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学科教师辅导讲义
年 级:高一 辅导科目:化学 课时数:3
课 题 第五章 硫酸
教学目的 1、 理解浓硫酸的特性。
2、 知道硫酸和硫酸盐的用途。
教学内容
一、 知识梳理
(一)浓硫酸的性质
1.浓硫酸的物理性质
纯硫酸是一种无色油状的液体,难挥发,和水能以任何比例混合,同时产生大量的热。市售硫酸的质量
分数有 92. 5%和 98%两种。当浓硫酸吸收了大量的三氧化硫后,就成了发烟硫酸。
【注意】(1)由于浓 H2SO4 溶于水放出大量的热,故溶解浓硫酸时只能将,浓硫酸沿器壁缓缓注入水中,并
不断用玻璃棒搅拌:
(2)如果不慎将浓硫酸溅在皮肤上,应先用大量水冲洗,再涂上小苏打溶液。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性
硫酸在水中发生电离: H2SO4 → 2H+ +SO42-,硫酸的酸性实际上是溶液中 H+的性质。
2
①稀硫酸使石蕊试液变红色。
②稀硫酸 + 活泼金属 → 硫酸盐 + 氢气
③稀硫酸 + 碱性氧化物 → 硫酸盐 + 水
④稀硫酸 + 碱 → 硫酸盐 + 水
⑤稀硫酸 + 盐 → 硫酸盐 + 新酸
(2)浓硫酸的特性
浓硫酸除具有酸性外,还具有以下特性:
①吸水性
浓硫酸有强烈吸收游离水的作用(这里所指的游离水包括空气中的水蒸气及物质表面吸附的湿存水),同
时放出大量的热。工厂和实验室常用浓硫酸作干燥剂。
【注意】A.浓 H2SO4 只能作与之不反应气体的干燥剂。根据浓 H2SO4 的性质:ⓐ酸性,
ⓑ强氧化性,浓硫酸只能干燥酸性、中性且无强还原性的气体,如 Cl2、HCl、SO2、O2、
N2、CO2、CO、H2 等;不能干燥碱性或强还原性气体,如 NH3、H2S、HI、HBr 等。
B.用浓硫酸干燥气体的装置——洗气瓶。(如右图所示)
②脱水性
浓硫酸能将许多有机化合物中的氢、氧元素按原子数 2:1 夺取出来,这就是浓硫酸的脱水性。如浓硫酸能
使某些含 C、H、O 的有机化合物碳化。
③强氧化性
浓硫酸中+6 价的硫元素会夺取电子(呈现强氧化性),一般被还原成+4 价硫元素的化合物(SO2),所以浓
硫酸称为强氧化性酸。
例如木炭及铜都不跟稀硫酸反应,但它们都能跟浓硫酸发生反应。
C + 2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+ 2H2O
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+2H2O
【注意】条件不同,反应产物也不同。例如在加热条件下,浓硫酸能跟大多数金属起反应,生成相应的
硫酸盐、二氧化硫和水。在常温下,浓硫酸跟某些金属(如铁、铝)接触时,能够在金属表面生成一层致密
的氧化物,从而阻止内部金属继续跟浓硫酸发生反应。这种现象称为“钝化”。因此,冷的浓硫酸可以用铁或
铝的容器贮存。
3.浓硫酸的用途
(1)硫酸是最重要的化工原料之一,它具有较高的沸点,用浓硫酸能制得盐酸、硝酸和其他一些强酸。
NaCl + H2SO4(浓) 微热 NaHSO4 + HCl↑
NaNO3 + H2SO4(浓) 微热 NaHSO4 + HNO3↑
(2)在化肥生产上,硫酸主要用来制造磷肥;
(3)在日用化工生产中,硫酸常用于合成洗涤剂;
3
(4)利用硫酸的高沸点,可以制取挥发性的酸,如氢氟酸等。
(5)硫酸还用来制备各种药物、农药、染料和精炼石油等。
(二)常见的硫酸盐
1.几种重要的硫酸盐
硫酸盐 结晶水合物 俗名 主要用途
BaSO4 — 重晶石 作白色颜料、“钡餐”
CaSO4
CaSO4·2H2O
2 CaSO4·H2O
生石膏(石膏)
熟石膏
制粉笔、模型、雕像、石膏绷带,水泥生产
CaSO4·2H2O → 2CaSO4·H2O+3H2O
CuSO4 CuSO4·5H2O 蓝矾、胆矾 制农药、电镀液、检验酒精中是否含有少量水、制
备各种含铜化合物
KAl(SO4)2 KAl(SO4)2·12H2O 明矾 净水剂
2.SO42-的检验
检验某未知溶液中是否含有 SO42-,这不是一个简单问题。它涉及试剂选择和操作程序两个关键点的合理
组合。因为,除应考虑 Ag+。的常规干扰外,还必须考虑 SO32-、CO32-、PO43-等离子的干扰。
(1)原理:利用 Ba2+ + SO42- → BaSO4↓(白色),BaSO4 具有不溶于盐酸、硝酸的特性。
(2)试剂:可溶性钡盐 BaCl2 或 Ba(NO3)2;或 Ba(OH)2 溶液;盐酸或稀硝酸。
(3)检验的关键:既要注意试剂的选择,又要注意操作顺序的优化,方能排除干扰离子的误导,全面考虑,
综合分析,正确推导。
(4)检验的方法
其一:先加检验试剂,后对沉淀酸化;
其二:先酸化,再加检验试剂:
待测液 足量稀盐酸
,
出现沉淀:过滤后所得滤液中再滴加 BaCl2 或 Ba(NO3)2 溶液 又出现 白色沉淀:含 SO42-
不出现沉淀:再加入 BaCl2 或 Ba(NO3)2 溶液
后又出现,白色沉淀:一定含 SO42-
欲使鉴定结果准确无误,关键在于试剂选择和操作程序上均须注意其科学性。所以,最合理的鉴定方法
应该是:向未知液加入适量 HCl(除去 Ag+、SO32-、CO32-等);若出现白色沉淀,则应过滤,保留滤液,弃出沉
淀;向滤液中或未出现沉淀的溶液中加 BaCl2 溶液,观察是否产生白色沉淀。若产生白色沉淀,则可证明未知
液中含 SO42-。
【注意】关于硫酸根离子的检验要注意两点:
(1)酸化时对酸的选择。不能选硫酸,因为硫酸溶液中含有 SO42-离子。不能选硝酸,因为硝酸能将 SO32- 氧
化成 SO42-。通常选盐酸。选择盐酸的好处有三个:(a)是强酸;(b)非氧化性酸;(c)盐酸溶液中含有 Cl-离子,
4
如果酸化时出现白色沉淀,那证明被测溶液中含有 Ag+离子。
(2)检验时要注意滴加顺序,应先滴加盐酸,后滴加 Ba2+离子溶液。因为如果次序颠倒的话,所用的 Ba2+
离子溶液是 BaCl2 溶液,出现的白色沉淀可能是 AgCl。
二、 真题解析
【例 1】如果浓硫酸不慎溅到手上,应采用的处理方法是 ( )
(A)用大量水冲洗 (B)用氢氧化钠溶液冲洗
(C)用稀氨水冲洗 (D)立即用 Na2CO3 溶液冲洗
【分析】用大量水冲洗,因为水来的方便,虽然浓硫酸遇水放热,溅到手上的量较少,马上冲洗不至于烫
伤皮肤。
【答案】A
【例 2】长期露置于空气中,质量增加的是 ( )
(A)浓硫酸 (B)浓盐酸 (C)稀硫酸 (D)亚硫酸钠
