高中化學(xué)《硫酸、硝酸和氨》學(xué)案7（新人教版必修1）

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111 自學(xué)導(dǎo)引(6.3硫酸) 一、硫酸 (一)稀硫酸 硫酸是強(qiáng)電解質(zhì)，其溶液具有酸的通性 Ｈ2ＳＯ4===２Ｈ+＋ＳＯ 完成下列反應(yīng)，是離子反應(yīng)的請(qǐng)改寫成離子方程式。 Ｆｅ＋Ｈ2ＳＯ4→ ＣｕＯ＋Ｈ2ＳＯ4→ Ｆｅ2Ｏ3＋Ｈ2ＳＯ4→ ＢａＣｌ2＋Ｈ2ＳＯ4→ Ｂａ（ＯＨ）2＋Ｈ2ＳＯ4→ Nａ2ＣＯ3＋Ｈ2ＳＯ4→ ＦｅＳ＋Ｈ2ＳＯ4→ Nａ2ＳＯ3＋Ｈ2ＳＯ4→ ＮＨ3Ｈ2Ｏ＋Ｈ2ＳＯ4→ Ｃａ3（ＰＯ4）2＋Ｈ2ＳＯ4→ 小結(jié)：酸的通性實(shí)質(zhì)是Ｈ+的性質(zhì)。 (二)濃硫酸 1.物理性質(zhì) 純硫酸是一種無色油狀液體。常用的濃硫酸中Ｈ2ＳＯ4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，其密度為1.84 gcm－３，其物質(zhì)的量濃度為18.4ｍｏｌＬ－１。硫酸是一種高沸點(diǎn)難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱。 2.特性 （ⅰ）吸水性 將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中，其質(zhì)量將增加，密度將減小，濃度降低，體積變大。這是因?yàn)闈饬蛩峋哂形?。利用這一性質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室里硫酸常用來作干燥劑。 濃硫酸不僅可以吸收空氣中的水，還可吸收混在氣體中的水蒸氣、混在固體中的濕存水、結(jié)晶水合物中的部分結(jié)晶水。 （ⅱ）脫水性 濃硫酸可以使有機(jī)化合物中的氫氧元素按水的組成從有機(jī)物中“脫離”出來，結(jié)合成水分子。 說明：有機(jī)物被濃Ｈ2ＳＯ4脫去水并不一定都生成碳。 （ⅲ）強(qiáng)氧化性 A.跟金屬反應(yīng) a.常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。 b.加熱時(shí)，濃Ｈ2ＳＯ4可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成ＳＯ2。 完成下列反應(yīng)，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 Cu+H2SO4 Fe+H2SO4 在上述反應(yīng)中，硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。 B.跟非金屬反應(yīng) 熱的濃Ｈ2ＳＯ4可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為ＳＯ2，在這類反應(yīng)中濃Ｈ2ＳＯ4只表現(xiàn)氧化性。寫出上述三個(gè)化學(xué)方程式： 說明：①S被濃Ｈ2ＳＯ4氧化，只能變成＋４價(jià)而不會(huì)變成＋６價(jià)。(為什么?) ②C、S、P等非金屬單質(zhì)被氧化成氧化物還是含氧酸，取決于含氧酸的穩(wěn)定性。如 Ｈ2ＣＯ3、Ｈ2ＳＯ3遇熱均易分解，而Ｈ3ＰＯ4卻很穩(wěn)定。 *Ｃ.跟其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃Ｈ2ＳＯ4具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制?。?Ｓ、ＨＢｒ、ＨＩ等還原性氣體，不能選用濃Ｈ2ＳＯ4。 濃Ｈ2ＳＯ4還能跟其他還原劑發(fā)生反應(yīng)，在今后將陸續(xù)學(xué)習(xí)。 (三)用途 1.利用其酸性可制磷肥、氮肥，可除銹，可制實(shí)用價(jià)值較大的硫酸鹽等。 具體反應(yīng)見“稀Ｈ2ＳＯ4”的性質(zhì)。 2.利用其吸水性，在實(shí)驗(yàn)室濃Ｈ2ＳＯ4常用作干燥劑。 3.利用濃Ｈ2ＳＯ4的脫水性，濃Ｈ2ＳＯ4常作精煉石油的脫水劑、有機(jī)反應(yīng)的脫水劑等。 4.利用濃Ｈ2ＳＯ4的高沸點(diǎn)難揮發(fā)性，常用于制取各種揮發(fā)性酸。 說明：要明確上述用途中使用的是濃Ｈ2ＳＯ4還是?。?ＳＯ4。硫酸的其他用途將在今后繼續(xù)學(xué)習(xí)。 思考：(1)稀釋濃硫酸應(yīng)特別注意：①把濃硫酸慢慢加入水中而不可反加；②滴加時(shí)一定要沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩滴加且不斷攪拌。濃硫酸與其他液體相互混合時(shí)也一定要注意上述兩點(diǎn)。 (2)實(shí)驗(yàn)室制?。龋茫鞖怏w的化學(xué)反應(yīng)方程式為： 這是利用了濃硫酸的高沸點(diǎn)難揮發(fā)性及酸性性質(zhì)。 (3)若將一瓶濃鹽酸露置在空氣中，可能會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢? 【答案】 因濃鹽酸易揮發(fā)，HCl結(jié)合空氣中的水蒸氣形成“白霧”，導(dǎo)致鹽酸變稀。 (4)不能用濃硫酸干燥的氣體有堿性氣體(NH3)、還原性氣體(如Ｈ2Ｓ、ＨＢｒ、ＨＩ等)，簡(jiǎn)述原因。 【答案】 濃硫酸首先是一種酸，它能與堿性氣體反應(yīng)；它具有強(qiáng)氧化性，能把還原性氣體氧化。故成立。 (5)實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸跟濃硫酸混合來快速簡(jiǎn)易制取HCl氣體，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因。 【答案】 濃硫酸具有吸水性，能吸收濃鹽酸中的水且能放出大量的熱，加速HCl的揮發(fā)并能干燥HCl氣體。故實(shí)驗(yàn)室常用此法來快速制取HCl氣體。 (6)將濃Ｈ2ＳＯ4滴到干燥的藍(lán)色石蕊試紙上，可能發(fā)生什么現(xiàn)象? 【答案】 在局部變紅后又變黑。 (7)萬一不小心將濃硫酸濺到皮膚上、眼睛里、衣服上或桌面上，應(yīng)分別怎樣處理? 皮膚上：用干布迅速拭去，再用大量水沖洗。 眼睛里：立即用水沖洗，邊洗邊眨眼睛，必要時(shí)請(qǐng)醫(yī)生治療。 衣服上：用大量水洗。 桌面上：用適量ＮａＨＣＯ3溶液沖洗，后用水沖洗，再用抹布擦干。 (8)有人說，稀硫酸沒有脫水性，所以若不慎將稀硫酸弄到衣服或皮膚上，可以不必處理。這種說法是否正確?為什么? 【答案】 不正確，因時(shí)間稍長(zhǎng)，水分蒸發(fā)，?。?ＳＯ4變濃，也會(huì)使衣服腐蝕。 (9)金屬與濃硫酸反應(yīng)為什么不放出Ｈ2? 【答案】 在濃Ｈ2ＳＯ4中，因水很少，電離出的H+極少，大多數(shù)都是Ｈ2ＳＯ4分子，而在Ｈ2ＳＯ4分子中＋６價(jià)的硫氧化能力強(qiáng)，故不放出Ｈ2。 (10)在實(shí)驗(yàn)(6—5)中，浸有堿液棉花的作用是什么? 【答案】 浸有堿液棉花的作用是吸收未反應(yīng)的ＳＯ2，防逸出污染空氣。 (11)2 mol濃硫酸跟足量金屬銅反應(yīng)能生成1 mol SO2嗎? 【答案】 不能，只能小于1 mol。因隨著反應(yīng)的進(jìn)行，Ｈ2ＳＯ4的物質(zhì)的量要減小，又因有水生成，從而使Ｈ2ＳＯ4濃度變稀，而?。?ＳＯ4跟Cu不反應(yīng)，故不會(huì)生成1 mol SO2，H2ＳＯ4也不會(huì)完全反應(yīng)。 (12)濃硫酸的強(qiáng)氧化性源于＋６價(jià)硫，在稀Ｈ2ＳＯ4中也有＋６價(jià)硫，為什么稀Ｈ2ＳＯ4跟金屬反應(yīng)都放出Ｈ2? 【答案】 ?。?ＳＯ4中已沒有Ｈ2ＳＯ4分子，而ＳＯ中的＋６價(jià)硫相當(dāng)穩(wěn)定，故＋６價(jià)硫不會(huì)被還原。相反，大量的Ｈ+都能得到活潑金屬失去的電子而被還原成Ｈ2放出。 (13)把熾熱的木炭投入熱濃Ｈ2ＳＯ4中會(huì)放出氣體，怎樣檢驗(yàn)生成了ＳＯ2和ＣＯ2氣體? 【答案】 把生成的混合氣體依次通過品紅溶液、酸性ＫＭｎＯ4溶液(足量)、品紅溶液、澄清的石灰水，通過現(xiàn)象即可檢驗(yàn)。 (14)蔗糖與濃Ｈ2ＳＯ4的脫水實(shí)驗(yàn)中，為什么會(huì)聞到刺激性氣味? 【答案】 Ｃ12Ｈ22Ｏ11被濃Ｈ2ＳＯ4脫水成碳并放熱，在此條件下，碳跟濃Ｈ2ＳＯ4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了ＣＯ2，使體積膨脹，而濃Ｈ2ＳＯ4本身被還原成了有刺激性氣味的SO2。 二、硫酸根離子的檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)：分別向Ｈ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｎａ2ＣＯ3、Ｎａ2ＳＯ3、Ｎａ3ＰＯ4五種溶液中先加入BaCl2溶液，再加入稀鹽酸，各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。 H2SO4：白色沉淀，加HCl后不消失：Ba2++ ===BaSO4↓ Na2SO4：白色沉淀，加HCl后不消失：Ba2++ ===BaSO4↓ Na2CO3：白色沉淀，加HCl后沉淀溶解，有無色氣體放出：Ba2++CO===BaCO3↓ BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑ Na2SO3：白色沉淀，加HCl后沉淀溶解，有無色氣體放出：Ba2++SO===BaSO3↓ BaSO3+2H+===Ba2++H2O+SO2↑ Na3PO4：白色沉淀，加HCl后沉淀溶解：3Ba2++2PO===Ba3(PO4)2↓，Ba3(PO4)溶于HCl。 小結(jié)：實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)硫酸根離子的操作方法是向溶液中加入稀HCl，若無沉淀，再加BaCl2溶液，有白色沉淀，說明溶液中含。 思考：(1)若向某無色溶液中先加入ＢａＣｌ2溶液，有白色沉淀出現(xiàn)，再加入稀鹽酸，沉淀不消失，可由此判斷此溶液中含有嗎?為什么? 【答案】 不能判斷一定含有，若有Ag+，也會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象。 (2)向Na2ＳＯ3溶液中先加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加?。龋危?沉淀沒有溶解；向Na2ＳＯ3溶液中先加?。龋危?酸化，再加BaCl2也產(chǎn)生了白色沉淀。這是為什么? 【答案】 Na2ＳＯ3、ＢａＳＯ3中的＋４價(jià)硫有較強(qiáng)的還原性，而稀HNO3有較強(qiáng)的氧化性，稀ＨＮＯ3把ＳＯ氧化成了，進(jìn)而結(jié)合成BaSO4沉淀。 三、重要的硫酸鹽 △ 思考：(1)寫出生熟石膏相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。 【答案】 生→熟：２(ＣａＳＯ4２Ｈ2Ｏ) ===２ＣａＳＯ4Ｈ2Ｏ＋３Ｈ2Ｏ 熟→生：２ＣａＳＯ4Ｈ2Ｏ＋３Ｈ2Ｏ===２(ＣａＳＯ4２Ｈ2Ｏ) (2)能否選用不溶于水的BaCO3作X光透視的造影劑? 【答案】 不能選用。因BaCO3溶于胃酸且Ba2+屬重金屬離子，有劇毒。 111