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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
5.1.3浓硫酸、硫酸盐
如果没有硫酸,
许多现代工业都不可能存在。
傅鹰
“硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志”
一、稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
Fe₂O₃+6H+=2Fe³++3H₂O
2H++CO₃2-=H₂O+CO₂个
思考:稀硫酸具有酸的哪些共同性质?并写出相应的离子方程式
紫色石蕊变红
Fe+2H+=Fe²++H₂
与碱反应H++OH-=H₂O(与强碱)
与碱性氧化物反应
与弱酸盐反应
与指示剂显色
与活泼金属反应
电离方程式
稀硫酸
个
H₂SO₄=2H++SO₄2
酸的通性
稀硫酸
浓硫酸
形式存在
完全电离
浓度增大
H₂SO₄
无色油状液体,p(H₂SO₄)
沸点:约338℃——难挥发酸
常用的浓硫酸:
质量分数:98%,密度:1.8
溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出大量热
【思考】浓硫酸应如何稀释?
将浓硫酸沿容器内壁倒入水中,边倒边搅拌(“酸入水”)
二、浓硫酸的性质
1、浓H₂SO₄的物理性质
实验验证
星期后
CuSO₄
CuSO₄5H₂O
将浓硫酸滴加到CuSO₄·5H₂O上
暴露在空气中的浓硫酸两星期后浓硫酸体积增大
描述现象
杯中液面上升
CuSO₄·5H₂O(胆矾)蓝色晶体逐渐变白色
结论
吸收空气中的水蒸气
吸收晶体水
2、浓硫酸的特性
2、浓硫酸的特性
(1)浓硫酸的吸水性:
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分及固体中的结晶水,常用
做“干燥剂?
不能干燥NH₃(碱性)、H₂S(强还原性气体)、HBr、HI等还原性气体
2NH₃+H₂SO₄=2(NH₄)₂SO₄H₂S+3H₂SO₄=4SO₂个+4H₂O
可用来干燥中性气体、酸性气体,
如H₂、O₂、N₂、Cl₂、CO₂、CH₄、SO₂、NO₂、HCl
暴露在空气中的浓硫酸两星期后浓硫酸体积增大
在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出下图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是
浓硫酸
②
浓硫酸
④
浓硫酸
①
胆矾晶体
水
“黑面包实验”实验现象:a.蔗糖逐渐变黑(炭化);
b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的物质,并放出有刺激性气味的气体
C₁₂H₂₂O₁₁(蔗糖)浓且₂SO₁2C+11H₂O
2、浓硫酸的特性
(2)浓硫酸的脱水性:无现成的H₂O
浓硫酸能把有机物中的H、O按2:1的个数比脱去脱去生成水
思考1:把少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,有什么现象?
试纸先变红,后变黑,变黑就是脱水炭化了
思考2:若不慎将浓硫酸溅在皮肤上,应如何处理?
应用大量水进行冲洗,然后再涂上NaHCO₃稀溶液
图5-5浓硫酸与蔗糖反应
。0吸水性
脱水性
原理
浓硫酸能够吸收气体、
液体中的水分子_及固体
浓硫酸能把有机物中
H、O按水的组成比脱
去,剩余黑色的炭
中的结晶水
区别
物质中含有H₂O
物质中不含有H₂O,只含有氢元素和氧元素
应用
作干燥剂
【对比分析】
实验现象:a.蔗糖逐渐变黑(炭化);b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的物质,并放出有刺激性气味的气体
思考:
实验中产生的刺激性气味气体是什么,是如何产生的?
“黑面包实验”
2、浓硫酸的特性
(3)强氧化性:
①与非金属单质反应
在加热条件下,浓硫酸能将C、S、P等非金属单质氧化。
C+2H₂SO₄(浓)—CO₂I+2SO₂I+2H₂O
浓硫酸与非金属反应规律:
非金属+H₂SO₄(浓)—最高价含氧酸+SO₂个
Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂个+2H₂O
与金属反应规律:
金属+H₂SO₄(浓)么高价金属硫酸盐+SO₂个+H₂O
实验现象:
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为_红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
2、浓硫酸的特性
(3)强氧化性:②与金属单质反应
b品红溶液
可拉动的铜丝
浓酸
a
思考1:可抽动的铜丝有什么作用?
控制反应的发生或停止
思考2:试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是什么?写出反应的化学方程式。
吸收多余的SO₂,以防污染环境,SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O。
浓硫酸强氧化性
可拉动的铜丝
b品红溶液
浓硫酸
a
思考讨论
1.实验室用金属和酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸、而不用浓硫酸,这是为什么?
反应:Zn+H₂SO₄=Zn
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