优质课-硫酸的制备和性质

1、硫酸的制备和性质硫酸的制备和性质 硫酸是当今世界上最重要的化工产品之硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一一 ，美誉为美誉为化学工业之母化学工业之母，工业上常用硫工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。力。 早在早在10001000多年前，人类就已采用加热胆矾多年前，人类就已采用加热胆矾(CuSO(CuSO4 45H5H2 2O)O)或绿或绿矾矾(FeSO(FeSO4 47H7H2 2O)O)的方法的方法制取硫酸。制取硫酸。在公元在公元650683年年 “炼石胆取精华法炼石胆取精华法” 黄帝九鼎神丹经诀黄帝九鼎神丹经诀18世纪世纪40年代前，欧洲很

2、多地方用绿矾（年代前，欧洲很多地方用绿矾（FeSO47H2O） 为原料，放在蒸馏釜为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。中煅烧而制得硫酸。(所以硫酸也叫绿矾油）所以硫酸也叫绿矾油）CuSO45H2O = CuO + SO3 + 5H2O2FeSO47H2O = Fe2O3 + SO2 + SO3 +14 H2O SO3 + H2O = H2SO4SO3 + H2O = H2SO4 随着生产力的发展，硫酸的生随着生产力的发展，硫酸的生产工艺几经改进，目前工业上主产工艺几经改进，目前工业上主要采用要采用接触法制硫酸接触法制硫酸。现代工业怎样制取硫酸？现代工业怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFe

3、S2H2OO2O2O2黄铁矿的主要成分是黄铁矿的主要成分是 FeSFeS2 2 （二硫化亚铁）（二硫化亚铁）接 触 法 制 硫 酸1 . 二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：沸腾炉沸腾炉讨讨论论 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？ 矿粒细小，跟空气接触面积大，燃烧矿粒细小，跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。充分，燃烧快。 为什么要从炉底通入强大空气流？为什么要从炉底通入强大空气流？ 使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，反应完全，提高

4、原料的利用率。反应完全，提高原料的利用率。接 触 法 制 硫 酸2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：接触室接触室 （转化器）（转化器）（400-500, V2O5催化剂）催化剂）2SO2(气气) + O2 (气气) 2SO3 (气气) 二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。接触室和接触法的名称由此而得。接 触 法 制 硫 酸3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔 SO3 + H2

5、O = H2SO4 工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？ 为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用用 98. 3 % 的浓硫酸吸收三氧化硫的浓硫酸吸收三氧化硫 三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。硫的吸收。硫酸工业生产流程动画 硫酸的工业生产沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却浓硫酸的物理性质浓硫酸的物理性质无色粘稠的油状液体无色粘稠的

6、油状液体高沸点（高沸点（338338）不易挥发，不易挥发，98.3%98.3%的浓硫酸密度的浓硫酸密度1.84 gcm1.84 gcm3 3，密度比水大密度比水大与水互溶，溶于水时放出大量热。与水互溶，溶于水时放出大量热。 化学性质化学性质稀硫酸的性质稀硫酸的性质酸的通性酸的通性与指示剂反应：与指示剂反应：使紫色石蕊变红，无色酚酞不变色使紫色石蕊变红，无色酚酞不变色与与H H前的金属反应置换出氢气：前的金属反应置换出氢气：FeH2SO4FeSO4H2与金属氧化物反应生成盐和水：与金属氧化物反应生成盐和水：Fe2O33H2SO4Fe2(SO4)33H2O与碱反应生成盐和水：与碱反应生成盐和水：2

7、Al(OH)33H2SO4A12(SO4)36H2O与盐反应生成新的盐和新的酸：与盐反应生成新的盐和新的酸：BaCl2H2SO4BaSO42HCl吸水性吸水性打开一瓶浓硫酸，经过一段时间打开一瓶浓硫酸，经过一段时间发现变重了，这是什么原因？发现变重了，这是什么原因？ 浓硫酸不仅能吸收现成的水分子浓硫酸不仅能吸收现成的水分子 也能吸收也能吸收结晶水合物结晶水合物中的水分子中的水分子气体气体干燥剂干燥剂长长进进短短出出浓硫酸的浓硫酸的特性特性浓硫酸作干燥剂浓硫酸作干燥剂1. 1. 不能干燥碱性气体：不能干燥碱性气体：NHNH3 32.2.不能干燥还原性气体：不能干燥还原性气体： H2S、HI、HB

