（新教材）沪教版（2020）高中化学必修第一册第二十讲：硫酸和含硫化合物背诵素材.docx

1、20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 1 页 共 7 页20. 硫酸和含硫化合物硫酸和含硫化合物精细精细梳理梳理一一硫酸硫酸1硫酸的物理性质硫酸的物理性质色、态挥发性沸点溶解性质量分数密度物质的量浓度无色粘稠状液体难挥发沸点高（338）易溶于水98.31.84g/cm318.46 mol/L稀释浓稀释浓 H2SO4的方法的方法：将将浓浓 H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。2. 硫酸的化学性质硫酸的化学性质(1)浓硫酸一种难挥发、高沸点的强酸，可以制取易挥发性、低沸点的酸。浓硫酸一种难挥发、高沸点的强酸，可以制取易挥发性、低沸点的酸。N

2、aCl + H2SO4(浓)NaHSO4+ HCl2NaCl + H2SO4(浓)Na2SO4+ 2HClNaNO3+ H2SO4(浓)NaHSO4+ HNO3（不能强热，HNO3受热易分解）(2)硫酸是强电解质硫酸是强电解质在水溶液中发生电离的化学方程式为 H2SO42HSO24。稀 H2SO4有如下反应：铁：Fe2HFe2H2；MgO：MgO2HMg2H2O；Ba(OH)2：Ba22OH2HSO24BaSO42H2O；Na2SO3：SO232HH2OSO2；BaCl2：Ba2SO24BaSO4。3浓浓 H2SO4的特性的特性(1)吸水性吸水性(物理性质物理性质)：可以做某些气体的干燥剂：可

3、以做某些气体的干燥剂酸性气体：SO2、CO2、HCl；中性气体：H2、O2、N2、Cl2、CO、CH4等；【温馨提示】【温馨提示】不能干燥的气体：碱性气体(NH3等)、还原性气体(如 H2S、HBr、HI 等)。H2SO4(浓) + H2SS + SO2 + 2H2OH2SO4(浓) + 2HII2+ SO2 + 2H2OH2SO4(浓) + 2HBrBr2+ SO2 + 2H2ONH3+ H2SO4(浓)NH4HSO4(2)脱水性脱水性(化学性质化学性质)：将有机物中的：将有机物中的 H、O 以原子数以原子数 2:1 比例脱去。比例脱去。现象： 蔗糖遇到浓硫酸后， 颜色逐渐变黑， 体积膨胀，

4、 形成疏松多空状的碳， 并放出带有刺激性气味的气体 （SO2） 。C12H22O1112C + 11H2O2H2SO4(浓) + CCO2 + 2H2O + 2SO220. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 2 页 共 7 页(3)强氧化性强氧化性浓硫酸与金属浓硫酸与金属 Cu 的反应：的反应：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O在反应中，浓硫酸即表现出强氧化性，也表现出酸性。强氧化性酸与酸性酸的物质的量之比为 1:1。【实验现象】【实验现象】I. a 试管中铜丝表面有气泡产生；b 试管中的溶液逐渐变为无色；c 试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色。II. 将 a 试管里的溶液慢慢倒入水中，

5、溶液显蓝色。浓浓 H2SO4与其他金属的反应与其他金属的反应在加热的情况下，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，同时一部分浓在加热的情况下，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，同时一部分浓 H2SO4被被还原为还原为 SO2。a浓浓 H2SO4与铁、铝的反应与铁、铝的反应常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化(化学变化)，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。但在加热的条件下会发生反应：I. 铝与浓 H2SO4的反应：2Al + 6H2SO4(浓)Al2(SO4)3+ 3SO2 + 6H2OII

6、. 铁与浓 H2SO4的反应：Fe 少量：2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+ 3SO2 + 6H2OFe 过量：Fe2H2SO4(浓)FeSO4SO22H2OFe + H2SO4FeSO4+ H2b浓浓 H2SO4与活泼金属反应与活泼金属反应：开始产生开始产生 SO2，硫酸浓度，硫酸浓度变稀变稀后，后，生生成的气体为成的气体为 H2Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O， ZnH2SO4(稀)ZnSO4H2c浓浓 H2SO4与不活泼金属反应与不活泼金属反应：开始产生开始产生 SO2，随着反应的进行随着反应的进行，浓硫酸浓度变小浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸一旦变为稀硫酸

7、，反应就反应就停止停止例如，Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，1 mol Cu 与含 2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的 SO2的物质的量小于 1 mol【温馨提示】【温馨提示】浓硫酸在与金属反应时中既表现氧化性又表现酸性，反应条件：加热。浓硫酸与某些非金属的反应浓硫酸与某些非金属的反应C2H2SO4(浓)CO22SO22H2OS2H2SO4(浓)3SO22H2O2P + 5H2SO4(浓)2H3PO4+ 5SO2 + 2H2O20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 3 页 共 7 页【温馨提示】【温馨提示】浓硫酸在与非金属反应时中只表现氧化性，反应条件：加热，随着硫酸

