第02讲三氧化硫和硫酸
一、SO3的物理性质
颜色 无色 状态 固体（标况下） 水溶性 易溶于水 二、SO3的化学性质 SO3是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：
1．SO3与水反应：______________________________________________________ 2．SO3与碱反应（如Ca(OH)2）：_________________________________________ 3．SO3与碱性氧化物反应（如CaO）：_____________________________________ 4. SO3能与某些盐溶液反应：Na2CO3+ SO3===Na2SO4+ CO2↑
三、硫酸的用途与工业制备
1．用途：（1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
（2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
2．工业制备：
制备装置 制备流程 反应 ①制备SO2：________________________或__________________________________; 1
原理 ②制备SO3：____________________________________________________________; ③吸收SO3：____________________________________________________________。 思考与交流：为什么用98.3%的浓硫酸吸收SO3？能否直接用水吸收？
四、硫酸的物理性质
纯硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，沸点高，______挥发。
五、硫酸的化学性质 1．稀硫酸的酸性
稀硫酸具有酸的通性，能与酸碱指示剂、活泼金属、碱、碱性氧化物、部分盐发生反应。
2．浓硫酸的吸水性
（1）浓硫酸可以吸收气体、液体、某些结晶水合物中的水，常用作___________。 （2）浓硫酸可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等气体，但不能干燥碱性气体（NH3等）以及还原性气体（如H2S、HBr、HI等）。
3．浓硫酸的脱水性
（1）浓硫酸可将有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去，使蔗糖、纸张、木材等脱水炭化。
（2）向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。
4．浓硫酸的强氧化性
浓硫酸具有强氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是SO2。
反应通金属 式 实例 反应通非金属 式 实例 与Cu反应，化学方程式为：___________________________________________ 非金属+H2SO4(浓)高价氧化物或含氧酸+ SO2↑+ H2O 金属+H2SO4(浓)高价金属硫酸盐+ SO2↑+ H2O 与C反应，化学方程式为：____________________________________________ 与H2S反应，化学方程式为：__________________________________________ 还原性化合物
资料卡片——钝化
2
常温下，Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。钝化是________变化。
故可用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸、浓硝酸。
题型一：SO3的性质
【变1-1】下列有关SO3的说法中正确的是 A．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 B．SO3是碱性氧化物
C．将SO3加入BaCl2溶液无明显现象
D．SO2、SO3均具有漂白性，能使紫色石蕊试液褪色
【变1-2】将SO2和SO3两种气体的混合物通入BaCl2溶液中，其结果是（） A．两种气体都被吸收，并有BaSO4沉淀生成 B．只有 BaSO3沉淀，SO3通入溶液中无沉淀生成 C．生成 BaSO3和BaSO4两种沉淀 D．只生成BaSO4沉淀，SO2从溶液中逸出
题型二：硫酸的工业制备
【变2】下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白：
（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式_______________________。 （2）写出上图中部分装置的作用：①甲_________________； ①丙和丁：______________________。
（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压①__________________________。 强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于_______________；丙和丁相当于_____________________。
（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是__（填下列各项的序号）。
A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧 B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
3
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率 D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
题型三：浓硫酸的性质
【变3-3】如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A．紫色石蕊溶液变蓝色 B．品红溶液褪色 C．溴水橙色褪去
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅或褪色
【变4】下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作中错误的是 A．分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸 B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸
C．把CuSO4∙5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸 D．将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸
【变5-1】向50mL 18mol/L的浓硫酸中加入足量的铜并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量 A．大于0.9mol
C．在0.45mol与0.9mol之间
【变5-3】H2SO4具有多种性质，回答下列问题：
(1)浓H2SO4使蔗糖变黑，体现了浓H2SO4的什么性质___________。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为___________。
(2)浓H2SO4是常见的气体干燥剂，但它不能干燥H2S和HI，原因是___________。 (3)过量的锌与一定量浓H2SO4反应，随着硫酸浓度变稀得到的两种气体产物为___________。使一定量Zn与100 mL 18.4 mol/L浓H2SO4充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的混合气体33.6 L，则Zn的质量为___________g。
题型四：浓硫酸的性质探究实验
【变6】浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑。用如图所示装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。
B．等于0.45mol D．小于0.45mol
4
（1）这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方向）是____→___→____→____。（填装置的序号）
（2）装置①中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是______；装置①中要检验产物中有二氧化碳气体，则放入的药品是___________；实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_______，B瓶溶液的作用是_________，C瓶溶液的作用是______________。
【变7】某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。 ①．验证H2SO3的酸性比H2CO3强，甲同学设计下图装置。
（1）试剂X的作用是_______。
（2）当观察到_______,即证明H2SO3的酸性比H2CO3强。 ①．研究铁与硫酸的反应。 已知：浓H2SO4的沸点为338.2①。 a．乙同学设计如下表所示的实验1、2：
实验 1 2 螺旋状铁丝、浓硫酸 试剂 螺旋状铁丝、稀硫酸 现象 铁丝表面有大量气体产生。 铁丝表面迅速发黑(Fe3O4)，有少量气体产生，反应很快停止。 （3）上述实验中，铁丝绕成螺旋状的目的是_______。 （4）实验1中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为_______。 （5）实验2中的现象常被称为_______。 b．丙同学设计如图所示装置的实验3：
加热试管A,温度保持在250①~300①,产生大量气体，B中品红褪色，D处始终未检测到可燃性气体,实验结束后,检验到A的溶液中既有Fe3+又有Fe2+。
（6）A中产生的气体是_______;请设计实验方案检测装置A的溶液中含有Fe3+_______(简要说明操作、试剂、现象和结论)。
（7）分析实验1、2、3，可知影响铁和硫酸反应产物多样性的因素有_______。
5
【题1】下列有关硫及其化合物的说法错误的是 A．硫易溶于二硫化碳 B．S与Fe反应生成FeS C．SO3属于酸性氧化物 D．浓硫酸不能用于干燥SO2
