鹽酸以排除C

、S

、Ag+等的干擾,然后加入BaCl2溶液。A項(xiàng)中不能排除C

和Ag+等的干擾,B項(xiàng)中不能排除Ag+的干擾,D項(xiàng)中引入S

。C2.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、S

和泥沙,可先將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作:①過濾②加過量NaOH溶液

③加適量鹽酸④加過量Na2CO3

溶液⑤加過量BaCl2溶液,正確的操作順序是

()A.①④②⑤③B.④①②⑤③

C.②④⑤①③D.⑤②④①③解析

首先要明確除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、S

,可分別加入Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液,且三種溶液均過量,才能使雜質(zhì)離子分別變成

CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀;而過量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去,故

要先加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液,才能保證將過量的BaCl2一并除去;而

剩余的NaOH和Na2CO3只需要在過濾后再加入適量鹽酸即可被除去,故D正確。D3.為了除去氯化鈉樣品中的雜質(zhì)碳酸鈉,某興趣小組最初設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)沉淀A的化學(xué)式為

。(2)加入過量氯化鈣溶液后,分離除去沉淀A的實(shí)驗(yàn)操作是

。(3)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中,又發(fā)現(xiàn)了新的問題:此方案很容易引入新的雜質(zhì),所以固體物質(zhì)B的成分為

(用化學(xué)式表示)。(4)他們又提出了新的方案:將混合物溶解,滴加鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止,然后

加熱煮沸。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

CaCO3過濾NaCl、CaCl2Na2CO3+2HCl

2NaCl+H2O+CO2↑解析若用過量CaCl2溶液除去Na2CO3,會(huì)引入新雜質(zhì)CaCl2,蒸發(fā)后所得固體

物質(zhì)B應(yīng)是NaCl和CaCl2的混合物;應(yīng)用鹽酸除去Na2CO3,則溶液中會(huì)留下NaCl

和HCl,蒸發(fā)結(jié)晶可得較純凈的NaCl(HCl揮發(fā))。1.濃硫酸和2mol·L-1的稀硫酸,在實(shí)驗(yàn)室中敞口放置。它們的質(zhì)量和放置天數(shù)

的關(guān)系如圖所示。分析a、b曲線變化的原因是

()A.a升華、b冷凝B.a蒸發(fā)、b吸水C.a揮發(fā)、b潮解D.a冷凝、b吸水

評(píng)價(jià)檢測(cè)·課堂達(dá)標(biāo)解析

濃硫酸具有吸水性,能夠吸收空氣中的水蒸氣,溶劑增加,溶液的質(zhì)

量增大;稀硫酸中的水分會(huì)蒸發(fā),溶劑減少,溶液的質(zhì)量減小。B2.下列離子的檢驗(yàn)方法正確的是

()A.某溶液中加硝酸銀溶液生成白色沉淀,說明原溶液中有Cl-B.某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀,說明原溶液中有S

C.某溶液中加NaOH溶液生成藍(lán)色沉淀,說明原溶液中有Cu2+D.某溶液中加稀硫酸產(chǎn)生無色氣體,將該氣體通入澄清石灰水中生成白色沉

淀,說明原溶液中有C

C解析

與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀的離子有Cl-、S

等;與BaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀的離子有S

、Ag+等;與NaOH溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀的離子只有Cu2+;與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體的離子

有C

、HC

、S

、HS

。3.鋅與100mL18.5mol·L-1的濃硫酸充分反應(yīng)后,鋅完全溶解,同時(shí)生成氣體33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1L,測(cè)得溶液中氫離子濃度為0.1mol·L-1。下列敘述不正確的是

()A.反應(yīng)中共消耗1.8molH2SO4B.生成的氣體中SO2與H2的體積比為4∶1C.反應(yīng)中共消耗97.5gZnD.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3mol電子B解析

生成氣體的物質(zhì)的量為

=1.5mol,溶液剩余硫酸的物質(zhì)的量為

×1L×0.1mol·L-1=0.05mol,參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.1L×18.5mol·L-1-0.05mol=1.8mol,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸的濃度逐漸減小,設(shè)反應(yīng)生成x

molSO2,ymolH2。Zn+2H2SO4(濃)

ZnSO4+SO2↑+2H2Oxmol2xmol

xmolymol

ymol

ymolxmol+ymol=1.5mol,2xmol+ymol=1.8mol,解得x=0.3,y=1.2。由上述分析可

知,A正確;生成的氣體中V(SO2)∶V(H2)=1∶4,B錯(cuò)誤;反應(yīng)中共消耗Zn的質(zhì)量

為(0.3mol+1.2mol)×65g·mol-1=97.5g,C正確;在Zn和H2SO4(濃)的反應(yīng)中,生成

0.3molSO2轉(zhuǎn)移電子為0.6mol,在Zn和H2SO4(稀)的反應(yīng)中,生成1.2molH2轉(zhuǎn)移

電子為2.4mol,所以反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3mo