8、的变稀反应停止。浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 SO2。浓硫酸浓硫酸与还原性化合物反应与还原性化合物反应：与 H2S、FeSO4、HI、HBr 等物质反应。H2SH2SO4(浓)SSO22H2O2FeSO42H2SO4(浓)Fe2(SO4)3SO22H2O4SO24的检验的检验检验 SO24的正确操作方法：被检液加足量的盐酸酸化取清液溶液滴加2BaCl有白色沉淀(判断有 SO24)【温馨提示】【温馨提示】1. 先加稀盐酸的目的是先加稀盐酸的目的是排除排除 CO23、SO23、Ag干扰干扰。2. SO24检验检验的的易错点易错点(1)只加可溶性钡盐，不酸化

9、。误将 CO32、PO43、SO32等干扰离子判断成 SO42。因为上诉离子也会产生白色沉淀 BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3(2)误将 Pb2+、Ag+判断成 SO42。如向待测夜中先滴加 BaCl2溶液，再滴加稀盐酸，有白色沉淀便判定含 SO42。其错误之处是：假设原溶液中有 Pb2+、Ag+，先滴加 BaCl2溶液，也会产生白色沉淀 AgCl、PbCl2(3)误将 SO32判断成 SO42。如向待测夜中滴加盐酸酸化的 Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，便判定含 SO42。其错误之处是：未注意 NO3在酸性条件下具有强氧化性。5.SO23的检验的检验检验 SO23的正确操作方法

10、：被检液溶液加2CaCl沉淀 加盐酸气体品红溶液品红溶液褪色，说明含 SO23(1)原理：原理：SO23Ca2CaSO3；CaSO32HCa2SO2H2O(2)操操作方法作方法：取少量溶液于试管中，加入 CaCl2溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，将产生的气体通入品红溶液，红色褪去，则含有 SO23二二常见的硫酸盐及其应用常见的硫酸盐及其应用1. 硫酸钙【硫酸钙【CaSO4】硫酸钙是白色固体， 微溶于水。 CaSO42H2O 叫做生石膏， 加热到 150失水， 变为熟石膏(化学式为 2CaSO4H2O)。熟石膏跟水混合成糊状后会很快凝固，重新变成石膏。应用于制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在水泥

11、生产中用石膏来调节水泥的凝结时间。2. 硫酸钡硫酸钡【BaSO4】天然硫酸钡叫做重晶石。硫酸钡是制造其他钡盐的原料。硫酸钡不溶于水，不溶于酸。利用它的这种性质以及它不容易被 X 射线透过的性质，医疗上常用硫酸钡作 X 射线透视肠胃的内服剂，俗称“钡餐钡餐” 。 由于肠胃内壁损伤处不利于硫酸钡的附着，因此可以透过 X 射线而成像。此外，硫酸钡还可以作白色颜料。3. 硫酸铜硫酸铜【CuSO4】无水 CuSO4是白色粉末。无水 CuSO4结合水会变成 CuSO45H2O 蓝色晶体。通常可以利用这性质来检验酒精中20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 4 页 共 7 页是否含有少量的水。CuSO45H2

12、O）是呈蓝色晶体，俗称胆矾或蓝矾。胆矾可以和石灰乳配成杀虫的农药，叫波尔多液。在用电解法精炼铜或镀铜时。硫酸铜可作为电解液。4. 硫酸铝钾硫酸铝钾【KAl(SO4)2】十二水合硫酸铝钾【KAl(SO)212H2O】俗称明矾，是一复盐，无色晶体，易溶于水，水溶液呈酸性。KAl(SO)2K Al3 2SO42。由于 Al+水解产生胶状的氢氧化铝具有很强的吸附能力，可以吸附水中的杂质，并形成沉淀，使水澄清。故常作净水剂、絮凝剂等。5. 硫酸亚铁【硫酸亚铁【FeSO4】无水硫酸亚铁是白色固体，易溶于水，在水中有微弱水解使溶液显酸性。FeSO47H2O 是浅绿色晶体，俗称绿矾。硫酸亚铁可用来制蓝黑墨水，

13、 主要是硫酸亚铁跟鞣酸反应生成鞣酸亚铁， 在空气中易被氧化为黑色的鞣酸铁。硫酸亚铁还可用于染色和木材防腐，农业上可用作杀虫剂，医疗上可作补血剂。6. 硫酸锌【硫酸锌【ZnSO4】ZnSO47H2O 俗称皓矾，易溶于水，无色或白色晶体。若用新配制的 BaS 溶液与 ZnSO4溶液以相同物质的量浓度和相同体积反应，则生成两种白色沉淀：ZnSO4+ BaSBaSO4+ ZnS，BaSO4和 ZnS 物质的量比为 11，其遮盖力很强，称为锌钡白（立德粉） ，作为白色颜料。皓矾还用做媒染剂、收敛剂、补锌药剂、木材防腐剂等。7. 硫酸钠【硫酸钠【Na2SO4】Na2SO410H2O 称为芒硝。芒硝晶体呈无

