《硫酸的制備和性質(zhì)》課件

1、H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2V2O5第一步：第一步：第三步：第三步：第二步：第二步：工業(yè)生產(chǎn)硫酸的反應(yīng)原理工業(yè)生產(chǎn)硫酸的反應(yīng)原理4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2高溫高溫2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑SO3 + H2O=H2SO4造氣造氣接觸氧化接觸氧化SO3的吸收的吸收沸騰爐沸騰爐爐爐氣氣SO2、O2、N2、水蒸氣及、水蒸氣及一些雜質(zhì)，如一些雜質(zhì)，如As、Se等等的化合物的化合物、礦塵。礦塵。原原料料空氣空氣1. 造氣造氣原料：硫鐵礦原料：硫鐵礦(FeS2)4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2高溫高溫4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +

2、 8SO2高溫高溫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備： 沸騰爐沸騰爐爐爐氣氣SO2 O2 N2水蒸氣水蒸氣 砷和硒的化合物砷和硒的化合物礦塵礦塵使催化劑中毒、使催化劑中毒、堵塞設(shè)備堵塞設(shè)備對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響凈化措施：凈化措施： 除塵除塵洗滌洗滌干燥干燥1 . 造氣：二氧化硫的制取和凈化造氣：二氧化硫的制取和凈化為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？增大與空氣的接觸面積，使其充分燃燒，且加快燃燒速率增大與空氣的接觸面積，使其充分燃燒，且加快燃燒速率接觸室接觸室熱交換器熱交換器2. 接觸氧化接觸氧化2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑凈化后的

3、原凈化后的原料氣體料氣體冷冷SO2,空氣空氣SO2，SO3，空氣空氣凈化后的原凈化后的原料氣體料氣體熱熱催化劑催化劑預(yù)熱反應(yīng)預(yù)熱反應(yīng)氣，冷卻氣，冷卻生成氣生成氣2 . 接觸氧化：接觸氧化：SO2氧化成氧化成SO3接觸室接觸室 催化劑催化劑400-5002SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) 為什么叫接觸法呢？為什么叫接觸法呢？主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應(yīng)的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。反應(yīng)的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。3.三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收吸收塔吸收塔逆流原理應(yīng)用逆流原理

4、應(yīng)用SO3 + H2O=H2SO43 . 三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收吸收塔吸收塔SO3 + H2O = H2SO4為什么不用水而用濃硫酸來吸收為什么不用水而用濃硫酸來吸收SO3？三氧化硫與水反應(yīng)放出大量熱，直接用水吸收三氧化硫與水反應(yīng)放出大量熱，直接用水吸收三氧化硫易形成酸霧，而不利于三氧化硫的吸三氧化硫易形成酸霧，而不利于三氧化硫的吸收，因此，用收，因此，用98.3%的濃硫酸。的濃硫酸。主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：4.尾氣處理尾氣處理如何處理尾氣？如何處理尾氣？2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3氨水吸收氨水吸收(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH

5、4)2SO4 +H2O + SO2化肥化肥循環(huán)利用循環(huán)利用 接觸法制硫酸接觸法制硫酸沸沸 騰騰 爐爐接接 觸觸 室室吸吸 收收 塔塔凈凈化化冷冷 卻卻空氣空氣概括為：三階段，三反應(yīng)，三設(shè)備概括為：三階段，三反應(yīng)，三設(shè)備 純硫酸是一種無色油狀、純硫酸是一種無色油狀、難揮發(fā)難揮發(fā)的液體。的液體。 易溶于水，能以任意比與水混溶、易溶于水，能以任意比與水混溶、溶解時溶解時放出大量熱放出大量熱。 一、物理性質(zhì)一、物理性質(zhì) 1.在稀釋濃硫酸時，應(yīng)該注意哪些問題？在稀釋濃硫酸時，應(yīng)該注意哪些問題？將濃硫酸沿著容器壁緩慢的倒入水中將濃硫酸沿著容器壁緩慢的倒入水中用玻璃棒不斷攪拌，使熱量迅速散失用玻璃棒不斷攪拌

6、，使熱量迅速散失 2.濃硫酸沾到皮膚上應(yīng)該如何處理？濃硫酸沾到皮膚上應(yīng)該如何處理？先用干布擦去，再用大量水沖洗，最后用先用干布擦去，再用大量水沖洗，最后用3%5%的的NaHCO3溶液涂抹。溶液涂抹。稀硫酸稀硫酸( (H+SO42-) )具有酸的通性具有酸的通性二、化學(xué)性質(zhì)二、化學(xué)性質(zhì)1可以使紫色石蕊試液變紅可以使紫色石蕊試液變紅2與堿反應(yīng)：與堿反應(yīng)： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O3與與H之前的金屬反應(yīng)：之前的金屬反應(yīng)： H2SO4+Zn=ZnSO4+H24與金屬氧化物：與金屬氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O5與某些鹽反應(yīng)：與某些鹽反應(yīng)：H2SO4+BaCl2=Ba

