硫酸的性质和制备.ppt

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1、专题专题4 4 硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展第一单元第一单元 含硫化合物的性质和应用含硫化合物的性质和应用硫酸的制备和性质硫酸的制备和性质1思考思考1请同学们思考如何从硫磺制取硫酸？请同学们思考如何从硫磺制取硫酸？S?H2SO4?请完成教材请完成教材90页交流与讨论页交流与讨论 0 +4 +6 +6S SO2 SO3 H2SO4 复习复习 上节课我们学习了酸雨的成因，现在大家上节课我们学习了酸雨的成因，现在大家写出酸雨形成过程中的化学反应方程式。写出酸雨形成过程中的化学反应方程式。SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4 途径途径1 1：途径途径2 2：2SO2+O

2、2 2SO3 SO3+H2O=H2SO4催化剂催化剂2怎样制取硫酸怎样制取硫酸流程图流程图H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2催化剂催化剂概括为：三个阶段，三个方程，三个设备概括为：三个阶段，三个方程，三个设备3工业上工业上接触法接触法制硫酸的原理制硫酸的原理 4FeS2+11 O2=2Fe2O3+8SO2 高高 温温第一第一阶段阶段：SO3 +H2O =H2SO4第三第三阶段阶段：沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔第第二阶段阶段：2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂工业用浓工业用浓H2SO4吸收吸收SO3一、硫酸的制备一、硫酸的制备44FeS2+11O2 =2Fe2O3+8S

3、O2高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：沸腾炉沸腾炉1.二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化 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？增大矿粉跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。增大矿粉跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。52.二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫接触室接触室（转化器）（转化器）400-500V2O52SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为什么叫接触法呢？为什么叫接触法呢？主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时

4、起反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。应的，接触室和接触法的名称由此而得。应的，接触室和接触法的名称由此而得。应的，接触室和接触法的名称由此而得。63.三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吸收塔吸收塔SO3+H2O=H2SO4为什么不用水而用硫酸来吸收三氧化硫？为什么不用水而用硫酸来吸收三氧化硫？三氧化硫与水化合时，放出大量热。易形成酸雾，三氧化硫与水化合时，放出大量热。易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收。产物叫不利于三氧化硫的吸收。产物叫发烟硫酸发烟硫酸主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：8硫酸工业生产流程自制动画沸沸 腾腾 炉炉

5、接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却硫酸工业生产的主要设备硫酸工业生产的主要设备9浓硫酸的稀释：浓硫酸的稀释：将浓硫酸沿器壁（广口容器）慢慢将浓硫酸沿器壁（广口容器）慢慢加入水中，边加边搅拌。加入水中，边加边搅拌。【思考】稀释浓硫酸应特别注意：【思考】稀释浓硫酸应特别注意：；。将浓硫酸向水中加入将浓硫酸向水中加入边加边搅拌边加边搅拌浓硫酸与浓硫酸与其它液体其它液体相互相互混合时也一定要注意上述两点。混合时也一定要注意上述两点。10 1 1、物理性质：、物理性质：1）色态味：）色态味：4）密）密 度度：3）溶解性：）溶解性：2）沸）沸 点：点：无色、无味粘稠状油状液体无色、无味粘稠

6、状油状液体大大高、难挥发高、难挥发与水以任意比混溶，溶解时放出大量的热。与水以任意比混溶，溶解时放出大量的热。二、硫酸的性质二、硫酸的性质质质 量量 分分 数数 为为 98%的的 浓浓 硫硫 酸酸，密密 度度 为为1.84g/cm3,物质的量浓度为物质的量浓度为 。18.4mol/L111 1指示剂：可以使紫色石蕊试液变红指示剂：可以使紫色石蕊试液变红2 2与碱反应：与碱反应：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O 3 3与金属反应：与金属反应：H2SO4+Zn=ZnSO4+H24 4与金属氧化物：与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O5 5与某些盐反应：与某些盐反应：H2

7、SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl 稀硫酸具有酸的通性，那么酸具有哪些稀硫酸具有酸的通性，那么酸具有哪些通通性性？举例说明。举例说明。H+OH-=H2O2H+Zn=Zn2+H2 2H+CuO=Cu2+H2OSO42+Ba2+=BaSO4 12为何稀硫酸具有这些性质呢为何稀硫酸具有这些性质呢?H2SO4 =2HSO42-浓硫酸中存在的主要是浓硫酸中存在的主要是硫酸分子硫酸分子，因而浓硫酸具有一些独特的性质。因而浓硫酸具有一些独特的性质。13CuSO45H2O 蓝色蓝色浓浓H2SO4CuSO4白色白色（1 1）吸水性）吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合，吸收现成的水是指浓硫酸直接与水分子结合，

