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(共37張PPT)
第一節　　硫及其化合物
第2課時　硫酸　硫酸根離子的檢驗
第五章　　化工生產中的重要非金屬元素
[學習目標]
1.了解硫酸的工業制法及常見的硫酸鹽。
2.掌握濃H2SO4的性質及重要實驗現象(重點) 。
3.掌握的檢驗方法(難點) 。
引入新課
古代有關硫酸的制備
《黃帝九鼎神丹經訣》： “煉石膽取精華法” “石膽”即膽礬， “精華”指冷凝所得液體。
《物理小識·金石類》： “青礬廠氣薰人，衣服當之易爛，載木不盛”，“青礬”即綠礬，強熱綠礬，得紅色固體，氣體冷凝得“礬油”。古代煉丹士稱硫酸為“綠礬油”。
一、硫酸的性質及工業制法
1.硫酸的工業制法
炸藥
染料
蓄電池
硫酸是重要的化工原料
化肥、農藥
1.硫酸的工業制法
原料
硫黃或黃鐵礦
設備
原理
沸騰爐 接觸室 吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
4FeS2+11O2 === 2Fe2O3+8SO2
高溫
S+O2===SO2
點燃
2SO2+ O2 2SO3
催化劑
△
①制氣
②氧化
③吸收
特別提醒：吸收SO3用98.3%濃硫酸而不用水，防止產生酸霧。
空氣
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(1)稀硫酸
H2SO4===2H＋＋
酸的通性
使指示劑顯色
石蕊試劑變紅
與活潑金屬反應
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
與堿反應
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
與金屬氧化物反應
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
與弱酸鹽反應
2H＋＋＋BaCO3===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
實驗室常用濃硫酸干燥氣體，利用了濃硫酸的什么性質？
少量膽礬中加入約3 mL的濃硫酸，攪拌，根據現象試分析原理？
吸水性
藍色晶體變白色粉末
濃硫酸具有吸水性
CuSO4 5H2O
CuSO4
化學變化
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
①吸水性
吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結晶水，故常用做干燥劑。
思考1
濃硫酸做干燥劑，可以干燥哪些氣體，不能干燥哪些氣體？
可干燥：酸性氣體(CO2、SO2、Cl2等)、中性氣體(O2、N2、CO等)；
三大特性：吸水性、脫水性和強氧化性
不可干燥：堿性氣體(NH3)、某些還原性氣體(HBr、HI、H2S等)。
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
②脫水性
將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的H和O按水的組成比脫去。
現象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成黑色固體，并放出有刺激性氣味的氣體。
C12H22O11
濃硫酸
12C + 11H2O
(蔗糖)
C+2H2SO4(濃)==CO2↑+2SO2↑+2H2O
一、硫酸的性質及工業制法
蔗糖和濃硫酸的“黑面包”實驗中，蔗糖(C12H22O11)變黑說明有 生成，體現了濃硫酸的 性；體積膨脹，呈疏松多孔狀，說明有 產生，刺激性氣味的氣體可能是 ，說明炭可能和濃硫酸發生了反應，體現了濃硫酸的 性。
碳
脫水
大量氣體
SO2
強氧化
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
②脫水性
思考2
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
③強氧化性
現象： 、 、 。
銅絲變黑
產生氣泡
變為無色
變紅
將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液_____。
變藍
作用？
優點？
結論：
2H2SO4 (濃) + Cu === CuSO4+ 2H2O +2SO2↑
△
強氧化劑 還原劑
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
③強氧化性
濃硫酸
與金屬反應
大多數金屬：
與非金屬反應(如C)：
Fe或Al：
常溫下鈍化(表面形成一層致密的氧化膜)
一般不產生H2
強氧化性、酸性
僅強氧化性
一、硫酸的性質及工業制法
2.硫酸的性質
(2)濃硫酸
③強氧化性
思考3
用足量的銅片與含2 mol H2SO4的濃硫酸在加熱條件下反應能否得到1 mol SO2？如果把銅片換為鋅片，得到什么氣體？請說明理由。
不能。隨著反應進行，硫酸濃度降低到一定程度后，與銅不反應。
如果把銅片換為鋅片，會得到SO2和H2的混合氣體。
Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
一、硫酸的性質及工業制法
