2019-2020年高一化学 32第三节硫酸 硫酸盐（一）培优教案.doc

2019-2020年高一化学 32第三节硫酸 硫酸盐（一）培优教案一.基础知识 1.掌握浓硫酸的物理性质、酸的通性及用途。2.掌握浓硫酸的强氧化性、吸水性、脱水性。3.在氧化还原反应的基础上，熟练掌握有浓硫酸参加反应的有关计算。二.学习指导 1.如何理解浓硫酸的强氧化性和稀硫酸的氧化性？浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的+6价的硫产生的，加热能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物，浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。稀硫酸溶液中不存在硫酸分子，因而无强氧化性，但电离产生的H+具有较弱的氧化性，只能氧化比较活泼的金属，而发生置换反应，H+被还原，还原产物为氢气。由此可见，浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，有氧化性的原因是不同的，氧化能力也有强与弱的差别，被还原的产物也不相同。2.浓硫酸具有吸水性和脱水性，两者有何不同？吸水性是浓硫酸将水分吸收。如物质中存在的湿存水或结晶水等。脱水性是指浓硫酸将有机物如蔗糖、木柴中的氢氧元素的原子以相当于水的组成n(H):n(O)=2:1将其脱去。3.常温下浓硫酸不与Al、Fe反应对吗？不对。浓硫酸具有强氧化性，常温下，浓硫酸与Fe、Al等接触，能使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜保护层，从而阻止内部金属继续跟硫酸发生反应，这就是所谓的金属钝化现象。金属钝化是由于浓硫酸与这些金属发生氧化反应而引起的，所以“常温下浓硫酸不与Al、Fe反应”的说法是错误的。4.浓硫酸不可干燥具有还原性的气体H2S和SO2对吗？浓硫酸具有强氧化性，硫化氢具有强还原性，二者相遇易发生反应：H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O所以，浓硫酸不可干燥H2S气体。二氧化硫也具有还原性，但是浓H2SO4中与SO2中是相邻的价态，相互之间不能发生氧化还原反应，故可用浓硫酸干燥SO2气体。5.简述浓硫酸的稀释过程。硫酸易溶于水，溶解时放出大量的热。所以，在稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸，沿着器壁慢慢地注入水里，并不断搅动，使产生的热量迅速地扩散。切不可把水倒进浓硫酸里。三.例题精析 1.将质量分数分别为5x%和x%的硫酸等体积混合后，其质量分数为A大于3x%B等于3x%C小于3x%D无法确定解析：设质量分数为5x%的硫酸的体积为V1，密度为，质量分数为x%的硫酸的体积为V2，密度为，当两份硫酸等体积混合，其质量分数为。 因为V1=V2，又（质量分数大的硫酸其密度也大），则：化简为：所以，答案为A。 点拨：两种不同浓度的硫酸等体积混混合后，其质量守恒m混=m1+m2，而其体积不具有加合性V混V1+V22.两种金属粉末共6.36g，投入稀硫酸溶液中完全反应后，在标准状况下共收集到H23.36L，金属粉末的组成可能是ACa和ZnBMg和Fe CZn和AgDZn和Fe解析：在给定的待选答案中，C中的Ag不与硫酸反应，但Zn和稀H2SO4反应，也可能成为待选答案。所有金属在反应中均呈现+2价，生成的H2相同，所以混合金属的物质的量也相同。生成的H2的物质的量便是混合金属的物质的量。通过混合金属的物质的量和混合金属的质量，计算出混合金属的平均相对原子质量，然后与给定的各组金属的相对原子质量进行比较，即可确定答案。解：标况下混合金属的物质的量混合金属的平均摩尔质量，即混合金属的平均相对原子质量为42.4,则混合金属的相对原子质量其中一种金属应比42.4大，另一种应比42.4小。在给定的选项中，A组Ca为40，Zn为65；B组Mg为24，Fe为56；C组Zn为65，Ag为108（且不参加反应）；D组Zn为65，Fe为56。不难看出只有A、B符合题中要求。答：A、B。点拨：此题与酸进行反应的金属均呈现+2价，如出现+1、+3价又如何考虑呢？