高中化学苏教版必修专题4硫及环境保护含硫化合物的性质硫酸的工业制法浓硫酸的性质

专题4硫与环境保护第一单元含硫化合物的性质第2课时硫酸的工业制法浓硫酸的性质硫硫化汞矿石（丹砂）

硫酸是当令世界上最重要的化工产品之一，美誉为“化学工业之母”，工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。早在1000年以前，我国就用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制硫酸，如：《黄帝九鼎神丹经诀》——“炼石胆取精华法”。硫酸的应用史和重要作用沸腾炉接触室吸收塔净化冷却一、硫酸的工业制备——接触法三原料三阶段三设备三反应(均放热)硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%的浓H2SO4造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)沸腾炉接触室吸收塔4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2S+O2==SO2SO3＋H2O===H2SO42SO2+O2

⇌2SO3

H2SO4SSO3SO2(1)(2)(3)思考并回答下列问题：（1）有哪些特殊的工艺要求？硫铁矿为什么要粉碎？（2）从沸腾炉中出来的气体中含有哪些杂质，怎样处理？（3）热交换器起什么作用？为什么控制温度在450℃？（4）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？（5）浓硫酸为什么要从上向下喷下？（6）会产生哪些废弃物？

硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%，制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法，工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少，燃烧生成的气体含杂质少，可免去气体净化的过程，制备过程也不产生矿渣。因此，硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿，具体选用何种硫酸制备工艺，应根据实际条件和要求进行决策。（1）原料廉价且稳定，降低运输成本。（2）从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。（3）制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量质尽可能加以循环利用，生副产物较少。（4）制备过程绿色，环保，不使用或生成对环境有害的物质。化学工业制备的要求一、硫酸的性质A、稀硫酸的化学通性1、可以使紫色石蕊试液变红2、与碱反应：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O3、与金属反应：

H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑5、与某些盐反应：4、与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2OH2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HClB、浓硫酸一)物理性质：1)色味态:2)密度：3)溶解性：4)沸点：无色、无味、粘稠的油状液体大与水任意比互溶。高，难挥发注：一高:

三大:沸点密度、溶解度、稀释热思考：浓硫酸的稀释？二）浓硫酸的特性1.吸水性实验：在试管中放入少量胆矾，再加入少量浓硫酸现象：由蓝色晶体变为白色粉末应用：作气体干燥剂（氯气、氢气、二氧化碳等）注：浓H2SO4不可干燥NH3、H2S、HBr、HI等CuSO4·5H2O+H2SO4(浓)=CuSO4+H2SO4·5H2O2.脱水性区分：1)吸水性2)脱水性----吸收现成的水----反应生成水实验2：蔗糖中加浓硫酸，并把产生的气体通入品红溶液现象：颜色白-棕-黑，体积膨胀，呈疏松海绵状试管壁热品红溶液褪色1、烧杯壁为什么是热的？2、为什么蔗糖会变黑？3、为什么体积会膨胀？4、表现了浓硫酸的什么性质？浓硫酸吸水放热蔗糖炭化有气体生成吸水性、脱水性『黑面包』实验（2）与金属反应①常温：与铁、铝钝化②加热：几乎与所有金属反应（金、铂除外）3.强氧化性（1）与非金属反应思考？如何验证产物？滴到蓝色石蕊试纸上，现象?滴到皮肤上，如何处理？2H2SO4（浓）＋C

CO2

＋2H2O＋2SO2

△注意：浓硫酸与金属反应时，产生的是相应的硫酸盐（高价）、二氧化硫和水；与非金属反应时，产物是该非金属的最高价氧化物（或酸）、二氧化硫、和水。[实验]在试管中放入一块铜片，加热。将生成的气体通入到品红溶液，然后加热品红溶液，把试管中反应后的溶液倒在水中稀释。现象：1）生成气体、品红溶液褪色，加热，红色复现2）试管中溶液稀释后呈蓝色反应：Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O△表现:氧化性酸性C+2H2SO4（浓）△CO2↑+2SO2↑+2H2OC与浓硫酸反应产物的鉴别（4）难挥发性：用于制挥发性强酸（盐酸、硝酸）2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl↑∆1.H2SO4(浓）+2HBr=Br2+SO2↑+2H2OH2SO4(浓）+2HI=I2+SO2↑+2H2O2.H2SO4(浓）+H2S=S↓+SO2↑

+2H2O（3）与低价化合物的反应明矾KAl(SO4)2·12H2O芒硝Na2SO4·10H2O常见的几种硫酸盐绿矾（FeSO4·7H2O）皓矾（ZnSO4·7H2O）常见的几种硫酸盐胆矾（又称蓝矾）硫酸钡晶体（重晶石）常见的几种硫酸盐二、几种重要的硫酸盐1、硫酸钙：石膏（或生石膏）---CaSO4·2H2O

熟石膏---2CaSO4·H2O

2、硫酸钡：俗称“重晶石”、“钡餐”、白色颜料······3、硫酸铜：CuSO4·5H2O俗称“蓝矾”“胆矾”三、浓硫酸的用途1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸不具有氧化性。(

)(2)将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀并有刺激性气味的气体生成,说明浓硫酸有脱水性和强氧化性。(

)(3)浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2。(

)(4)浓硫酸具有吸水性,所以浓硫酸可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体。(

)(5)铜不能置换出稀硫酸中的氢,但在加热条件下可置换出浓硫酸中的氢。(

)(6)Ba2+、Cu2+都属于重金属离子,可使人中毒。(

)答案:(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√随堂训练2.在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是(

)A.硫在空气中燃烧B.铜片与浓硫酸共热C.红热的木炭与浓硫酸反应D.亚硫酸钠与浓硫酸反应答案:A解析:硫在空气中燃烧生成SO2,硫被氧化;铜片与浓硫酸共热,浓硫酸被还原生成SO2;红热的木炭与浓硫酸反应,浓硫酸被还原生成SO2;亚硫酸钠与浓硫酸反应,没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。3.在下图所示的实验装置中,从实验开始到过一段时间后,对观察到的现象叙述不正确的是

(

)A.①中苹果块会干瘪

B.②中胆矾晶体表面有“白斑”C.③中小试管内有晶体析出

D.④中pH试纸变红答案:D解析:浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪;胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收,表面出现“白斑”;饱和硝酸钾溶液中的部分溶剂被浓硫酸吸收,溶液中有晶体析出;由于浓硫酸具有脱水性,会使pH试纸变黑。4.下列现象反映了硫酸的哪些主要性质?

(1)浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。

(2)敞口放置浓硫酸时，质量增加。

(3)锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。

(4)把铜片放入浓硫酸里加热，产生气体。

(5)利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。

(6)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。

(7)利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。脱水性吸水性酸性酸性和强氧化性难挥发性强氧化性强酸性5.(双选)下列叙述正确的是(

)A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性C.把足量铜粉投入只含2molH2SO4的浓硫酸中,充分加热后得到气体体积(标准状况下)不足22.4LD.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的