硫酸及硫酸根离子的检验

硫酸及硫酸根离子的检验

1．硫酸的物理性质

H 2SO 4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H 2SO 4稀释的方法是将浓H 2SO 4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。

2．硫酸是强电解质，写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式： ①铁：Fe ＋2H ＋

===Fe 2＋

＋H 2↑； ②MgO ：MgO ＋2H ＋

===Mg 2＋

＋H 2O ；

③Ba(OH)2：Ba 2＋

＋2OH －

＋2H ＋

＋SO 2－

4===BaSO 4↓＋2H 2O ； ④Na 2SO 3：SO 2－

3＋2H ＋

===H 2O ＋SO 2↑； ⑤BaCl 2：Ba 2＋

＋SO 2－

4===BaSO 4↓。 3．浓H 2SO 4的特性 (1)填写下表

实验

实验现象 硫酸的特性 少量胆矾加入浓硫酸中 蓝色固体变白 吸水性 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上

沾有浓H 2SO 4的滤纸变黑 脱水性

将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热

铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体

强氧化性

(2)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 、C ＋2H 2SO 4(浓)=====△

CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。 (3)常温下，铁、铝遇浓H 2SO 4――→钝化

可用铝槽车运浓H 2SO 4。 4．SO 2－

4的检验

检验SO 2－

4的正确操作方法：被检液

――→加足量盐酸酸化

取清液

――→滴加BaCl 2溶液

有无白色沉淀(判断有无SO 2－

4)

先加稀盐酸的目的是防止CO 2－

3、SO 2－3、Ag ＋

干扰，再加BaCl 2溶液，有白色沉淀产生，可能发生反应的离子方程式：CO 2－

3＋2H ＋

===CO 2↑＋H 2O 、SO 2－

3＋2H ＋

===SO 2↑＋H 2O 、Ag ＋

＋Cl －

===AgCl ↓、Ba

2＋

＋SO 2－

4===BaSO 4↓。

深度思考

1．下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入下表：

浓硫酸 稀硫酸 物理

加水 放出大量热 无明显变化 观状态

油状液体

液态

性

质

密度ρ浓H2SO4>ρ稀H2SO4

化

学

性

质

铁片无明显变化(钝化) 铁片逐渐溶解，并产生无色气体

铜片(加热) 铜片溶解，产生无色气体不反应

白纸变黑无明显变化

胆矾蓝色变白胆矾溶解形成蓝色溶液

2．将2424

(1)铜箔能否完全溶解？请解释原因。

(2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体，铜箔表面又有气泡冒出，其原因为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)不能，因为随着反应的进行，浓H2SO4变为稀H2SO4，反应停止。(2)H＋与NO－3又能氧化铜片，发生反应3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

题组一硫酸的性质及实验探究

1．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性⑤催化作用，请将序号填在相应的横线上：

(1)锌和稀H2SO4制H2________；

(2)浓硫酸作干燥剂________；

(3)浓硫酸与蔗糖的炭化实验(黑面包实验)________；

(4)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯________；

(5)乙酸乙酯的水解________；

(6)纤维素的水解________；

(7)浓硫酸与铜的反应________；

(8)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红，后来又变黑________。

答案(1)①(2)②(3)②③④(4)②⑤(5)⑤

(6)⑤(7)①④(8)①③

2．某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：方法一

(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是________(填序号)。

(2)甲同学取6.4 g 铜片和10 mL 18 mol·L

－1

浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并

没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：

实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。 实验现象：_________________________________________________________________。 实验结论：所得灰白色固体的化学式为__________。

(3)乙还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学方程式回答)________________________________________________________________________。

直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是____________________________________________。 方法二

(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2Cu ＋O 2=====△

2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O 。

对比甲的方案，你认为丙同学的优点是

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 方法三

(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学方程式________________________________________________________。 答案 (1)BD