【分析】浓硫酸有强吸水性,能吸收空气中的水蒸气。Na2SO3 在空气中能发生反应:
2Na2SO3+O2→2Na2SO4,溶液质量增加。
【答案】AD
【例 3】鉴别稀硫酸和浓硫酸既简单又可靠的方法是 ( )
(A)加酚酞试液 (B)与铜片反应。
(C)加 BaCl2 溶液和硝酸 (D)用玻璃棒各蘸一点滴在纸上
【分析】稀硫酸和浓硫酸都不能使酚酞试液变色;与 BaCl2 溶液和硝酸反应都生成白色沉淀;稀硫酸与铜
片不反应,浓硫酸与铜片加热时可反应,但操作不简单;用玻璃棒各蘸一点滴在纸上;稀硫酸无明显变化,浓
硫酸很快使纸变黑,该法既简单又可靠。
【答案】D
【例 4】1mol Cu 和 1 mol 碳分别与足量的浓硫酸反应,下列叙述正确的是 ( )
(A)消耗的硫酸量相同 (B)消耗的硫酸量不同
(C)被还原的硫酸量相同 (D)被还原的硫酸量不同
【分析】 由化学方程式可知
Cu+2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
C + 2 H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
1 mol Cu、1 mol C 跟浓 H2SO4 反应,都消耗 2mol H2SO4,被还原的 H2SO4 分别是 1 mol、2 mol。
【答案】AD
【例 5】指出在下列实验事实或实验现象中,硫酸所表现的性质:
(1)工业上用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸:____________________________________________;
5
(2)实验室用锌粒与浓硫酸反应制取氢气:____________________________________________;
(3)浓硫酸露置在空气中浓度变小:_________________________________________________;
(4)浓硫酸与甲酸(HCOOH)共热可制取一氧化碳:_____________________________________;
(5)浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白:_________________________________________________;
(6)浓硫酸与铜反应制取硫酸铜:___________________________________________________;
(7)浓硫酸与食盐反应制取氯化氢气体:_____________________________________________;
(8)浓硫酸使蔗糖碳化变黑:______________________________________________________。
【分析】根据浓 H2SO4 的性质,难挥发性、吸水性,脱水性、强氧化性等“对号入座”。
(1)强氧化性:使 Fe、Al 表面迅速生成一层氧化膜而钝化。
(2)酸性:H2SO4 在水溶液中电离出 H+,2H+ + Zn → Zn2+ + H2↑。
(3)吸水性:吸收空气中的水而浓度减小。与稀盐酸、浓 HNO3 露置在空气中浓度变化的原因不同,后者是
因为 HCl、HNO3 易挥发而引起浓度变小。
(4)脱水性:甲酸(HCOOH)中 H 与 O 按 2 : 1 脱去。
(5)吸水性:吸收固体中的结晶水。
(6)强氧化性、酸性:反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 中,一部分 H2SO4 表现氧化性,
被还原为 SO2,另一部分表现酸性,与铜离子形成了盐。
(7)难挥发性、酸性:用高沸点酸制取低沸点酸。
(8)脱水性:蔗糖中 H 和 O 按 2 : 1 脱出生成水。
【答案】(1)强氧化性 (2)酸性 (3)吸水性 (4)脱水性 (5)吸水性 (6)强氧化性、酸性 (7)难挥发
【例 6】下列各硫酸盐与其用途的叙述不配的是 ( )
(A)硫酸钡可作为医疗用的“钡餐” (B)明矾可用作净水剂
(C)硫酸铜可用于制农药波尔多液 (D)硫酸镁可用于医疗绷带
【分析】本题主要考查常见硫酸盐的用途。
【答案】D
【例 7】有一种无色溶液,加入 BaCl2 溶液,出现白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀木消失。下列结论中,
正确的是 ( )
(A)溶液中一定存在 SO42- (B)溶液中一定不存在 SO42-
(C)溶液中可能存在 SO42- (D)溶液中可能存在 Ag+ ,
【分析】BaCl2 溶液中存在 Ba2+和 Cl-两种主要离子,它们分别与 SO42-和 Ag+产生白色沉淀,这两种沉淀
均不溶于硝酸。故不能肯定这种无色溶液中存在哪种离子。
【答案】CD
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【例 8】设计一个只用 BaCl2 溶液及试管鉴别 Na2SO3 溶液和稀硫酸的实验,简要写出鉴别过程。
【分析】虽然 BaSO3 和 BaSO4 均为白色不溶于水的固体,但前者可溶于酸,而后者不溶于酸。
【答案】各取试样少许,分别置于两支试管 A、B 中,然后分别向其中加入足量 BaCl2 溶液,都生成白色
沉淀:
Na2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓+ 2NaCl
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2HCl
静置两支试管,将 A 试管中的上层清液注入 B 试管中,若 B 中沉淀溶解,并有刺激性气味气体逸出,则
说明试管 B 中原来盛 Na2SO3 溶液,A 试管中是稀 H2SO4;若试管 B 中无明显现象,则证明试管 B 中原来盛稀
硫酸,试管 A 中是 Na2SO3 溶液。
三、 课堂练习
1.下列对浓 H2SO4 的叙述正确的是 ( )
(A)常温下,浓 H2SO4 与铁、锅不反应,所以铁、铝制容器能盛装浓 H2SO4
(B)浓 H2SO4 具有吸水性,能使蔗糖碳化
(C)浓 H2SO4 和铜片加热既表现强酸性,又表现出强氧化性
(D)浓 H2SO4 和 Na2SO3 反应制取 SO2 时,浓 H2SO4 表现出强氧化性
2.mg 铜与足量的浓硫酸反应,标准状况下生成 n L SO2,则被还原的硫酸是 ( )
