化学必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物教案配套课件ppt

这是一份化学必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，①②③，黄铁矿，SO3，碱指示剂，碱性氧化物，浓硫酸的三大特征，SO2，强氧化，干燥剂等内容，欢迎下载使用。
一、硫酸的用途和工业制备原理1.硫酸的用途下列属于硫酸的用途的是_______。①生产化肥农药、火药、医药等;②酸洗;③金属除锈; ④精炼石油;⑤制漂白粉。
2.工业制备硫酸的原理(1)三种原料:硫黄(或_______)、_____、98.3%的浓硫酸(代替水)。(2)三个阶段①二氧化硫的制取和净化(造气阶段)②SO2转化为___(接触氧化阶段)③SO3的吸收和H2SO4的生成(生成阶段)
【自主探索】　(1)(情境思考) SO3是酸性氧化物,可与水反应生成硫酸,SO3+H2O====H2SO4,工业生产中,为什么用98.3%的硫酸吸收SO3?提示:工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。(2)(知识串联)利用黄铁矿制备二氧化硫的反应是氧化还原反应,1 ml FeS2与足量氧气反应转移电子的数目是多少?氧化剂和还原剂分别是什么物质?提示:1 ml FeS2与足量氧气反应转移11 ml电子,氧化剂是O2,还原剂是FeS2。
二、硫酸的性质1.稀硫酸——具有酸的通性(1)硫酸的电离方程式:___________________。(2)硫酸具有酸的通性,可与_____________作用,也可与碱、___________、活泼金属及某些盐反应。
H2SO4====2H++
(1)吸水性:浓硫酸具有很强的吸水性,可用作_______。(2)脱水性:浓硫酸按___的组成比,夺取某些有机物中的_______元素形成_______。(3)强氧化性:
【自主探索】　(1)可否用浓硫酸来干燥NH3、H2S、HBr、SO2等气体?提示:浓硫酸不能干燥碱性或还原性气体,但可干燥SO2。(2)(知识串联)实验室中可用Na2SO3固体和70%的浓硫酸反应制备SO2气体,而不能用稀硫酸或98.3%的浓硫酸,请结合SO2和浓硫酸的性质分析原因。提示:若用稀硫酸,生成的SO2溶于水中。若用98.3%的浓硫酸,H+太少,不易反应。
(3)(情境思考)有人说“常温下,浓硫酸不能与铁反应,铁很稳定”,也有人说“浓硫酸常温下也能与铁反应,浓硫酸是铁的保护神”。孰对孰错?仔细辨析。浓硫酸有强氧化性,常温下应如何储运浓硫酸? 提示:常温下,浓硫酸可以使铁发生钝化,钝化是化学变化,生成的物质防止金属进一步被腐蚀。因常温下,浓H2SO4能使Fe、Al“钝化”,故可用铝槽(或铁罐)车储运浓硫酸。
三、 的检验1.实验探究
【自主探索】(1)若向某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,此溶液中一定含有 吗?提示:不一定。加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,此沉淀也可能为AgCl或BaCO3、BaSO3,故溶液中也可能含有 、 或Ag+,不一定含有 。
(2) 的检验中加入盐酸有何作用?盐酸能在BaCl2溶液之后加入吗?提示:BaCO3、BaSO3能溶于盐酸:BaCO3+2HCl====BaCl2+H2O+CO2↑,BaSO3+2HCl====BaCl2+H2O+SO2↑,可以排除 、 的干扰。若先加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则此沉淀可能为AgCl,再加入盐酸,沉淀也不会溶解,故无法证明原溶液中一定含有 。先加入盐酸,可排除 、 的干扰,同时若产生白色沉淀,则此沉淀一定为AgCl,取上层清液再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则此沉淀一定为BaSO4,证明溶液中一定含有 ,故盐酸必须在BaCl2溶液之前加入。
(3)某溶液中含有Na2CO3和Na2SO4两种溶质,欲证明其中 、 确实存在,如何设计实验?提示:取少量溶液滴加BaCl2,若有白色沉淀生成,再滴加足量盐酸,若沉淀部分溶解且产生无色无味气体,则证明溶液中含有 、 。
　知识点一　浓硫酸三大特性再认识 1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别
注意:从以上对比可以看出:吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”,若含有“H2O”,则被浓硫酸“占为己有”,体现了浓硫酸的吸水性(有水则吸);若原物质中无“H2O”,只是含有氢原子和氧原子,则“H2O”是通过反应生成的,体现了浓硫酸的脱水性(无水则脱),浓硫酸的脱水性就是其具有强腐蚀性的原因之一。