8、r3.3.能够干燥：能够干燥： SO2、HCl、 CO2、 H2、 O2等等取取2g蔗糖放入大试管中，加入约蔗糖放入大试管中，加入约50ml浓浓硫酸，迅速搅拌，然后带上玻璃导管的硫酸，迅速搅拌，然后带上玻璃导管的橡胶塞，将玻璃导管的中一端插入有品橡胶塞，将玻璃导管的中一端插入有品红溶液的试管中，观察实验现象。红溶液的试管中，观察实验现象。实实 验验蔗糖变黑；蔗糖变黑；体积膨胀；体积膨胀；放出大量热；放出大量热；产生有酸味、刺激性的气体。产生有酸味、刺激性的气体。 现象：现象：脱水性脱水性蔗糖炭化蔗糖炭化浓硫酸吸水放热浓硫酸吸水放热(吸水性吸水性)？ 浓硫酸能按水的组成比脱去有浓硫酸能按水的组成

9、比脱去有机物中的机物中的氢氢、氧氧元素，使有机物元素，使有机物最终变成黑色的炭最终变成黑色的炭原因：原因：浓硫酸具有脱水性，使蔗糖浓硫酸具有脱水性，使蔗糖中中H H与与O O按按2:12:1比例失去。比例失去。现象：现象：生成疏松多孔的黑色物质，同时又有刺激生成疏松多孔的黑色物质，同时又有刺激性气味气体生成性气味气体生成。探究试验：探究试验：浓硫酸与蔗糖浓硫酸与蔗糖脱水性与脱水性与吸水性有吸水性有何差别何差别? ?脱脱水性水性2222SOO2H2CO 4SO2HC 浓C12H22O11 蔗糖浓硫酸 C + H2O强氧化性强氧化性C + 2HC + 2H2 2SOSO4 4（浓）（浓）COCO2

10、 2+ 2SO+ 2SO2 2+2H+2H2 2O O还原剂还原剂氧化剂氧化剂失去失去 4e得到得到 2 22e2e注意：注意：浓硫酸能按水的组成比脱去纸屑、棉花、锯末浓硫酸能按水的组成比脱去纸屑、棉花、锯末 等有机物中的氢、氧元素等有机物中的氢、氧元素, ,使这些有机物碳化。使这些有机物碳化。 如果皮肤沾上浓硫酸，会引起严重的灼伤。所如果皮肤沾上浓硫酸，会引起严重的灼伤。所 以，当不慎在皮肤上沾上浓硫酸时，不能先用以，当不慎在皮肤上沾上浓硫酸时，不能先用 水冲洗，而要用干布迅速拭去，再用大量水冲洗。水冲洗，而要用干布迅速拭去，再用大量水冲洗。 浓硫酸在加热的条件下能将多种浓硫酸在加热的条件下

11、能将多种氧化生成氧化生成最高价氧化物最高价氧化物或或对应的酸对应的酸。探究试验：探究试验： 浓硫酸与铜浓硫酸与铜Cu + 2H2SO4（浓）（浓）= CuSO4+ SO2 +2H2O 常温下常温下, ,无明显现象无明显现象加热后加热后, ,品红溶液褪色品红溶液褪色, ,向反应后的溶液中加水，向反应后的溶液中加水，溶液溶液变蓝色。变蓝色。现象现象: :生成生成SOSO2 2气体气体生成生成CuSOCuSO4 4溶液溶液（氧化性）（氧化性）（酸性）（酸性）强氧化性强氧化性金属单质金属单质+ +浓硫酸浓硫酸硫酸盐硫酸盐 + SO+ SO2 2+ H+ H2 2O O 加热时加热时，浓，浓H H2 2SOSO4 4可氧化绝大多数金属可氧化绝大多数金属(Au(Au、PtPt等等除外除外) )，且能将