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第2课时硫酸的工业制备和浓硫酸的性质学习目标知识点一硫酸的工业制备.古代制法加热胆矶CuSO〃-5H2O或绿矶FeSOi-7H2制取硫酸.现代工业制备一一接触法工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如图:⑴下列各进口或出口物质的名称A含硫矿石(如FeSj;B炉渣;C二氧化硫、氧气;D尾气(SO
2、02)o⑵接触法制硫酸分为三个阶段工业制硫酸的注意事项.在沸腾炉中燃烧硫铁矿时要把矿石粉碎,目的是增大硫铁矿与02的接触面积使反应加快提高原料利用率.炉气进入接触室前要净化,目的是除去炉气中的杂质,防止催化剂中毒及对设备造成不利影响.接触室内使用热交换器的目的是利用SO和反应放出的热量预热输入设备的气体冷却反应后生成的气体.在吸收塔内用
98.3%的浓H2so4吸收S03而不是用水吸收的原因是用水吸收S03时,易形成酸雾吸收速率慢而用
98.3%的浓H2s(X吸收S03时吸收S03的速率快不形成酸雾吸收完全(以下选择题有1个或2个选项符合题意)
1.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两者都正确的是(CD)A.硫铁矿煨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SOC.SO2氧化成S03SO2不能全部转化为S03D.SO3用
98.3%的浓H2so4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使S03吸收完全解析:将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积使燃烧更快、更充分并不是大块硫铁矿不能燃烧;从沸腾炉出来的气体除S02外还有等;S02转化为S03为可逆反应正、逆反应同时进行故S02不可能全部转化为S()3;S()3转化为h2so4若直接用水吸收会形成大量酸雾导致S03吸收不完全工业生产中用
98.3%的浓硫酸吸收则不会出现酸雾吸收SO更充分
2.在硫酸工业生产中SO-的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的吸收塔里还装入了大量瓷环下列有关说法不正确的是(C)A.从
①处通入S03整个吸收操作采取逆流的形式B.从
②处喷下
98.3%的浓硫酸瓷环的作用是增大接触面积C.从
③处导出的气体只含有少量S02可直接排入大气D.从
④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸解析:首先明确该装置(设备)在吸收S03过程中是采用逆流原理进行吸收的,即
98.3%的浓硫酸是从吸收塔顶喷下而S03是从吸收塔底部通入的这样有利于气、液的充分接触,吸收效果好从吸收塔上部导出的气体是反、没有起反应的2和少量S02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知识点二浓硫酸的性质.浓硫酸的三大特性1吸水性
①实验探究
②含义:浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水
③应用浓硫酸常用作干燥剂如干燥与其不反应的气体⑵脱水性
①实验探究
②含义:浓硫酸能把有机物中的氢、氧元素按水的原子组成比脱去常常剩余黑色的炭
③应用在有些反应中作脱水剂如HCOOH浓Hzso-cof+H20o⑶强氧化性
①与金属的反应浓硫酸能与绝大多数金属发生反应如与铜反应a.铜片慢慢溶解b.铜片表面有气泡逸出c.品红溶液逐渐变为无色d.把反应试管里的溶液慢慢倒入水中溶液变为蓝色浓硫酸具有强氧化性Cu和浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2sO’(浓)ACuSOi+SOt+2艮0
②常温下,冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化
③与非金属的反应:加热时与木炭反应的化学方程式为C+2H2s0(浓)4co2t+2SO2t+2乩
0.硫酸的用途化肥、医药、农药的生产,金属矿五的处理,金属材料的表面清洗[想一想]如何稀释浓硫酸提示:稀释浓H2so4的方法是把浓H2s
0.4沿玻璃棒(或器壁)慢慢注入水中并不断搅拌而不是把水注入浓硫酸中
3.几种重要的硫酸盐
1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别由此看出两者的根本区别在于物质本身是否存在水分子.浓硫酸的强氧化性⑴本质浓硫酸具有强氧化性是因为H2sOi分子中+6价的硫元素具有很强的得电子能力稀硫酸的氧化性表现在溶液中的中得电子被还原因H2sCh分子中+6价硫氧化性大于H+故浓硫酸比稀硫酸氧化性强⑵反应规律
①Fe、Al的钝化常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象