8、吸收现成的水b.b.还能夺取结晶水合物中的结晶水还能夺取结晶水合物中的结晶水a.a.能吸收空气中的水分能吸收空气中的水分现象：现象：蓝色粉末变白色蓝色粉末变白色 实验实验11 向表面皿中加入少量向表面皿中加入少量CuSOCuSO4 45H5H2 2OO粉末粉末粉末粉末,再加入约再加入约3 3mLmL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。浓硫酸，搅拌，观察实验现象。2 2、浓硫酸的特性、浓硫酸的特性结论：结论：浓硫酸吸收了浓硫酸吸收了CuSO45H2O的水的水14现象现象:反应反应：结论结论1：浓硫酸将蔗糖中的氢、氧元素按水的比例脱去，反浓硫酸将蔗糖中的氢、氧元素按水的比例脱去，反应生成水应生成水2H2S

9、O4(浓浓)+C=CO2+2SO2+2H2O4）生成刺激性气味的气体）生成刺激性气味的气体。1）蔗糖变黑）蔗糖变黑2）体积急剧膨胀）体积急剧膨胀3）放出大量热）放出大量热实验实验2在烧杯中放入少量蔗糖，用少量水调成糊状，在烧杯中放入少量蔗糖，用少量水调成糊状，注入浓硫酸，用玻棒搅拌。注入浓硫酸，用玻棒搅拌。C12H22O11（蔗糖蔗糖）12C+11H2O浓硫酸浓硫酸脱水性脱水性：浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去，反应生成水比例脱去，反应生成水。15结论结论2：（3）强氧化性）强氧化性2H2SO4(浓浓)+C=CO2+2SO2+2H2O化合价降

10、低，得化合价降低，得4e-4e-化合价升高，失化合价升高，失4e4e-+6+4+40常温：与铁、铝钝化常温：与铁、铝钝化16稀硫酸和活泼金属反应生成什么？稀硫酸和活泼金属反应生成什么？它与铜等不活泼金属反应吗？它与铜等不活泼金属反应吗？问题探索问题探索浓硫酸在一定条件下能否和铜反应呢？浓硫酸在一定条件下能否和铜反应呢？17 实验实验33将一小块铜片放入试管中，然后加入将一小块铜片放入试管中，然后加入2ml2ml浓硫浓硫酸，用如图酸，用如图4-64-6所示实验装置进行实验，观察实验现象所示实验装置进行实验，观察实验现象 。现象现象：常温常温下下,无明显现象；无明显现象；加热加热后后,铜片溶解，有

11、气铜片溶解，有气泡生成，品红溶液褪色泡生成，品红溶液褪色,反应后生成物水溶液呈蓝色。反应后生成物水溶液呈蓝色。讨论讨论 在在反应中反应中浓硫酸浓硫酸表现什么性质表现什么性质?Cu+2H2SO4（浓）（浓）=CuSO4+SO2 +2H2O 0+6+4+2化合价升高，失化合价升高，失e e-化合价降低，得化合价降低，得e-e-结论：结论：酸酸性性强氧化性强氧化性18浓硫酸与稀硫酸的氧化性有何不同？浓硫酸与稀硫酸的氧化性有何不同？思考：思考：结论：结论：浓硫酸浓硫酸酸根部分酸根部分+6价价S易得电子有氧化性易得电子有氧化性 强氧化性强氧化性酸酸 稀硫酸稀硫酸酸电离出的酸电离出的H+有氧化性有氧化性

12、非强氧化性非强氧化性酸酸化合价降低，得化合价降低，得4e-4e-+6+4+402H2SO4(浓浓)+C=CO2+2SO2+2H2OH2SO4+Zn=ZnSO4+H2+10化合价降低，得化合价降低，得e-e-19：氧化大多数金属：氧化大多数金属：Cu+2H 2SO4（浓）（浓）=CuSO4+SO2+2H2O 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 +SO2+H2O结论结论：一般而言一般而言 能不能用浓硫酸和锌制取氢气？能不能用浓硫酸和锌制取氢气？为什么？写出反应方程式为什么？写出反应方程式Zn+2H2SO4（浓）（浓）=ZnSO4+SO2+2H2O浓硫酸主要以分子存在，其

13、强氧化性是浓硫酸主要以分子存在，其强氧化性是分子的氧化性，不是分子的氧化性，不是H+的氧化性的氧化性20注意：注意：因为强氧化性，在常温下铁、铝遇浓硫酸发生钝化因为强氧化性，在常温下铁、铝遇浓硫酸发生钝化应用：常温下可以用铁、铝容器储运浓硫酸应用：常温下可以用铁、铝容器储运浓硫酸21 与某些非金属单质与某些非金属单质(C、S等）反应等）反应 与某些化合物反应与某些化合物反应 H2S+H2SO4（浓）（浓）=SO2+2H2O+S化合价降低，得化合价降低，得6e-6e-化合价升高，失化合价升高，失6e6e-+6-2+402H2SO4(浓浓)+C=CO2+2SO2+2H2O化合价降低，得化合价降低，

