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(共39張PPT)
第一節 硫及其化合物
第2課時：硫酸
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
01
濃硫酸的性質
02
學習目標
1.通過實驗探究，討論交流，能正確描述有關事驗現象，分析理解反應原理，進一步認識硫酸的酸性及酸的通性。
2.結合圖示或實驗視頻，通過實驗探究不活潑金屬Cu與濃硫酸的反應，引導分析非金屬C與濃硫酸的反應原理，認識濃硫酸的強氧化性、吸水性和脫水性等特性，增強對氧化還原反應的認識。
3.通過對比分析濃硫酸與稀硫酸的不同性質，認識濃度、反應條件對化學反應的影響，并能熟練書寫相關反應方程式，培養宏觀辨識與微觀探析等化學核心素養。
硫酸是重要的化工原料，有廣泛的用途。俗話說盛世古董，亂世黃金，古陶瓷的收藏是比較熱門的一類，而有些人在利益的驅使下，就會燒制大量的仿古瓷器，然后用做舊來把這些仿古瓷做舊，得以獲取暴利，而高錳酸鉀加濃硫酸(做色)就是很多瓷器造假者最為常用的手段之一（見PPT圖片），今天我們就來學習硫酸的有關知識。
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
任務一、硫酸的工業制備—接觸法制硫酸
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
學生活動1：閱讀教材P4頁最后自然段，回答硫酸具有哪些重要用途？
H2SO4
硫酸鹽
農藥
染料
化肥
炸藥
冶金
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
學生活動2：觀看視頻，回顧二氧化硫的催化氧化反應，觀察教材P4
頁圖5-4，思考工業上如何制備硫酸？
工藝設備
沸 騰 爐
接 觸 室
吸 收 塔
礦渣
(Fe2O3)
硫酸
SO2
O2
熱交
換器
貯酸槽
(98.5%硫酸)
黃鐵礦
(FeS2)
空氣
(高速空氣流)
SO2
O2
凈化
催化劑
尾氣
SO3
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
①流程：
學生活動1：觀看視頻，回顧二氧化硫的催化氧化反應，觀察教材
P4頁圖5-4，思考工業上如何制備硫酸？
②原理—由黃鐵礦為原料制取硫酸：
方程式：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2；2SO2＋O2 2SO3；
SO3＋H2O==H2SO4。
③SO3吸收：常用濃硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3與水反應為放熱反應，易
產生水霧，影響SO3的吸收。高速空氣流的作用是攪拌，使反應更加充分。
對應訓練
【典例1】含硫煤燃燒會產生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設計
了新的治污方法，同時可得到化工產品，該工藝流程如圖所示，下列
敘述不正確的是(　　) A．該過程中可得到化工產品H2SO4 B．該工藝流程是除去煤燃燒時產生的SO2 C．該過程中化合價發生改變的元素為Fe和S
D．圖中涉及的反應之一為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O==2FeSO4＋2H2SO4
C
【解析】根據圖可知，該工藝中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，該反應的化學方程式為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O==2FeSO4＋2H2SO4，該工藝不僅吸收了二氧化硫，還得到了化工產品硫酸，A、D正確；該工藝流程是除去煤燃燒時產生的SO2，B正確；該過程中化合價發生變化的元素有氧、鐵、硫，C錯誤。
對應訓練
【典例2】在硫酸的工業制法中，下列生產操作與說明生產操作的主要
原因二者都正確的是（ ）
A．硫鐵礦煅燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒
B．從沸騰爐出來的氣體只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部轉化為SO3