(A)m/64 mol (B)m/32 mol (C) 98n/22.4 g (D)64n/22.4 g
3.将蓝色的胆矾晶体放入浓 H2SO4 中,现象是 ( )
(A)胆矾溶液变为蓝色溶液 (B)胆矾与浓 H2SO4 反应有 SO2 放出
(C)蓝色胆矾晶体变为白色固体 (D)胆矾与浓 H2SO4 反应有 H2 放出
4.硫酸最古老的生产方法是:把绿矾装入反应器中加热,会流出油状液体,并放出有刺激性气味的气体
(SO2),反应器中的固体变为红色,这个变化过程可用两个化学方程式来表示:
(1) ____________________________。
(2)____________________________。
7
5.下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写
下列空白。
(1)如图将装置中①②③三部分仪器酌连接顺序变为②①③,则可以检验出的物质是 ;不能检验出的
物质是 。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②,则可以检验出的物质是 ;不能检验出的物质是 。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检验出的物质是 ;不能检验出的物质是 。
6.三位同学设计了下述 3 个方案,并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致,即可确定试液中
含有 SO42-。
方案甲:试液 2BaCl溶液 白色沉淀 足量盐酸 沉淀不溶解
方案乙:试液 足量稀盐酸 无沉淀 2BaCl溶液 白色沉淀
方案丙:试液 3HNO足量稀 ,无沉淀 3 2Ba(NO )溶液 白色沉淀
试评价上述甲、乙、丙三个方案是否严密,并分别简述其理由。
7.某固体混合物可能由 KCl、NaNO3、FeCl3、Na2SO4、Ca(NO3)2 和 K2CO3 中的一种或几种组成,现进行
如下实验:
①混合物加水后,形成无色透明溶液;
②向①溶液中滴加 BaCl2 溶液,有白色沉淀生成,过滤;
③向②中过滤出的白色沉淀中加入稀盐酸,发现沉淀部分溶解;
④向②的滤液中加入 AgNO3 溶液,生成白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解。
根据以上实验,回答:
(1)混合物中一定含有________,理由是 。
(2)混合物中一定没有________,理由是 。
(3)不能判断是否含有________,理由是 。
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8.已知某氯化钾固体中含有少量的 K2SO4 杂质,为了得到较纯的氯化钾固体,设计了以下实验步骤:
(1)将氯化钾固体溶于适量蒸馏水中配制成溶液;
(2)向溶液中滴入稍过量碳酸钾溶液,边滴加边振荡;
(3)向溶液中滴入稍过量氯化钡溶液,边滴加边振荡;
(4)过滤,将白色沉淀滤出;
(5)向滤液中滴加稀盐酸,边滴加边振荡至不再产生气体;
(6)将滤液倒入蒸发皿中加热蒸干,得到晶体。
正确的实验操作程序为__________;有关的离子方程式:________________________________。
9.有 A、B、C、D、E 五瓶无色溶液,它们分别是稀 H2SO4、稀 HCI、氯化钠溶液、碳酸钠溶液、硫酸
钠溶液中的某一种,一学生为鉴别它们,将它们分别取样后依次加入紫色石蕊试液、硝酸钡溶液和稀硝酸,实
验结果记录如下:
A B C D E
紫色石蕊试液 变红 不变红 不变红 变红 不变红
硝酸钡溶液 无变化 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 无变化
稀硝酸 无变化 沉淀溶解生成气体 无变化
回答:
(1)A ;B ;C ;D ;E______。
(2)写出反应的离子方程式____________________________________________。
。
。
10.取 0.15 L 未知浓度的浓硫酸,加入铜片后加热,使铜全部溶解,冷却至室温后定容为 1L。取出定容
后溶液 50 mL,加入还原铁粉 7.00 g,充分反应后共生成气体 1.68 L(标准状况),溶液下部残渣质量为 3. 04 g,
所得溶液是 FeSO4 溶液。计算原硫酸的物质的量浓度。
11.重晶石是自然界中的一种矿物,其主要成分是 BSO4。纯净的硫酸钡可供医疗等使用。下列实验方案
是用重晶石和焦炭为原料,制取纯净的硫酸钡。(矿物中的杂质不与焦炭反应,也不溶于水)
(1)反应①只生成两种生成物,写出诙反应的化学方程式。
(2)反应①中氧化剂是 ,氧化产物是 。
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(3)写出反应②与③的化学方程式
② 。
③________________________。
(4)该方案②中生成有毒的 H2S,应该将此方案进行改进。要求达到既不产生 H2S 又能获得纯净 BaSO4 的
要求。简述改进方法,写出有关反应的化学方程式。
12.将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经
济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。下图是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程
示意图。
(1)本工艺中所用的原料除 CaSO4·2H2O、KCl 外,还需要 等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式 。
(3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除 CaCO3 外还含有 (填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的
原料。
(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4 溶液。检验滤液中含有 CO33-的方法是________。
(5)己知不同温度下 K2SO4 在 100 g 水中达到饱和时溶解的量如下表:
温度(℃) 0 20 60
K2SO4 溶解的量(g) 7.4 11.1 18.2
60℃时 K2SO4 的饱和溶液 591 g 冷却到 0℃,可析出 K2SO4 晶体 g.
