硫酸的知識(shí)專題

1、硫酸的知識(shí)專題 硫酸是化學(xué)工業(yè)上最常用的三大強(qiáng)酸之一，在化肥、制藥、鋼鐵、油漆、塑料、染料、冶金、紡織、石油精煉等許多領(lǐng)域都有著非常廣泛的用途，因此硫酸被稱為 “化學(xué)工業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī) ”，人們也經(jīng)常用硫酸的產(chǎn)量來衡量一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平。硫酸在中學(xué)化學(xué)中也有著舉足輕重的地位，許多化學(xué)反應(yīng)都和它有著這樣或者那樣的關(guān)系。它既可以做某些反應(yīng)的反應(yīng)物，也可以做某些反應(yīng)的催化劑；除此而外還經(jīng)常被用做吸水劑（干燥劑）、脫水劑等；另外硫酸還與氧化還原反應(yīng)、離子方程式、氣體的制備等知識(shí)密切相關(guān)。因此，硫酸知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)好高中化學(xué)具有牽一發(fā)而動(dòng)全身的作用。一、硫酸的歸屬： （一）硫酸是一種含氧酸 1.含氧酸

2、與無氧酸的比較：R為成酸元素含氧酸無氧酸組成元素H、R、OH、R組成通式HxRyOzHxR成酸元素R可“非”可“金”R都顯示正價(jià)R只能為“非金屬” R都顯示負(fù)價(jià)有無純酸有無有無酸酐都有一個(gè)酸酐都沒有酸酐2. 酸酐、酸性氧化物、非金屬氧化物之間的關(guān)系： 非金屬氧化物中絕大部分是酸性氧化物（CO，NO不是） 酸性氧化物中絕大部分是酸酐（NO2不是） 酸酐多數(shù)是非金屬氧化物，少數(shù)是金屬氧化物（如Mn2O7）3.判斷一種氧化物是不是一種酸的酸酐，應(yīng)該看成酸元素在這種氧化物當(dāng)中與它在酸當(dāng)中的化合價(jià)是否一致（一致了就是酸酐），而與它能否和水化合成這種酸沒有關(guān)系，如： SiO2+H2OH2SiO3 3NO2

3、+H2O=2HNO3+NO4.一種含氧酸對(duì)應(yīng)的只能有一種酸酐，而一種酸酐對(duì)應(yīng)的卻不一定只有一種酸，有可能出現(xiàn)“幾酸共一酐”的現(xiàn)象，如SiO2，P2O5等。5.常見含氧酸的酸酐： HNO2-N2O3 HNO3-N2O5 H2CO3-CO2 HCIO-CI2O H2SO3-SO2 HCIO3-CI2O5 H2SO4-SO3 HCIO4-CI2O7 HMnO4-Mn2O7HPO3和H3PO4-P2O5 H2SiO3和H4SiO4-SiO2（二）硫酸是一種二元酸1.二元酸遇堿均可形成兩種鹽： _過量時(shí)形成正鹽 2NaOH+H2SO4= Na2SO4+2H2O _過量時(shí)形成酸式鹽 NaOH+H2SO4=

4、 NaHSO4 +H2O令：n （NaOH）/ n （H2SO4）= n 則： n2時(shí)，發(fā)生第一個(gè)反應(yīng)，產(chǎn)物為_ n1時(shí)，發(fā)生第二個(gè)反應(yīng)，產(chǎn)物為_ 1n2時(shí)，產(chǎn)物為_2.正鹽和酸式鹽的轉(zhuǎn)化： 規(guī)律：正鹽+酸（酸酐+水）= 酸式鹽 酸式鹽 + 堿 = 正鹽 + 水 例如：Na2SO4+ H2SO4 = 2NaHSO4 NaHSO4+ NaOH = Na2SO4+H2O Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3 NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O 拓寬：碳酸的酸式鹽受熱容易分解成正鹽 如2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 應(yīng)用：石頭的搬家（鐘乳石的形成）原理 C