D．SO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以便使SO3
吸收更充分
D
【解析】將硫鐵礦粉碎是使其增大與空氣的接觸面積，使燃燒更快、更充分，A錯；從沸騰爐出來的氣體除SO2外，還有O2等，B錯；SO2轉化為SO3為可逆反應，正、逆反應同時進行，故SO2不可能全部轉化為SO3，C錯；SO3轉化為H2SO4，若直接用水吸收，會形成大量酸霧，導致SO3吸收不完全，工業生產中用98.3%的濃硫酸作為吸收劑，則不會出現酸霧，吸收SO3更充分，D正確。
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
任務二、探究稀硫酸的性質
學生活動1：回顧酸的通性，請舉例說明稀硫酸具有哪些主要化學
性質？
①稀硫酸具有酸的通性:硫酸是強電解質，在水溶液中的電離方程式為
H2SO4==2H＋＋SO42－。
②稀硫酸
能使指示劑變色：石蕊變紅；酚酞不變色。
與活潑金屬反應：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
與堿反應:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O。
與某些鹽反應:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl。
與堿性氧化物反應：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O。
硫酸的工業制法及稀硫酸的性質
任務二、探究稀硫酸的性質
學生活動2：探究實驗室如何用稀硫酸與金屬反應制備氫氣？濃鹽
酸或濃硫酸可否代替稀硫酸呢？
①實驗室常用中等活潑的金屬（如Mg、Al、Zn、Fe）與稀硫酸或稀鹽酸反應制
取氫氣，并可用濃硫酸作干燥劑。
②濃鹽酸具有揮發性，會使生成的氫氣不純；濃硫酸中無氫離子，不能與金屬
（鋅等）反應生成氫氣。
③稀硫酸具有氧化性（本質是硫酸電離產生的氫離子具有氧化性），但不具有
強氧化性。
對應訓練
【典例1】小強同學為了區別稀硫酸與稀鹽酸，設計了如下圖所示的
四組實驗方案，其中能達到目的的是(　　)
C
【解析】A中都會產生氣泡不能區別；B中溶液都能變為紅色不能區別；C中硫酸中會產生沉淀，而鹽酸則不能產生沉淀；二氧化碳不能和酸反應，因此D中沒有明顯現象。
對應訓練
【典例2】如圖W、X、Y、Z為四種物質，若箭頭表示能一步轉化的
常見反應，其中常溫下能實現圖示轉化關系的是(　　)
D
【解析】A項，S生成SO2需要點燃，不能一步生成SO3或H2SO4；B項，Na生成Na2O2需要加熱；C項，Fe生成FeCl3需要點燃且不能一步生成Fe(OH)2。
選項 W X Y Z
A S SO2 SO3 H2SO4 B Na Na2O2 NaOH NaCl C Fe FeCl3 Fe(OH)2 FeCl2 D Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3 濃硫酸的性質
濃硫酸的性質
任務一、認識濃硫酸的物理性質
學生活動1、觀察硫酸樣品，回顧初中濃硫酸的稀釋，歸納濃硫酸具
有哪些物理性質？
①純硫酸是一種無色油狀液體，沸點高（沸點338℃，高沸點酸能用于制備低沸點酸），難揮發。
②硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的質量分數越大，其密度越大；質量分數為98%的濃硫酸，密度為1.84 g·cm－3。
③濃硫酸與水以任意比混溶，溶解時可放出大量熱。濃硫酸的稀釋方法是將濃硫酸沿燒杯內壁緩緩倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。
濃硫酸的性質
學生活動2、問題探究：結合濃硫酸的物理性質，思考稀釋濃硫酸時，
要注意哪些問題？如何鑒別濃硫酸和稀硫酸？
任務一、認識濃硫酸的物理性質
①濃硫酸的稀釋：由于濃H2SO4的密度大于水的密度，且溶解時可放出大量的熱。
因此稀釋濃硫酸時，只能將濃硫酸沿器壁慢慢注入中，并用玻璃棒不斷攪拌，
而不能將水倒入濃硫酸中。
②濃硫酸和稀硫酸鑒別方法
觀察法：流動性差的是濃硫酸，反之是稀硫酸
稀釋放熱法：兩種液體分別沿著燒杯壁倒入清水中，放出大量的熱為濃硫酸，反之為稀硫酸.
