高考化学58个考点名师精讲(19)硫酸及其盐
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考点 19硫酸及其盐 1.复习重点
1.硫酸的性质及重要用途;浓硫酸的特性:强氧化性、吸水性、脱水性 1.重要硫酸盐的性质及SO24的检验; 2.难点聚焦 1.利用硫酸的强酸性制备多种物质: (1)制气体: 制氢气Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑; 制H2S:FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4 (2)制较弱的酸:
制H3PO4;Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓) 2H3PO4+2CaSO4 制CH3COOH:2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4 (3)制化肥: Ca3(PO4)2+2H2SO4(浓) Ca(H2PO4)2+2CaSO4 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (4)制硫酸盐:制胆矾:CuO+H2SO4+4H2O CaSO4·5H2O(晶体) 制绿矾:Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑ 2.利用H2SO4高沸点性制取易挥发性酸。
(1)制HF:CaF2+H2SO4(浓) 2HF↑+CaSO4(铅皿中) (2)制HCl:NaCl(固)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑ NaHSO4+NaCl Na2SO4+HCl↑ (3)制HNO3:NaNO3+H2SO4(浓) HNO3↑+NaHSO4 3.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。 Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑ 4.利用浓H2SO4的强氧化性制取SO2
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
微热 强热 微热 5.利用浓H2SO4的脱水性: (1)制C2H4:CH3CH2OH CH2 CH2↑+H2O (2)制CO:HCOOH CO↑+H2O 6.利用浓H2SO4的吸水性做干燥剂。 干燥:O2、H2、Cl2、N2、CO、CO2、SO2 不干燥:碱性:NH3 还原性:H2S、HI、HBr 7.用H2SO4作催化剂:
(1)乙烯水化:CH2—CH2+H2O CH3CH2OH 2. 浓硫酸 (1)物理性质: 无色油状液体,常见的浓硫酸质量分数为98.3%,沸点为338℃,高沸点难挥发性。 思考:浓硫酸的稀释方法。 (2)化学性质: ① 吸水性(干燥剂) 三种形式: <1> 与水任意比例混溶,溶于水剧烈放热。 <2> 吸收气体中水蒸气(作为干燥剂,不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气) <3> 与结晶水合物反应。 实验:浓硫酸与胆矾反应,由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。 ② 脱水性(炭化) 实验6—3:潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。 现象:三种物质都发生了变化,生成了黑色的炭。 实验6—4:在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。 现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。 说明: <1> 脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性。 <2> 脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时,浓硫
浓H2SO4
170 C
浓H2SO4
浓H2SO4
稀H2SO
4 酸按水分子中氢、氧原子数的比为1:2夺取有机物中的氢原子和氧原子。 <3> 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭(炭化)。 ③ 强氧化性 实验6—5:浓硫酸与铜反应,请同学注意反应现象,分析反应产物存在的依据。
422SOHCu(浓)OHSOCuSO2242
强调:硫酸所起的作用(氧化剂与酸的作用)。 叙述:浓硫酸也与木炭反应,
422SOHCOHSOCO22222
分析上述反应中元素化合价的变化情况,指出氧化剂和还原剂。 思考:请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物,画出实验装置图。 介绍:钝化现象及有关应用(分别举Al、Fe,说明原因)。 拓展:浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。 请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式: )(422浓SOHSH= )(42浓SOHHBr )(424浓SOHFeSO )(42浓SOHFeO 小结: <1> 浓硫酸有强氧化性,包括还原性很弱的银在内的很多物质,都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性,一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在,另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态(+6)的硫元素。 <2> 浓硫酸在作氧化剂时,主要是+6价硫的原子得电子,被还原为含低价硫元素的物质,一般不会有+1价氢被还原,即一般不会生成氢气。 <3> 浓硫酸在作氧化剂时,硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题,中学化学中常见的还原产物为2SO。 请同学们根据硫酸的性质,归纳出硫酸的主要用途。 (3)硫酸的用途