生石膏
熟石膏
3.常見的硫酸鹽
(2)硫酸鋇：又稱重晶石
不溶于水和酸，且不易被X射線透過，可做內服藥劑“鋇餐”。
(3)硫酸銅：
CuSO4(白色)＋5H2O===CuSO4·5H2O(膽礬，藍色)
可檢驗水的存在，膽礬與石灰乳混合制備波爾多液。
(1)硫酸鈣：2(CaSO4·2H2O)===2CaSO4·H2O＋3H2O
　 石膏　　　　　熟石膏
150℃
用于制作模型和醫用石膏繃帶，調節水泥的硬化速率。
一、硫酸的性質及工業制法
應用體驗
1.判斷正誤
(1)50 mL 18.4 mol·L－1的濃硫酸與足量的銅反應，可產生SO2的物質的量為0.46 mol(　　)
(2)SO2具有還原性，濃硫酸具有氧化性，因此不能用濃H2SO4干燥SO2(　　)
(3)將少量的銅加入濃硫酸中加熱，很快能觀察到溶液變為藍色(　　)
×
×
×
一、硫酸的性質及工業制法
應用體驗
2.下列各過程主要表現了濃硫酸的哪些性質？請將答案的序號分別填在橫線上。
①強酸性　②強氧化性　③高沸點、難揮發性　④脫水性　⑤吸水性
(1)用氯化鈉固體和濃硫酸在加熱條件下制氯化氫氣體____。
(2)用磷礦物(主要成分是磷酸鈣)和硫酸反應制磷酸_____。
(3)濃硫酸干燥氫氣、氧氣、氯氣、二氧化硫等氣體______。
(4)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸_____。
(5)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末_____。
(6)不能用濃硫酸干燥溴化氫、碘化氫和硫化氫等氣體_____。
(7)濃硫酸使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后變黑______。
⑤
②
⑤
②
①④
③
①
一、硫酸的性質及工業制法
強酸制弱酸
吸收其中的雜質水蒸氣
金屬表面形成氧化物薄膜
吸收膽礬晶體中的結晶水
這些氣體具有還原性
酸性
氯化氫氣體易揮發
脫水性
二、硫酸根離子的檢驗
問題探究
如何檢驗某溶液中是否含有？
Ba2++===BaSO4↓
只加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，可否證明含有？
三支試管分別盛有稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，
稀硫酸
Na2SO4溶液
Na2CO3溶液
各滴入幾滴BaCl2溶液，
再分別加入少量稀鹽酸，振蕩。觀察現象。
1.實驗探究：的檢驗
實驗操作：
實驗現象：
先生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀溶解，且有氣泡產生
離子方程式
Ba2++===BaSO4↓
Ba2++===BaCO3↓
BaCO3＋2H＋==Ba2＋＋H2O＋CO2↑
二、硫酸根離子的檢驗
1.實驗探究：的檢驗
實驗操作：
檢驗時，先加入稀鹽酸酸化，排除 等造成的干擾。
實驗結論：
二、硫酸根離子的檢驗
2. 的檢驗操作
不能用稀HNO3酸化，其強氧化性可將氧化成；
不可顛倒，因為Ag＋、、等都與Ba2+產生白色沉淀，必須先用少量稀鹽酸酸化。
試劑：
稀鹽酸、BaCl2溶液
操作：
先加稀鹽酸，若無明顯現象再滴加BaCl2溶液
若產生白色沉淀則有存在，否則無存在。
現象結論：
思考1
能否用稀HNO3代替稀鹽酸？滴加鹽酸和BaCl2溶液的順序能否顛倒？
二、硫酸根離子的檢驗
3.硫酸根離子檢驗的應用——粗鹽提純
如何除去粗鹽中可溶性雜質(硫酸鹽、CaCl2、MgCl2)？填寫下表。
雜質 加入的試劑 離子方程式
硫酸鹽
CaCl2
MgCl2
氯化鋇溶液
碳酸鈉溶液
燒堿溶液
Ba2++===BaSO4↓
Ca2++===CaCO3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
是否引入了雜質離子？ 如何除去？ 試設計實驗方案。
二、硫酸根離子的檢驗
思考2
3.硫酸根離子檢驗的應用——粗鹽提純
將雜質離子完全除去，應加入稍過量的試劑，而后續試劑(或操作)應將前面所加試劑中的雜質離子除去，粗鹽除去雜質離子(、Ca2＋、Mg2＋)可設計哪些方案？
方案1：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液
方案2：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液
方案3：BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液
→鹽酸
過濾
濾渣
濾液
蒸發
結晶
→ NaCl
二、硫酸根離子的檢驗
1.判斷正誤
(1)取少量試樣溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解，則溶液中一定含有 (　　)
(2)取少量試樣溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀鹽酸，沉淀不溶解，則溶液中一定含有 (　　)
(3)為除去粗鹽水中少量的Ca2＋，可向溶液中加入過量的K2CO3溶液，然后過濾(　　)
×
×
×
應用體驗
二、硫酸根離子的檢驗
應用體驗
