硫酸（自学教案）

  硫酸（自学教案）

教学难点：浓硫酸的氧化性

[导入] 硫酸是一种用途广泛的化工产品，在初中已学过它的一些性质，这一节我们将继续学习硫酸的其它性质。

[板书] 第三节 硫酸

一、硫酸

[提问] 两个试剂已失去标签，只知道一瓶是蒸馏水，另一瓶为浓硫酸，身边无任何试剂，只用两个试管，如何进行识别？

[板书] 1．纯硫酸的物理性质

[讨论] （1）如何稀释浓硫酸？（把浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌——先放密度小的液体，再放密度大的液体。

[板书] 3．特性（浓H₂SO₄）

（1）难挥发性

[演示]出示一瓶浓硫酸，打开瓶塞，瓶口看不到白雾。（与浓盐酸打开比较）

[设问] 浓硫酸具有难挥发性，将其敞口放置浓度和质量是否不变呢？

[板书] （1）吸水性（干燥剂）

[补充演示实验] 在试管中加少许胆矾，再加少量浓硫酸，振荡。观察现象。

[提问] 1．生成的灰白色固体是什么？

2．胆矾失去的结晶水是否成为溶剂？

3．溶液为什么不变蓝色？

[讲解] 胆矾失去的结晶水与硫酸分子结合，生成了硫酸水合物。

[板书] CuSO₄·5H₂O+H₂SO₄（浓）==CuSO₄+H₂SO₄·5H₂O

[结论] 浓硫酸具有吸水性。

说明：①就硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质。

②浓硫酸在发挥吸水作用的过程中吸的是H₂O分子，H₂O分子又和H₂SO₄分子化合成稳定的水合物，并放出大量的热。

③浓硫酸不仅能吸收一般的游离水（如气体的水份）而且还能吸收某些结晶水合物（如CuSO₄·H₂O）中的水。

④浓硫酸的吸水性可作为吸水剂或干燥剂。通常可干燥：H₂、CO、CO₂、CH₄、NO₂、NO、SO₂、Cl₂、HCl等，不能干燥：H₂S、HBr、HI、NH₃等。干燥气体时，浓硫酸应盛入于洗气瓶中，注意“长进短出”。

[板书] （2）脱水性（炭化）

[实验6-3] 潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。

现象：三种物质都发生了变化，生成了黑色的炭。

[实验6-4] 在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。

现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。

[提问] 以[实验6-4]为例，已知蔗糖分子式为C₁₁H₂₂O₁₁，问黑色物质是什么？

[讲解] 浓硫酸按水的组成比脱去纸屑、棉花、锯末、蔗糖等有机物中的氢氧元素，使这些物质发生变化生成黑色的炭。

[结论] 浓硫酸具有脱水性。

说明：①脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性。

②脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时，浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为2:1夺取有机物中的氢原子和氧原子。

③可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭（炭化）。

[提问] 若皮肤上沾上浓硫酸，该如何处理？

[讨论] 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？

吸水性中的“水”以水分子形式存在，而脱水性中的“水”没有水分子，反应生成了水分子的。

[设问]“黑面包”体积为什么会变大？气体是怎么产生的？

[过渡] 浓硫酸使蔗糖脱水后，又吸水放热，使生成的碳继续被浓硫酸氧化。

[板书] （3）强氧化性

①氧化非金属单质C+2H₂SO₄（浓） CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

[思考] 设计一个实验，验证木炭和浓H₂SO₄共热生成的混合气体？

[练习] S+ H₂SO₄（浓）

[演示] 在试管中加3ml浓硫酸，放入铜片，加热，把浸有品红溶液的棉花放试管口，反应后液体呈蓝色

[设问] 根据实验现象判断反应产物，写出反应的化学方程式:

[板书] ②氧化金属单质Cu+2H₂SO₄(浓)=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

[讨论] 分析元素化合价升降情况，指出哪种物质是氧化剂，哪种物质是还原剂产物。

[思考] 用Cu、浓H₂SO₄、水、空气为原料,如何制取CuSO₄，考虑经济效益和社会效益。

[启发] Cu是H之后的较不活泼金属，那么H之前的金属是否就更容易被浓H₂SO₄氧化呢？引出钝化概念。介绍铁制槽车运输浓H₂SO₄。

[设问] 浓硫酸具有强氧化性，加热条件下，能氧化某些非金属，又能氧化大多数金属，能否氧化还原性化合物呢？

[板书] ③氧化化合物

[演示] 氢溴酸溶液中加浓硫酸反应后，用CCl₄检验Br₂产生。

             2HBr + H₂SO₄（浓）= Br₂↑+ SO₂↑+ 2H₂O

[板演] 写出浓H₂SO₄与H₂S、 HI反应方程式。

[总结] 小结：（1）浓硫酸有强氧化性，包括还原性很弱的银在内的很多物质，都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性，一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在，另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。

（2）浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素的物质，一般不会有+1价氢被还原，即一般不会生成氢气。

（3）浓硫酸在作氧化剂时，硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题，中学化学中常见的还原产物为SO₂。

[总结]

浓硫酸的特性：1、难挥发性  2、吸水性3、脱水性4、强氧化性

请同学们根据硫酸的性质，归纳出硫酸的主要用途。

[板书] 4．硫酸的用途