7、SO4+2HCl1.吸水性吸水性濃硫酸中存在的主要是濃硫酸中存在的主要是硫酸分子硫酸分子，因而濃硫酸具，因而濃硫酸具有一些獨特的性質(zhì)。有一些獨特的性質(zhì)。氣體干燥劑氣體干燥劑濃硫酸濃硫酸氣體氣體 將濃硫酸敞口放置，其濃度會不會發(fā)生改變？將濃硫酸敞口放置，其濃度會不會發(fā)生改變？濃硫酸為什么可以做干燥劑濃硫酸為什么可以做干燥劑?SO2 、H2、O2、CO2、Cl2、HCl等。等。注意：注意：濃濃H2SO4 不可干燥堿性、不可干燥堿性、還原性氣體：還原性氣體： 如如NH3、 H2S 、 HBr、 HI等等【實驗【實驗1 1】固體由藍(lán)色變?yōu)榘咨腆w由藍(lán)色變?yōu)榘咨懙\為什么會變白膽礬為什么會變白?濃硫酸表

8、現(xiàn)什么性質(zhì)？濃硫酸表現(xiàn)什么性質(zhì)？吸水性吸水性向表面皿中加入少量膽礬，再加入約向表面皿中加入少量膽礬，再加入約3mL的的濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。CuSO45H2OCuSO4濃硫酸濃硫酸在小燒杯中放入在小燒杯中放入2g蔗糖蔗糖(C12H22O11) ，加入，加入5mL濃硫濃硫酸，用玻璃棒攪拌，觀察。酸，用玻璃棒攪拌，觀察。蔗糖變黑；體積膨脹，呈疏松多孔狀；有大量蔗糖變黑；體積膨脹，呈疏松多孔狀；有大量氣體產(chǎn)生；有刺激性氣味的氣體生成。氣體產(chǎn)生；有刺激性氣味的氣體生成?！緦嶒灐緦嶒? 2】2.脫水性脫水性濃硫酸濃硫酸有機(jī)物有機(jī)物(含含C、H、O 等等)將將H、O按按2

9、 1個數(shù)比脫去個數(shù)比脫去脫水性和吸水性的區(qū)別脫水性和吸水性的區(qū)別吸水性吸水性是原本有水；是原本有水；脫水性脫水性是原本無水，濃硫酸是原本無水，濃硫酸將氫和氧以：組成比結(jié)合成水脫去將氫和氧以：組成比結(jié)合成水脫去(1)與絕大多數(shù)與絕大多數(shù)金屬金屬反應(yīng)反應(yīng)常溫下，常溫下， Fe 、Al遇濃硫酸中會鈍化；加熱時可以與除遇濃硫酸中會鈍化；加熱時可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)。金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)。3.強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性Cu + 2H2SO4(濃濃) = CuSO4 + SO2 +2H2OCuH2SO4（濃）（濃）=CuOSO2H2OCuO H2SO4（濃）（濃）=CuSO4+H2O分步反應(yīng)分步反應(yīng)氧

10、化性氧化性酸性酸性+6+6+6+6+4+40 0+2+2總反應(yīng)總反應(yīng): :Cu2H2SO4（濃）（濃）=CuSO4SO22H2O+6+6+6+6+4+40 0+2+2總反應(yīng)總反應(yīng): :(2)與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)(如如C、P、S等等)C + 2H2SO4 (濃濃) = 2SO2+ CO2+2H2O(3)與低價化合物的反應(yīng)與低價化合物的反應(yīng)H2SO4(濃）濃）+ H2S = S+SO2 +2H2O表現(xiàn)表現(xiàn)氧化性氧化性稀稀H2SO4有氧化性嗎有氧化性嗎? 稀硫酸的氧化性稀硫酸的氧化性:H+的氧化性，酸的通性之一。的氧化性，酸的通性之一。濃硫酸的氧化性濃硫酸的氧化性:由由H2SO4分子中的分子中的

11、+6價價S引起的。引起的。濃硫酸的氧化性比稀硫酸濃硫酸的氧化性比稀硫酸強(qiáng)強(qiáng) !如何區(qū)別濃硫酸和稀硫酸如何區(qū)別濃硫酸和稀硫酸? ?密度法密度法 黏度法黏度法稀釋法稀釋法露置法露置法吸水法吸水法脫水法脫水法鈍化法鈍化法氧化法氧化法如何檢驗如何檢驗SO42- ?硫硫酸酸稀硫酸的性質(zhì)稀硫酸的性質(zhì)濃硫酸的特性濃硫酸的特性 脫水性脫水性 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性酸的通性酸的通性吸水性吸水性濃硫酸的物性濃硫酸的物性小結(jié)小結(jié)無色油狀液體無色油狀液體H H2 2SOSO4 4H H2 2O O高沸點，難揮發(fā)高沸點，難揮發(fā)與水任意比互溶與水任意比互溶FeSO47H2O FeSO4+7H2O 8世紀(jì)阿拉伯煉金家賈比爾發(fā)現(xiàn)，