2.浓硫酸的强氧化性(1)本质浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。(2)反应规律①Fe、Al的钝化。常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐和SO2,硫酸浓度变小后,生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应的规律。a.反应需要加热,否则不反应。b.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。c.浓硫酸与金属反应时,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。d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应即停止。④与具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
【知识拓展】“强制弱”的一般与特殊:(1)较强的酸制较弱的酸:①实验室制备SO2:Na2SO3+H2SO4(70%)====Na2SO4+SO2↑+H2O。②实验室制H2S:FeS+H2SO4(稀)====FeSO4+H2S↑。(2)氧化性强的制氧化性弱的:H2SO4(浓)+H2S====SO2↑+S↓+2H2O。(3)沸点高制沸点低的:H2SO4(浓)+2NaCl Na2SO4+2HCl↑。(4)特殊:较弱的酸制较强的酸:CuSO4+H2S====CuS↓+H2SO4,因为CuS不溶于H2SO4(稀)且CuS溶解度极小。
【合作探究】　(1)(情境应用)某同学用玻璃棒蘸取无色的浓硫酸在白纸上写下一个“酸”字,发现字是黑色的;另一同学用白色竹筷蘸取浓硫酸,发现竹筷变黑了。这是为什么?体现了浓硫酸的什么性质?(宏观辨识与微观探析)提示:浓硫酸具有脱水性,可以使白纸和竹筷中的有机物变成炭(即碳化)。
(2)(教材二次开发)教材P5“实验室用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸,不用浓硫酸”,原因是浓硫酸与金属发生氧化还原反应,除了生成硫酸盐外,还生成二氧化硫污染环境。金属与浓硫酸反应的实验中,如何证明H2SO4的还原产物是SO2?哪些措施可以减少(或消除)SO2对环境的污染?(科学探究与创新意识)
提示:将产生的气体通入品红溶液中,若品红溶液褪色,加热后又会恢复红色,则证明产生的气体是SO2。用可抽动的铜丝代替铜片,可控制反应的进行,从而减少SO2的产生量;多余的SO2可用NaOH溶液吸收,以免污染环境。
【典例示范】【典例】(2020·临沂高一检测)某同学设计实验证明铜与浓硫酸能发生反应,并检验生成气体的性质,如图所示,在试管里加入2 mL浓硫酸,用带导管和一个小孔的胶管塞紧,从孔中插入一根铜丝,加热,把放出的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中。
请回答下列问题:(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ________________。 (2)试管a、b分别检验生成气体的性质,写出观察到的现象及其性质。试管a中的现象是____________,性质是__ ________________。 试管b中的现象是____________,性质是__ __________________。 
　 【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)明确浓硫酸的强氧化性。(2)反应产物对环境的影响。
【解析】(1)铜与浓硫酸加热发生氧化还原反应,反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)反应产生的SO2有漂白性,可以使品红溶液褪色,SO2溶于水,与水发生反应产生亚硫酸,电离产生H+,使溶液显酸性,因此可以使紫色石蕊溶液变为红色。答案:(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(2)品红溶液褪色　漂白性　石蕊溶液变红　酸性
【母题追问】(1)过量的铜与一定量浓硫酸反应时铜和硫酸均剩余。金属锌能否用来验证反应结束后的烧瓶中有剩余的硫酸?对于用量有没有要求?提示:能,必须加入过量的锌。金属锌先与硫酸铜反应,后与稀硫酸反应放出氢气,故应该加入过量的锌。
(2)用过量铜片与含0.2 ml H2SO4的浓H2SO4共热足够长时间(只考虑铜与浓H2SO4反应,忽略其他副反应),甲认为产生的SO2少于0.1 ml,理由是什么?而乙同学认为产生的SO2为0.1 ml,理由是什么?提示:甲:由反应Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O可知,若0.2 ml H2SO4全部反应可生成0.1 ml SO2,但随着反应的进行,浓H2SO4变稀,而稀H2SO4与铜不反应。乙:加热时间足够长,水比硫酸易挥发,硫酸始终保持较高浓度,直至与铜完全反应。