5、aCO3+H2O+CO2 = Ca（HCO3）2 Ca（HCO3）2 = CaCO3+H2O+CO2加熱（三）硫酸是一種共價(jià)型電解質(zhì) 1.規(guī)律：_型電解質(zhì)只能在水溶液中電離，而_型電解質(zhì)卻既能在水溶液中電離， 又能在融化狀態(tài)下電離，這就是兩類電解質(zhì)的最大區(qū)別；“融化狀態(tài)下能電離”也就成了離子型電解質(zhì)的本質(zhì)特征。2.思考：液態(tài)純硫酸可以導(dǎo)電嗎？為什么？（四）硫酸是一種強(qiáng)電解質(zhì) 1.強(qiáng)弱電解質(zhì)的比較： 強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)電離程度完全電離部分電離電離過程不可逆可逆電離結(jié)果全變?yōu)殡x子離子分子共存電離方程式用等號(hào)用可逆號(hào)離子方程式易溶的要拆寫成離子不溶的要保留化學(xué)式都要保留化學(xué)式化合物類型強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大

6、多數(shù)鹽少數(shù)活潑金屬氧化物弱酸、弱堿、水極少數(shù)鹽2.濃硫酸中水太少，所以硫酸也就電離得很少，因此濃硫酸與固體間的反應(yīng)一般都不寫離子方程式，但濃硝酸和濃鹽酸與固體間的反應(yīng)卻要寫離子方程式，因?yàn)楹^多。 濃硫酸的濃度約為98.3 濃硝酸的濃度約為70左右 濃鹽酸的濃度約為37左右（五）硫酸是一種強(qiáng)酸1.規(guī)律：強(qiáng)酸 弱酸：2.通式：強(qiáng)酸+弱酸鹽=弱酸+強(qiáng)酸鹽3.實(shí)例:3H2SO4+Ca3(PO4)2= 3CaSO4+2H3PO4 H2SO4+ Na2SO3 = Na2SO4+H2O+SO24.反例:H2S + CuSO4 = H2SO4 + CuS（常用于除去其它氣體中混有的H2S雜質(zhì)）（六）硫酸是

7、一種難揮發(fā)性酸1.規(guī)律：難揮發(fā)性酸易揮發(fā)性酸 （高沸點(diǎn)酸低沸點(diǎn)酸） 2.通式：難揮發(fā)性酸 + 易揮發(fā)性酸的鹽 =易揮發(fā)性酸 + 難揮發(fā)性酸的鹽 3.實(shí)例：H2SO4（濃）+ CaF2 = CaSO4 +2HF H2SO4（濃）+ NaCl = NaHSO4 +HCl H2SO4（濃）+2NaCl = Na2SO4 +2HCl H2SO4（濃）+NaNO3 = NaHSO4+HNO3 H3PO4（濃）+3NaBr = Na3PO4 +3HBr H3PO4（濃）+ 3 KI = K3PO4 + 3HI加熱強(qiáng)熱微熱強(qiáng)熱微熱加熱（七）濃硫酸是一種氧化性酸稀硫酸濃硫酸歸屬非氧化性酸氧化性酸電離情況全部電

8、離為離子少數(shù)電離為離子硫酸存在形式全部為離子形式多數(shù)為分子形式氧化性的強(qiáng)弱比較弱很強(qiáng)氧化性的主體氫離子硫酸分子可氧化的金屬氫前金屬銀前金屬被還原的情況氫被還原成氫氣硫被還原成SO2反應(yīng)的類型屬于置換反應(yīng)不是置換反應(yīng)二.硫酸的物理性質(zhì)：1.色態(tài)：純硫酸是一種_色的_狀_體。2.密度：比水大（1.84g/cm3）3.沸點(diǎn)：比較高（338）,屬于難揮發(fā)性酸4.溶解性：可與水任意混溶（所以無_可言） 濃硫酸溶于水時(shí)會(huì)放出大量的熱。思考： 稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)該怎么操作？為什么？液體間的混合（特指混合時(shí)會(huì)放出大量熱的）應(yīng)遵循怎么樣的一般性原則？ 硫酸溶液的密度是怎么樣隨濃度的增大 而變化的？有沒有一般性的規(guī)律

