1、1考点 18 硫酸的制备和性质知识条目 必考要求 加试要求1.硫酸的工业生产 a b2.浓硫酸的特性(吸水性、脱水性和强氧化性) a b3.几种重要的硫酸盐及其用途 a一、硫酸的工业生产工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：包含三个步骤：1造气阶段：硫黄(或含硫矿石如 FeS2)在沸腾炉中燃烧，化学方程式为 4FeS211O 22Fe2O38SO 2；= = = = = 2接触氧化阶段：SO 2在接触室内被催化氧化：2SO 2O 2 2SO3；催 化 剂 3吸收和生成阶段：SO 3在吸收塔被吸收：SO 3H 2O=H2SO4(用 98.3%浓硫酸吸收)。二、硫酸的性质1物理性质：无色油
2、状液体，沸点高，难挥发，极易溶于水；浓硫酸溶解时可放出大量的热。2稀 H2SO4的性质：硫酸是强电解质，在水溶液中发生电离的方程式为H2SO4=2H SO ，具有酸的通性，能与金属单质、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反24应。3浓 H2SO4的特性：浓 H2SO4中主要是 H2SO4分子，因而浓 H2SO4具有一些特殊的性质。(1)吸水性：利用浓 H2SO4的吸水性，其常用作干燥剂，但不能干燥碱性气体和还原性气体，如 NH3、HI、H 2S。2(2)脱水性：浓 H2SO4能够将有机物里的氢、氧元素按原子个数 21 的比例脱去，如浓硫酸使糖类、蛋白质脱水炭化。(3)强氧化性：常温下，铁、铝遇浓 H
3、2SO4发生“钝化” 。原因：金属表面形成了致密的氧化物保护层。所以常温下可用铝槽车装运浓硫酸。能氧化不活泼的金属，如与 Cu 反应的化学方程式为 Cu2H 2SO4(浓)CuSO4SO 22H 2O。= = = = = 能氧化非金属单质，如与 C 反应的化学方程式为 C2H 2SO4(浓)CO22SO 22H 2O。= = = = = 三、浓硫酸与稀硫酸的性质、应用的比较浓硫酸 稀硫酸化学方程式2NaClH 2SO4(浓)Na2SO42HCl= = = = = ZnH 2SO4=ZnSO4H 2；H 2SO42NaOH=Na2SO42H 2O酸性应用 制氯化氢等挥发性酸 除铁锈、制硫酸铵等盐
4、类强弱强氧化性(硫元素被还原，可以与不活泼金属如 Cu 及非金属如 C 等发生氧化还原反应)弱氧化性(氢元素被还原，只能与金属活动性顺序表中排在氢前面的金属反应)化学方程式Cu2H 2SO4(浓)CuSO4SO 2= = = = = 2H 2OFeH 2SO4=FeSO4H 2氧化性应用 精炼石油、制造炸药等 实验室制氢气、制盐等有无 有吸水性 无吸水性吸水性应用 干燥剂 有无 有脱水性 无脱水性化学方程式 C12H22O11 12C= = = = =浓 硫 酸 11H 2O脱水性应用在有机反应中作脱水剂、制染料等四、硫酸盐和 SO 、SO 的检验24 2331重要的硫酸盐及其用途硫酸盐 俗名
5、 颜色 用途2CaSO4H2O 熟石膏 白色 作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等CaSO42H2O 生石膏 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等FeSO47H2O 绿矾 浅绿色 生产铁系列净水剂、补血剂等CuSO45H2O 胆矾、蓝矾 蓝色 配“波尔多液” 、镀铜液BaSO4 重晶石 白色 白色颜料、医疗上作“钡餐”KAl(SO4)212H2O 明矾 白色 净水剂2.SO 、SO 的检验24 23(1)SO 的检验：检验 SO 时要防止其他离子的干扰。24 24Ag 的干扰：先用盐酸酸化，能防止 Ag 的干扰，因为(离子方程式)Ag Cl =AgCl。CO 、SO 的干扰：23 23因为 BaC