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 ( )
(A)熔点较低(29℃熔化) (B)能导电
(C)能制冷 (D)无毒
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是
四、 易错题点拨
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本节知识在理解与运用中常见的错误是:
1.对浓硫酸与金属参加的氧化还原反应中有关定量关系搞不清而出错;
2.误将 Ag+鉴定为 SO42-,误将 SO32-鉴定为 SO42-。
13.向 50 mL 18 mol/L H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的 H2SO4 的物质的量
为 ( )
( A)小于 0.45 mol (B)等于 0.45 mol
(C)在 0.45 moI 和 0.90 mol 之间 (D)大于 0.90 mol
14.向某溶液中加入 BaCl2 溶液,有白色沉淀产生,在此悬浊液中加入稀 HNO3,白色沉淀未溶解,原溶
液中含有 。
五、 难点突破
一、浓 H2SO4 与不活泼金属或非金属反应的有关规律
1.反应要加热,否则不反应;
2.还原产物一般是 SO2。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。
5.H2、N2、O2、F2、Cl2、Br2 等不能被浓硫酸氧化。
二、浓硫酸、稀硫酸的比较与鉴别
1.比较
名称 浓硫酸 稀硫酸
主要成分 H2SO4 分子 H+、SO42-、H2O
氧化性 +6 价 S,强氧化性 +1 价 H+,弱氧化性
还原产物 SO2 H2
遇 Fe、Al(常温) 钝化 反应
遇 Zn 生成 SO2 生成 H2
遇 Cu(加热) 反应 不反应
脱水性 有 无
吸水性 有 无
2.鉴别
从浓 H2SO4 和稀 H2SO4 性质的差异人手,可知鉴别浓 H2SO4 和稀 H2SO4 的方法有多种。
方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量硫酸试样,如能放出大量热则为浓 H2SO4,反之则为稀 H2SO4。
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方法二:观察状态,浓 H2SO4 为黏稠状液体,而稀 H2SO4 为黏稠度较小的溶液。
方法三:用手掂掂分量,因为浓 H2SO4 的密度较大(1.84 g•cm-3),相同体积的浓 H2SO4 和稀 H2SO4,浓
H2SO4 的质量大得多。
方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀 H2SO4,Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑,若无
明显现象(钝化),则为浓 H2SO4。
方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,纸立即变黑(浓 H2SO4 的脱水性)者为浓 H2SO4,另一为稀 H2SO4。
方法六:取少量试样,分别投入胆矾晶体(CuSO4·5H2O),若晶体有颜色改变(蓝色→白色),则为浓 H2SO4
(浓 H2SO4 的吸水性),另一为稀 H2SO4。
方法七:取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生,溶液变蓝)为浓 H2SO4
(浓 H2SO4 的强氧化性),无现象的是稀 H2SO4。
三、怎样理解浓硫酸与稀硫酸的氧化性的不同?