因为任何金属失去1mol电子会生成0.5molH2，即：每生成0.5mol（即1g）H2，会有一定质量的金属（金属的摩尔质量化合价）转化成离子。如上题中，生成H2为，需要金属混合物6.35g，若生成0.5molH2，需金属混合物质量为，在待选的金属中，与酸反应生成0.5molH2所需质量为：，Ca为20g,Zn为32.5g,Mg为12g，Fe为28g，再与21.2g相比较得出正确答案。3.浓硫酸在下列反应中，既表现氧化性又表现酸性的是（ ）A木炭和浓硫酸共热。B硫化氢与浓硫酸混合。C亚硫酸钠与浓硫酸（1:1）混合。D铜和浓硫酸共热。解析：浓硫酸具有酸性、氧化性、吸水性、脱水性等特性。酸性表现为可与碱性物质反应；氧化性是指可与还原剂发生氧化还原反应，硫酸中被还原；在同一反应中，既表现出氧化性又表现出酸性的事实是，在反应中既能电离出H+（呈现酸性），同时又能氧化其他物质，硫元素被还原。解：A中，木炭具有还原性，浓硫酸具有氧化性，发生氧化还原反应，不具有酸性。C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2OB中，硫化氢具有强还原性，浓硫酸具有强氧化性，发生氧化还原反应，不具有酸性。H2S+H2SO4（浓）=S+SO2+2H2OC中，Na2SO3与浓H2SO4发生复分解反应，生成Na2SO4、H2O、SO2，体现出浓H2SO4的酸性，不具氧化性。Na2SO3（固）+H2SO4（浓）=Na2SO4+H2O+SO2D中：Cu具有还原性，浓硫酸具有氧化性，氧化产物是CuSO4，其中“SO42-”中S元素仍是为+6价，这部分硫酸呈现酸性。还原产物是SO2，这部分硫酸呈氧化性。浓H2SO4既体现氧化性又体现酸性。Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O 氧化产物 还原产物答案为D.点拨：浓H2SO4氧化性表现在元素上，酸性体现在电离出H+上。4.某化工厂用接触法生产硫酸时所用的黄铁矿含FeS278%，在煅烧制备SO2时，损失6%的硫，如果SO2的转化率为90%，SO3的吸收率为90%，问生产500吨98%的浓硫酸，在理论上需要这种黄铁矿多少吨？解析：工业上接触法制H2SO4 催化剂 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O2 2SO3SO3+H2O=H2SO4煅烧黄铁矿时硫损失6%，则FeS2也损失6%，将生产过程各种损失率、转化率、吸收率全部统一为FeS2的利用率，用关系式法求解。解：设需要黄铁矿质量为x，则由S元素守恒得关系式： FeS2 2H2SO4 120 x=463.9t答:需要黄铁矿463.9吨。四.巩固提高 一.选择题:1.区别浓H2SO4和稀H2SO4既简单又可靠的方法是( )A各取少许溶液分别放入铜片。B分别与石蕊试液作用。C用玻璃棒各蘸少许液体涂在纸上。D各取少许溶液分别放入铝片。2.常温下可用密封的铁制或铝制容器盛入浓H2SO4其原因是（ ）A浓H2SO4中电离出的H+很少，酸性很弱。B浓H2SO4使铝或铁表面形成致密的氧化膜而发生钝化作用。C浓H2SO4性质稳定，不与铁、铝反应。D密闭容器中没有空气。3.下列气体可以用浓H2SO4干燥的是（ ）SO2 H2S HBr Cl2 NH3 HCl CO2ABCD4.等物质的量碳与铜，分别与足量浓H2SO4反应，相同条件下，生成气体的体积比是（ ）A1:1B2:1C3:1D4:15.在浓H2SO4中加入mg铜，完全反应后，在标准状况下得到nL二氧化硫，则被还原的硫酸，是（ ）ABCD6.将木炭与浓硫酸共热后得到的气体通入下列溶液中，不会得到无色澄清溶液的是（ ）A稀品红溶液B饱和H2S溶液CBaCl2溶液D溴水7.密度为1.45g/mL的硫酸，逐渐滴入BaCl2溶液中，直到沉淀完全为止，测得沉淀质量与原硫酸质量相等，则原硫酸中溶质的物质的量浓度为（ ）ABCD8.浓H2SO4不慎沾在皮肤上，清洗的方法是（ ）A大量水冲洗B用NaOH溶液中和C用布拭去，用大量水冲洗，再涂3-5%NaHCO3溶液D用水冲洗后，涂凡士林9.将Mg、Al、Fe的单质分别投入质量相等的稀H2SO4中（稀H2SO4过量）。反应结束后，各溶液的质量相等，则投入的Mg、Al、Fe三者的质量关系是（ ）AAlMgFeBMgAlFeCFeMgAlDAl=Mg=Fe10.