【最新版】初中升高高中化学衔接课程讲义专题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 学#科网

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。

(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(CuSO4·5H2O)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[来源:学|科|网]

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2∶1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:[来源:学科网ZXXK]

①Fe、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。

②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。

③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。

④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.①中苹果块会干瘪

B.②中胆矾晶体表面有“白斑”

C.③中小试管内有晶体析出D.④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(　　)[来源:学*科*网]

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 mol·L-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2mol·L-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。       [来源:学科网]

【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[来源:学科网]

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 mol·L-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。

①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是　　。 

②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)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应　②AD 学￥科网

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①中铜丝可控制SO2的生成量

B.②中选用品红溶液验证SO2的生成

C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2

D.为确认CuSO4生成,向①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。