【题2】在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是 A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分
【题3】下列有关浓硫酸的叙述正确的是 A．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
B．浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，说明硫酸完全反应
C．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化 D．浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2
【题4】利用如图几个装置(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2。下列说法正确的是
A．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2 B．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2 C．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成 D．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B
【题5】将一定量的锌与200 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到2 L，测得溶液中c(H+)＝1mol·L1，则下列
－
叙述中错误的是
A．反应中共转移电子3mol B．反应中共消耗锌97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4①1 D．稀释后的溶液中c（SO42―）=\"1.55\" mol·L－1
【题8】为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。 实验① 反应产物的定性探究
实验装置如图所示。(固定装置已略去)
（1）A中反应的化学方程式为
6
____________。
（2）F烧杯中的溶液通常是________________。
（3）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是______。
（4）实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是______。（5）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为_______。
实验① 反应产物的定量探究
（6）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，经查阅文献获得下列资料。 资料1：
硫酸（mol/L） 15 16 18 黑色物质出现的温度（①） 约150 约140 约120 黑色物质消失的温度（①） 约236 约250 不消失 资料2：X射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是_________。 a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个 b.硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质 c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15mol/L d.硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失
（7）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取该溶液25.00mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用bmol/LNa2S2O3溶液滴定生成的I2，3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g，则硫酸铜的产率为________。（已知：2Cu2++4I－＝2CuI+I2,2S2O32－+I2＝S4O62－+2I－）
【练1】下列有关SO3的说法中正确的是 A．标准状况下，1molSO3的体积约为22.4L B．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 C．将SO3加入BaCl2溶液无明显现象 D．SO2在空气中易被氧化为SO3
【练2】硫酸是一种重要的化工原料，下列关于硫酸的说法中不正确的是 A．硫酸可用于生产化肥、农药和炸药等 B．硫黄和黄铁矿可以作为制备硫酸的原料
C．工业制备硫酸时，SO2转化为SO3的反应需要在加热和催化剂存在的条件下进行 D．反应生成的SO3可以用水直接吸收来制备硫酸
【练3】如图所示，将浓硫酸滴至下列物质上，无明显现象的是（）
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A．蔗糖
【练4】如图是Cu与浓硫酸反应的实验装置。已知：铜片足量，浓硫酸（浓度为18molL1）为50mL。下列有关判断正确的是（）
A．装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2
B．装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中 C．品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体
D．装置C的作用是收集SO2
【练5】浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是( )
①红热的木炭 ①H2S气体 ①Cu ①FeO ①NH3 ①使木材炭化 ①CuSO4·5H2O ①对铁、铝的钝化 A．①①
【练6】下列各组气体在通常情况下既能用浓硫酸干燥又能用碱石灰干燥的是（） A．SO2、O2、CO C．CH4、H2、CO
【练7】下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是
A．喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境 B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色 C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体 D．反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)
【练8】下列说法正确的是
A．向HClO溶液中通入SO2，生成H2SO4，证明H2SO4的酸性比HClO强 B．SO2、H2S为含硫化合物，都可用浓硫酸干燥 C．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色
D．蔗糖遇浓H2SO4后变黑，膨胀，最后产生刺激性气味气体，说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和脱水性
【练9】如图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置。
CuSO4＋SO2↑＋2H2O B．HCl、Cl2、CO2 D．SO2、Cl2、O2
B．①①①①
C．①①①①①
D．以上答案均不正确
B．铝片
C．胆矾
D．纯碱
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(1)①中反应的化学方程式是___。
(2)①中饱和NaHSO3溶液的作用是除去①中挥发出的硫酸。加热一段时间后，①中溶液依然澄清，①中溶液褪色。若要立即终止铜与硫酸的反应，恰当的方法是___。 a.上移铜丝，使其脱离硫酸b.撤去酒精灯c.拔去橡胶塞倒出硫酸
(3)反应停止后，待装置冷却，把①取下后将其中溶液分成两份做如下实验：
第一份 第二份 加入试剂 加入NaOH溶液 加入氯水 现象 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 分析与解释 沉淀为___(写化学式) 沉淀为___(写化学式) (4)①中棉花团的作用是___(用离子方程式表示)。 (5)上述实验结束后，发现①中试管内有少量白色固体出现，冷却后将试管中的物质缓缓倒入水中，溶液呈蓝色。取少量蓝色溶液于试管中，滴加NaOH溶液至过量，出现的现象是___。
【练10】某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：
（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_______________________________________。（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是____________________________________。 （3）丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是____________________________________。
（4）A中加入的试剂可能是_______，作用是______________________；B中加入的试剂可能是_______，作用是______________________；E中加入的试剂可能是_______，作用是______________________。
（5）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：
C中：_________________________________________________________， D中：_________________________________________________________。
如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？__(填“能”或“不能”)，原因
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是________。
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