2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素1.第2課時(shí)硫酸不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué)案新人教版必修2

1、第2課時(shí)硫酸不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化核心微網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)新目標(biāo)1.學(xué)會(huì)并理解硫酸的性質(zhì)及濃硫酸的特性及硫酸的工業(yè)制法。2學(xué)會(huì)so的檢驗(yàn)方法。3了解含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。學(xué) 業(yè) 基 礎(chǔ)預(yù)習(xí)新知一、硫酸1硫酸的物理性質(zhì)濃硫酸是一種_的液體，溶于水時(shí)放出大量的熱。稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)將_沿器壁慢慢注入_中，并不斷_。2稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)稀硫酸具有酸的通性電離方程式為h2so4=_。硫酸具有酸的通性，可與_作用，也可與_、_、_及某些鹽反應(yīng)。3濃硫酸的特性(1)吸水性：濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子，故常用做_。(2)脫水性：濃硫酸能把有機(jī)物中的氧、氫元素按_脫去，留下黑色的炭。如向蔗糖中加入濃硫酸時(shí)，蔗糖逐漸變黑

2、，體積膨脹，形成_固體，并放出有_氣味的氣體。(3)強(qiáng)氧化性與金屬的反應(yīng)：除au、pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用，如與銅反應(yīng)。 (3)強(qiáng)氧化性與金屬的反應(yīng)：除au、pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用，如與銅反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)說(shuō)明a.通過(guò)可抽動(dòng)的銅絲來(lái)控制反應(yīng)的發(fā)生或停止b.浸有堿液的棉花團(tuán)可以吸收多余的so2，以防止污染環(huán)境實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a.試管中銅絲表面_b.試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)開(kāi)c.試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)開(kāi)將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變?yōu)開(kāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)論cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o常溫下，冷的濃硫酸能使fe、al發(fā)生鈍化，故可

3、用鐵槽車運(yùn)輸濃h2so4。與非金屬反應(yīng)加熱時(shí)，濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為c2h2so4(濃)co22so22h2o。二、硫酸的工業(yè)流程工業(yè)上一般以硫黃或其他含硫化物(如黃鐵礦)的原料來(lái)制備硫酸。金屬冶煉時(shí)產(chǎn)生的含二氧化硫廢氣經(jīng)回收后也可用于制備硫酸。三、硫酸根離子的檢驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里，通常將溶液先加_酸化，以排除co、ag等可能造成的干擾，然后加入_溶液來(lái)檢驗(yàn)so的存在。四、不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1硫的存在及含硫物質(zhì)(1)游離態(tài)：火山噴口附近、地殼的巖層內(nèi)。(2)化合態(tài)2不同價(jià)態(tài)硫元素轉(zhuǎn)化關(guān)系圖不同價(jià)態(tài)硫元素相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律 即學(xué)即練1判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”。(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化

4、性，稀硫酸不具有氧化性。()(2)常溫下將銅片放入濃硫酸中，無(wú)明顯變化，說(shuō)明銅在濃硫酸中發(fā)生“鈍化”。()(3)濃h2so4具有強(qiáng)氧化性，so2具有還原性，所以濃h2so4不能干燥so2。()(4)濃h2so4具有吸水性，所以濃h2so4可以干燥h2、co、nh3、h2s等氣體。()(5)濃硫酸使藍(lán)礬(cuso45h2o)變成白色粉末，體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。()(6)1 l 18.4 moll1濃硫酸與足量銅反應(yīng)，生成9.2 mol二氧化硫氣體。()2向鹽酸中加入濃硫酸時(shí)，會(huì)有白霧生成。下列敘述不屬于導(dǎo)致產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因的是()a濃硫酸具有脫水性b濃硫酸具有吸水性c鹽酸具有揮發(fā)性d氣態(tài)溶質(zhì)的

5、溶解度隨溫度升高而降低3用來(lái)鑒別濃硫酸和稀硫酸的操作錯(cuò)誤的是()a分別取10 ml溶液，質(zhì)量大的是濃硫酸，質(zhì)量小的是稀硫酸b觀察液體流動(dòng)性，流動(dòng)性好的是稀硫酸，油狀黏稠的是濃硫酸c把cuso45h2o晶體投入溶液中，逐漸變?yōu)榘咨勰┑氖菨饬蛩幔w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4下列制取so2、驗(yàn)證其漂白性、收集并進(jìn)行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)a制取so2 b驗(yàn)證漂白性 c收集so2d尾氣處理核 心 素 養(yǎng)目標(biāo)一濃硫酸的三大特性例1某學(xué)習(xí)小組在鑒別濃硫酸和稀硫酸時(shí)，設(shè)計(jì)了如下方案：操作結(jié)論甲投入火柴梗變黑者為濃硫酸乙加入金屬鋁片

