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專題24 濃硫酸的特性 【知識回放】 1．如果濃硫酸不慎沾到皮膚上，怎么辦？ 2．酸的通性有哪些？以稀硫酸為例寫出相關(guān)的化學(xué)方程式與離子方程式。 3．實(shí)驗(yàn)室如何稀釋濃硫酸？ 【答案】 【新知精講】 一、硫酸的物理性質(zhì) 純凈的濃硫酸是一種無色黏稠、油狀的液體,溶于水時放出大量的熱,稀釋濃硫酸時應(yīng)將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不斷攪拌。 二、稀硫酸的化學(xué)性質(zhì) 具有酸的通性,溶于水完全電離,電離方程式:H2SO4===2H++ SO42-。 三、濃硫酸的特性 1.吸水性:濃硫酸能夠吸收氣體中的水分子及固體中的結(jié)晶水,故常用作干燥劑。 2.脫水性:濃硫酸能把物質(zhì)中的氫、氧元素按水的組成比脫去,剩余黑色的炭。 3.強(qiáng)氧化性。 (1)與金屬的反應(yīng):除Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用,如與銅反應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 a試管中銅絲表面有氣泡逸出。b試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色。 c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色。將a試管里的溶液慢慢倒入水中,溶液變?yōu)樗{(lán)色 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 Cu和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O (2)常溫下,冷的濃硫酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化。 (3)與非金屬反應(yīng)。 加熱時與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O。 【科學(xué)探究】 探究一 濃硫酸的吸水性和脫水性 問題導(dǎo)引 1.將膽礬(CuSO45H2O)晶體放入濃硫酸中,固體會由藍(lán)色變?yōu)榘咨?這一過程表現(xiàn)了濃硫酸的脫水性嗎? 2.向紫色石蕊試紙上滴加濃硫酸,試紙的顏色有何變化? 提示:濃硫酸具有酸性和脫水性,能將試紙?zhí)炕?使試紙先變紅后變黑。 探究二 濃硫酸的強(qiáng)氧化性 問題導(dǎo)引 1.若在上述實(shí)驗(yàn)中向試管內(nèi)加入過量的銅,H2SO4能全部參加反應(yīng)嗎? 2.常溫下,濃硫酸可用鐵或鋁制容器貯存,所以常溫時濃硫酸與鐵、鋁不反應(yīng),該判斷對嗎? 提示:不對。常溫下,濃硫酸與鐵、鋁接觸時,能夠使金屬表面生成一層致密的氧化物薄膜而使之鈍化,阻止內(nèi)部金屬與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng),該過程為化學(xué)變化,表現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。 【重點(diǎn)突破】 1.濃硫酸吸水性、脫水性的區(qū)別 吸水性→濃硫酸吸取物質(zhì)中本身存在的水或結(jié)晶水的性質(zhì) 脫水性→濃硫酸將組成有機(jī)物的H、O元素按原子個數(shù)比2∶1以“H2O”的形式脫去的性質(zhì) 由此看出:二者的根本區(qū)別在于物質(zhì)本身是否存在水分子 2.濃硫酸與稀硫酸的鑒別方法 (1)取少量蒸餾水,向其中加入少量試樣,能夠放出大量熱的為濃硫酸,反之為稀硫酸。 (2)觀察狀態(tài):黏稠狀液體的是濃硫酸,而黏稠度較小的是稀硫酸。 (3)取體積相等的兩液體,用手掂掂,質(zhì)量較大的是濃硫酸。 (4)取少量試樣,向其中加入鐵片,若能夠產(chǎn)生大量氣泡的則為稀硫酸:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;若無明顯現(xiàn)象(鈍化),則為濃硫酸。 (5)用玻璃棒分別蘸取試樣在紙上寫字,立即變黑(濃硫酸的脫水性)的為濃硫酸,另一種為稀硫酸。 3.濃硫酸的強(qiáng)氧化性 (1)本質(zhì):濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,是因?yàn)镠2SO4分子中+6價的硫元素具有很強(qiáng)的得電子能力。 (2)反應(yīng)規(guī)律: ①Fe、Al的鈍化: 常溫下,當(dāng)Fe、Al遇到濃硫酸時,會與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。 ②常溫下與活潑金屬反應(yīng)(鐵、鋁除外)表現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性,生成硫酸鹽和SO2,硫酸變稀后,生成的氣體為H2。 ③與不活潑金屬和非金屬反應(yīng)的規(guī)律: a.反應(yīng)需要加熱,否則不反應(yīng)。 b.還原產(chǎn)物一般是SO2,一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽,非金屬被氧化為高價態(tài)氧化物或含氧酸。 c.