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专题24 浓硫酸的特性【知识回放】1如果浓硫酸不慎沾到皮肤上，怎么办？2酸的通性有哪些？以稀硫酸为例写出相关的化学方程式与离子方程式。3实验室如何稀释浓硫酸？【答案】【新知精讲】一、硫酸的物理性质纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状的液体,溶于水时放出大量的热,稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。二、稀硫酸的化学性质 具有酸的通性,溶于水完全电离,电离方程式:H2SO4=2H+ SO42-。三、浓硫酸的特性1.吸水性:浓硫酸能够吸收气体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。2.脱水性:浓硫酸能把物质中的氢、氧元素按水的组成比脱去,剩余黑色的炭。3.强氧化性。(1)与金属的反应:除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用,如与铜反应。实验操作实验现象a试管中铜丝表面有气泡逸出。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,溶液变为蓝色实验结论Cu和浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O(2)常温下,冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化。(3)与非金属反应。加热时与木炭反应的化学方程式为:C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O。【科学探究】探究一 浓硫酸的吸水性和脱水性问题导引1.将胆矾(CuSO45H2O)晶体放入浓硫酸中,固体会由蓝色变为白色,这一过程表现了浓硫酸的脱水性吗?2.向紫色石蕊试纸上滴加浓硫酸,试纸的颜色有何变化?提示:浓硫酸具有酸性和脱水性,能将试纸炭化,使试纸先变红后变黑。探究二 浓硫酸的强氧化性问题导引1.若在上述实验中向试管内加入过量的铜,H2SO4能全部参加反应吗?2.常温下,浓硫酸可用铁或铝制容器贮存,所以常温时浓硫酸与铁、铝不反应,该判断对吗?提示:不对。常温下,浓硫酸与铁、铝接触时,能够使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而使之钝化,阻止内部金属与浓硫酸继续反应,该过程为化学变化,表现了浓硫酸的强氧化性。【重点突破】1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别吸水性浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质脱水性浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比21以“H2O”的形式脱去的性质由此看出:二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子2.浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法(1)取少量蒸馏水,向其中加入少量试样,能够放出大量热的为浓硫酸,反之为稀硫酸。(2)观察状态:黏稠状液体的是浓硫酸,而黏稠度较小的是稀硫酸。(3)取体积相等的两液体,用手掂掂,质量较大的是浓硫酸。(4)取少量试样,向其中加入铁片,若能够产生大量气泡的则为稀硫酸:Fe+H2SO4FeSO4+H2;若无明显现象(钝化),则为浓硫酸。(5)用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓硫酸的脱水性)的为浓硫酸,另一种为稀硫酸。3.浓硫酸的强氧化性(1)本质:浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力。(2)反应规律:Fe、Al的钝化:常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐和SO2,硫酸变稀后,生成的气体为H2。与不活泼金属和非金属反应的规律:a.反应需要加热,否则不反应。b.还原产物一般是SO2,一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。c.浓硫酸与金属反应时,既表现酸性又表现强氧化性,而与非金属反应时,只表现强氧化性。d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。与具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。【典题探究】典例1在下图所示的实验装置中,从实验开始到过一段时间后,对观察到的现象叙述不正确的是()A.中苹果块会干瘪B.中胆矾晶体表面有“白斑”C.中小试管内有晶体析出D.中pH试纸变红【答案】D变式训练1-1下列有关浓硫酸的说法正确的是()A.若不慎将浓硫酸洒在皮肤上应立即用大量水冲洗,再涂上稀NaHCO3溶液B.稀释时要将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌C.欲除去NH3中的H2O,可让混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶D.浓硫酸不分解、不挥发,所以能敞口放置在空气中【答案】A变式训练1-2. 浓硫酸和2 molL-1的稀硫酸在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是()A.a升华、b冷凝B.a挥发、b吸水C.a蒸发、b潮解 D.a冷凝、b吸水【答案】B【解析】在两种溶液中都存在吸水与水分的挥发两个过程,只不过在浓硫酸中以吸收水分为主,溶液质量增加;而2molL-1稀硫酸中以水分挥发为主,质量减小。变式训练1-3. 下列现象反映了硫酸的哪些性质(填空):(1)浓硫酸滴在木条上,过一会儿,木条变黑。 (2)敞口放置浓硫酸时,质量增加。 (3)锌粒投入稀硫酸中,有气泡产生。 (4)把铜片放入浓硫酸里加热,有气体产生。 (5)浓硫酸可由Fe、Al制容器盛装。 【答案】(1)脱水性(2)吸水性(3)酸性(4)强氧化性和酸性(5)强氧化性典例2某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:(1)装置A中发生反应的化学方程式为。(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体是,其作用是。(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是。B中应放置的液体是(填字母)。A.水B.酸性KMnO4溶液C.浓溴水D.饱和NaHSO3溶液(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 molL-1的硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是。下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是(填字母)。A.铁粉B.BaCl2溶液C.银粉D.NaHCO3溶液【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O(2)碱液(其他合理答案均可)吸收多余的二氧化硫,防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升D(4)反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应AD 变式训练2-1用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是（ ）A.上下移动中铜丝可控制SO2的生成量B.中选用品红溶液验证SO2的生成C.中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向中加水,观察颜色【答案】D变式训练2-2有关硫酸的反应中,硫酸没有表现出氧化性的是()A.浓硫酸与铝反应 B.稀硫酸与纯碱反应C.稀硫酸与锌的反应 D.浓硫酸与木炭反应【答案】B【解析】稀硫酸与纯碱反应中,元素化合价均未发生变化,属于非氧化还原反应。
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