6、O3、BaSO 3也是白色沉淀，与 BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验 SO 时，必须用酸酸化(不能用 HNO3酸化)。例如：24BaCO32H =H2OCO 2Ba 2 。所用钡盐不能用 Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO 、HSO 、SO 2等会被溶液23 3中的 NO 氧化为 SO ，从而得出错误的结论。 3 24正确操作：被检液，加足量盐酸酸化，若无明显现象，再滴加 BaCl2溶液，若有白色沉淀，则含 SO 。24(2)SO 的检验23向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中红色褪去，加热后又恢复红色；或加入氯化钡溶液生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶
7、解并产生具有刺激性气味的气体。反应的离子方程式：SO 2H =SO2H 2O；SO Ba 2 =BaSO3，BaSO 32H =Ba2 SO 2H 2O。23 234【例 1】 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一定会有 SO24B含有 SO 和 Ag24C可能含有 SO 、Ag 、SO 中的一种或两种24 23D可能含有 SO 或 CO23 23【解析】 A 项错误，不能排除 Ag 、SO 的干扰；B 项错误，因为溶液中 SO 与23 24Ag 反应不能大量共存；C 项正确，D 项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不
8、溶解”可以判断不可能含有 CO 。23【答案】 C【提炼】 SO 检验的易错点24(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将 CO 、PO 、SO 等干扰离子判断成 SO 。23 34 23 24因上述离子会产生 BaCO3、Ba 3(PO4)2、BaSO 3白色沉淀。(2)误将 Ag 、Pb 2 判断成 SO 。如向待测液中滴加 BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色24沉淀便断定含 SO 。其错误是未注意溶液中不含 SO ，而含 Ag 或 Pb2 时也会产生同24 24样的现象：Ag Cl =AgCl( 白色)，Pb 2 2Cl =PbCl2(白色)。(3)误将 SO 判断成 SO 。如向待测液中滴加用
9、稀盐酸酸化的 Ba(NO3)2溶液生成白23 24色沉淀，便误以为有 SO 。该错误是未注意 NO 具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：24 3Ba2 SO =BaSO3(白色 )，3BaSO 32H 2NO =3BaSO4(白色)2NOH 2O。23 3【例 2】 关于浓硫酸的性质和用途，下列说法正确的是( )A用浓硫酸和蔗糖做“黑面包”实验，体现了浓硫酸具有脱水性和强氧化性B浓硫酸有吸水性，因此可以用来干燥 NH3、H 2、CO 2等气体C铜与浓硫酸在加热条件下可以反应产生 H2D常温下，浓硫酸不能用铁制容器盛放【解析】 浓硫酸能将蔗糖中的 H、O 元素以 H2O 的形式脱出，有机物炭化，
10、体现浓硫酸的脱水性，同时水和浓硫酸作用放热，碳单质与浓硫酸反应生成 CO2与 SO2，体现浓硫酸的强氧化性，故 A 正确；浓硫酸不能干燥 NH3，NH 3为碱性气体，会被浓硫酸吸收，B 错误；铜与浓硫酸反应的产物为硫酸铜、SO 2与水，体现浓硫酸的强氧化性与酸性，C 错误；常温下，浓硫酸能使铁、铝发生钝化，因此常温下可以用铁、铝制容器盛放浓硫酸，D 错误。【答案】 A【提炼】 浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性，也具有酸性，同时还能作为某些反应的催化剂，应正确区分浓硫酸在不同反应或操作中的作用。吸水性和脱水性的5区别在于原来的物质中是否含有水分子，将水分子从原来的物质中脱除，体现吸水性；
