浓硫酸的性质、硫酸根离子的检验

示范教案一(实验七浓硫酸的性质硫酸根离子的检验)●教学目标1.通过实验认识浓硫酸的特性，归纳检验硫酸根离子的方法。

2.练习吸收有害气体的实验操作，增强环保意识。

3.通过实验，激发学生学习兴趣，训练实验设计及操作技能，培养观察、分析、思维和创新能力。

4.通过实验培养严谨、求实的科学态度和科学方法。

●教学重点设计实验、验证浓硫酸的特性，掌握硫酸根离子的检验方法●教学难点对实验现象的分析、思考●课时安排1课时●教学方法教师引导、学生实验，设疑推进●教学用具投影仪、培养皿、大漏斗、胶头滴管、试管、量筒、石蕊试纸、火柴、纸片、木条、点滴板、棉花、铁架台、带单孔橡皮塞的玻璃管、镊子、剪刀、酒精灯、品红试纸、烧杯。

浓硫酸、稀硫酸、蒸馏水、胆矾、氢氧化钠固体、无水硫酸铜、碳酸钠溶液、硫酸钠溶液、亚硫酸钠溶液、硝酸银溶液、氯化钡溶液、硝酸钡溶液、稀盐酸、稀硝酸。

●教学过程［趣味实验］将一张空白无字的纸在酒精灯火焰上方小心地来回移动，一会儿，纸上神奇地出现了黑色的字迹，是火焰写的字吗？［引言］是浓硫酸所为。

老师预先在干净的白纸上蘸稀硫酸写好了字样。

由于稀硫酸是无色的，所以纸上几无痕迹。

然后在酒精灯火焰上方小心烘烤，水分很快蒸发，纸上稀硫酸变成了浓硫酸，进而出现了大家看到的现象。

那么，这是由浓硫酸的什么特性造成的（脱水性）？下面通过实验进一步认识它的特性。

［板书］一、浓硫酸的特性［提问］浓硫酸溶于水有何现象？［回答］放出大量的热［投影演示］如右图，在一盛有浓硫酸的培养皿上罩一对口吻合的大漏斗，漏斗内壁上贴上几条湿润的石蕊试纸，然后把吸足水的胶头滴管通过漏斗管插入漏斗中至接近浓硫酸的液面，再将水注入，观察。

［现象］液面立即沸腾，飞溅液滴使漏斗壁上的石蕊试纸上出现红色斑点。

［分析］由于浓硫酸溶于水放出大量的热，且其密度比水大，当将水注入浓硫酸中进行稀释时，会导致液面沸腾，硫酸液滴四处飞溅，造成事故。

因此，稀释浓硫酸时应注意操作规则。

［设疑］为避免上述情况，请同学们设计合理安全的实验方案，以配制体积比为1∶5的硫酸溶液。

［板书］1.浓硫酸的稀释［师生评价总结并板书］稀释浓硫酸的操作规则可概括为：酸入水、沿器壁、慢慢倒、轻轻摇（或及时搅）。

［学生实验］在一试管中注入5 mL蒸馏水，然后慢慢地沿试管内壁倒入1 mL浓硫酸，轻轻振荡，并用手触摸试管外壁（溶液留作后用）。

［过渡演示］取一根火柴，在火柴头和火柴杆上用胶头滴管滴上浓硫酸，观察。

［现象］片刻后，火柴杆变黑，火柴头着火燃烧。

［分析］火柴杆变黑，是由于浓硫酸的脱水性使之炭化。

火柴头之所以燃烧，是因为浓硫酸与火柴头上的化学物质发生了复杂的化学反应，产生了一种强氧化剂，同时，也由于浓硫酸具有吸水性，吸水放热，从而引起火柴头的自发燃烧。

［板书］2.浓硫酸的脱水性和吸水性［设疑］稀硫酸有无吸水性和脱水性呢？请同学们设计实验，对比浓稀硫酸。

备用物质：纸片、木条、胆矾、浓硫酸、稀硫酸。

［引导］实验操作尽可简约且便于对比观察，那么，用什么样的仪器呢？［师生评价总结］采用白色点滴板进行。

［学生实验］在一白色点滴板的不同孔穴中分别放入小纸片、小木条和少量CuSO4·5H2O，分为两组，然后分别滴入几滴浓硫酸和稀硫酸，观察。

［现象］滴入浓硫酸后，纸片、木条逐渐被腐蚀变黑，蓝色胆矾逐渐变灰至白色固体，滴入稀硫酸后，纸片、木条无明显现象，胆矾溶解，仍呈蓝色。

［分析］纸片、木条均是含碳、氢、氧的有机物，遇浓硫酸，可将其中的氢、氧元素按水的组成比脱去而变黑，胆矾属结晶水合物，浓硫酸吸收结晶水并与之形成稳定的水合物，使蓝色CuSO4·5H2O变成白色无水CuSO4。