濃硫酸與金屬反應(yīng)時,既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,而與非金屬反應(yīng)時,只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。 d.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?反應(yīng)就停止。 ④與具有還原性的化合物反應(yīng),如與H2S、HI、HBr、FeCl2等物質(zhì)反應(yīng)。 【典題探究】 典例1 在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,從實(shí)驗(yàn)開始到過一段時間后,對觀察到的現(xiàn)象敘述不正確的是(　　) A.①中蘋果塊會干癟 B.②中膽礬晶體表面有“白斑” C.③中小試管內(nèi)有晶體析出D.④中pH試紙變紅 【答案】D 變式訓(xùn)練1-1 下列有關(guān)濃硫酸的說法正確的是(　　) A.若不慎將濃硫酸灑在皮膚上應(yīng)立即用大量水沖洗,再涂上稀NaHCO3溶液 B.稀釋時要將水沿器壁慢慢倒入濃硫酸中,并用玻璃棒不斷攪拌 C.欲除去NH3中的H2O,可讓混合氣體通過盛有濃硫酸的洗氣瓶 D.濃硫酸不分解、不揮發(fā),所以能敞口放置在空氣中 【答案】A 變式訓(xùn)練1-2. 濃硫酸和2 molL-1的稀硫酸在實(shí)驗(yàn)室中敞口放置。它們的質(zhì)量和放置天數(shù)的關(guān)系如圖。分析a、b曲線變化的原因是(　　) A.a升華、b冷凝 B.a揮發(fā)、b吸水 C.a蒸發(fā)、b潮解 D.a冷凝、b吸水 【答案】B 【解析】在兩種溶液中都存在吸水與水分的揮發(fā)兩個過程,只不過在濃硫酸中以吸收水分為主,溶液質(zhì)量增加;而2molL-1稀硫酸中以水分揮發(fā)為主,質(zhì)量減小。 變式訓(xùn)練1-3. 下列現(xiàn)象反映了硫酸的哪些性質(zhì)(填空): (1)濃硫酸滴在木條上,過一會兒,木條變黑。 (2)敞口放置濃硫酸時,質(zhì)量增加。 (3)鋅粒投入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生。 (4)把銅片放入濃硫酸里加熱,有氣體產(chǎn)生。 (5)濃硫酸可由Fe、Al制容器盛裝。 【答案】(1)脫水性　(2)吸水性　(3)酸性　(4)強(qiáng)氧化性和酸性　(5)強(qiáng)氧化性 典例2 某化學(xué)課外興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)情況,用如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。請回答: (1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　。 (2)裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體,這種液體是　　　　,其作用是　　　　。 (3)裝置B的作用是貯存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯的現(xiàn)象后,關(guān)閉止水夾K并移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產(chǎn)生,此時B中現(xiàn)象是　　　　　　　。B中應(yīng)放置的液體是(填字母)　　　　。 A.水 B.酸性KMnO4溶液 C.濃溴水 D.飽和NaHSO3溶液 (4)實(shí)驗(yàn)中,取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18 molL-1的硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是　　。 ②下列藥品中能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是　　　　(填字母)。 A.鐵粉　B.BaCl2溶液　C.銀粉　D.NaHCO3溶液 【答案】 (1)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O (2)堿液(其他合理答案均可)　吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣 (3)試劑瓶中液面下降,而長頸漏斗中液面上升　D (4)①反應(yīng)過程中濃硫酸被消耗,逐漸變稀,而銅不和稀硫酸反應(yīng)?、贏D 變式訓(xùn)練2-1 用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列實(shí)驗(yàn)不合理的是（ ） A.上下移動①中銅絲可控制SO2的生成量 B.②中選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成 C.③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2 D.為確認(rèn)CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色 【答案】D 變式訓(xùn)練2-2 有關(guān)硫酸的反應(yīng)中,硫酸沒有表現(xiàn)出氧化性的是(　　) A.濃硫酸與鋁反應(yīng) B.稀硫酸與純堿反應(yīng) C.稀硫酸與鋅的反應(yīng) D.濃硫酸與木炭反應(yīng) 【答案】B 【解析】稀硫酸與純堿反應(yīng)中,元素化合價均未發(fā)生變化,屬于非氧化還原反應(yīng)。