(3)在低温下铜不能与O2反应,但工业上却是将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液的。你能写出铜屑在此状态下被溶解的化学方程式吗?提示:2Cu+2H2SO4(稀)+O2 2CuSO4+2H2O。加热条件下铜可与O2反应。
【规律方法】由“量变”引起的“质变”的物质大比拼(1)浓硫酸:金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时,要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体,随着反应的进行,H2SO4的浓度变小,最后变为稀H2SO4,Cu与稀H2SO4不反应,Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。(2)浓盐酸:二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,随着反应的进行,盐酸变稀,反应停止。
【素养训练】1.下列事实与原因对应关系正确的是(　　)A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)B.浓H2SO4滴在纸上,使纸变黑(浓硫酸具有脱水性)C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的碳生成(浓硫酸具有吸水性)D.浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)
【解析】选B。在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大是因为浓硫酸的吸水性,故A项错误;纸中存在H、O元素,遇浓硫酸两者以H2O的形式脱去,故B项正确;蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的碳生成主要是利用了浓硫酸的脱水性,故C项错误;浓硫酸与金属铜的反应中既表现浓硫酸的强氧化性又显示浓硫酸的强酸性,故D项错误。
2.某报刊曾报道下面一段新闻“某日凌晨,一辆载有浓硫酸的罐车在某境内侧翻。从车中流出的硫酸使路边杂草等被腐蚀成黑色,上面泛起黑色的泡沫,空气中到处弥漫着刺鼻的气味。”请用化学知识解释下列问题:
(1)“路边杂草被腐蚀成黑色”其原因是____________。 (2)浓硫酸为不挥发性强酸,“到处弥漫着刺鼻的气味”的原因是_______ 。 (3)该运载硫酸的车罐可能是用____________制造的。 (4)写出两种鉴别浓硫酸和稀硫酸的简单方法:_________。 
【解析】草中含有C、H、O等元素,可被浓硫酸脱水碳化,浓硫酸氧化C生成CO2,自身转化成为具有刺激性气味的SO2,常温下,浓硫酸使铁、铝钝化,可用铁制或铝制容器盛放浓硫酸,也可以用铁片或铝片鉴别浓硫酸和稀硫酸。答案:(1)浓硫酸使草碳化(2)碳化后的碳与浓硫酸反应生成SO2(3)铁或铝(4)方法一:分别取少量样品于两支试管中,分别加入铁片或铝片,有气体生成的是稀硫酸,没有明显现象的是浓硫酸;方法二:分别取少量样品于两支试管中,分别加入CuSO4·5H2O 晶体,晶体溶解溶液呈蓝色的是稀硫酸,固体由蓝色变成白色的是浓硫酸(其他答案合理也可以)
　知识点二　硫酸根离子的检验 　(1)检验方法:被检液 取清液 有无白色沉淀(判断有无 )(2)原理:①先加稀盐酸的目的:防止 、 、Ag+的干扰。②过程中可能发生反应的离子方程式: +2H+====H2O+CO2↑, +2H+====H2O+SO2↑、Ag++Cl-====AgCl↓, +Ba2+====BaSO4↓。
【易错提醒】 检验的三大误区误区一:只加可溶性钡盐,不酸化。误将 、 、 等干扰离子判断成 。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。误区二:误将Ag+判断成 。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含 。其错误是未注意溶液中不含 ,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-====AgCl↓(白色)。误区三:误将 判断成 。如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有 。该错误是未注意 在酸性环境中具有强氧化性,将 氧化成 而产生干扰。
【合作探究】1.设计实验检验某溶液中含有某种离子的实验步骤是什么?提示:设计实验检验某溶液中的离子一般包括以下四步:取样品、滴加试剂、描述现象、得出结论。
2.(情境应用)材料一:已知BaSO4作为造影剂用于X射线检查,而BaSO3不能。BaSO4、BaSO3都难溶于水,但BaSO3可溶于稀酸。材料二:氯化铁与二氧化硫能发生下列反应:2FeCl3+SO2+2H2O====FeCl2+FeSO4+4HCl。在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入一定量的SO2,有白色沉淀生成。(1)此白色沉淀的成分是什么?提示:由题意知BaSO3不能在酸性溶液中存在,而Fe3+可以将SO2氧化为 ,自身被还原为Fe2+,故沉淀为BaSO4。