2.某溶液中可能含有 中的一種或幾種，為確定該溶液的離子組成，現進行如下實驗：①取少量該溶液滴加硝酸鋇溶液，產生白色沉淀
②滴加稀鹽酸至溶液呈酸性，產生無刺激性氣味且能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體，白色沉淀部分溶解；③取上層清液，繼續滴加硝酸鋇溶液至無沉淀時，再滴加硝酸銀溶液，產生白色沉淀。根據上述實驗，以下對原溶液的推測不正確的是
√
二、硫酸根離子的檢驗
根據②可知，原溶液中一定含有
根據③不能確定原溶液中是否有Cl－
隨堂檢測
1.下列關于工業制備硫酸的敘述中錯誤的是
A.工業制備硫酸的反應過程中氧化劑都是氧氣
B.SO2氧化成SO3，SO2能全部轉化為SO3
C.可以用FeS2、硫黃、金屬冶煉廢氣中的SO2，制備硫酸
D.SO3用98.3%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，有利于SO3的吸收
√
2.某溶液中可能含有硫酸根離子、碳酸根離子等。為了檢驗其中是否含有硫酸根離子，除氯化鋇溶液外，還需要的溶液是
A.硫酸溶液 B.稀鹽酸
C.氫氧化鈉溶液 D.硝酸鈉溶液
√
本節內容結束
1.硫酸的工業制法
硫酸是重要的化工原料，可用于生產化肥、農藥、炸藥、染料和鹽類等，工業上一般以硫黃或其他含硫礦物(如黃鐵礦)為原料來制備硫酸。
SO2
SO3
目標一 答案
制備過程中反應的化學方程式如下：
①制氣：燃燒硫黃： ，
煅燒黃鐵礦： ；
②氧化： ；
③吸收：SO3＋H2O===H2SO4 。
特別提醒　工業制備硫酸工藝中常用98.3%濃硫酸而不用水吸收SO3，因為SO3與H2O劇烈反應放熱，易產生酸霧，影響SO3的吸收。
目標一 答案
2.硫酸的性質
(1)稀硫酸
硫酸在水里很容易電離出氫離子，具有酸性，能使石蕊溶液變紅，寫出稀硫酸與下列物質反應的離子方程式。
①活潑金屬Fe：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
②金屬氧化物CuO：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O；
③堿Mg(OH)2：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；
④鹽BaCO3：2H＋＋ ＋BaCO3===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑。
目標一 答案
(2)濃硫酸
濃硫酸有三大特性：吸水性、脫水性和強氧化性。
①吸水性
濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體中的結晶水，故常用做干燥劑。
目標一 答案
濃硫酸做干燥劑，可以干燥哪些氣體，不能干燥哪些氣體？
提示　濃硫酸做干燥劑，可干燥酸性氣體(如CO2、SO2、Cl2等)和中性氣體(如O2、N2、CO等)；不可干燥堿性氣體(如NH3)和某些還原性氣體(如HBr、HI、H2S等)。
目標一 答案
思考1
②脫水性
濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的氫和氧按水的組成比脫去。
現象：向蔗糖中加入濃硫酸時，蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成黑色固體，并放出有刺激性氣味的氣體。
目標一 答案
蔗糖和濃硫酸的“黑面包”實驗中，蔗糖(C12H22O11)變黑說明有 生成，體現了濃硫酸的 性；體積膨脹，呈疏松多孔狀，說明有 產生，刺激性氣味的氣體可能是 ，說明炭可能和濃硫酸發生了反應，體現了濃硫酸的 性。
碳
脫水
大量氣體
SO2
強氧化
思考2
目標一 答案
③強氧化性
濃硫酸具有強氧化性，能氧化大多數金屬單質和部分非金屬單質。
實驗操作
.
實驗現象 a試管中銅絲表面變黑，有氣泡生成；
b試管中的溶液逐漸變為無色；
冷卻后將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液呈藍色
實驗結論 在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應，在反應中，濃硫酸是氧化劑，銅是還原劑
目標一 答案
鈍化
致密的氧
化膜
目標一 答案
用足量的銅片與含2 mol H2SO4的濃硫酸在加熱條件下反應能否得到1 mol SO2？如果把銅片換為鋅片，得到什么氣體？請說明理由。
提示　不能。隨著反應進行，硫酸濃度降低到一定程度后，與銅不反應。如果把銅片換為鋅片，會得到SO2和H2的混合氣體，因為濃硫酸和鋅反應生成SO2，濃硫酸變成稀硫酸后，鋅和稀硫酸反應生成H2。
思考3
目標一 答案
3.常見的硫酸鹽
(1)硫酸鈣 2(CaSO4·2H2O) 2CaSO4·H2O＋3H2O
　 石膏　　　　　　　 　熟石膏
主要用于制作模型和醫用石膏繃帶，調節水泥的硬化速率。
(2)硫酸鋇
又稱重晶石，不溶于水和酸，且不易被X射線透過。主要用作消化系統X射線檢查的內服藥劑，即“鋇餐”。
(3)硫酸銅
CuSO4(白色)＋5H2O===CuSO4·5H2O(膽礬，藍色)
主要用于檢驗水的存在，膽礬與石灰乳混合制備波爾多液。
目標一 答案

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