高中化学专题4第一单元第2课时硫酸的制备和性质、硫和含硫化合物的相互转化学案(含解析)苏教版必修1

第2课时 硫酸的制备和性质、硫和含硫化合物的相互转化
[学习目标] 1.了解工业制备硫酸的原料、设备和流程。

2.掌握浓H 2SO 4的吸水性、脱水性及强氧化性。

能够设计简单的实验验证C 、Cu 与浓H 2SO 4的反应及产物。

3.了解含硫化合物的相互转化。

一、H 2SO 4的性质
1．硫酸是强电解质，在水溶液中能完全电离，H 2SO 4===2H ＋＋SO 2－
4，硫酸是二元酸，稀H 2SO 4具有酸的通性：
①与指示剂反应；
②与碱反应；
③与碱性氧化物反应；
④与某些盐反应；
⑤与活泼金属反应。

2．浓H 2SO 4的性质
(1)吸水性：作干燥剂。

(2)脱水性：□01将有机物中H 、O 元素按原子个数比为2∶1脱去，形成水。

C 12H 22O 11――→浓H 2SO 4
□0212C ＋11H 2O
(3)强氧化性：
①常温下使□03Fe 、Al 钝化。

②与金属反应
Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
□04CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ③与非金属反应
C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
□05CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O
二、H 2SO 4的工业制法
1．原料：S 或硫铁矿、空气、98.3%浓硫酸。

2．三个步骤
(1)SO 2的生成：□014FeS 2＋11O 2=====高温
2Fe 2O 3＋8SO 2。

(2)SO 2的催化氧化：□022SO 2＋O 2催化剂△
2SO 3。

(3)SO 3的吸收：□03SO 3＋H 2O===H 2SO 4。

3．设备：□04沸腾炉、接触室、吸收塔。

三、几种常见的硫酸盐
1．硫酸钙(CaSO 4)
2[CaSO 4·2H 2O]=====△
2CaSO 4·H 2O ＋3H 2O
(石膏) (熟石膏)
用途：石膏绷带、制水泥。

2．硫酸钡(BaSO 4)：俗名重晶石，不溶于水，也不溶于酸。

用途：钡餐、白色颜料。

3．硫酸亚铁(FeSO 4)、FeSO 4·7H 2O(绿矾)
用途：治疗缺铁性贫血，生产净水剂、铁红。

SO 2－4的检验：加入盐酸酸化，再加入BaCl 2，有白色沉淀BaSO 4生成，离子方程式为Ba 2＋
＋SO 2－4===BaSO 4↓。

1．Fe 、Al 被浓H 2SO 4钝化是化学变化吗？
提示：是，常温下，Fe 、Al 的表面能被浓H 2SO 4氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内部金属的进一步反应，属于化学变化。

2．浓H 2SO 4与金属及非金属的反应中各表现了哪些性质？
提示：与金属反应时，浓硫酸既表现氧化性也表现酸性；与非金属反应时，浓硫酸仅表现氧化性。

3．工业上为什么不用水吸收SO 3，而是用浓硫酸来吸收？
提示：为了防止形成酸雾，提高SO 3的吸收率。

4．作为常用的气体干燥剂之一，浓硫酸是否可以干燥所有的气体？
提示：①凡是不与浓硫酸反应的气体，都可以用浓硫酸干燥，如：H 2、CO 、CO 2、O 2、N 2、SO 2、HCl 等。

②碱性气体NH 3不能用浓硫酸干燥，它可以与H 2SO 4发生反应：2NH 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4，而被浓硫酸吸收。

③还原性气体不能用浓硫酸干燥，如：H 2S 、HI 、HBr 等，它们可以被浓硫酸氧化。

5．浓H 2SO 4与蔗糖的脱水实验时，为什么能闻到刺激性气味？
提示：浓H 2SO 4与生成的炭反应，生成了有刺激性气味的SO 2气体。

6．SO 2有还原性，浓H 2SO 4可以干燥SO 2气体吗？
提示：可以，相邻价态间不发生氧化还原反应。

一、浓H 2SO 4的强氧化性及SO 2－4的检验
1．浓硫酸与稀硫酸氧化性的区别
浓硫酸具有强氧化性，主要是构成酸根的中心原子S ＋6
易获得电子，显示出与稀硫酸不同的强氧化性，而稀H 2SO 4是电离出的H ＋
得电子，只具有较弱的氧化性，可氧化较活泼的金属Zn 、Fe 等。

2．浓硫酸氧化性的表现
(1)Fe 、Al 的钝化
当Fe 、Al 等较活泼金属遇到浓硫酸时，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)与不活泼金属和非金属的反应
由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律：
①反应要加热，否则不反应；
②还原产物一般是SO 2，一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；
③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；
④随着反应的进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止；
⑤H 2、N 2、O 2、F 2、Cl 2、Br 2等不能被浓硫酸氧化。

(3)浓硫酸作干燥剂
浓硫酸具有吸水性，能够干燥H 2、N 2、O 2、CO 、CO 2、Cl 2等气体，但由于其具有强氧化性，一些较强还原性的气体，如HI 、H 2S 、HBr 等不能用浓H 2SO 4干燥。

3．SO 2－4的检验
(1)杂质离子的干扰
①Ag ＋干扰
盐酸酸化能防止Ag ＋干扰，因为Ag ＋＋Cl －===AgCl↓。

②CO 2－3、SO 2－3、PO 3－4干扰
因为BaCO 3、BaSO 3、Ba 3(PO 4)2也是白色沉淀，与BaSO 4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO 3＋2H ＋===H 2O ＋CO 2↑＋Ba 2＋)。

因此检验SO 2－4时，必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO 3酸化)。

(2)钡盐的选择
所用钡盐不能是Ba(NO 3)2溶液，一般用BaCl 2溶液，因为在酸性条件下，SO 2－3、HSO －3、SO 2等会被溶液中的NO －3氧化为SO 2－4，从而得出错误的结论。

(3)正确操作
被检液――→加足量盐酸酸化无现象――→滴加BaCl 2
溶液
有无白色沉淀(判断有无SO 2－4)。

特别提醒
浓H 2SO 4对皮肤有强烈的腐蚀性。

若不慎沾在皮肤上，应立即用布擦去，再用大量水冲洗，最后涂上3%～5%的NaHCO 3溶液。

浓H 2SO 4与Cu 的反应只在加热条件下反应，常温下不反应。

二、硫和含硫化合物的相互转化
1．硫及其化合物之间的转化关系可归纳如下：。