9、呢？規(guī)律： 液體間的混合，一般都要遵循“_入 _，勤攪拌”的原則 密度大（ ）于水的物質(zhì)，其水溶液的密度一般都遵循越濃越_ （ ）的規(guī)律 練習(xí)： 將濃度分別為30和90的兩硫酸溶液等體積混合，所得的混合液的濃度應(yīng)該是 A. 等于60 B.大于60 C. 小于60 D.無法確定 將濃度分別為30的乙醇溶液與水等體積混合，所得的混合液的濃度應(yīng)該是 A. 等于15 B.大于15 C. 小于15 D.無法確定 三.稀硫酸具備酸的通性：1.指示劑：石蕊試液_，酚酞試液_2.堿： H2SO4+NaOH（少量）= NaHSO4 +H2O （離子方程式為H+ OH- =H2O） H2SO4+Ba（OH）2=

10、BaSO4+2 H2O （離子方程式中沒有可刪的離子）3.堿性氧化物： 3H2SO4+ AI2O3= AI2(SO4) 3+3H2O H2SO4+CuO=Cu SO4 + H2O 4.（氫前）金屬： H2SO4（?。?Zn = ZnSO4+H2 （實(shí)驗(yàn)室制氫氣） H2SO4（稀）+ Fe = FeSO4+H2 （注意：稀硫酸只能把金屬氧化到低價(jià)）5.鹽：酸和鹽的反應(yīng)必須要有沉淀、氣體或弱電解質(zhì)生成，否則不能反應(yīng) H2SO4+Na2SO3 = Na2SO4+H2O+SO2 H2SO4+ BaCl2= 2HCl + BaSO4 3H2SO4+ Ca3(PO4)2 =3CaSO4 +2H3PO4四.

11、濃硫酸的特性：濃硫酸俗稱_（一）吸水性：濃硫酸吸收的是_水1.原理：H2SO4+ nH2O =H2SO4 nH2O（有大量熱放出）2.類型：既可吸收周圍環(huán)境或周圍物質(zhì)里面混有的_水， 也可吸收結(jié)晶水合物里的_水3.實(shí)例：濃硫酸露置在空氣中會(huì)體積變_，質(zhì)量變_，濃度變_濃硫酸可以把膽礬（CuSO4 5H2O）由原來_色變成_色4.應(yīng)用：濃硫酸可用于應(yīng)急性制氯化氫：給濃_中加濃硫酸濃硫酸常用做干燥劑：既可把濕氣體通過_洗干，又可把干固體通過_保干硫酸有酸性，所以濃硫酸不能干燥氨氣等堿性氣體濃硫酸有強(qiáng)氧化性，所以不能干燥H2S HBr HI等還原性氣體（二）脫水性：濃硫酸吸收的是_水1.原理：濃硫酸

12、能夠把有機(jī)物分子中的H、O按照2:1提取出來2.條件：一般都需加熱，且需濃硫酸做催化劑 （濃硫酸還兼起脫水劑和吸水劑的作用）3.類型：脫水的結(jié)果有可能使有機(jī)物炭化，也可能不炭化； 這取決于有機(jī)物本身的分子組成 n(H):n(O) 2:1的均不炭化： HCOOHH2O+CO （實(shí)驗(yàn)室制CO） C2H5OHH2O+C2H4 （實(shí)驗(yàn)室制C2H4） n(H):n(O) = 2:1的均可炭化： C12H22O1111H2O+12C （蔗糖炭化變黑） (C6H10O5 )n5 nH2O+6nC（用濃硫酸給紙上寫字）4.應(yīng)用： 濃硫酸的脫水性結(jié)合后面要講的強(qiáng)氧化性會(huì)對(duì)人的皮膚及其肉體產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用，萬一