6、產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸丙分別加入到盛水的試管中放出大量熱者為濃硫酸丁用玻璃棒蘸濃氨水靠近盛酸的試劑瓶瓶口冒白煙者為濃硫酸戊加到cuso45h2o晶體中變白者為濃硫酸(1)其中可行的是_(填序號(hào))。(2)其中稍作改進(jìn)就能成為可行方案的是_，改進(jìn)方法是_。(3)完全錯(cuò)誤的是_，因?yàn)開(kāi)。濃硫酸吸水性和脫水性的區(qū)別：吸水性：濃硫酸吸取物質(zhì)中本身存在的水或結(jié)晶水的性質(zhì)。脫水性：濃硫酸將組成有機(jī)物的h、o元素按原子個(gè)數(shù)比2:1以“h2o”的形式脫去的性質(zhì)。由此看出：二者的根本區(qū)別在于物質(zhì)本身是否存在水分子。提升1用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過(guò)量濃硫酸的反應(yīng)。下列實(shí)驗(yàn)不合理的是()a

7、上下移動(dòng)中銅絲可控制so2的量b中選用品紅溶液驗(yàn)證so2的生成c中選用naoh溶液吸收多余的so2d為確認(rèn)cuso4生成，向中加水，觀察顏色硫酸銅(cuso4)是白色的粉末，結(jié)合水后會(huì)變成藍(lán)色晶體，俗稱膽礬(cuso45h2o)。硫酸銅的這一性質(zhì)可以用來(lái)檢驗(yàn)酒精中是否含少量水。膽礬可以和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥波爾多液。核心能力濃硫酸強(qiáng)氧化性的表現(xiàn)1與金屬的反應(yīng)(1)fe、al的鈍化常溫下，當(dāng)fe、al遇到濃硫酸時(shí)，會(huì)與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。(2)與氫之前的活潑金屬反應(yīng)zn2h2so4(濃)=znso4so22h2o規(guī)律：濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)

8、酸性；濃硫酸一旦變稀，就發(fā)生：znh2so4=znso4h2。(3)與氫之后的不活潑金屬(除au、pt外)反應(yīng)cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o規(guī)律：反應(yīng)需加熱，否則不反應(yīng)；氧化產(chǎn)物是硫酸鹽，金屬顯高價(jià)，還原產(chǎn)物為so2；濃硫酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；隨反應(yīng)進(jìn)行，硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩?，反?yīng)就會(huì)停止。2與非金屬反應(yīng)c2h2so4(濃)co22so22h2o。3與還原性化合物的反應(yīng)常見(jiàn)的還原性物質(zhì)feso4、na2s、h2s、hbr、hi等均能被濃h2so4氧化。濃h2so4與稀h2so4氧化性的區(qū)別：濃h2so4具有強(qiáng)氧化性，原因是h2o4o2；稀h2so4具有弱氧化性，原

9、因是2so42。目標(biāo)二硫酸根離子的檢驗(yàn)方法應(yīng)用例2為了除去粗鹽中的ca2、mg2、so和泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作：過(guò)濾加過(guò)量naoh溶液加適量鹽酸加過(guò)量na2co3溶液加過(guò)量bacl2溶液，正確的操作順序是()a bc d提升2為了除去kcl固體中少量的mgcl2、mgso4，可選用ba(oh)2、hcl和k2co3三種試劑，按下圖步驟操作：(1)寫(xiě)出三種試劑的化學(xué)式：a_，b_，c_。(2)加入過(guò)量a的目的是_，有關(guān)化學(xué)方程式為_(kāi)。加入過(guò)量b的目的是_，有關(guān)化學(xué)方程式為_(kāi)。加熱煮沸的目的是_。(3)操作是_，操作是_。核心能力除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的原理物質(zhì)的分離和提純的“三

10、個(gè)必須”和“四個(gè)原則”(1)三個(gè)必須：除雜試劑必須稍過(guò)量。過(guò)量試劑必須除盡，且容易除去。除雜途徑選最佳，有多種雜質(zhì)時(shí)除雜順序必須合理。(2)四個(gè)原則：目標(biāo)三不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化例3人們認(rèn)識(shí)和應(yīng)用物質(zhì)常從兩方面入手，一是從物質(zhì)的類別認(rèn)識(shí)該物質(zhì)可能跟哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；二是從物質(zhì)所含元素的化合價(jià)分析該物質(zhì)是否具有氧化性或還原性。如下圖所示是硫元素的各個(gè)價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系：(1)寫(xiě)出指定物質(zhì)的化學(xué)式：a_，b_。(2)d轉(zhuǎn)化為硫酸是酸雨形成的重要過(guò)程之一，寫(xiě)出其反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)若c是銅鹽，試寫(xiě)出由h2so4c的化學(xué)方程式_。(4)為進(jìn)一步減少so2的污染并變廢為寶，我國(guó)正在探索在一定