12、世紀(jì)阿拉伯煉金家賈比爾發(fā)現(xiàn)，加熱綠礬加熱綠礬，所，所得氣體溶于水得硫酸。得氣體溶于水得硫酸。 公元公元650683年年(唐高宗時唐高宗時)，煉丹家孤剛子在，煉丹家孤剛子在黃帝九鼎神丹經(jīng)訣黃帝九鼎神丹經(jīng)訣中記載中記載“煉石膽取精華煉石膽取精華”，即，即加熱膽礬加熱膽礬制硫酸。制硫酸。 CuSO45H2O CuSO45H2OCuSO4 CuOSO3SO3H2O H2SO42FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3高溫高溫高溫高溫自然界中的自然界中的硫硫自然界中的硫元素主要以自然界中的硫元素主要以硫單質(zhì)硫單質(zhì)、硫化物硫化物、硫酸硫酸鹽鹽等形式存在。等形式存在。游離態(tài)游離態(tài)火山噴口火山噴口地殼巖層地殼巖

13、層化合態(tài)：化合態(tài)：以以硫化物、硫酸鹽硫化物、硫酸鹽等形式存在于礦石中等形式存在于礦石中硫硫火山噴口處的硫火山噴口處的硫黃色固體黃色固體，很脆，易研成粉末，熔沸點較低，很脆，易研成粉末，熔沸點較低，難溶于水、微溶于酒精、易溶于難溶于水、微溶于酒精、易溶于CS21.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：一一. .硫單質(zhì)硫單質(zhì)與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng)(大多數(shù)金屬大多數(shù)金屬)2Cu+S = Cu2S (黑色黑色)Fe+S = FeS (黑色黑色)Hg+S=HgS(常溫下反應(yīng)，除汞常溫下反應(yīng)，除汞)變價金屬為低價變價金屬為低價與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)2.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：既有既有氧化性，氧化性，又有又有還原性還原性2Na+

14、S = Na2S (或或研磨研磨) H2 + S = H2S點燃點燃2Ag+S=Ag2S（黑色、銀器變黑）（黑色、銀器變黑）硫在氧氣中燃燒硫在氧氣中燃燒3S6KOH = 2K2SK2SO33H2O S+O2 = SO2點燃點燃空氣中：淡藍(lán)色火焰空氣中：淡藍(lán)色火焰純氧中：明亮藍(lán)紫色火焰純氧中：明亮藍(lán)紫色火焰與某些化合物反應(yīng)與某些化合物反應(yīng)S+2H2SO4(濃濃) = 3SO2+2H2O與濃硫酸反應(yīng)與濃硫酸反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)（用于清除硫）與強(qiáng)堿反應(yīng)（用于清除硫）1.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：無色、有無色、有臭雞蛋氣味臭雞蛋氣味的氣體，可溶于水的氣體，可溶于水(1 2.6) ，有劇毒。，有劇毒。2.化學(xué)性質(zhì)：

15、化學(xué)性質(zhì)：水溶液叫氫硫酸，是一種二元弱酸，不穩(wěn)水溶液叫氫硫酸，是一種二元弱酸，不穩(wěn)定，易被氧化定，易被氧化H2S+Cl2=S +2HCl 可燃性可燃性H2S+2NaOH=Na2S+2H2O點燃點燃酸性酸性 (4) (4)熱分解熱分解 還原性還原性2H2S+3O2(足量足量)= 2SO2+2H2O二二. .硫化氫硫化氫H2S = H2 + S2H2S+O2(不足不足)= 2S+2H2O點燃點燃3.制備：制備：FeS+H2SO4=FeSO4+H2SS2- 2H+=H2S與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng) S2-+Cu2+=CuSS2-+Pb2+=PbS 檢驗檢驗S2-、H2S不溶于鹽酸、稀硫酸不溶于鹽酸、稀硫酸FeS不溶于水，但溶于酸不溶于水，但溶于酸制制H2S三、硫化物三、硫化物S2-H+ =HS-與酸反應(yīng)：與酸反應(yīng)：SO32-+H+=HSO3-SO32-+2H+= SO2+H2O實驗室制取實驗室制取SO2有還原性：有還原性： 2Na2SO3+O2=2Na2SO4有氧化性有氧化性SO32-2S2-+6H+=3S+3H2O（酸性）（酸性）四、亞硫酸鹽四、亞硫酸鹽（SO32-） FeS Na2SO3 Na2SO4 H2S S SO2 SO3 H2SO4 HgS H2SO3 BaSO4小結(jié)：硫及其化合物之間的