13、不小心掉在了皮膚上，應(yīng)先用_擦掉，然后用大量水沖洗，最后還可以再涂上一些稀的NaHCO3溶液去中和已經(jīng)滲進(jìn)皮膚里的硫酸。（三）強(qiáng)氧化性：由_顯示1.與金屬、非金屬的反應(yīng)：與金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)反應(yīng)條件必須加熱必須加熱反應(yīng)產(chǎn)物 高價(jià)鹽+H2O+SO2高價(jià)酸+H2O+SO2適用范圍銀前金屬碳、磷、硫等反應(yīng)實(shí)例 Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4 +2H2O+SO2 C+ 2H2SO4（濃）= CO2+2H2O+2SO2硫酸顯性強(qiáng)氧化性和酸性強(qiáng)氧化性特殊情況常溫下濃硫酸遇到鐵、鋁會(huì)鈍化 S+ 2H2SO4（濃）= 2H2O+3SO22. 濃硫酸還可以與其他還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如： 2FeO +4H

14、2SO4 (濃)=Fe2(SO4)3+4H2O+SO2 2Fe(OH)2+4H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+6H2O+SO2 2 HI + H2SO4（濃）= I2 + 2H2O+SO2 2 HBr + H2SO4（濃）= Br2+2H2O+SO2 H2S + H2SO4（濃）= S + 2H2O + SO2 H2S+ 3H2SO4（濃、過量）= 4 H2O+4SO2 故濃硫酸不能干燥H2S、HBr、HI等還原性氣體3. SO2雖然也具有相當(dāng)強(qiáng)的還原性，但卻不與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，因而可以用濃硫酸做它的干燥劑，這是為什么？請(qǐng)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律加以解釋。4.化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，雖然H2和CO都

15、具有很強(qiáng)的還原性，但實(shí)驗(yàn)證明它們卻都不能和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，所以H2和CO都可以用濃硫酸做干燥劑。5.硝酸的氧化性是由（H+NO3-）顯示的，而不是由HNO3分子顯示的，所以不論是濃硝酸還是稀硝酸或者是硝酸鹽的酸性溶液都能顯示出強(qiáng)的氧化性；而濃硫酸的強(qiáng)氧化性卻是由H2SO4分子顯示的，稀硫酸及硫酸鹽的酸性溶液中均存在的是H+SO42- 而不是H2SO4分子，所以稀硫酸以及硫酸鹽的酸性溶液不能顯示強(qiáng)的氧化性。6.加熱時(shí)鐵鋁與濃硫酸也能發(fā)生反應(yīng)，如： 2 Fe+6H2SO4（濃）= Fe2（SO4）3+6H2O +3SO2 如果鐵過量還會(huì)發(fā)生 Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4總反應(yīng)為Fe+2H

16、2SO4（濃）= FeSO4+2H2O+SO2令：n（Fe）/n（H2SO4）= n 則 n1/3時(shí)，氧化產(chǎn)物是_ n1/2時(shí)， 氧化產(chǎn)物是_ 1/3n1/2時(shí)，氧化產(chǎn)物是Fe2（SO4）3和 FeSO4的混合物加熱7.鈍化小專題： 范圍：金屬僅限于鐵和鋁 酸僅限于冷而濃的硫酸或硝酸 本質(zhì)：先發(fā)生短暫反應(yīng)生成了致密的氧化物保護(hù)膜 后反應(yīng)被膜隔離而中斷 應(yīng)用：判斷物質(zhì)間能否反應(yīng)的習(xí)題中按不反應(yīng)對(duì) 待，原因答“鈍化”即可 可以用鐵制的或者鋁制的容器來裝運(yùn)和儲(chǔ)存濃硫酸或者濃硝酸8.綜合：石蕊試液加濃硫酸 變紅 褪色 （凡有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)一般都有一定的漂白作用）石蕊試紙加濃硫酸 變紅 變黑 變爛蔗糖

