4.1.2 硫酸的工业制备和性质学案 高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第2课时硫酸的工业制备和性质锁定目标1.了解硫酸的工业生产过程2.认识浓硫酸的特性，了解浓.稀硫酸的性质差异；3.了解硫酸的应用和几种重要硫酸盐的用途识别目标1.是当今世界做重要的化工产品之一.的消费量被视为一个国家工业发达水平的一种标志.早在1000多年前,我国就已采用加热的方法制取硫酸.2.随着生产力的发展,硫酸的生产工艺几经改进,目前工业上主要采用接触发制硫酸.接触法制备硫酸的工艺包含三个步骤：流程 设备反应*为了防止形成酸雾，提高SO3的吸收率，常用98.3%的浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸3.纯硫酸是色液体，溶于水，能以任意比与水混溶，溶于水时大量的热。浓硫酸水，沸点，易挥发。4.浓H2S04的特性①吸水性：浓H2S04可水分子，可做剂，可用浓H2S04干燥的气体主要有。②脱水性：浓H2S04可使有机物中的以水的组成从有机物分子中“脱离”出来而被其吸收。浓H2S04对有机物有强烈的腐蚀性，当不慎在皮肤上沾上浓H2S04时应立即用大量的冲洗。③强氧化性：浓H2SO4的氧化性是分子中+6价的硫元素表现的，浓H2S04的还原产物一般为。a.与金属反应：除Au.Pt以外的绝大多数金属都能与H2S04作用，与Cu；b.常温下，浓H2S04可使Fe.Al，因此可用铁或铝的容器贮存浓H2S04。c.与非金属反应(与C.S)：，d.与某些还原性的化合物反应：H2S.HBr.HI都可被浓H2S04，故不可用H2S04干燥.5.取适量的蔗糖于小烧杯中，通过玻璃棒引流往蔗糖中加入浓硫酸。认真观察现象，并运用所学的知识分析这些现象说明了浓硫酸的哪些性质？攻克目标目标A浓、稀硫酸的性质例1.2008年11月19日新华网:山东恒邦公司排放的污水pH值根本不合格，所含氨氮.硫酸盐超标，这些成分与化工厂所生产的产品成分一致.主厂区位于路西，主要冶炼黄金.A.常温下，浓硫酸可以用铝罐贮存，说明浓硫酸强氧化性B.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象并闻到酸性气味的气体，说明浓硫酸具有脱水性和氧化性C.M+2H2SO4（浓）＝MSO4+SO2↑+2H2O(M表示Zn.Fe.Cu)D.硫酸工业制法中用98.3%的硫酸吸收SO3，而不用H2O或稀硫酸吸收SO3.目标B硫酸的工业生产过程例2.为了模拟工业生产硫酸的流程，某小组同学设计了如下装置（甲左侧的装置略）：（1）写出黄铁矿与氧气反应的化学方程式_________________________________________。（2）在工业生产中，与装置甲作用相同的设备名称是____________，与装置乙作用相同的设备名称是____________。（3）实验时先关闭K1.打开K2，过一会儿再打开K1.关闭K2，在装置乙和丙中产生白雾的是____________。（4）已知液体X既不易溶解硫的氧化物，也不易溶解氧气，则装置丁的作用是________________________。（5）本套装置中有一处明显的缺陷，请指出____________________________________，改进的方法是____________________________________。目标评估一.选择题1浓硫酸和2mol/L的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图，分析a

b曲线变化的原因是（）A.a升华.b冷凝

B.a挥发.b吸水

C.a蒸发.b潮解

D.a冷凝.b吸水2.在一定体积的18mol/L的浓硫酸中加入过量铜片并加热，被还原的硫酸为0.9mol，则浓H2SO4的实际体积（）A.等于50mL

B.大于50mL

C.等于100mL

D.大于100mL3.在硫酸工业的下列设备中，硫元素的价态不发生变化的是在()中A.沸腾炉B.接触室C.吸收塔D.三个设备中都有变化4.把浓硫酸滴入浓盐酸中,会有氯化氢气体逸出,对此现象的合理解释是（）A.氯化氢难溶于水B.浓硫酸有脱水性C.浓硫酸是一种高沸点的酸