14、得4e-4e-化合价升高，失化合价升高，失4e4e-+6+4+40强氧化性强氧化性221 1）、硫酸钙：）、硫酸钙：石膏（或生石膏）石膏（或生石膏）-CaSO-CaSO4 42H2H2 2O O 熟石膏熟石膏-2CaSO-2CaSO4 4HH2 2O O 2 2）、硫酸钡：）、硫酸钡：俗称俗称“重晶石重晶石”、“钡餐钡餐”、白色颜料白色颜料3 3）、硫酸亚铁：）、硫酸亚铁：FeSOFeSO4 47H7H2 2O O 俗称俗称“绿绿矾矾”三、几种重要的硫酸盐三、几种重要的硫酸盐2324 思考思考1浓硫酸具有难挥发性，浓硫酸具有难挥发性，若将装有浓硫酸的试剂瓶瓶塞打若将装有浓硫酸的试剂瓶瓶塞打开，

15、放置一段时间后，其浓度和开，放置一段时间后，其浓度和质量是否不变呢？质量是否不变呢？质量会质量会 ，浓度会，浓度会 。增加增加降低降低密封保存密封保存25思考思考2哪些气体可以用浓硫酸干燥？哪些气体可以用浓硫酸干燥？哪些气体不可以用浓硫酸干燥？哪些气体不可以用浓硫酸干燥？Why?H2、O2、N2、CO、CO2、SO2、HCl、Cl2等等碱性气体（碱性气体（NH3）还原性气体（还原性气体（H2S、HI、HBr）261 1、将下列现象中硫酸表现出来的性质写在空白处：、将下列现象中硫酸表现出来的性质写在空白处：、将下列现象中硫酸表现出来的性质写在空白处：、将下列现象中硫酸表现出来的性质写在空白处：l

16、(1)敞口放置浓硫酸时敞口放置浓硫酸时,质量增加质量增加,l(2)把把CuSO45H2O 晶体放入浓硫酸中晶体放入浓硫酸中,变白色变白色,l(3)浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变红色，后变黑色浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变红色，后变黑色l(4)把木屑放入浓硫酸中把木屑放入浓硫酸中,变黑变黑,吸水性吸水性吸水性吸水性酸性、强氧化性酸性、强氧化性脱水性脱水性2、储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，、储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，这体现浓硫酸的这体现浓硫酸的 （）A.脱水性和吸水性脱水性和吸水性 B.吸水性和酸性吸水性和酸性 C.强氧化性和吸水性强氧化性和吸水性 D.不挥发性与酸性不挥发性与酸性B2

17、7硫酸硫酸的制备和性质的制备和性质3.3.三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1.1.二氧化硫的的制取和净化二氧化硫的的制取和净化2.2.二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2 2SO3V2O54FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2高温高温设备：沸腾炉设备：沸腾炉设备：设备：接触室接触室设备：设备：吸收塔吸收塔SO3+H2O H2SO4 一、硫酸的制备一、硫酸的制备28（2 2）脱水性）脱水性（1 1）吸水性）吸水性2 2、浓硫酸的特性、浓硫酸的特性（3 3）强氧化性）强氧化性1 1、稀硫酸的具有酸的通性、稀硫酸的具有酸的通性二、硫酸的性质二、硫酸的性

18、质 Cu+2H 2SO4（浓）（浓）=CuSO4+SO2+2H2O 2H2SO4(浓浓)+C=CO2+2SO2+2H2O291 1）有浓硫酸参与的反应，大多数是氧化还原反应，反）有浓硫酸参与的反应，大多数是氧化还原反应，反应中浓硫酸应中浓硫酸作氧化剂。作氧化剂。2 2）浓硫酸氧化性比稀硫酸强）浓硫酸氧化性比稀硫酸强 。3 3）与）与非金属非金属单质反应体现：氧化性。单质反应体现：氧化性。与与金属金属单质反应体现：氧化性和酸性单质反应体现：氧化性和酸性 三、几种重要的硫酸盐三、几种重要的硫酸盐30 思思考考题题、向向50ml18mol/L的的H2SO4溶溶液液中中加加入入足足量量的的铜铜片片并并加加热热，充充分分反反应应后后，被被还还原原的的H2SO4的的物物质质的的量量A.等于等于0.45mol B.等于等于0.90molC.小于小于0.45mol D.在在0.45mol与与0.90mol之间之间分析分析：（：（1）n(H2SO4)=18mol/L50mL 10-3=0.90mol（3）随着反应的进行，浓硫酸转化为稀硫酸，便不再与随着反应的进行，浓硫酸转化为稀硫酸，便不再与 铜反应。铜反应。（2）Cu2H2SO4H2SO4（被还原）（被还原）若若0.90mol浓硫酸全部参加反应，则被还原的为浓硫酸全部参加反应，则被还原的为0.45mol.31