浓硫酸是强氧化性酸,表现强氧化性的是分子 H2SO4 中的+6 价硫元素,还原产物一般是 SO2,而稀硫酸
只是它电离出的 H+,表现出氧化性,还原产物为 H2。浓硫酸能氧化的物质有:①除 Pt、Au 外的金属;②C、
S、P 等非金属;③某些还原性化合物如 I-、S2-、Fe2+等。而稀硫酸只能氧化排在金属活动性顺序表中排在氢前
边的金属。故稀硫酸只能说有弱氧化性,不能说是氧化性酸,H+呈现出的氧化性,不能说氧化性酸。酸中除 H、
O 之外非金属得电子表现出的氧化性才叫氧化性酸,例浓 H2SO4、HNO3 等。
六、 趣味阅读
波尔多液的发现
1878 年,欧洲流行一种葡萄霜霉病,不少果园颗粒无收。但是,法国波尔多城一马路边的果园里,却是
葡萄满架,硕果累累。这是什么原因呢?原来,由于怕过路人偷摘葡萄,工人就在葡萄上喷了石灰水和硫酸铜,
喷后蓝白相间,似乎葡萄害了病,行人就不再偷吃了。波尔多大学教授米拉特根据这个情况,认为这个果园的
葡萄幸免虫害,可能与石灰、硫酸铜有关,便进行深入研究,终于在 1885 年成功研制了具有强烈杀菌能力的
杀菌剂——波尔多液。
金光闪闪的铁棒
在我们身边,经常看见铁制物品,如铁锅、铁轨等:我们眼中的铁几乎都是“黑色”的,而我学化学的
表哥给我表演了个节目,他将铁放进一盆水中,摆来摆去后拿出,铁条变成金条了——金光闪闪,耀眼夺目。
其实,这水不是普通的水,里面放了胆矾。胆矾的化学名称是硫酸铜,在常温常压下很稳定,不潮解,在干燥
空气中会逐渐风化,加热至 150℃时失去全部结晶水而变成无水物,无水物也易吸水转变为胆矾,常利用这一
特性来检验某些液态有机物中是否舍有微量水分。硫酸铜有毒,它在农业上用作杀菌剂。一种叫做波尔多液的
农药就是用胆矾和石灰配制的。
七、 课后作业
1.储存浓 H2SO4 的铁罐外口出现严重的腐蚀现象,这体现了浓硫酸的 ( )
(A)脱水性和吸水性 (B)吸水性和酸性
(C)强氧化性和吸水性 (D)不挥发性和酸性
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2.铁或铝与冷的浓 H2SO4 作用发生钝化现象,这是利用浓 H2SO4 的 ( )
(A)强酸性 (B)强氧化性 (C)脱水性 (D)高沸点
3.下列变化能证明硫酸是强酸的事实是 ( )
(A)能使石蕊试液变红
(B)在硫酸溶液中不存在硫酸分子
(C)在硫酸溶液中存在氢离子和硫酸根离子
(D)能跟锌反应产生氢气
4.将浓硫酸慢慢加入浓盐酸中,产生的现象是 ( )
(A)放出黄绿色气体 (B)冒白雾且混合物温度升高
(C)液体四溅 (D)冒白烟,液体四溅
5.下列变化中,能体现浓 H2SO4 中硫元素的氧化性的反应是 ( )
(A)硫酸溶液与紫色石蕊试液反应变成红色
(B)锌与稀硫酸反应可制取氢气
(C)浓 H2SO4 与 NaCl 固体反应可制取 HCl 气体
(D)浓 H2SO4 与 C 加热反应可生成 CO2、SO2 和水
6.下列实验,能证明溶液中一定含有 SO42-的是 ( )
(A)某溶液加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀
(B)某溶液加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,再加盐酸沉淀不溶解
(C)某溶液加入 HNO3 溶液,再加入 Ba(NO3)2 溶液有白色沉淀产生
(D)某溶液加入 HCl 酸化,再加入 BaCl2 溶液有白色沉淀产生
7.下列物质中,是重晶石主要成分的是 ( )
(A) BaSO4 (B)CaSO4·2H2O
(C)FeS2 (D)KAl(SO4)2·2H2O
8.下列气体不能用浓硫酸干燥的是 ( )
(A) CO2 (B) H2S (C) SO2 (D) HCl
9.将铜片放入 115 mL 某浓度的浓硫酸中,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后,将其溶液稀释到 500 mL,
再加入足量锌粉.使之充分反应,收集到 2. 24 L(标准状况下)气体。过滤残留固体,干燥后称量,质量减轻了
7.5 g。求原硫酸的物质的量浓度。
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10.根据下图,回答下列问题:
(1)开始加热后,发生的现象是:a 处: ,冷却后 a 处的溶液用水稀释后呈 色;b 处: 。
(2)停止反应后,用酒精灯在 b 处微微加热,发生的现象是 。
(3)写出 a 处发生反应的化学方程式,并标出电子转移: 。
(4)c 处放一团蘸有 Na2CO3 溶液的棉花,目的是
11.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时,设计了如下方案:
操作 结论
甲 火柴梗 变黑者为浓硫酸
乙 加入金属铝片 产生刺激性气味者为浓硫酸
丙 分别加入到盛水的试管中 放热者为浓硫酸
丁 用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的瓶口 冒白烟者为浓硫酸
戊 加到 CuSO4·5H2O 晶体中 变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是 。
(2)其中一个稍作改进就能成为可行的是 ,改进方法是 。
(3)完全错误的是 ,因为 。
(4)请给出另外两种鉴别方法:
操作 根据现象得出结论
A
B
12.现有六种物质:A、B、D、E、R 和 M,它们为硫单质或含硫的化合物。
其中 M 在氧气中燃烧,只生成一种产物 E。根据上述变化关系,回答:
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(1)推断各物质的化学式:A ,B ,D ,E ,R ,M 。
(2)写出下列变化的化学方程式(在溶液中反应):
①B + D:
②E → D:
③D → A:
13.有一白色粉末 X,对 X 进行检验时,所做实验和现象为:
(1)写出 X 的化学式 。
(2)写出①步反应的化学方程式