11、从原来没有水的物质中将 H、O 元素按水分子的比例脱出的过程体现脱水性；有 SO2作为还原产物体现浓硫酸的强氧化性，有硫酸盐生成体现浓硫酸的酸性。【例 3】 下列关于含硫化合物的叙述不正确的是( )ASO 2能与 CaO 反应，可用生石灰作工业废气的脱硫剂BSO 2能使碘的淀粉溶液由蓝色变为无色，体现出漂白性C浓硫酸和 Na2SO3反应制取 SO2时，浓硫酸只表现酸性D医疗上曾用硫酸钡作 X 射线透视肠胃的内服药剂【解析】 二氧化硫为酸性氧化物，与碱性氧化物 CaO 反应生成盐，减少二氧化硫排入空气的量，故可用生石灰(CaO)作为工业废气的脱硫剂，A 正确；二氧化硫与 I2的反应为氧化还原反应
12、，将 I2还原为 I ，体现二氧化硫的还原性而非漂白性，B 错误；浓硫酸与Na2SO3反应制取 SO2，强酸制备弱酸，体现了浓硫酸的酸性，C 正确；医疗上用硫酸钡作 X射线透视检查的内服药剂，因为硫酸钡难溶于水、难溶于常见的酸，对人体无毒，D 正确。【答案】 B【提炼】 SO 2可以使多种有色溶液褪色，如溴水、碘水、酸性高锰酸钾以及滴有酚酞的 NaOH 和品红等，但是使有色溶液褪色不一定体现漂白性，要根据具体反应原理确定，使溴水、碘水和酸性高锰酸钾褪色体现还原性，使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色体现酸性氧化物性质，只有使品红褪色才是体现漂白性，结合形成不稳定的无色物质。此外，对于常见硫酸盐的性
13、质与用途应有所了解，如石膏(CaSO 42H2O)、绿矾(FeSO 47H2O)、胆矾(CuSO45H2O)和重晶石(BaSO 4)等。【例 4】 在烧瓶放 20g 蔗糖，依次加入少量水、20mL 浓硫酸，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的黑面包，烧瓶发烫，品红溶液颜色变淡。请回答：(1)仪器 a 的名称为_。(2)小试管盛装试剂为_。(3)下列说法不正确的是_。A蔗糖变黑说明发生 C12H22O11 12C11H 2OB品红颜色变淡说明 SO2有漂白性C上述实验体现浓硫酸的脱水性、吸水性和氧化性6D将气体依次通过饱和碳酸氢钠溶液、澄清石灰水，石灰水变浑浊证明含有 CO2【解析】 在烧瓶放
14、 20g 蔗糖，依次加入少量水、20mL 浓硫酸，蔗糖逐渐变黑，浓硫酸具有脱水性，体积膨胀，形成疏松多孔的黑面包，是碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫，烧瓶发烫反应放热，品红溶液颜色变淡，说明生成的二氧化硫具有漂白性。(1)仪器 a 是添加溶液、控制液体流速和体积的仪器，为分液漏斗。(2)生成的二氧化硫是污染性气体，不能排放到空气中，需要通过氢氧化钠溶液或氨水溶液吸收。(3)蔗糖的分子式为C12H22O11，浓硫酸具有脱水性，氢和氧按 21 脱去剩余炭单质，C 12H22O11 12C11H 2O，故 A 正确；二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，品红颜色变淡说明 SO2有漂白性，B
15、 正确；蔗糖逐渐变黑体现了浓硫酸的脱水性，体积膨胀，形成疏松多孔的黑面包，说明炭单质和浓硫酸加热发生氧化还原反应，体现浓硫酸的强氧化性、吸水性，C 正确；将气体依次通过饱和碳酸氢钠溶液、澄清石灰水，因为二氧化硫会与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，此外二氧化碳、二氧化硫都可以使澄清石灰水变浑浊，因此无法判断原气体中是否含有 CO2，也无法确定是否是 CO2使澄清石灰水变浑浊，故 D 错误。【答案】 (1)分液漏斗 (2)NaOH 或氨水 (3)D【提炼】 本题考查了浓硫酸的特性与 SO2的性质，在解题中一定要注意二氧化硫与二氧化碳性质的异同。二氧化硫和二氧化碳都属于酸性氧化物，有一些相似的性质(酸