11、條件下用co還原so2得到單質(zhì)硫的方法來(lái)除去so2。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。so2、so3是酸性氧化物，h2so3、h2so4是酸，物質(zhì)的類別可以幫助我們理解它們的性質(zhì)。相同價(jià)態(tài)的不同含硫化合物間是通過(guò)與酸或堿反應(yīng)聯(lián)系在一起的。如：so2h2so3nahso3na2so3提升3如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖，下列說(shuō)法不正確的是()a硫在自然界只有游離態(tài)b煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脫硫c硫具有弱氧化性，和變價(jià)金屬反應(yīng)，通常將金屬氧化成低價(jià)態(tài)d氫硫酸是弱酸，能與堿、堿性氧化物反應(yīng)關(guān)鍵能力硫及其化合物的“價(jià)類二維圖”so22h2s=3s2h2o so2so22so2o22so3so3h

12、2o=h2so4 so2h2o=h2so3h2so3so2h2oso22naoh=na2so3h2oh2so42naoh=na2so42h2oh2so32naoh=na2so32h2oso2cl22h2o=h2so42hclcu2h2so4(濃)cuso4so22h2o2nasna2sh2s2naoh=na2s2h2o認(rèn)識(shí)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系1根據(jù)硫元素的化合價(jià)，判斷s表現(xiàn)氧化性還是還原性。含有2價(jià)硫的物質(zhì)只有還原性；含有0價(jià)、4價(jià)硫的物質(zhì)既有氧化性又有還原性；含有6價(jià)硫的物質(zhì)只有氧化性。2利用氧化劑可將硫元素從低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)，該過(guò)程s發(fā)生氧化反應(yīng)；利用還原劑可將硫元素從高價(jià)態(tài)

13、轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)，該過(guò)程s發(fā)生還原反應(yīng)。學(xué)考評(píng)價(jià)1可以鑒別稀硫酸和濃硫酸的簡(jiǎn)單方法是()a加酚酞試液b與銅片反應(yīng)c加bacl2溶液和硝酸d用玻璃棒各蘸一點(diǎn)滴在紙上2關(guān)于濃h2so4與cu反應(yīng)敘述正確的是()a在反應(yīng)中，濃h2so4只表現(xiàn)出氧化性b此反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)c在反應(yīng)中，濃h2so4既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性d每1 mol銅參加反應(yīng)就有2 mol濃h2so4被還原，同時(shí)生成2 mol so23下列關(guān)于濃硫酸與稀硫酸的說(shuō)法，不正確的是()a濃硫酸有脫水性，稀硫酸沒(méi)有脫水性b濃硫酸有氧化性，稀硫酸沒(méi)有氧化性c濃硫酸和稀硫酸都有酸性d常溫下，濃硫酸和稀硫酸都不能與銅反應(yīng)4將so2通入bacl2溶

14、液至飽和，未見(jiàn)沉淀生成，繼續(xù)通入另一種氣體，仍無(wú)沉淀，則通入的氣體可能是()aco2 bnh3cso3 dcl25用硫及其化合物制硫酸有下列三種反應(yīng)途徑，某些反應(yīng)條件和產(chǎn)物已省略，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()途徑：sh2so4途徑：sso2so3h2so4途徑：fes2so2so3h2so4a途徑的反應(yīng)中體現(xiàn)了濃hno3的強(qiáng)氧化性b途徑、的第二步反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過(guò)增大o2的濃度來(lái)降低成本c由途徑、分別制取1 mol h2so4，理論上各消耗1 mol s，各轉(zhuǎn)移6 mol ed途徑、比途徑污染相對(duì)小且原子利用率高，更能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念6非金屬單質(zhì)a經(jīng)如圖所示的過(guò)程轉(zhuǎn)化為含氧酸d，已知

15、d為強(qiáng)酸，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：若a在常溫下為固體，b是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無(wú)色氣體。(1)d的化學(xué)式是_。(2)在工業(yè)生產(chǎn)中，b氣體的大量排放會(huì)形成_而污染環(huán)境。練后感悟工業(yè)制硫酸的三個(gè)步驟第一步：制取so2so2so2或4fes211o22fe2o38so2第二步：制取so32so2o22so3第三步：吸收so3(用98%的濃h2so4吸收)so3h2o=h2so4若用水吸收易形成酸霧第2課時(shí)硫酸不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué) 業(yè) 基 礎(chǔ)預(yù)習(xí)新知無(wú)色黏稠、油狀濃硫酸水?dāng)嚢?hso酸堿指示劑活潑金屬堿堿性氧化物干燥劑水的組成比疏松多孔的海綿狀刺激性逐漸變黑色無(wú)色紅色藍(lán)色稀鹽酸bacl2硫鐵礦