(3)写出②③⑤过程的离子方程式 。
②
③
⑤
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课堂练习答案
1.【分析】常温下浓 H2SO4 与铁、铝接触,能使金属表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属
继续跟硫酸反应,这就是金属的钝化现象。浓 H2SO4 是从蔗糖的分子中夺取与水余子组成相当的氢和氧,使蔗
糖碳化,表现为脱水性。铜与浓 H2SO4 在加热情况下发生反应为 Cu + 2 H2SO4
CuSO4 + SO2↑+ 2H2O,
可见,2mol 浓 H2SO4 中,1mol 是作为氧化剂,还有 1 mol 起酸的作用。浓 H2SO4 和 Na2SO3 制取 SO2 的反应为
Na2SO3 + H2SO4(浓)→ Na2SO4 + SO2↑+H2O,是一复分解反应,浓 H2SO4 只表现酸性,而不表现氧化性。
【答案】C
【点拨】H2SO4 的酸性表现在它是一种二元酸,可生成两种盐;它是一种稳定的、难挥发的强酸,因此可用
于制不稳定的、挥发性的酸及弱酸。在理解三大特性时要注意:吸水性与脱水性的本质区别在于浓 H2SO4 结合
的是否是现成的水分子;有浓 H2SO4 参加的反应中,表现氧化性的标志是硫元素的化合价降低,表现酸性的标
志是有硫酸盐生成。
常温下浓硫酸使铁、铝钝化,并不是没有反应,而是生成了一层致密的氧化膜,阻止了浓 H2SO4 与金属的
进一步反应。
2.【分析】m g Cu 与足量浓硫酸反应则铜完全反应
Cu + 2H2SO4
CuSO4 + 2H2O + SO2↑
64 g 1 mol(被还原) 22.4 L
m g n(H2SO4) n L
n(H2SO4) = 1
64
mg mol
g
= m/64 mol
m(H2SO4) = 1
22.4
mol nL
L
×98 g/mol = 98n/22.4 g
【答案】AC
3.【分析】某些无机物也与浓硫酸发生脱水,如胆矾与浓硫酸作用:
CuSO4·5H2O + 5H2SO4(浓)→5H2SO4·H2O + CuSO4,现象由蓝色变为白色。
【答案】C
4.【分析】要分析题意来完成有关的化学方程式。加热绿矾的产物除了直接告诉的 SO2 外,红色固体应是
Fe2O3,油状液体就是生成的硫酸。
【答案】 (1) 2FeSO4·7H2O Fe2O3 + SO2↑+ SO3 + 14H2O (2)SO3 + H2O →H2SO4
5.【分析】浓 H2SO4 与木炭反应式为:C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
随 CO2 与 SO2 选出的还有 H2O(g)。
①可用来检验并除 H2O(g);②可用来检验并除去 SO2;③可用来检验 CO2。但即使干燥的气体,通过②或③
后也会带出 H2O(g)。
【答案】 (1)SO2、CO2 H2O (2)H2O SO2、CO2 (3) SO2、CO2 H2O
【点拨】试题采用变式训练的模式,设计出了检验反应产物的三套错误装置,实为考查学生的实验设计和物
质性质判定能力。试题新颖,难度适中,能较好地考查我们的实验能力和思维能力,具有较好的导向。
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6.【分析】这是一道实验方案的评价题,对于这类题的解答应从所加试剂以及加入试剂的先后顺序等方面
去考虑是否适当,是否有漏洞。
方案甲是先加 BaCl2 溶液,则加入的溶液中含有 Ba2+、Cl-,如果试液中含有 SO42-,一定出现白色的 BaSO4
沉淀,加入足量盐酸后,白色沉淀不会消失。若溶液中没有 SO42-,而有 Ag+,则此时也会产生白色 AgCl 沉淀,
且白色沉淀也不会溶于盐酸。
方案乙是加入足量盐酸,无沉淀生成,这样就排除了试液中有 Ag+、SO32-、Pb2+、Hg2+的干扰,当再加入
BaCl2 溶液时,由于产生了白色沉淀,这白色沉淀必然是 BaSO4。
方案丙是先加入足量稀 HNO3,由于稀硝酸具有强的氧化性,倘若试液中无 SO42-,而有 SO32-时,则部分
SO32-与 H+反应生成 SO2 气体从溶液中选出,但部分 SO32-在氧化剂稀 HNO 的作用下,被氧化成 SO42-,当再加
入 Ba(NO3)2 溶液时,也会产生白色的 BaSO4 沉淀,这样尽管试管中没有 SO42-,但也会得出有 SO42-的结论。
【答案】方案甲不严密。因为若试液中含有 Ag+时,也会出现类似现象;方案乙严密。因为加入稀 HCI,
既可排除 Ag+的干扰,又可消除 CO32-、PO43-、SO32-等的干扰;方案丙不严密。因为当试液中含有 SO32-离子时,
也会出现类似现象。
7.【分析】根据实验①,“无色透明溶液”,可推知原混合物中没有 FeCl3。根据实验②与③,可推知原混
合物中一定有 Na2SO4 和 K2CO3。
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ 2NaCl
K2CO3 + BaCl2 → BaCO3↓+ 2KCl
生成的 BaSO4 沉淀不溶于盐酸,BaCO3 能溶于盐酸,所以“沉淀部分溶解”。
在已确定含 K2CO3 时,结合实验①,可推如原混合物中不合有 Ca(NO3)2,因为 K2CO3 与 Ca(NO3)2 不能共
存于同一溶液中,两者共存时会发生反应,生成 CaCO3 沉淀。
实验④的实验现象,并不能证明原混合物含有 KCl,因为实验②的反应中,也会产生 KCl(严格讲,应该
说在加入 BaCl2 溶液时,已将 Cl 带入试样中)。
【答案】(1) Na2SO4、K2CO3;Na2SO4 跟 BaCl2 试液反应生成的 BaSO4 不溶于盐酸,K2CO3 跟 BaCl2 试液反
应生成的 BaCO3 可溶于盐酸。
(2) FCCl3、Ca(NO3)2;FeCl3 溶液呈棕蓝色,Ca(NO3)2 不能与 K2CO3 在溶液中共存,所以两者一定不存在。