足量浓H2SO4中加入agCu，完全反应放出bL气体；足量稀盐酸中加入mgFeS，完全反应后放出nL气体（均为标准状况），已知二者生成的气体恰好完全反应，则a:b:m:n为（ ）A40:14:110:7B40:14:55:14C20:7:55:14D20:7:55:7 二.填空题:1.欲配制60%硫酸300ml，需要98%的浓H2SO4的体积为_mL，两种硫酸的物质的量浓度为_、_。2.红热的木炭与浓H2SO4反应的化学方程式为：_，证明所生成的两种气体的方法是_3.有黑色和金黄色两种固体的物质M和N，它们都是由相同的两种元素组成。M和稀H2SO4反应生成气体P；N在足量空气中煅烧生成气体Q，P和Q的水溶液都呈酸性，且使溴水褪色；P和Q混合可生成固体G。（1） 写出各物质的化学式：M_、N_、P_、Q_、G_（2） 写出有关反应方程式a煅烧N：_b使溴水褪色：P：_ Q：_cP和Q反应：_三.计算:1.将28.8g铁和硫化亚铁的混合物跟足量稀硫酸充分反应，使生成的气体完全燃烧，将燃烧后的生成物通入盛有浓硫酸的洗气瓶中，结果洗气瓶增重7.2g。（1）求混合物中铁和硫化亚铁各几克？（2）把最后所得的溶液稀释到500mL，求生成物溶液的物质的量浓度。2.使一定质量的Zn与100ml18.5mol/L浓H2SO4充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6L。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中C(H+)=0.1mol/L，求气体中各组分的体积比。解：反应后溶液体积为1L，C(H+)=0.1mol/Ln(H+)=1L0.1mol/L=0.1mol即反应后溶液中剩余H2SO40.05mol由于浓H2SO4与Zn反应过程中浓度变稀，故有SO2、H2两种气体产生。设SO2、H2的物质的量分别为n1、n2Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2+2H2O 2n1 n1Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2 n1 n2据题意混合气体中V(SO2):V(H2)=n(SO2):n(H2) =0.3mol:1.2mol=1:4.五.自我反馈一.选择题:1.C 浓H2SO4可使纸张炭化2.B3.C4.C C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O CCO2+2SO2 CuSO2 生成气体体积比为3：15.A、D Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O其中Cu H2SO4（被还原） 1 1 n H2SO4（被还原） SO2 98g/mol 1 x 6.B7.A 设原H2SO4溶液质量为m，其中溶质的质量为mBaCl2+H2SO4=2HCl+BaSO4 98 233 m m =6.22mol/L8.C9.A 三种金属溶于稀H2SO4放出H2关系Mg H2 m1 Al H2 m2 Fe H2 m324g 2g 22g 27g 3g 24g 56g 2g 54g m1 m1 m2 m2 m3 m3增重m3m1m2已知反应后各溶液质量相等，所以加入金属的质量应为AlMgFe 10.C 已知 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O FeS+2HCl=FeCl2+H2S 又知SO2+2H2S=3S+2H2O恰好完全反应b:n=1:2 故a:b:m:n=20:7:55:14二.填空题:1 150；9.18mol/L;18.4mol/L2 C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O先将生成的气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，则证明有SO2气体。再将气体通入溴水溶液中，吸收多余SO2气体，最后通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明有CO2气体。3.