D.浓硫酸溶于水放出大量的热,降低了氯化氢的溶解度5.如下图所示，小试管内壁盛有约3mL饱和CuS04溶液，与锥形瓶连接U型细管内盛有少量水(为便于观察，预先染成红色)，沿小试管的内壁小心地慢慢倒人约3mL浓硫酸，静置片刻。可观察到的现象或说法错误的()A.小试管内液体分成两层，上层蓝色，下层无色B.U型细管内左边液面下降，右边液面升高C.有少量固体析出D.以上现象都没有，无明显变化6.质量为mg的铜与浓硫酸发生反应，可得标准状况下的SO2VL，则被还原的硫酸有()A.m/64molB.m/32molC.98V/22.4gD.64V/22.4g二.填空题7.据我国科学家考证，在公元650～683年（唐高宗时），炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）而获得硫酸。若用化学方程式表示则为：.。8.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时，设计如下方案：方案操作现象和结论甲分别用玻棒蘸取两种酸液，涂抹在火柴梗上火柴梗变黑者为浓硫酸乙用试管分别取少量酸液，再各自加入铜片铜片溶解.溶液变蓝.有剌激性气体放出为浓硫酸丙各取少量，沿管壁加入到盛水的试管中，振荡试管变热者为浓硫酸丁分别用玻璃棒蘸取浓氨水靠近瓶口瓶口冒白烟者为浓硫酸戊用滴管吸取少量，滴加几滴到胆矾晶体上胆矾由蓝色变为白色者为浓酸酸(1)其中可行的是。（填序号）(2)其中方案稍作改进就是可行的，改进方法是。(3)完全错误的是，因为。9.硫酸是化学工业最重要的产品之一，工业制法如下：（1）生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为：2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫（加热装置已略去）。其中b为干燥的试管。检验试管b中得到的主要产物的方法是（结合离子方程式简要说明）。为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂是______________，所得硫酸的理论浓度（溶质的质量分数）为___________________。（2）随着化学工业的发展，“接触法”全面替代了“绿矾热分解法”，请你从综合效益的角度指出“接触法”制硫酸的优势：①生产成本低.②原料易得.③_____________.④________________.⑤_________________.⑥_________________（可不填满）。10.物质的转化关系如下图所示（有的反应可能在水溶液中进行）。其中A为化合物，甲可由两种单质直接化合得到，乙为金属单质，G为酸，乙在G的浓溶液中发生钝化。若A为硫酸工业的重要原料，C能使品红试液褪色，D的水溶液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀生成。则①工业上反应Ⅱ在中进行（填设备名称），工业上反应Ⅲ用于吸收E的试剂是。②反应I的化学方程式是。11.实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。（1）根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成______________________。根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成________________________。写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式_____________________________。（2）你在实验室中进行这个实验时，除了（1）小题中指到的实验现象外，还可以观察到许多其它的实验现象，请写出两种：____________________________________.___________________________________。（3）装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液，写出棉花中发生反应的化学方程式___________________________________。12.向铜片中加入某浓度的硫酸120mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，使之充分反应收集到标准状况下氢气2.24L，过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7.（1）求溶解的铜的质量。（2）求原硫酸的物质的量浓度。资源开发①一般来说，硫酸的质量分数大于60%，就具有一定的氧化性，且越浓氧化性越强；②温度也要影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，加热就可观察到明显现象。

甲同学利用上述装置，用实验来验证硫酸氧化性的上述结论（已知98%的浓硫酸的密度为1.84g·cm—3）。他先向试管B中加入5mL品红试液，向试管C.D中各加入5mL饱和澄清石灰水；向带支管的试管中放入铜粉和3mL水，然后从分液漏斗向支管试管中滴加98%的浓硫酸10滴（约0.5mL），加热至沸腾，这时支管试管中溶液颜色是否有明显变化？

