高中化学专题3基础材料和含硫化合物第三单元含硫化合物的性质和应用第二课时硫酸的制备和性质省公开课一等

第2课时硫酸制备和性质专题3

第三单元含硫化合物性质和应用1/32[学习目标定位]1.知道工业生产硫酸基本原理及生产过程中原料综合利用。2.熟知硫酸化学性质和浓硫酸特征。2/32新知导学达标检测内容索引3/32新知导学4/32依据上图回答以下问题：(1)填写以下各进口或出口物质名称：A

(如

)；B

；C

；D

。工业上接触法制硫酸主要设备及生产流程以下列图：一、硫酸制备含硫矿石FeS2炉渣二氧化硫、氧气尾气(SO2、O2)5/32三原料_______________________________________________三阶段造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)三设备_____________________三反应_____________________________________________________________________________________(2)接触法制硫酸分为三个阶段，填写下表：硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%浓H2SO4沸腾炉接触室吸收塔2Fe2O3＋8SO22SO3SO3＋H2O===H2SO46/32工业制硫酸注意事项(1)在沸腾炉中煅烧黄铁矿时，要把矿石粉碎，目标是增大黄铁矿与O2接触面积，使反应加紧，提升原料利用率。(2)炉气进入接触室前要净化，目标是除去炉气中杂质，预防催化剂中毒及对设备造成不利影响。(3)接触室内使用热交换器目标是利用SO2和O2反应放出热量预热输入设备气体，冷却反应后气体。(4)在吸收塔内用98.3%浓H2SO4吸收SO3而不是用水吸收原因是用水吸收SO3时，易形成酸雾，吸收速率慢，而用98.3%浓H2SO4吸收SO3时，吸收SO3速率快，不形成酸雾，吸收完全。归纳总结7/32例1在硫酸工业生产中，SO3吸收过程是在吸收塔(如图)中进行，吸收塔里还装入了大量瓷环。以下说法中不正确是A.从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流形式B.从②处喷下98.3%浓硫酸，瓷环作用是增大接触

面积C.从③处导出气体只含有少许SO2，可直接排入大气D.从④处流出是可用水或稀硫酸稀释浓硫酸答案解析√8/32解析

三氧化硫吸收通常使用98.3%浓硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时轻易形成酸雾，吸收速率慢，不利于三氧化硫吸收；气体吸收常采取逆流原理，这么有利于气、液充分接触，吸收效果好；从吸收塔上部导出气体是N2、没有起反应O2和少许二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以应用吸收剂吸收或循环使用。9/32例2工业上制硫酸设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔。下面装置是仿照工业上制备硫酸工艺流程设计出来，用于探究工业上为何采取98.3%浓硫酸吸收三氧化硫。请回答以下问题：(1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿反应方程式___________________________________。＋8SO2答案解析10/32解析

乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，因为该反应是一个可逆反应，故从乙装置中出来气体中含有SO2、O2、SO3；丙装置相当于吸收塔，用浓硫酸吸收SO3；丁装置是用水吸收SO3，SO3溶于水会放出大量热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本试验中缺乏尾气吸收装置。11/32(2)下图中乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中______、_______。(3)从乙装置中出来气体有______________。(4)丙装置作用为_________，丁中现象为___________。(5)本试验设计还存在较显著缺点是_________________。答案接触室吸收塔SO2、O2、SO3吸收SO3有酸雾产生缺乏尾气吸收装置12/321.吸水性(1)浓硫酸可吸收空气或其它气体中

、混在固体中湿存水、结晶水合物中结晶水。(2)惯用盛有浓硫酸洗气瓶干燥一些气体(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S等)。2.脱水性(1)浓硫酸可使有机化合物中

从有机物中“脱离”出来，结合生成

。二、浓硫酸特征水蒸气氢、氧元素按水组成水分子13/32①现象：蔗糖逐步变黑，体积膨胀，形成疏松多孔海绵状固体，放出有

气味气体，品红溶液褪色。②结论：浓硫酸含有脱水性，且能氧化碳单质，同时本身被还原为二氧化硫。(2)浓硫酸脱水性试验如图所表示：刺激性相关视频14/32①试验现象：a试管中铜丝表面