（1）FeS；FeS2；H2S；SO2；S （2）a：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 b：H2S+Br2=S+2HBr SO2+Br2+H2O=H2SO4+2HBr c：2H2S+SO2=3S+2H2O三.计算题:(1)Fe:11.2g FeS:17.6g(2)FeSO4物质的量浓度：0.8mol/L解析：(1)设28.8g混合物中含Fe物质的量为n1，FeS的物质的量为n2Fe+H2SO4=FeSO4+H2 2H2+O22H2O1 1 1 2 2n1 n1 n1 n1 n1FeS+H2SO4=FeSO4+H2S 2H2S+3O22SO2+2H2O1 1 1 2 2n2 n2 n2 n2 n2依题意原混合物中含Fe 0.2mol56g/mol=11.2g 含FeS 0.2mol88g/mol=17.6g（2）反应后共生成FeSO4的物质的量为n1+n2=0.4mol答：（略）六.走向高考1.（88年全国）选用一种试管即能把浓度均为1mol/L的Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、Na2S、BaCl2溶液加以区别，这种试剂是（ ）ACaCl2BAgNO3CH2SO4DNaOH2.（96年上海）0.1mol/L的稀H2SO4溶液100毫升，分别与足量的下列物质充分反应，所得溶液的物质的量浓度最大的是（ ）AZnSBZnOCZn(OH)2DZnCO33.（97年全国）向50ml18mol/L硫酸溶液中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量（ ） A小于0.45mol B等于0.45molC在0.45mol和0.090mol之间D大于0.45mol答案：1.C Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2+H2O Na2S+H2SO4=Na2SO4+H2S BaCl2+H2SO4=2HCl+BaSO4（白）2.A 反应的化学方程式为（A）ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S（B）ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O（C）Zn（OH）2+H2SO4=ZnSO4+2H2O（D）ZnCO3+H2SO4=ZnSO4+CO2+H2O若要使溶液的物质的量浓度最大，需生成的溶质ZnSO4物质的量最大、溶液体积最小。从以上反应式可知：生成ZnSO4的物质的量都相同，但（A）中无水生成溶液体积最小，故答案为A。3.A 理论上计算Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O反应中，被还原的硫酸的物质的量为。实际上，在反应过程中，浓H2SO4的浓度会逐渐降低，使反应中止，因此实际上被还原的浓H2SO4物质的量小于理论值。解析1硫酸的物理性质：无色、透明、粘稠、油状液体；沸点，难挥发的强酸；常用浓硫酸为98%，硫酸在水溶液中能电离出氢离子，稀硫酸具有酸的通性：a.与指示剂反应；b.与活泼金属反应；c.与金属氧化物反应；d.与某些盐反应；e.与碱的反应。用途 磷肥过磷酸钙 HCl酸性 氮肥硫酸铵 难挥发性 （挥发性的酸） 盐 HF吸水性干燥剂（不能干燥NH3、H2S、HBr、HI等。可以干燥H2、SO2、CO、Cl2等）。解析2浓硫酸的特性：强氧化性：a.常温下，使铁、铝等金属钝化b.与大多数金属（除Pt、Au外）反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2Oc.与非金属反应：C+2H2SO4(浓)2SO2+CO2+2H2Od.与某些化合物反应H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O吸水性：浓H2SO4可以吸收空气中的水分，也可以吸收物质中的湿存水及结晶水，这些水与H2SO4形成一系列稳定的水合物，并放出大量的热。利用此性质实验室中常用浓H2SO4做干燥剂。脱水性：浓H2SO4可以将许多有机化合物（特别是糖类）中的氢、氧元素的原子以相当于水的组成=2:1将其脱去，而没有机物碳化。如浓H2SO4使蔗糖脱水C12H22O1112C+11H2O