17、濕糖 熱糖 黑糖 黑色面包幾滴水 濃硫酸 （ ） 炭化 （ ） 膨化（ ） 酸性強(qiáng)氧化性酸性強(qiáng)氧化性脫水性五.硫酸的工業(yè)制法： 4FeS2 + 11O2 = 2 Fe2O3+8SO2 2 SO2 + O2 = 2 SO3 SO3 + H2O = H2SO4煅燒催化劑加熱 六.硫酸的用途：1.做劑： 催化劑、吸水劑、脫水劑等2.制氣： H2 H2 S -用的是稀硫酸 SO2 -用的是70左右的硫酸 HCI HF CO C2 H4-用的是濃硫酸3.化工原料：制磷肥、磷酸、炸藥、蓄電池等 2H2SO4(濃)+Ca3(PO4)2=2CaSO4+Ca(H2PO4)2 七.硫酸根離子的檢驗(yàn)：（一）相關(guān)知識(shí)

18、：以下物質(zhì)在水溶液中均為白色沉淀 1.AgCl和BaSO4 既不溶于水，也不溶于稀HCI或稀HNO3 2.BaCO3和Ba3(PO4)2 都不溶于水，但可溶于稀HCI或稀HNO3 BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 +H2O+CO 2 BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + H2O +CO2 Ba3(PO4)2+6HNO3=3Ba(NO3)2+2H3PO4 Ba3(PO4)2 + 6 HCl = 3Ba Cl2 +2H3PO4 3.BaSO3 :不溶于水，可溶于稀HCI BaSO3+2HCl = BaCl 2 + H2O + SO 2 在稀HNO3中BaSO3可以被轉(zhuǎn)化為B

19、aSO4 3BaSO3+2HNO3=3BaSO4+H2O+2NO 4.其它亞硫酸鹽也可以被（H+ + NO3-）氧化成硫酸鹽 3SO32-+ 2H+ + 2NO3- =3SO42-+H2O+2NO（二）檢驗(yàn)方案： 方案一 未知液 白色沉淀 干凈沉淀 沉淀不溶1.給未知液中加Ba(NO3)2有白色沉淀生成(此處不能加BaCl2，否則無法排除Ag+的干擾)2.把沉淀過濾出來并洗滌干凈，以防NO3-和后面所加的H+把BaSO3氧化成BaSO43.給沉淀中加稀鹽酸（此處不能加稀HNO3，否則無法排除SO32-的干擾），若沉淀不溶解則可證明未知液中含有SO42-過濾洗滌稀鹽酸硝酸鋇溶液 方案二 未知液

20、酸化清液 白色沉淀1. 給未知液中加過量稀鹽酸（此處不能加HNO3，因?yàn)樗砂裇O32- 氧化成SO42-）,提前除去Ag+、 CO32-、 SO32- 等干擾性離子 Ag+ +Cl- = AgCl CO32-+2H+ =H2O+CO2 SO32-+2H+ =H2O+SO22.給第一步所得的酸化液(若有沉淀要取上層清液)中加BaCl 2或者Ba(NO3)2，若有沉淀生成即可證明未知液中肯定有SO42-（酸化液中不會(huì)生成磷酸鋇沉淀的，因?yàn)榱姿徜^可溶于稀鹽酸中） 比較：顯然第二種方案比第一種方案更佳硝酸鋇溶液稀鹽酸或氯化鋇溶液（三）練習(xí)： 某未知液中先加稀HNO3后加BaCl 2最終有白色沉淀產(chǎn)生，則此溶液中一定含有的離子是： A. SO42- B. SO32-或 SO42- C. SO32- D. Ag+ 、SO32-或 SO42-八.幾種重要的硫酸鹽：1.膽礬：CuSO4 5H2O 加熱可由色變成色2.綠礬：FeSO4 7H2O 淺綠色3.皓礬：ZnSO4 7H2O 無色4.明礬：KAl（SO4）2 12H2O無色，可用于凈水5.芒