16、性氧化物的通性)，如与水反应生成相应的酸，与碱反应生成盐和水，而亚硫酸盐的溶解性与碳酸盐也很类似，所以都能使澄清石灰水变浑浊；两者化学性质最大的差异是二氧化硫具有较强还原性，二氧化碳中碳元素已经处于最高价态，无还原性，此外二氧化硫与水反应得到的亚硫酸酸性比碳酸强，因此二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中能够生成二氧化碳。【例 5】 某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如图所示。实验步骤：先连接如图所示的装置，检查好气密性，再加入试剂；加热 A 试管，待 B 试管中品红溶液褪色后，熄灭酒精灯；将 Cu 丝向上抽动离开液面。请回答下列问题：(1)A 试管中发生反应的化学方程式为7
17、_。(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的实验现象是_。(3)在盛有 BaCl2溶液的 C 试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其中的溶液分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入表中对应的位置。滴加的溶液 氯水 氨水沉淀的化学式写出其中 SO2表现还原性的离子反应方程式：_。(4)实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管 E 的存在，试管 B 中的液体不会倒吸入试管A 中，其原因是_。(5)实验完毕后，装置中残留的气体有毒，不能打开导管上的胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是_。(6)将 SO2气体通入含有 nmolNa2S 的溶液中，充分反应后
18、，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收 SO2气体_mol(不考虑溶解的 SO2)。【解析】 (1)A 试管中发生的是 Cu 与浓硫酸生成 SO2的反应：Cu2H 2SO4(浓)CuSO4SO 22H 2O。(2)利用 SO2能使品红溶液褪色的性质来证明 Cu 与= = = = = 浓硫酸反应产生了 SO2气体。(3)氯水中的 Cl2具有氧化性，能将 SO2氧化为 SO ，SO24与 Ba2 反应生成 BaSO4沉淀；氨水具有碱性，吸收 SO2生成 SO ，SO 与 Ba2 反应24 23 23生成 BaSO3沉淀。(4)导管 E 与大气相通，能使装置内的压强恒定，防止出现倒吸现象。(5
19、)残留的有毒气体为 SO2，只要利用空气将 SO2缓慢赶入 NaOH 溶液中，使 SO2被完全吸收即可。(6)SO2与 Na2S 反应，首先是 SO2与 H2O 反应生成 H2SO3：SO 2H 2O H2SO3，H 2SO3与 Na2S反应生成 H2S：Na 2SH 2SO3=H2SNa 2SO3，SO 2与 H2S 反应生成S：2H 2SSO 2=3S2H 2O，该过程可表示为 3SO22Na 2S=3S2Na 2SO3， nmolNa2S 吸收 1.5nmolSO2，同时生成 nmolNa2SO3，Na 2SO3吸收 SO2生成NaHSO3：Na 2SO3SO 2H 2O=2NaHSO3
20、，该步反应又可吸收 nmolSO2，故最多能吸收2.5nmolSO2。【答案】 (1)Cu2H 2SO4(浓) CuSO4SO 22H 2O= = = = = (2)B 试管中品红溶液褪色8(3)BaSO4 BaSO 3 SO 2Cl 22H 2O=4H SO 2Cl (或24Ba2 SO 2Cl 22H 2O=BaSO44H 2Cl )(4)当 A 试管内气体压强减小时，空气从 E 导管进入 A 试管中，维持 A 试管中压强平衡(5)从 E 导管口向 A 试管中缓慢地鼓入足量的空气，将残留的 SO2气体赶入 NaOH 溶液中，使之被完全吸收(6)2.5n【提炼】 本题考查了浓硫酸与铜的反应及 SO2的性质。二氧化硫中硫元素已经处于中间价态，既具有还原性也具有氧化性，当遇到具有较强氧化性的物质如氯水时，SO 2表现出还原性，被氧化。当遇到具有较强还原性的物质如 Na2S 时，SO 2表现出氧化性，被还原。
