【重点难点解析】

重点：浓硫酸的性质和硫酸根离子的检验。

难点：浓硫酸的氧化性。

氧化性酸和酸的氧化性的区别

所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓H₂SO₄、HNO₃等，由于其中 、 易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、氢硫酸、H₂CO₃、H₃PO₄等酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸，其中，盐酸、氢硫酸的酸根部分易失电子，在氧化还原反应中作还原剂，故又可叫还原性酸。

在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H⁺，H⁺在一定条件下可获得电子形成H₂，从这一点看，酸都具有氧化性，这是H⁺的氧化性，它和氧化性酸中中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。

区别上述两个概念的关键在于：酸根部分易得电子→有氧化性→氧化性酸；酸电离出H⁺→有氧化性→酸的氧化性。

【命题趋势分析】

1.考查以硫酸的吸水性、脱水性的应用为核心的选择题。

2.以浓硫酸的强氧化性为核心的相关知识考查，以选择题或推断题形式出现。

3.关于硫酸用途的考查，以选择题形式出现。

【基础知识精讲】

1.硫酸

(1)物理性质：高沸点、难挥发，浓硫酸有强烈的吸水性和脱水性。

(2)稀硫酸的性质：由于H₂SO₄＝2H⁺+SO₄^2-，故稀硫酸具有强酸的一切通性。

(3)浓硫酸中存在大量未电离的H₂SO₄分子，表现出一些特性：吸水性、脱水性、强氧化性。

①吸水性：是浓H₂SO₄所具有的吸收游离水分的性能。这里的游离水分包括空气中所含的水蒸气及物质中的湿存水等。浓硫酸之所以能吸收游离的水分，是因为浓硫酸和水可以结合形成相当稳定的水合物：

H₂SO₄+nH₂O＝H₂SO₄·nH₂O(n＝1,2,4等)。

这些水合物在低温时甚至可以以晶体的形式从溶液中析出。由于硫酸与水结合形成的水合物很稳定，故在工厂和实验室中，浓硫酸是一种理想的干燥剂。浓硫酸可以用来干燥O₂、H₂、CO、CO₂、Cl₂、HCl、N₂、CH₄等气体。对于那些具有还原性及碱性的气体，如HI、HBr、H₂S、NH₃等，则不能用浓硫酸来干燥，因为它与这些气体均可发生化学反应。

②脱水性：是指浓H₂SO₄将许多有机化合物(特别是糖类)中的H、O原子按照水分子中H、O原子个数比夺取出来的性质。例如，在蔗糖中滴加一定量的浓H₂SO₄，可以发现蔗糖的颜色变深，最后呈黑色，这是因为浓H₂SO₄以H和O原子个数比为2∶1的比例夺取了蔗糖中的H和O，从而使碳游离出来：

C₁₂H₂₂O₁₁  12C+11H₂O。

③强氧化性：浓硫酸是强氧化性酸，可以氧化大多数金属(除Pt和Au)和其他还原性物质(H₂S、HBr、HI、Fe²⁺等)。如

Cu+2H₂SO₄(浓)  CuSO₄+SO₂↑+2H₂O(氧化性、酸性)

C+2H₂SO₄(浓) CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O(氧化性)

2HBr+H₂SO₄(浓)＝SO₂↑+Br₂+2H₂O(氧化性)

2FeSO₄+2H₂SO₄(浓)＝Fe₂(SO₄)₃+SO₂↑+2H₂O(氧化性)

H₂S+H₂SO₄(浓)＝S↓+SO₂↑+2H₂O(氧化性)

在以上反应中，浓硫酸一般被还原为SO₂。常温时，Al、Fe在浓硫酸中钝化，其实质是浓H₂SO₄使Al、Fe氧化生成致密的氧化物保护膜。

2.SO₄^2-和SO₃^2-的检验

(1)SO₄^2-的检验：要注意排除CO₃^2-、PO₄^3-、SO₃^2-的干扰。当溶液中可能存在SO₃^2-时，应选用盐酸酸化的氯化钡溶液；当溶液中可能存在Ag⁺时，应选用硝酸化的硝酸钡溶液。

正确的检验操作为：取被检溶液 无沉淀 白色沉淀，说明原被检溶液中含SO₄^2-。

(2)SO₃^2-的检验：加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去；或加入BaCl₂溶液生成白色沉淀，加入稀盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体：

3.一些重要的化学反应

Na₂S+H₂SO₄＝Na₂SO₄+H₂S↑  (酸性：H₂SO₄＞H₂S)

Na₂SO₃+H₂SO₄＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O  (酸性：H₂SO₄＞H₂SO₃)