②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性生成硫酸盐和S02硫酸浓度变小后生成的气体为H2o
③与不活泼金属和非金属反应的规律a.反应需要加热,否则不反应b.还原产物一般是S02一般金属被氧化为高价态的硫酸盐非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸c.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d.随着反应的进行浓硫酸浓度变小一旦变为稀硫酸反应即停止
④与具有还原性的化合物反应如与H2S、HI、HBr、FeC12等物质反应.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应:Cu+2H2so4(浓)4CuS04+SO2t+2H2O用如图所示装置进行有关实验下列说法错误的是(A)A.浓硫酸变稀后可与铜反应生成氢气B.b试管中品红溶液逐渐变为无色c试管中紫色石蕊溶液逐渐变为红色a试管中铜丝表面有气泡生成解析:随反应进行浓硫酸浓度逐渐变小稀硫酸与铜不反应故A错误;反应生成的二氧化硫能使品红溶液褪色故B正确;二氧化硫与水反应生成亚硫酸溶液为酸性能使紫色石蕊溶液变红故C正确;铜跟浓硫酸的反应生成二氧化硫有气泡生成故D正确
2.下列有关浓硫酸的叙述正确的是(B)
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后铜片有剩余硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸与过量的铜加热反应后硫酸会有剩余
⑤浓硫酸是一种干燥剂能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后铁片有剩余生成的气体除水蒸气外只有S02
⑦浓硫酸具有强氧化性常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性SO2具有还原性所以浓硫酸不能干燥S02A.
①②⑤B.
①④C.
⑥⑦⑧D.
③④解析:
①浓硫酸具有强氧化性在常温下能够使铁、铝等金属钝化
①正确;
②Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸稀硫酸不与铜反应
②错误;
③浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化
③错误;
④Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸稀硫酸不与铜反应,但能与铁反应放出H2
④正确;
⑤浓硫酸是一种干燥剂能够干燥氢气等气体,氨气是碱性气体和浓硫酸反应不能用浓硫酸干燥
⑤错误;
⑥根据以上分析可知浓硫酸与铁加热反应后铁片有剩余生成的气体除水蒸气外还有氢气和S02
⑥错误;
⑦浓硫酸具有强氧化性常温下与Cu不反应加热时才能反应
⑦错误;
⑧浓硫酸中的硫为+6价二氧化硫中的硫为+4价无中间价态两者不反应浓硫酸可以干燥SO2
⑧错误;故选Bo课程标准学业评价.了解工业制取硫酸的原理及硫酸盐的存在形式.了解浓硫酸的主要性质.能用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性.能通过浓、稀硫酸性质的差异认识浓度、反应条件对反应产物的影响.能认识硫酸在生产中的应用及其对生态环境的影响素养解读.证据推理与模型认知:通过物质类别和硫元素化合价变化的角度认识硫酸的性质,促进学生“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展.科学探究与创新意识:通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性及硫酸根离子的检验等,培养学生科学探究精神和创新意识.科学态度与社会责任:通过了解硫酸的用途及其对环境的影响,培养学生良好的社会责任感三原料三设备三阶段三反应硫黄或含沸腾炉S02的制取和净化4FeS2+1102a®2Fe203+8S02硫矿石、空气、
98.3%接触室S02氧化成S03催化剂、2SO2+O2△2S03的浓硫酸吸收塔S03的吸收SO3+H2O——H2s4实验操作实验现象实验结论13mL表面皿『浓H2s40CuS04・5HQ蓝色晶体变成直色粉末CuS04•5H2O望”CUSO4+5H2O浓硫酸具有吸水性实验操作实验现象实验结论3mL1浓H2SO4rtih2g矗:NaOH蔗相溶液溶液a.蔗糖逐渐变黑,体积膨胀形成疏松多孔的海绵状的炭b.品红溶液褪色浓硫酸具有脱水性和强氧化性且能氧化碳单质本身被还原硫酸卦mr俗称颜色用途硫酸钙生石膏CaS04・2H20白色各种模型,医疗上石膏绷带水泥生产中调熟石膏2CaS04・H20白色节水泥的凝结时间硫酸领重晶石BaS04白色白色颜料、医疗上“领餐”、油漆、油墨、造纸、橡胶的原料及填充剂硫酸绿矶浅绿生产防治缺铁性贫血的药剂生产铁系列亚FeS04•7H20色净水剂及颜料氧化铁红的原料铁。