（填“无”或“有”）。试用数据解释其原因：

。该同学用分液漏斗再向支管试管中加98%的浓硫酸10mL，并加热至沸腾，观察到的现象分别是：支管试管中

，B试管中

。

参考答案识别目标硫酸;硫酸;胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)流程设备反应生成二氧化硫沸腾炉S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO2接触氧化接触室2SO2+O22SO3SO3的吸收吸收塔SO3+H2O＝H2SO43.无色；油状；易；放出；大于；高；不。4.吸收;干燥;中性气体和与浓硫酸不反应的酸性气体;氢,氧元素;水;SO2Cu+2H2SO(浓)4CuSO4+SO2+2H2O;钝化C+2H2SO4(浓)4CO2+2SO2+2H2O;S+2H2SO4(浓)43SO2+2H2O;氧化5.蔗糖变黑，体积膨胀，产生疏松多孔的碳柱——浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水炭化用手触摸小烧杯外壁有烫的感觉，烧杯口有白雾——浓硫酸吸水放热，使水汽化闻到有刺激性气味——浓硫酸有强氧化性，将碳氧化为二氧化碳，自己被还原产生SO2攻克目标目标A浓、稀硫酸的性质例1.【思路分析】浓硫酸在常温下与铁铝发生钝化，体现浓硫酸的强氧化性，所以常温下铁和浓硫酸的反应很难进行下去，，但在常温下不与Cu反应，A对C错。在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象是浓硫酸将蔗糖脱水炭化，闻到酸性气味的气体是浓硫酸又将炭氧化成了二氧化碳，本身被还原成二氧化硫，说明浓硫酸具有脱水性和氧化性，B正确。硫酸工业制法中用98.3%的硫酸吸收SO3，而不用H2O或稀硫酸吸收SO3.是为了防止形成酸雾，D正确。所以选C。【解答】D学法秘诀浓硫酸还具有吸水性.脱水性.强氧化性等特性。稀硫酸能与活泼金属反应产生氢气，而冷的浓硫酸遇铁.铝等金属产生钝化作用，热的浓硫酸具有较强的氧化性，可将许多金属.非金属及某些还原性化合物氧化。在涉及硫酸的反应时，要注意分析在浓度不同时的反应情况：锌和浓硫酸反应时，如果锌过量，随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后，Zn仍能与稀硫酸反应生成氢气，得到的是SO2和H2的混合气体；Cu与浓硫酸反应时，如果Cu过量，随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后，两者将不再反应。目标B硫酸的工业生产过程例2.【解析】（4）丙，因为水不利于SO3的吸收，易产生酸雾。（5）使装置内的压强维持在一定范围，防止乙.丙装置内的液体倒吸，起安全瓶的作用。（6）缺少尾气处理装置，应该在丙.丁后连接盛有烧碱溶液的洗气瓶，以免污染环境。【答案】（1）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（2）接触室吸收塔（3）丙（4）使装置内的压强维持在一定范围，防止乙.丙装置内的液体倒吸（其他合理答案也给分）（5）缺少尾气处理装置，应该在丙.丁后连接盛有烧碱溶液的洗气瓶学法秘诀掌握以硫的转化为关系的反应原理FeS2→SO2→SO3→H2SO4，所用原料是黄铁矿（主要成分FeS2）或硫磺.空气.98.3%的硫酸。以工业制硫酸的基本原理为中心，掌握接触法制硫酸生产过程（三原料.三阶段.三方程.三设备.三净化）。目标评估1.B2.A3.C4.D5.D6.C7.CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；CuSO4CuO＋SO3；SO3＋H2OH2SO48.（1）甲、丙、戊（2）乙；小心给试管加热（3）丁硫酸是高沸点酸，没有挥发性。9.（1）①Ba2++SO42-=BaSO4↓，取少量溶液于试管中，滴入紫色石蕊试液，溶