稱量法：使用天平稱取液體重量，待空氣暴露一段時間，再次稱重。重量變化大的是濃硫酸，另一個是稀硫酸。
對應訓練
【典例1】如下圖所示的實驗裝置中，實驗開始一段時間后，對看到
的現象敘述不正確的是(　　)
A．蘋果塊會干癟 B．膽礬晶體表面有“白斑” C．小試管內有晶體析出 D．pH試紙變紅
D
【解析】濃H2SO4具有吸水性和脫水性，前三個實驗中顯示濃H2SO4的吸水性，現象均正確；最后一個實驗主要體現濃H2SO4的酸性和脫水性，pH試紙應先變紅后變黑。
對應訓練
【典例2】科學的方法是實驗成功的前提條件。下列方法或要求存在
錯誤的是（ ）
A.用膠頭滴管吸取液體時，要先擠癟橡膠頭，再將滴管伸入到液體
中吸取
B.稀釋濃硫酸時，將水慢慢地注入濃硫酸中，并用玻璃棒不斷地攪
拌
C.實驗室進行模擬煉鐵時，應先通一段時間的CO氣體，然后再加熱
D.測定空氣中氧氣體積含量時，點燃紅磷后要迅速將燃燒匙伸入集氣
瓶并塞緊橡皮塞
B
濃硫酸的性質
【解析】A．用膠頭滴管吸取液體時，要先擠癟橡膠頭，再將滴管伸入到液體中松開擠癟的橡膠頭吸取，A正確；B．稀釋濃硫酸時，將濃硫酸慢慢地注入水中，并用玻璃棒不斷地攪拌，防止暴沸，造成溶液四濺，發生危險，B錯誤；C．實驗室進行模擬煉鐵時，應先通一段時間的CO氣體，趕盡裝置內的氧氣，然后再加熱，C正確；D．測定空氣中氧氣體積含量時，點燃紅磷后要迅速將燃燒匙伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞，利用紅磷燃燒消耗集氣瓶內的氧氣，D正確；故答案選B。
濃硫酸的性質
學生活動1、觀看實驗視頻—濃硫酸的吸水性，觀察實驗現象，思考
可得出說明結論？并填寫表格內容。。
實驗操作 在兩個培養皿中分別倒入少量濃硫酸和稀硫酸，將兩個內壁干燥的小燒杯放在熱水的上方，待充滿水蒸汽時，再分別倒扣在兩個培養皿中，觀察小燒杯內壁水蒸汽的變化。
實驗現象
實驗結論
一段時間后，盛濃硫酸的培養皿中的小燒杯內壁水蒸汽消失，而盛稀硫酸的小燒杯水蒸氣沒有明顯變化。
濃硫酸具有吸水性。（濃硫酸長期放在空氣中，會吸收空氣中的水蒸氣，從而導致質量增加，因此，濃硫酸應密封保存）
濃硫酸的性質
學生活動2、觀察教材P5頁圖5-5（或觀看實驗視頻），回答濃硫酸與
蔗糖反應有何現象？可得出說明結論？
實驗操作
實驗原理
實驗現象
實驗結論
2H2SO4(濃)＋C CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
蔗糖變黑，體積慢慢膨脹，放出大量有刺激性氣味的氣體，品紅溶液褪色。最后變成疏松多孔海綿狀黑色物質，燒杯發熱。
濃硫酸具有脫水性、吸水性、強氧化性
濃硫酸的性質
學生活動3、實驗探究：觀察教材P5【實驗5-3】的實驗現象，思考可得
出說明結論？并完成下表內容。
實驗操作
實驗現象
實驗原理
實驗結論
2H2SO4(濃)＋Cu CuSO4＋SO2↑＋2H2O
a試管中銅絲表面變黑，有氣泡逸出；b試管中的品紅溶液逐漸變為無色；c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變為紅色；d.冷卻后，將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變為藍色。
①加熱前銅與濃硫酸不反應②在加熱條件下銅與濃硫酸反應生成二氧化硫。②在加熱條件下銅與濃硫酸反應生成硫酸銅。
總結論：濃硫酸具有強氧化性。
對應訓練
【典例1】下列現象或用途與濃硫酸的吸水性和脫水性無關的是 ( ) A．濃硫酸可作氯氣的干燥劑 B．濃硫酸滴加到蔗糖中，蔗糖變黑 C．濃硫酸滴加到膽礬上，藍色晶體變成白色粉末 D．濃硫酸在加熱條件下可與銅等不活潑金屬反應
D
【解析】A．濃硫酸做干燥劑與其具有吸水性有關，故A不選；B．濃硫酸使蔗糖變黑與其具有脫水性有關，故B不選；C．濃硫酸能將膽礬從藍色晶體變成白色粉末，與其吸水性有關，故C不選；D．濃硫酸在加熱條件下可與銅等不活潑金屬反應是因為濃硫酸具有強氧化性，與吸水性和脫水性無關，故D選；故選：D。
對應訓練