(3) KCl、NaNO3;在实验②中产生 KCl,整个实验中未对 NaNO3 作过检验,所以无法确定两者是否含有。
8.【分析】本题除杂质时主要利用沉淀法和生成气体法。操作顺序为:先将试样配成溶液;加入稍过量
BaCl2 溶液,以便使 SO42-全部转化为 BaSO4 沉淀;再加入稍过量 K2CO3 溶液,以便使过量的 BaCl2 中的 Ba2+
全部转化为 BaCO3 沉淀;过滤后再向滤液中滴加 HCl,使过量的 K2CO3 中的 CO32-全部转化为 CO2 气体除去,
再加热蒸干,多余的盐酸具有挥发性即被除去,得到纯净的 KCl 晶体。
【答案】正确的操作程序为:(1)(3)(2)(4)(5)(6)。
有关的离子方程式:Ba2+ + SO42- → BaSO4↓;Ba2+ + CO32- → BaCO3↓;
2H+ + CO32- → H2O + CO2↑。
【点拨】这是有关物质提纯的问题。所谓提纯就是要把主要物质中的杂质除去。物质提纯是化学实验的一
个重要内容,本题重点考查利用离子反应除去杂质。除杂质时应当做到:
①所选用的试剂不能跟被提纯的物质发生反应;
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②所加试剂必须稍过量,以保证把杂质除净;
③由过量试剂所带入的新杂质,也必须完全除净;
④加入试剂的顺序,应以便于过量试剂的再处理。
9.【分析】将产生的实验结果用下表表示,能比较容易鉴定出 A、B、C、D、E 各所代表何种物质。
【答案】 (1)A 稀 HCl; B.Na2SO4; C.Na2CO3; D.稀 H2SO4; E.氯化钠 NaCl。
(2)Ba2+ + CO32- → BaCO3↓;BaCO3 + 2H+ → Ba2++CO2↑+ H2O Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
10.【分析】要计算出原浓硫酸的物质的量浓度,必须算出在 0.15 L 该硫酸中硫酸的物质的量,这可通过
生成硫酸铜时耗用的硫酸,以及跟铁反应所耗用的硫酸求出。跟铁反应所耗用的硫酸可从生成氢气的体积算出。
试题给出最后所得溶液是 FeSO4 溶液,说明铁粉过量,锕跟浓硫酸反应生成的 CuSO4 又跟铁发生置换反应:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
从固体质量的变化可以算出 CuSO4 的物质的量,再计算出铜与浓硫酸反应时耗用硫酸的物质的量。将所得
上述两部分硫酸的物质的量之和,除以溶液的体积,便可计算出硫酸的物质的量浓度。
【解】取出定容后的溶液加入铁粉有气体生成,说明硫酸未完全反应。
设跟铁反应的 H2SO4 为 n mol
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
1 1 1
n n 1.68
22.4
n = 1.68
22.4
= 0.075 mol m(Fe) =0. 075×56=4.2 g
最后所得溶液为 FeSO4 溶液,说明 CuSO4 完全反应,设参加反应的 CuSO4 为 a mol,即生成 a mol CuSO4 需
H2SO4 a mol
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Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu △m
160 64-56
a×160 3.04-(7-4.2)
160 64 56
160 3.04 (7 4.2)a
a=0.03 mol
∴0.15 L 溶液中含硫酸的物质的量 = (a + n)× 1000
50
mL
mL
= (0.03 + 0.075)×20=2.1 mol
∴ c(H2SO4) = 2.1
0.15
mol
L
=18 moI/L
答:原硫酸的物质的量浓度为 18 mol/L。
11.【答案】(1) BaSO4 + 4C 高温 BaS + CO↑ (2) BaSO4;CO
(3)②BaS + 2HCl → BaCl2 + H2S↑
③BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓+2NaCl
(4)可在实验②中改用 Na2SO4 溶液,过滤,洗涤后可得纯净的 BaSO4。
BaS + Na2SO4 → BaSO4↓+ Na2S
12.【分析】(1)从工艺流程图看出有 CaO3 生成,CaCO3 在高温条件下可分解生成 CO2 和 CaO,CO2、CaO
又做原料循环利用,所以所用原料不答 CO2、CaO,只答 CaCO3。再根据原子守恒不难答出 NH3,H2O。
(2)CaSO4 是微溶物,又是悬浊液,所以写离子方程式时不拆。
(3)根据溶解平衡原理,CaSO4 微溶,不能反应完全;题干又有提示作生产水泥的原料,所以沉淀中还有
CaSO4。
(4)只是检验,不是除杂,看到现象即可,所以滴加 HCl 有气泡产生既可证明。
(5) 118.2 591 5418.2 7.4
g g x gg g x
, 。
(6)固体变成液体吸热,液体变成固体放热,只有熔点较低的物质才易于改变状态,所以选 A。固体常用物
质需无毒敌选 D。
(7)“绿色”不仅仅是指无污染,还指无浪费,一定要考虑到原子利用率问题。
【答案】 (1) CaCO3、NH3、H2O
(2)CaSO4 + CO32- → CaCO3↓+ SO42-
(3) CaSO4
(4)滤液中滴加盐酸产生气泡
(5)54 (6)AD
(7)碳酸钙用于制水泥原料,硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙,氨在工艺中循环使用等(原子利用率
高,没有有害物质排放到环境中)
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13.【错解】B 或 C
【错解分析】 由方程式 Cu + 2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 可知 2 mol H2SO4 有 1mol 参加