2)灰白色物质溶解，溶液变为蓝色 CuSO 4 (3)S ＋2H 2SO 4(浓)=====△

3SO 2↑＋2H 2O

随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应 (4)①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少 ②不产生有毒气体SO 2 (5)H 2SO 4＋Cu ＋H 2O 2===CuSO 4＋2H 2O

解析 (1)浓硫酸有强烈的腐蚀性和氧化性，选B 、D 。

(2)浓硫酸有吸水性、脱水性，在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。 (3)反应中生成的淡黄色固体是硫，持续加热，硫被浓硫酸氧化。 (4)丙方案用H 2SO 4的量少，且没有二氧化硫有毒气体产生。

(5)铜片有还原性，能被氧化成铜离子，过氧化氢有氧化性能被还原为水，稀硫酸提供氢离子。

反思归纳

(1)注意“量变”引起的“质变”

①浓硫酸参加的反应，随着反应的进行，因水的生成和硫酸的消耗会造成硫酸浓度的减小进而引起“质变”。如浓硫酸与Zn 的反应。

②铁和浓硫酸加热条件下，可发生反应，但生成物决定于铁的量，铁不足生成Fe 3＋，铁过量生成Fe 2＋

。 (2)注意工业上生产胆矾的方法

工业上生产胆矾时，一般不用铜和浓硫酸反应，而是先把铜在空气中灼烧后，再与稀硫酸反应，目的是节约原料和防止污染。 题组二 SO 2－

4的检验

3．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是 ( )

A ．检验试液中的SO 2－

4：试液――→稀硝酸无沉淀――→BaCl 2溶液

白色沉淀 B ．检验试液中的SO 2－4：试液――→足量稀盐酸无沉淀――→BaCl 2溶液

白色沉淀 C ．检验试液中的I －

：试液――→H 2O 2深黄色溶液――→淀粉溶液

深黄色溶液 D ．检验试液中的CO 2－3：试液――→足量BaCl 2白色沉淀――→足量稀盐酸

沉淀溶解 答案 B

解析 A 选项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SO 2－

4，而存在SO 2－

3，硝酸可能将SO 2－

3氧化成SO 2－

4，

最终也会出现白色沉淀，A 选项错误；B 选项中先加入足量稀盐酸，可以排除SO 2－3、Ag ＋

等离子的干扰，然后加入BaCl 2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SO 2－

4，B 选项正确；如果溶液中存在I －

，I －

具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，碘单质遇淀粉溶液显蓝色，但是C 选项中最终溶液没有变蓝色，故C 选项错误；D 选项中如果存在SO 2－

3，也会出现相同的实验现象，故D 选项错误。 4．对某酸性溶液(可能含有Br －

、SO 2－

4、H 2SO 3、NH ＋4)分别进行如下实验： ①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；

②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；

③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl 2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。 对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是 ( )

A ．Br －

B ．SO 2－

4 C ．H 2SO 3

D ．NH ＋

4

答案 B

解析 ①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色，则溶液中一定含有H 2SO 3，因H 2SO 3不稳定，分解产生的SO 2可使品红溶液褪色。②加碱加热后，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有NH 3产生，说明溶液中一定含有NH ＋

4。③加入氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br －

，再加BaCl 2有白色不溶于稀HNO 3的沉淀生成，说明此时溶液中含SO 2－

4，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H 2SO 3产生的，故不能确定的为SO 2－

4。

易错警示

SO 2－

4检验的易错点

(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO 2－

3、PO 3－

4、SO 2－

3等干扰离子判断成SO 2－

4。

因上述离子会产生BaCO 3、Ba 3(PO 4)2、BaSO 3白色沉淀。

(2)误将Ag ＋

、Pb 2＋

判断成SO 2－

4。如向待测液中滴加BaCl 2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO 2－

4。

其错误是未注意溶液中不含SO2－4，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。

(3)误将SO2－3判断成SO2－4。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO2－4。该错误是未注意NO－3具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO2－3===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO－3===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。