所以可得总的化学方程式：

2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂SO₄＝3Na₂SO₄+3S↓+3H₂O

Na₂SO₃+X₂+H₂O＝Na₂SO₄+2HX  (X＝Cl、Br、I)

2Na₂SO₃+O₂＝2Na₂SO₄  (Na₂SO₃有强还原性)

2CaSO₄·2H₂O 2CaSO₄·H₂O+3H₂O

［1mol(2CaSO₄·H₂O)指的是1mol熟石膏这种特定组合］

2Na₂SO₃+O₂＝2Na₂SO₄

(SO₃^2-还能被硝酸、酸性KMnO₄等强氧化剂氧化)

Na₂S₂O₃+2HCl＝2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O

4.硫酸的用途

硫酸是化学工业中最重要的产品之一，它的用途包括制造农药、医药、炸药、化肥等，还可用作干燥剂、酸洗。

例1  已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度也越大。将90%和10%的两种硫酸溶液等体积混合后，溶液的质量分数为(    )

A.大于50%         B.A等于50%

C.小于50%         D.无法确定

解析  本题可通过计算求解。

设90%的硫酸溶液的密度为d₂，10%的硫酸溶液的密度为d₁，两溶液的体积为V，则混合溶液的质量分数为：

＝

                         ＝

                         ＝50%+40%·

因d₂-d₁＞0，所以混合后溶液的质量分数大于50%

故本题答案为A。

例2  能检验某未知溶液中是否含有SO₄^2-的下列操作最合理的是(    )

A.加入盐酸酸化的硝酸钡溶液              B.加入盐酸酸化的氯化钡溶液

C.先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液          D.先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液

解析  BaSO₄,AgCl均为不溶于稀NO₃的白色沉淀；硝酸有强氧化性可将SO₃^2-氧化成SO₄^2-产生干扰；盐酸可与SO₃^2-反应放出SO₂，结合以上知识综合分析可知，本题的答案为D。

例3  将含有amolNa₂SO₃的溶液跟含有bmolNa₂S的溶液混合后无明显现象。若再加入稀H₂SO₄，则立即出现浅黄白色硫沉淀。有关叙述不正确的是(    )

A.若a∶b＞1∶2，生成S和SO₂          B.若a∶b＝1∶2，生成S而无SO₂

C.若a∶b＜1∶2，生成S和H₂S          D.若a∶b≤1∶3，生成S、SO₂、H₂S

解析  S^2-与SO₃^2-在非酸性环境中难以反应，所以Na₂SO₃与Na₂S溶液混合无明显现象，加酸对氧化剂SO₃^2-的氧化性起加强作用，因而即发生氧化还原反应：2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂SO₄＝3S↓S+3Na₂SO₄+3H₂O。

按上反应方程式，Na₂SO₃与Na₂S物质的量之比为1∶2，只析出S。在加入足量硫酸的前提下，若Na₂S过量，即a∶b＜1∶2，则Na₂S与H₂SO₄反应逸出H₂S；若Na₂SO₃过量，即a∶b＞1∶2，则H₂SO₄与Na₂SO₃反应逸出SO₂。但总不会同时逸出H₂S和SO₂，因为它们也会反应(2H₂S+SO₂＝3S↓+2H₂O)。选(D)。

点评  氧化还原反应中的另一规律性，即酸性加强使氧化剂的氧化性加强在此得到体现。本题先分析各反应物按反应方程式计算进行反应时的情况，再对某一种反应物过量的情况进行讨论。

例4  高氯酸是最强的酸。60%的高氯酸溶液加热不分解，但浓度再高就不稳定，受热易分解。热浓的高氯酸遇有机物易爆炸。纯高氯酸的沸点是130℃。现有70%的商品高氯酸，为使其进一步浓缩，所采取的正确措施是(    )

A.加入浓H₂SO₄后，再小心进行常压蒸馏

B.加入浓H₂SO₄后，再进行减压蒸馏

C.各仪器连接处的橡皮塞应塞紧，防止漏气

D.各仪器连接处必须用磨口玻璃装置

解析  根据物理知识，减压可降低液态物质的沸点，再结合浓硫酸具有吸水性和难挥发性，故浓缩高氯酸溶液可采用B措施。因为强酸易腐蚀橡皮，依题意，热浓的高氯酸遇有机物(橡皮)易爆炸，故各仪器的连接处必须用磨口玻璃装置，不能用橡皮塞或橡皮管。答案为B、D。

【课本难题解答】

四、计算题

(1)被还原H₂SO₄的物质的量等于SO₂的物质的量，即2.24L/22.4L/mol＝0.1mol。

(2)Cu+2H₂SO₄＝CuSO₄  +  SO₂↑+2H₂O

     1mol     1mol

            0.1mol   

∴  C_CuSO4＝ ＝0.2mol/L