了氧化还原反应,有 1 mol 未参加氧化还原反应,同时随着反应进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,Cu 与稀硫酸
不再反应,故被还原的 H2SO4 的物质的量小于 1
2
×0.9 mol = 0. 45 mol。正确选项为 A。错选 B 是忽视了浓硫
酸变为稀硫酸时反应不再进行,选 C 是忽视了参加反应的硫酸只有一半被还原。
【正解】A
14.【错解】SO42-、Ag+中的至少一种
【错解分析】 向原溶液中加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,可能是 BaSO4、AgCl、BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2,
加入稀 HNO3 沉淀未溶解的除有 BaSO4、AgCl 以外,还应考虑 BaSO3 具有还原性,可被稀 HNO3 氧化成 BaSO4
而不溶于稀 HNO3,产生错误的原因是思维不严密,忽视了 SO32- 3HNO SO42-这一变化。
【正解】SO42-、Ag+、SO32-中的至少一种
课后作业答案
1.B 分析:由于浓 H2SO4 在罐口附近吸水后形成稀硫酸,与 Fe 发生置换反应而使罐口被腐蚀。
2.B 分析:常温下,强氧化性的浓 H2SO4 使铁或铝的表面氧化成一层致密的氧化膜而被钝化。
3.B 分析:强酸是指在水溶液中完全电离出氧离子和相应的阴离子,而不存在分子。弱酸也能使紫色石蕊变
红,也能与锌反应制备出氢气,同样也存在相应的离子。
4.B 分析:根据浓硫酸吸水过程中放出大量热及浓盐酸有较强挥发性进行解答。注意浓硫酸不能氧化 HCl,
故无 Cl2 放出;慢慢加入不会液体四溅;“白雾”指液体小液滴,即 HCl 与水蒸气形成的小液滴,而“白烟”
则指固体小颗粒。
5.D 分析:体现浓硫酸中硫元素的氧化性就是硫元素的化合价降低,只有 D 选项中能体现:
6 4
2 4 2H SO SO
化合价降低。
6.D 分析:A 项可能有 Ag+、CO32-、SO32+、PO43-干扰;B 项可能有 Ag+ 干扰;C 项可能有 SO32- 干扰。
7.A
8.B 分析:浓硫酸具有强氧化性.H2S 其有较强还原性,两者会发生反应:H2S+H2SO4 → S↓+SO2↑+2H2O,
故不能用浓硫酸来干燥 H2S。
9.18.3 moI/L
分析:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O ①
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ ②
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu ③
由②求出过量 H2SO4 的量
Zn ~ H2SO4 ~ H2
20
65 g 1 mol 1 mol
m(Zn) n(H2SO4) 2.24
22.4 /
L
L mol
列比例式解得:n(H2SO4) = 0.1 mol
m(Zn) = 6.5 g
由③得:
Zn ~ CuSO4~Cu △m
65g 1moI 64 g 65 g 一 64 g = 1 g
n(CuSO4) 7.5 g 一 6.5 g = 1 g
列比例式解得:m(CuSO4) = 1 mol
由①得:2H2SO4 ~ CuSO4
n(H2SO4) 1 mol
列比例式解得:n(CuSO4) = 2 mol
H2SO4 的总量为:
2 4( )n H SO 总 =2 mol+0.1 mol = 2.1 moI
c(H2SO4) = 2 4
2 4
( ) 2.1=[ (aq)] 0.115
n H SO mol
V H SO L
总 = 18.3rnol/L。
10.(1)铜片溶解,溶液变蓝,有气泡产生蓝红色褪去
(2)变回原来的红色
(3) Cu + 2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O (浓硫中的硫得到 2e 铜失去 2e)
(4)吸收生成的 SO2 气体,防止污染空气
分析:SO2 可使品红褪色,且亚硫酸的酸性强于碳酸,当 SO2 通过 NaCO3 溶液时,发生反应
SO2+Na2CO3→ Na2SO3+CO2,Na2CO3 溶液起到吸收 SO2 的作用。
11.(1)甲、丙、戊
(2)乙 加热
(3)丁 硫酸是高沸点酸,没有挥发性
(4)下列任意两种(或其他可行方案)均可
操作 根据现象得出结论
A 滴加到氯化钠固体中 产生白雾的是浓硫酸
B 加入铝片 常温下反应的是稀硫酸,不反应的是浓硫酸
C 加入品红溶液 褪色的是浓硫酸
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D 加入木炭,加热 产生刺激性气味气体的是浓硫酸
E 称量相同体积的酸 质量大的是浓硫酸
F 在相同条件下加热 先沸腾的是稀硫酸
12.A—Na2SO4 B—H2SO4 D—Na2SO3 E—SO2
R—SO3 M 一 S (2)略
13.(1) Na2SO3
(2) Na2SO3 + H2SO4 →Na2SO4 + SO2↑+ H2
(3)SO2 + 2OH- → SO32- + H2O; SO32- + Ba2+ → BaSO3↓;
SO32- + Br2 + H2O → SO42- +2H+ + 2Br - 。
分析:白色粉末 X 与硫酸反应,产生气体。由此分析 X 可能为亚硫酸盐或碳酸盐或它们的酸式盐。气体通
入适量的 NaOH 溶液中,然后取溶液浓缩蒸发可得白色粉末 X,此过程证明 X 是一种钠盐。另取与 NaOH 反
应的溶液滴入溴水,溶液褪色,说明该盐的阴离子具有还原性,应为亚硫酸盐,与溴水发生反应如下:
SO32- + Br2 + H2O → SO42- +2H+ + 2Br - 。
SO32-被氧化为 SO42-,且反应后溶液为酸性,加入 BaCI2 溶液生成不溶于酸的白色沉淀,证实了 SO42-的,存
在,反应现象与题给条件是一致的,故 X 为 Na2SO3。由此很容易看出各步的变化情况。