(2)如何用实验证明氯化铁与二氧化硫发生了反应?提示:取少量反应后的溶液于试管中,加足量盐酸酸化,再加少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则说明反应发生了。(3)如何通过实验验证白色沉淀是否含有BaSO3?提示:取少量白色沉淀于试管中,加足量盐酸,若白色沉淀不溶解,则说明白色沉淀无BaSO3,若白色沉淀部分或全部溶解且有刺激性气味气体产生,则说明白色沉淀中有BaSO3。
【典例示范】【典例】(2020·武汉高一检测)下列四种溶液中一定存在 的是(　　)A.向甲溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀B.向乙溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加入盐酸,沉淀不溶解C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生D.向丁溶液中加入硝酸使之酸化,再加入硝酸钡溶液,有白色沉淀产生
【解题指南】检验硫酸根离子的方法为先加盐酸再加氯化钡,慎加硝酸根。
【解析】选C。甲溶液中可能存在 、 或Ag+;乙溶液中可能存在Ag+;丁溶液用硝酸酸化,若溶液中存在 或 ,会被氧化成 ,从而造成误判。
【素养训练】1.下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
【解析】选C。A中二氧化硫被氧化为硫酸,加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀;B中的亚硫酸钠被硝酸氧化为硫酸钠,沉淀也是硫酸钡;C中先加硝酸无沉淀,再加氯化钡所得沉淀可能是氯化银;D中先加过量盐酸无沉淀,再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
2.某实验小组同学探究二氧化硫与氯化钡能否生成沉淀,以及生成沉淀的条件做了如下实验:木炭与浓硫酸共热产生的能使品红褪色的气体X和某气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置),若实验中看到了白色沉淀,对于产生这种现象的原因及白色沉淀的成分该小组同学做了如下探究:
(1)若气体Y是氨气,洗气瓶中产生的沉淀的成分是什么?提示:若通入氨气,则氨气与二氧化硫的水溶液生成亚硫酸盐,它与氯化钡发生复分解反应生成亚硫酸钡沉淀。(2)若气体Y是二氧化氮,已知该气体与水发生反应生成硝酸,此时洗气瓶中产生的沉淀的成分是什么?提示:若气体Y是二氧化氮,已知该气体与水发生反应生成硝酸,硝酸把二氧化硫氧化成硫酸根,它与氯化钡发生复分解反应生成硫酸钡沉淀。
(3)由上述两个小题,试总结在反应过程中二氧化硫通入氯化钡中产生白色沉淀的条件是什么?提示:二氧化硫与氯化钡产生沉淀的条件是加碱性物质将二氧化硫变成亚硫酸盐,从而生成亚硫酸钡,或者是加入氧化性的物质,将亚硫酸根氧化成硫酸根,从而生成硫酸钡。
三言两语话重点 1.熟记浓硫酸三个特性:浓硫酸具有强氧化性、吸水性、脱水性。2.注意浓硫酸的三个易错点(1)钝化是化学变化。(2)浓硫酸不能干燥NH3、H2S等气体。(3)浓硫酸变成稀硫酸,性质发生改变。3.牢记两个重点化学方程式(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(2)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
CaCO3↓BaCO3↓
（1）Na2CO3在BaCl2之后加入。（2）盐酸在最后加入。（3）加入盐酸之前过滤一次。
1.(2020·郑州高一检测)浓硫酸可作干燥剂,是因为它具有(　　)A.脱水性　　　B.氧化性　　　C.腐蚀性　　　D.吸水性【解析】选D。浓硫酸具有吸水性,才可用作干燥剂。
2.下列物质的变化中,加入稀硫酸不能一步实现的是(　　)A.Zn ZnSO4B.CuO CuSO4C.块状大理石 制取大量CO2D.Ba(OH)2 BaSO4【解析】选C。块状大理石与稀硫酸反应时,由于生成的CaSO4微溶于水,覆盖在CaCO3的表面,阻止了硫酸与CaCO3的进一步反应,故不能用大理石与稀H2SO4反应制取大量CO2。
3.(2020·贵州高一检测)在某溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　)A.一定含有 B.含有 和Ag+C.可能含有 、Ag+、 中的一种或两种D.可能含有 或
【解析】选C。A项错误,C项正确,不能排除Ag+、 的干扰;B项错误,因为溶液中 与Ag+反应不能大量共存;D项错误,由“加入稀硝酸,沉淀不溶解”可以判断不可能含有 。