；b试管中品红溶液

；c试管中紫色石蕊溶液

；冷却后，将a试管里溶液慢慢倒入水中，溶液

。②铜与浓硫酸反应化学方程式____________________________________________。3.强氧化性(1)与金属铜反应变黑，有气泡逸出逐步变为无色逐步变为红色变为蓝色＋2H2O相关视频15/32(2)与铁、铝反应常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密氧化膜而钝化，从而阻止了酸与内层金属深入反应，所以常温下能够用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。(3)与非金属反应浓硫酸与木炭反应化学方程式：________________________________________。16/32浓硫酸强氧化性(1)浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属硫酸盐，本身普通被还原为SO2。但在常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。(2)浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。归纳总结17/32例3以下关于浓硫酸叙述正确是A.浓硫酸含有吸水性，因而能使蔗糖炭化B.蓝色胆矾晶体滴加浓硫酸时变为白色固体C.浓硫酸是一个干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D.常温下，浓硫酸不与铁、铝反应，所以能够用铁、铝制容器盛装浓

硫酸答案解析√18/32解析

浓硫酸含有脱水性，使蔗糖中H、O元素以水形式脱出，而使蔗糖炭化变黑，与吸水性无关，A错误；浓硫酸含有吸水性，能吸收胆矾晶体中结晶水，能够使蓝色胆矾晶体失水变为白色晶体，B正确；浓硫酸是一个酸，能和氨气反应，故不能干燥氨气，C错误；因为浓硫酸氧化性很强，常温下，铁和铝表面被氧化为致密氧化膜，D错误。19/32例4关于浓硫酸与铜反应，以下叙述正确是A.在反应中，浓硫酸只表现出氧化性B.此反应属于复分解反应C.在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性D.每1mol铜参加反应就有2mol硫酸被还原，同时生成1mol二氧化硫答案√20/32思维启迪(1)浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。(2)浓硫酸与不活泼金属反应时，伴随反应进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生气体为氢气。21/321.硫酸钙(1)化学式：生石膏

，熟石膏

。(2)熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固，转化为坚硬

。(3)石膏惯用于制作

和医疗上用

。在水泥生产中，可用石膏调整水泥

。2.硫酸钡(1)硫酸钡不轻易被

透过，在医疗上可用作检验肠胃内服药剂，俗称“

”。三、几个主要硫酸盐及其用途CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O生石膏各种模型石膏绷带凝结时间X射线钡餐22/32(2)硫酸钡可用作

，并可作高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶原料及填充剂。3.硫酸亚铁(1)硫酸亚铁结晶水合物俗称

，其化学式为

。(2)在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治

药剂。(3)在工业上它还是生产

和

原料。FeSO4·7H2O白色颜料缺铁性贫血铁系列净水剂绿矾颜料氧化铁红23/32学习小结24/32达标检测25/321.(·舟山市期末)以下物质：①CuSO4·5H2O

②FeSO4·7H2O③CaSO4·2H2O

④硫黄⑤FeS2，其中可用于制硫酸是A.只有⑤ B.④和⑤C.①②④⑤ D.全部答案12345√626/322.浓硫酸与以下物质作用时，只表现强氧化性是A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化C.红热木炭 D.氧化铝√答案解析123456解析

浓硫酸含有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现是脱水性；浓硫酸与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现其强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现是酸性。27/323.将浓硫酸慢慢滴入浓盐酸中，产生现象是A.产生黄绿色气体B.冒白雾，混合物温度升高C.液体四溅，冒白烟D.冒白雾，温度降低答案12345√628/324.以下关于浓硫酸叙述正确是

A.浓硫酸含有吸水性，因而能使蔗糖炭化B.浓硫酸在常温下可快速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一个干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化答案12345√6解析

蔗糖炭化原因是浓H2SO4含有脱水性；浓硫酸和铜反应时需要加热；浓硫酸不能干燥氨气，可与NH3反应。解析29/325.向50mL18mol·L－1H2SO4溶液中加入足量铜片，加热使之反应。则充分反应后，被还原H2SO4物质量A.小于0.45mol

B.等于0.45molC.