16、黃銅礦石膏芒硝即學(xué)即練1答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2答案：a3解析：硫酸濃度越大密度越大，故等體積的濃硫酸和稀硫酸相比，濃硫酸的質(zhì)量大于稀硫酸，a項(xiàng)正確。濃硫酸是黏稠的液體，流動(dòng)性不如稀硫酸，b項(xiàng)正確。濃硫酸具有吸水性，能吸收結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水，故膽礬投入濃硫酸會(huì)變?yōu)榘咨勰?，投入稀硫酸中膽礬晶體溶解，c項(xiàng)正確。常溫下濃硫酸使鋁片鈍化無(wú)氣體放出，鋁片投入稀硫酸中有氣體(氫氣)放出，d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：d4解析：a錯(cuò)，銅和稀硫酸不反應(yīng)。b對(duì)，二氧化硫可使品紅溶液褪色，可驗(yàn)證二氧化硫的漂白性。c錯(cuò)，二氧化硫密度比空氣大，用向上排空氣法收集時(shí)，導(dǎo)氣管應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”。d錯(cuò)，二氧化硫在飽和

17、亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小，不可用于尾氣吸收。答案：b核 心 素 養(yǎng)例1解析：(1)甲、丙、戊分別利用濃硫酸的脫水性、溶解時(shí)放出大量的熱、吸水性設(shè)計(jì)，方案可行。(2)乙中常溫下鋁遇濃硫酸使鋁鈍化，加熱即可反應(yīng)。而常溫下鋁片可與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生h2。(3)丁錯(cuò)誤，揮發(fā)性酸遇濃氨水才能產(chǎn)生白煙，濃硫酸不屬于揮發(fā)性酸。答案：(1)甲、丙、戊(2)乙增加加熱條件(或?qū)⒔Y(jié)論改為常溫下反應(yīng)產(chǎn)生氣體的為稀硫酸)(3)丁硫酸是高沸點(diǎn)酸，沒(méi)有揮發(fā)性提升1解析：移動(dòng)銅絲，可控制銅絲與濃硫酸的接觸，即控制so2的生成量，故a合理；so2能使品紅溶液褪色，故b合理；so2有毒，且屬于酸性氧化物，故c合理；濃硫酸過(guò)量，

18、試管中剩余濃硫酸，應(yīng)將反應(yīng)后的混合液慢慢加入到大量水中，否則易出現(xiàn)液體噴出試管而發(fā)生危險(xiǎn)，故d不合理。答案：d例2解析：首先要明確除去粗鹽中的ca2、mg2、so，可分別加入na2co3溶液、naoh溶液和bacl2溶液，且三種溶液均過(guò)量，才能使雜質(zhì)離子分別變成caco3、mg(oh)2、baso4沉淀，過(guò)量的bacl2溶液只能用na2co3溶液除去，故要先加入bacl2溶液，再加入na2co3溶液，才能保證不引入新雜質(zhì)ba2，而多余的naoh和na2co3只需要在過(guò)濾后再加入鹽酸即可，至于naoh溶液的加入順序，只要在過(guò)濾前加入就可除去mg2，故d項(xiàng)正確。答案：d提升2解析：要使雜質(zhì)一一除去

19、，必須考慮到所加試劑是過(guò)量的，而且過(guò)量的試劑在后面步驟中必須除去，要除去mg2，可用含oh的試劑，除so可用含ba2的試劑，故選用ba(oh)2。加入的過(guò)量ba(oh)2中的ba2可用k2co3除去，過(guò)量ba(oh)2中的oh，以及過(guò)量k2co3中的co，可用稀鹽酸除去，最后加熱煮沸可除去hcl。答案：(1)ba(oh)2k2co3hcl(2)除盡mgcl2和mgso4mgcl2ba(oh)2=bacl2mg(oh)2，mgso4ba(oh)2=baso4mg(oh)2除盡過(guò)量ba(oh)2和生成的bacl2ba(oh)2k2co3=baco32koh，bacl2k2co3=baco32kcl使hcl揮發(fā)(3)過(guò)濾蒸發(fā)例3解析：a中s的化合價(jià)為6價(jià)且為氧化物，因此a為三氧化硫；b中s的化合價(jià)為2價(jià)且為氣態(tài)氫化物，因此b為硫化氫；c為銅鹽且由硫酸反應(yīng)得到，因此c為硫酸銅；由硫元素的價(jià)態(tài)及對(duì)應(yīng)物質(zhì)的類別可知，d為亞硫酸，e為亞硫酸鹽。答案：(1)so3h2s(2)2h2so3o2=2h2so4(3)cu2h2so4(濃)cuso4so22h2o(其他合理答案也可)(4)2coso2一定條件,s2co2提升3解析：硫在自然界中主要以化合態(tài)形式存在，在火