【典例2】下列各實驗相應操作、實驗現象及原因解釋或推論合理的
是 (　　)
D
【解析】常溫下，鐵在濃硫酸中鈍化，A錯；濃硫酸使白紙變黑是由于濃硫酸的脫水性使纖維素炭化，B錯；二氧化硫通入溴水使溴水褪色，二氧化硫表現為還原性，C錯；使濕潤紅色石蕊試紙變藍色的氣體只有NH3，D正確。
選項 操作 現象 解釋或推論
A 鐵片投入濃硫酸 無明顯變化 常溫下鐵不與濃硫酸反應
B 將濃硫酸滴到白紙上 白紙變黑 濃硫酸強氧化性導致紙張中的纖維素炭化
C 二氧化硫通入溴水 溴水褪色 說明二氧化硫具有漂白性
D 濕潤紅色石蕊試紙檢驗某氣體 試紙變藍 該氣體是氨氣
濃硫酸的性質
任務三、探析濃硫酸的特性本質
學生活動1、結合上述實驗，討論交流濃硫酸的吸水性何脫水性有何
不同？
①吸水性：濃硫酸可吸收空氣或其他氣體中的水蒸氣、混在固體中的濕存水、結
晶水合物中的結晶水。常用盛有濃硫酸的洗氣瓶干燥某些氣體(如H2、Cl2、SO2
等)，不能干燥堿性氣體(如NH3等)和強還原性氣體(如H2S等)。
②脫水性：濃硫酸可使有機化合物中的氫、氧元素按水的組成從有機物中“脫離”
出來，結合生成水分子。濃硫酸與蔗糖反應的實驗：現象是蔗糖逐漸變黑，體積
膨脹，形成疏松多孔的海綿狀固體，放出有刺激性氣味的氣體，品紅溶液褪色。
結論是濃硫酸具有脫水性，且能氧化碳單質，同時自身被還原為二氧化硫。
濃硫酸的性質
學生活動2、拓展探究：結合【實驗5-3】的實驗現象，思考濃硫酸的
強氧化性的本質是什么？有何規律？
①本質：濃硫酸具有強氧化性，是因為H2SO4分子中＋6價的硫元素具有很強的
得電子能力。而稀硫酸是其溶液的H＋得電子被還原，氧化性較弱。
②規律：a.Fe、Al的鈍化。常溫下，當Fe、
Al遇到濃硫酸時，會與濃硫酸發生反應，表
面生成一層致密的氧化物薄膜而出現“鈍化”
現象。所以常溫下可以用鐵、鋁制容器來盛
裝儲運濃硫酸。
濃硫酸的性質
b.常溫下與活潑金屬反應(鐵、鋁除外)表現強氧化性和酸性，生成硫酸鹽和SO2，
硫酸濃度變小后，生成的氣體為H2。
c.與不活潑金屬和非金屬反應的規律：
i．反應需要加熱，否則不反應；ⅱ．還原產物一般是SO2，一般金屬被氧化為高價態的硫酸鹽，非金屬被氧化為高價態氧化物或含氧酸；ⅲ．濃硫酸與金屬反應時，既表現酸性又表現強氧化性，而與非金屬反應時，只表現強氧化性；ⅳ．隨著反應的進行，濃硫酸濃度變小，一旦變為稀硫酸，反應即停止；ⅴ.與具有還原性的化合物反應，如與H2S、HI、HBr、FeCl2等物質反應。
對應訓練
【典例1】下列事實與原因(括號中)對應關系正確的是(　　) A．在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質量增大(濃硫酸具有難揮發性) B．向某樣品溶液中先滴加過量的稀鹽酸無現象，再滴加BaCl2溶液后
出現白色沉淀(樣品溶液中含有SO42－) C．蔗糖與濃硫酸反應中有海綿狀的炭生成(濃硫酸具有吸水性) D．濃硫酸可與銅反應(只顯示濃硫酸的強氧化性)
【解析】在空氣中濃硫酸質量增大是因為濃硫酸的吸水性；樣品溶液中加入稀鹽酸，沒有任何現象，說明一定沒有Ag＋，再加入少量BaCl2溶液，生成白色沉淀，此時溶液為酸性，則白色沉淀為BaSO4，溶液中含有SO42－；蔗糖與濃硫酸反應中有海綿狀的炭生成主要是利用了濃硫酸的脫水性；濃硫酸與金屬銅的反應中既表現濃硫酸的強氧化性又顯示濃硫酸的強酸性。
B
對應訓練
【典例2】下列用來鑒別濃硫酸和稀硫酸的操作錯誤的是(　　)
A．分別取10 mL溶液，質量大的是濃硫酸，質量小的是稀硫酸
B．觀察液體流動性，流動性好的是稀硫酸，油狀黏稠的是濃硫酸
C．把CuSO4·5H2O晶體投入溶液中，逐漸變為白色粉末的是濃硫酸，
晶體溶解的是稀硫酸
D．將鋁片分別投入溶液，快速放出氣體的是濃硫酸，放出氣體慢的
是稀硫酸
D
對應訓練
【解析】因濃硫酸的密度大于稀硫酸的密度，則體積相同時質量大的是濃硫酸，則可以鑒別，故A正確；濃硫酸是油狀黏稠的液體，稀硫酸是稀溶液，則可利用液體流動性來鑒別，故B正確；因濃硫酸具有吸水性，可使CuSO4·5H2O晶體失去水而變為白色粉末，但稀硫酸不能，則可以鑒別，故C正確；因Al在濃硫酸中發生鈍化，與稀硫酸快速反應生成氣體，則放出氣體快的是稀硫酸，故D錯誤。
