硫酸和硫酸根离子的检验2(教学案 练习含解析)

硫酸和硫酸根离子的检验

[教学目标] 1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，学会硫酸根离子的检验方法，强化“科学探究与创新意识”。

一、硫酸

1.硫酸的工业制法

(1)写出由黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的化学方程式： ①4FeS 2＋11O 2=====高温

2Fe 2O 3＋8SO 2； ②2SO 2＋O 2

催化剂△2SO 3；

③SO 3＋H 2O===H 2SO 4。

(2)工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO 3，原因是SO 3与水反应为放热反应，易产生水雾，影响SO 3的吸收。

2.硫酸具有酸的共性

写出下列反应的离子方程式或现象

3.浓硫酸的特性 (1)吸水性

观察思考

描述现象 蓝色的硫酸铜晶体变为白色的无水硫酸铜粉末

结论

浓硫酸具有吸水性

(2)脱水性

蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并 总结：

(3)强氧化性

实验探究：浓硫酸与铜的反应

总结：

③与还原性化合物反应，如H 2S 、HBr 等。 阅读材料：

硫酸的性质

(1)物理性质

①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。

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1.84 g·cm －

3。

③硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；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。 (2)硫酸为二元强酸，具有酸的通性。 (3)浓硫酸的特性

①浓硫酸能吸收空气中和物质表面的水，还能夺取结晶水合物中的结晶水。前者是物理变化，后者是化学变化。

②浓硫酸具有脱水性，能使木炭碳化、白纸变黑、蔗糖变黑等。 ③浓硫酸具有强氧化性

Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△

CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 2Fe ＋6H 2SO 4(浓)=====△Fe 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O S ＋2H 2SO 4(浓)=====△3SO 2↑＋2H 2O

2P ＋5H 2SO 4(浓)=====△2H 3PO 4＋5SO 2↑＋2H 2O 2FeSO 4＋2H 2SO 4(浓)===Fe 2(SO 4)3＋SO 2↑＋2H 2O H 2S ＋H 2SO 4(浓)===S ↓＋SO 2↑＋2H 2O 思考：

1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的序号分别填在横线上。 ①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性 (1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____________。 (2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____________。

(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体____________。

(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸__________。

(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末____________。

(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____________。

答案(1)③(2)①(3)⑤(4)②(5)⑤(6)②

解析(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性，而溴化氢、碘化氢和硫化氢具有强还原性。

2.根据硫酸的性质回答下列问题：

(1)实验用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？

提示因为浓硫酸具有强氧化性，与金属反应时生成二氧化硫，无氢气产生。

(2)用氧化还原反应的原理解释：具有氧化性的浓硫酸能干燥有还原性的SO2吗？

提示能，因为＋6价的S和＋4价的S之间没有中间价态，不能发生化学反应。

(3)实验室用MnO2和浓盐酸加热制取氯气、铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体，其中的酸会不会完全反应？提示酸都不会完全反应。MnO2和浓盐酸加热制取氯气时，随着反应的进行，盐酸浓度越来越小，当变为稀盐酸时，反应停止；而铜和浓硫酸加热反应生成SO2气体时，硫酸浓度也会变小，当变为稀硫酸时，反应也停止。

(4)将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中，写出可能发生反应的化学方程式。

提示Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O

Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑

阅读材料：

浓硫酸与金属反应的规律

(1)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。

(2)浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。

(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。

练习：

1.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是()

A.浓硫酸可作氯气的干燥剂

B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑

C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末

D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫 答案 B

解析 浓硫酸和氯气不反应，浓硫酸作氯气的干燥剂，体现了吸水性，A 项错误；浓硫酸将蔗糖中的H 、O 元素以2∶1的比例脱去而体现脱水性，B 项正确；浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，体现了吸水性，C 项错误；浓硫酸和铜发生氧化还原反应体现其强氧化性，D 项错误。 2.浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是( ) A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化 C.红热木炭 D.氧化铝

答案 C

解析 浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。

3.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L

－1

浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。

将反应后的溶液稀释至1 L ，测得溶液的c (H ＋

)＝0.1 mol·L －

1，则下列叙述中错误的是( ) A.气体A 为SO 2和H 2的混合物 B.气体A 中SO 2和H 2的体积比为4∶1 C.反应中共消耗Zn 97.5 g D.反应中共转移3 mol 电子 答案 B

解析 生成气体的物质的量为33.6 L 22.4 L·mol

－1＝1.5 mol ，剩余硫酸的物质的量为12×1 L ×0.1 mol· L －

1＝0.05 mol ，参加反应的n (H 2SO 4)＝0.1 L ×18.5 mol·L －

1－0.05 mol ＝1.8 mol ，浓硫酸与锌反应生成SO 2，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H 2，设反应生成x mol SO 2，y mol H 2，依据反应方程式可得x ＋y ＝1.5,2x ＋y ＝1.8，解得x ＝0.3，y ＝1.2，所以反应生成0.3 mol SO 2和1.2 mol H 2，B 项错误。

二、硫酸根离子的检验

1.硫酸根离子实验探究