思考:42SOH和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出24SO,如何检验呢? (二)24SO检验 实验6—6:请同学们观察实验现象,并填表:
加入2BaCl溶液 加入盐酸
稀硫酸 现象
化学方程式
42SONa溶液
现象
化学方程式
32CONa溶液
现象
化学方程式
原理:42SOH和硫酸盐溶于水时都会产生24SO,可以利用4BaSO的不溶性来检验24SO的存在。使用试剂是:可溶性钡盐和酸(盐酸或稀硝酸)。 常用方法:
① 溶液2BaClX现象(产生白色沉淀)溶液HCl现象(沉淀不消失) 结论:可能含有24SO、Ag、22Hg。 ② 溶液23)(NOBaX现象(产生白色沉淀)溶液3HNO现象(沉淀不消失) 结论:可能含24SO、23SO。 ③ 溶液23)(NOBaX现象(产生白色沉淀)溶液HCl现象(沉淀不消失) 结论:可能含24SO、23SO。 ④ 溶液2BaClX现象(产生白色沉淀)溶液3HNO现象(沉淀不消失) 结论:可能含24SO、23SO、Ag、22Hg。 讨论:根据上述实验现象,归纳24SO的检验方法。 小结:在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化,以排除23CO、23SO、Ag等可能造成的干扰,再加入2BaCl溶液,根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有24SO存在。 上述实验中,待测试剂是客观的,并且是给定范围的,所以根据教材中的实验能得出正确的结论。如果待测液是未知的,就要考虑其它离子的干扰,就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择,否则会得出错误结论。 思考:对于“黑面包”实验做如下讨论。 实验 现象 原因 问题 结论
黑 面 包 实 验
蔗糖变黑。放出大量的热。 体积膨胀,生成黑色疏松多孔固体。 有刺激性气味气生成。 有碳生成。 浓硫酸吸水放热。 有二氧化硫等气体生成 ① 为什么在实验开始前要加少量水? ② 不加水行不行? ③ 怎么知道生成的黑色物质是什么? ④ 此实验污染严重,如何对它进行改进? ⑤ 怎么知道生成的气体是什么? ⑥ 不加酸能不能得到碳?如果可以,用什么方法? ⑦ 还可以如何改进?为什么? ⑧ 除了蔗糖以外,别的物质能不能进行类似实验? 产物分别是: 碳、二氧化硫、二氧化碳。
体现的性质: 吸水性、脱水性、强氧化性。
自学:硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐。 (三)硫酸盐 1. 酸式盐
4NaHSO、4KHSO的水溶液显酸性,因为:244SOHNaNaHSO,所以,
有强酸作用。 2. 正盐(见表6—2) 表6—2 硫酸盐 结晶水合物的俗名 主要用途 4CaSO OHCaSO242生石膏
OHCaSO242熟石膏
制粉笔、模型、塑像等
42SONa OHSONa24210芒硝 制玻璃、造纸工业
4ZnSO OHZnSO247皓矾 收敛剂、防腐剂、颜料
4BaSO ——重晶石 医疗上用作“钡餐”
4FeSO OHFeSO247绿矾 补血剂、制蓝黑墨水
4CuSO OHCuSO245蓝矾、胆矾 制农药、镀铜液
24)(SOKAl OHSOKAl22412)(明矾 净水剂
阅读材料: (1)二氧化硫对人体有什么危害? 二氧化硫是大气中主要污染物之一,是衡量大气是否遭到污染的重要标志。在我国的一些城镇,大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。 二氧化硫进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器,遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用,在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。 二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。动物试验证明,二氧化硫慢性中毒后,机体的免疫受到明显抑制。 二氧化硫浓度为10—15 ppm时,呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时,引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm 8小时,支气管和肺部出现明显的刺激症状,使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入,飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3—4倍。若飘尘表面吸附金属微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化为硫酸雾,其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中,由于二氧化硫和飘尘的联合作用,可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛,形成纤维性病变,发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。据动物试验,在二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用下,动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率,在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。