［投影板书结论］（1）浓硫酸具有脱水性，可使某些含C、H、O的有机物脱水炭化。

（2）浓硫酸具有吸水性，可吸收结晶水和自由水。

（3）稀硫酸无此性质。

［问题讨论］由于浓硫酸具有强吸水性和脱水性，因此它对皮肤有强烈腐蚀性，使用时必须注意安全，若不慎在皮肤上沾上了浓硫酸，该如何处理呢？［生］迅速用干．布拭去，再用大量水冲洗，最后可涂上碳酸氢钠溶液。

［追问］能否涂上氢氧化钠溶液呢？为什么？［生］不能，因为NaOH有强腐蚀性。

［补充演示］在一试管中放入少量白色无水硫酸铜粉末，然后滴入浓硫酸，观察有无颜色变化，再加入固体氢氧化钠，观察。

［分析］白色无水硫酸铜在浓硫酸中不变蓝，再加入氢氧化钠固体时，反应由慢至快，放出大量热，使溶液沸腾，反应结束后，溶液呈蓝色。

［讨论］（分组进行）解释以上现象。

［解释］氢氧化钠与浓硫酸发生中和反应生成水并放热，反应过程中也有浓硫酸水化时放出的热，所以溶液沸腾，最后溶液呈蓝色，是因为CuSO4溶于水的缘故。

该实验，体现了中和反应的实质（H++OH－====H2O）及其热效应以及浓硫酸吸水放热的性质。

［说明］实验时，由于所加氢氧化钠的量的原因，可能会出现蓝色絮状沉淀（出现在H2SO4被完全中和之后），Cu2++2OH－====Cu（OH）2↓。

［过渡演示］在一试管中投入一小块铜片，加入约2 mL稀硫酸，观察，然后加热，再观察。

［现象］无现象，加热，仍无明显现象。

［结论］稀硫酸与铜不反应。

［说明］实验中，所用硫酸要稀，加热时间不能过长。

［转问］浓硫酸与铜怎样呢？请大家设计实验进行检验。

［板书］3.浓硫酸的氧化性［讲述］浓硫酸具有强氧化性，加热时可将不活泼金属铜氧化，同时产生有刺激性气味的有毒气体二氧化硫（可用品红试纸检验），实验中为防空气污染，必须做好二氧化硫气体的吸收操作。

［设疑］可采用哪些方法吸收二氧化硫气体呢？［提问并解答］（1）可将气体通入浓的氢氧化钠溶液或浓碳酸钠溶液中或……（2）可在导气管口系一气球或塑料袋。

［讲评并引导］同学们的方法都合理可行，不过，当实验中产生的二氧化硫的量非常少时，有无更简便的处理办法呢？［回答］可将浸有碳酸钠溶液的棉花缠放于导气管口。

［学生实验］①在一试管中放入一小块铜片，再小心注入2 mL浓硫酸，将试管固定于铁架台上。

把一湿润的品红试纸放于玻璃管中（导管末端处），塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团浸有碳酸钠溶液的棉花。

给试管加热，观察。

［现象］加热，铜与浓硫酸发生反应，放出能使湿润品红试纸褪色的气体。

反应过程中，溶液变黑色浑浊。

②继续加热、观察［现象］继续加热，溶液逐渐透明，并呈蓝绿色。

③给玻璃管放有湿润品红试纸处微热，观察。

［现象］品红试纸恢复红色。

④待试管中液体冷却后，将上层液体倾入大量水中以冲稀未反应的浓硫酸，并向试管中加入约3 mL水，观察。

［现象］试管中的溶液稀释后呈明显蓝色。

［解释］在加热条件下，铜与浓硫酸反应放出二氧化硫气体，由于反应中有一些副反应发生产生黑色不溶物，致使液体呈黑色浑浊，继续加热时，黑色不溶物和浓硫酸进一步反应，最后得到透明的硫酸铜溶液。