4.“氤氲起洞壑,遥裔匝平畴。乍似含龙剑,还疑映蜃楼” ,烟雾缭绕,人间仙境。向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾,下列叙述不属于产生该现象的原因的是(　　) A.浓硫酸具有脱水性 B.浓硫酸具有吸水性C.盐酸具有挥发性 D.气体的溶解度随温度升高而降低
【解析】选A。区别浓硫酸的脱水性和吸水性,要看原物质中是否直接含H2O,如:C6H12O6 6C+6H2O(脱水性),CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O(吸水性),将浓硫酸加入盐酸中,浓硫酸吸水溶解放出的热量使HCl溶解度降低,促进盐酸挥发,挥发出的HCl与空气中的水蒸气结合形成白雾。
5.下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　)A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸B.浓硫酸具有吸水性,能使蔗糖碳化C.浓硫酸和铜片在加热条件下反应,浓硫酸既表现出酸性,又表现出氧化性D.浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时,浓硫酸表现出强氧化性
【解析】选C。常温下,浓硫酸与铁、铝接触,能使金属表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续与浓硫酸反应,致密的氧化物保护膜的生成过程中发生了化学反应,A项错误。浓硫酸从蔗糖中夺取与水分子组成相当的氢原子和氧原子,使蔗糖碳化,体现了浓硫酸的脱水性,而不是吸水性,B项错误。铜与浓硫酸在加热条件下发生反应Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,2 ml H2SO4中有1 ml作氧化剂,还有1 ml起酸的作用,C项正确。浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2:Na2SO3+H2SO4(浓)====Na2SO4+SO2↑+H2O,根据氧化还原反应规律知,反应物中的硫元素处于相邻价态,不可能发生氧化还原反应,应为复分解反应。在此反应中浓硫酸表现出难挥发性和酸性,D项错误。
素养新思维 6.某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料,采用多种方法制取硫酸铜,制备方法如下:方法一(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是________(填序号)。 
(2)甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 ml·L-1浓硫酸,放在试管中共热时发现,铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液,而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分,设计下列实验:实验步骤:倾倒掉上层液体后,向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水,边加边搅拌。实验现象: _______________。 实验结论:所得灰白色固体的化学式为_________________________。 
(3)乙还观察到加热过程中,试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质,持续加热,淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学方程式回答) _______________________________。 直到最后反应完毕,发现试管中还有铜片剩余,乙根据自己所学的化学知识,认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是______________。 
方法二(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好,他自己设计的思路是2Cu+O2 2CuO,CuO+H2SO4====CuSO4+H2O。对比甲的方案,你认为丙同学的优点是①____________________; ②______________________。 方法三(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中,再向其中滴入双氧水发现溶液逐渐呈蓝色,写出反应的化学方程式 ________________。 
【解析】(1)浓硫酸有强烈的腐蚀性和氧化性,故选B、D。(2)浓硫酸有吸水性、强氧化性,在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。(3)反应中生成的淡黄色固体是硫,持续加热,硫被浓硫酸氧化。(4)丙同学用H2SO4的量少,且没有二氧化硫有毒气体产生。(5)铜片有还原性,能被氧化成铜离子,过氧化氢有氧化性能被还原为水,稀硫酸提供氢离子。