14、色或白色。味清凉略苦咸，极易潮解，是一种泻药。芒硝用于制造洗衣粉、玻璃和造纸工业用途也很广泛。8. 硫代硫酸钠【硫代硫酸钠【Na2S2O3】硫代硫酸钠又名海波、大苏打，是无色透明的晶体，易溶于水，其水溶液显弱碱性。硫代硫酸钠在中性、碱性溶液中很稳定，但在酸性溶液中迅速分解，溶液变浑浊：S2O32+ 2HS + SO2 + H2O。硫代硫酸钠是一中等强度的还原剂，可被碘、氯、溴等单质氧化。硫代硫酸钠主要用作化工生产中的还原剂，棉织物漂白后的脱氯剂，照相行业的定影剂等。三三含硫物质的相互转化含硫物质的相互转化1. 硫及其化合物的转化关系硫及其化合物的转化关系SO2、SO3是酸性氧化物，H2SO3、

15、H2SO4是酸，物质的类别可以帮助我们理解它们的性质。相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。2. 不同价态硫元素之间的相互转化不同价态硫元素之间的相互转化不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现。上述转化中，从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂。从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 5 页 共 7 页3. 相同价态硫元素之间的转化相同价态硫元素之间的转化左图两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化， 从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现4. 相邻价态的微粒不发生氧化还原反应相邻价态的微粒不

16、发生氧化还原反应：S 和 H2S、S 和 SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。5含硫物质的连续氧化含硫物质的连续氧化。H2S2O足量SO2522/OVOSO3OH2H2SO4S2OSO2522/OVOSO3OH2H2SO4四四. 实验室制取硫酸实验室制取硫酸在球形干燥管中装入少量的硫粉，两端接单孔塞，一端通空气，一端连接硬质玻管，玻管中装有催化剂(五氧化二钒)，将生成物分别导入盛有水的试管和盛有 98%的硫酸中。先给催化剂加热，接着加热硫粉，当硫粉熔化时，缓缓鼓入空气，硫开始燃烧，使生成的二氧化硫及空气一起通过加热的催化剂。从实验可以看到，三氧化硫通入水中，液面上产生酸雾，而通入浓硫

17、酸中，液面上酸雾很少。因此在实际生产中，为了避免酸雾的形成，常采用 98.3%的浓硫酸来吸收三氧化硫，以提高三氧化硫的吸收率。五五. 工业制取硫酸工业制取硫酸生产原料是硫铁矿（即黄铁矿主要成分是生产原料是硫铁矿（即黄铁矿主要成分是 FeS2） ，或硫磺，或硫磺1. 第一生产阶段第一生产阶段(1)二氧化硫的制取和净化：二氧化硫的制取和净化：矿石粉碎得较小，跟空气接触面大、燃烧充分，提高了原料的利用率。(2)化学反应原理：化学反应原理：4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2放热反应放热反应(3)典型设备典型设备：沸腾炉沸腾炉20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 6 页 共 7 页干燥浓硫酸

18、用稀硫酸 稀释氨水2. 第第二二生产阶段生产阶段(1)二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫热交换器的作用热交换器的作用：对反应物预热，维持催化剂的最佳催化温度。冷却进入吸收塔的气体，有利于 SO3的吸收。(2)化学反应原理：化学反应原理：2SO2+ O22SO3放热反应放热反应催化剂的活性成分：V2O5催化剂的最佳催化温度：400 500(3)典型设备典型设备：接触室接触室(含热交换器含热交换器)3. 第第三三生产阶段生产阶段(1)SO3的吸收和硫酸生成的吸收和硫酸生成：逆流原理吸收，提高吸收效率。(2)化学反应原理：化学反应原理：SO3+ H2OH2SO4放热反应放热反应(3)典型设备典型设备：吸收塔吸收塔4. 气流流程及处理气流流程及处理除尘洗涤进入接触室进入吸收塔SO3、SO2、O2、N2NH4HSO3、(NH4)2SO3溶液硫酸厂气（SO2、O2、N2）热交换器SO2、O2、N2、矿尘、砷、硒化合物产品为发烟硫酸 H2SO4 nSO3SO2、O2、N2、砷、硒化合物除去砷、硒化合物，防治催化剂中毒SO2重新利用SO2、 O2、 N2、 H2O(g)98%的成品硫酸SO2、O2、N2(NH4)2SO4用作氮肥20. 硫酸和含硫化合物-背诵笔记第 7 页 共 7 页