给褪色的品红试纸加热又恢复红色，证明了二氧化硫的漂白性是暂时的。

反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O［结论］浓硫酸具强氧化性［说明］实验时，铜片要小，浓硫酸要稍过量，且要注意尾气处理。

［提问］请写出用Na2CO3溶液吸收SO2反应的化学方程式。

［学生板演］SO2+Na2CO3====Na2SO3+CO2［过渡演示］如图，往稀硫酸和硫酸钠溶液中滴入少量氯化钡溶液，观察。

然后再滴入少量盐酸，观察。

［现象］均产生白色沉淀，加入盐酸后沉淀不溶解。

［结论解释］H 2SO 4+BaCl 2====BaSO 4↓+2HClNa 2SO 4+BaCl 2====BaSO 4↓+2NaCl［问题探究］现有四组实验，现象如下：第一组：试液−−−−−→−溶液2BaCl 白色沉淀−−−−−→−HCl 足量稀白色沉淀第二组：试液−−−−−→−HCl 足量稀无沉淀−−−−−→−溶液2BaCl 白色沉淀第三组：试液−−−−−−→−3HNO足量稀无沉淀−−−−−−→−溶液23)Ba(NO 白色沉淀 第四组：试液−−−−−→−溶液2BaCl 白色沉淀−−−−−−→−3HNO足量稀白色沉淀 请同学们分组讨论，试液中一定或可能含有的离子。

［学生讨论后回答］第一组：试液中可能含Ag +或SO -24。

第二组：试液中一定含SO -24。

第三组：试液中可能含SO -24或SO -23或SO -24和SO -23。

第四组：试液中可能含Ag +或SO -24或SO -23或少量Ag +和SO -24或SO -24和SO -23。

［说明］该实验试题容易考虑不全面的为第三、四组。

［学生实验］如图，在Na 2SO 3溶液中滴加足量稀硝酸，观察。

再滴加Ba （NO 3）2溶液，观察。

［说明］Na 2SO 3要纯，操作要快，以防Na 2SO 3被氧气氧化。

［现象］同上述第三组现象相同。

［结论解释］SO -23−−−→−3HNOSO -24；SO -24+Ba 2+====BaSO 4↓，所以不能由此（第三组实验现象）确定试液中一定含有SO -24或SO -23［学生实验］如图，往Na2SO3溶液中加BaCl2溶液，观察。

再加足量稀HCl，观察。

［现象］产生白色沉淀，再加稀HCl后，沉淀溶解并伴有气泡。

［结论解释］SO-23+Ba2+====BaSO3↓;BaSO3+2H+====Ba2++SO2↑+H2O［学生实验］如图，往Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液，观察。

再加足量稀HCl，观察。

［现象］产生白色沉淀，加稀HCl后，沉淀溶解并伴有气泡。

［结论解释］CO-23+Ba2+====BaCO3↓;BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O［讨论］分析以上实验，归纳SO-24的检验方法。

［提问并回答］应以第二组的实验方法为检验标准。

［板书］二、硫酸根离子的检验［投影］试剂：稀HCl、BaCl2溶液。

操作：被检验液中滴加足量稀HCl，无沉淀，再滴加BaCl2溶液。

结论：若产生白色沉淀，则有SO-24存在，反之，则无。

［说明］（1）加入HCl酸化以排除CO-23、SO-23、Ag+等的干扰，若滴加HCl后，产生白色沉淀，则需取上层清液进行试验。

（2）不用HNO3酸化，防止SO-23被HNO3氧化成SO-24而造成干扰。

［总结］本节我们通过实验、观察、分析，验证了浓硫酸的特性，通过对比、分析、实验验证，归纳了SO-24的检验方法。

从中可深刻感受到实验的重要性。

实验是研究化学的基础，是检验理论知识的标准，是探索新物质、新反应的途径。

［问题讨论］（投影）化学实验中，常常会有有害气体产生，试举出几种防止尾气污染空气的方法。

［举例］CO——气球或塑料袋收集后点燃或在导气管末端安尖嘴管并直接点燃。

Cl2——浓强碱溶液吸收。

H2S——浓强碱溶液或饱和CuSO4溶液吸收。

SO2——浓强碱溶液吸收或本实验方法。