1．下列關于硫酸的工業制備與保存的說法，正確的是（ ）
A．粉碎后的硫鐵礦(FeS2)在沸騰爐中燃燒生成SO3
B．在吸收塔中，用質量分數為98.3%的濃硫酸吸收SO3
C．硫黃制酸法會產生更多的礦渣
D．濃硫酸具有強氧化性，不能保存在鋁制容器中
B
【解析】粉碎后的硫鐵礦(FeS2)在沸騰爐中與O2反應生成SO2，A錯誤；在吸收塔中，為防止形成酸霧，不能用水作吸收劑，而是用質量分數為98.3%的濃硫酸作吸收劑吸收SO3，B正確；以硫鐵礦為原料生產硫酸時會產生較多礦渣，而硫黃制酸法的優點是制備過程中不產生礦渣，C錯誤；濃硫酸具有強氧化性，常溫下能使鋁發生鈍化，因此濃硫酸能保存在鋁制容器中，D錯誤。
2．關于濃硫酸與Cu反應的敘述正確的是(　　)
A．在反應中，濃硫酸只表現出氧化性
B．該反應中還原劑與氧化劑物質的量之比為1∶2
C．在反應中，濃硫酸既表現出氧化性，又表現出酸性
D．每1 mol 銅參加反應就有2 mol濃硫酸被還原，同時生成2 mol
SO2
C
【解析】Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，在反應中，濃硫酸既表現出氧化性又表現酸性，A錯誤；反應中還原劑與氧化劑物質的量之比為1∶1，B錯誤；每1 mol 銅參加反應就有1 mol濃硫酸被還原，同時生成1 mol SO2，D錯誤。
3．用如圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫
酸的反應。下列實驗不合理的是(　　)
A．上下移動①中銅絲可控制SO2的量
B．②中選用品紅溶液驗證SO2的生成
C．③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．為確認CuSO4生成，向①中加水，觀察顏色
D
【解析】上下移動銅絲可以使銅絲與濃硫酸接觸與分離，從而可以控制反應生成SO2的量，A項正確；SO2可使品紅溶液褪色，B項正確；SO2有毒，要用NaOH溶液吸收處理，C項正確；反應液中H2SO4的濃度較高，不能向①中加水，應將①中溶液沿器壁慢慢加入水中，D項錯誤。
4．實驗室進行含硫化合物性質探究的裝置(夾持裝置省略)如圖所
示，分液漏斗①中盛有濃硫酸，將其逐滴加入到試管②的固體中。
下列說法正確的是（ ）
A．若②中為Na2SO3固體，③中盛石蕊溶液，
則③中溶液先變紅后褪色
B．若②中為蔗糖，③中盛有溴水，能說明
濃硫酸具有脫水性和氧化性
C．若②中為Na2SO3固體，③中盛有氯化鋇溶液，則③中生成白
色沉淀
D．若②中為銅單質，③中盛有硫化氫水溶液，則③中生成黃色
沉淀
B
【解析】A．若②中為Na2SO3，濃硫酸與Na2SO3反應生成SO2，SO2通入石蕊溶液會使溶液變紅，但SO2不能漂白指示劑，因此不會褪色，A錯誤；B．濃硫酸具有脫水性，蔗糖脫水碳化，生成的C與被濃硫酸氧化，生成SO2和CO2，SO2使溴水褪色，因此證明濃硫酸具有脫水性和強氧化性，B正確；C．若②中為Na2SO3，濃硫酸與Na2SO3反應生成SO2，SO2不能與BaCl2反應，C錯誤；D．Cu與濃硫酸在加熱的條件下反應生成SO2，常溫下不反應，D錯誤；故選B。
延時符
硫酸
4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2；2SO2＋O2 2SO3；
SO3＋H2O==H2SO4。
H2O
稀硫酸
具有酸的通性
無色油狀液體，沸點高,密度大于水,與水以任意比混溶，并放出大量熱。
特 性
吸水性：吸收現成水分子—作干燥劑。
脫水性：氫、氧元素按水的組成從有機物中“脫離”出來生成水分子。
強氧化性：
2H2SO4(濃)＋Cu CuSO4＋SO2↑＋2H2O
工業 制法
物理
性質
第2課時 硫酸

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