硫酸的制備和性質(zhì)上課

1、 專題專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展硫、氮和可持續(xù)發(fā)展第一單元第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用硫酸的制備和性質(zhì)硫酸的制備和性質(zhì)我國古代制硫酸的方法：我國古代制硫酸的方法：322SOSO3OFe 42FeSO3SOCuO 4CuSO加熱膽礬加熱膽礬(CuSO45H2O)或綠礬（或綠礬（FeSO47H2O)現(xiàn)代工業(yè)怎樣制取硫酸？現(xiàn)代工業(yè)怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黃鐵礦的主要成分是黃鐵礦的主要成分是 FeSFeS2 2 （二硫化亞鐵）（二硫化亞鐵）一、硫酸的工業(yè)制法一、硫酸的工業(yè)制法接觸法制硫酸接觸法制硫酸1二氧化硫的制取和凈化（二氧化硫的制取

2、和凈化（沸騰爐沸騰爐）2 2二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫（接觸室）二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫（接觸室）3三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）SO3 + H2O =H2SO4S+O2 SO24FeS2+11O2 = 2 Fe2O3+8SO2 點燃點燃2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑加熱加熱高溫高溫接 觸 法 制 硫 酸1 . 二氧化硫的制取和凈化二氧化硫的制取和凈化4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高溫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：沸騰爐沸騰爐討討論論 為什么要將黃鐵礦粉碎成細小礦粒？為什么要將黃鐵礦粉碎成細小礦粒？增大增大跟空氣接觸

3、面積，燃燒充分，燃燒快。跟空氣接觸面積，燃燒充分，燃燒快。 為什么要從爐底通入強大空氣流？為什么要從爐底通入強大空氣流？ 使礦粒與空氣接觸更充分，燃燒快，使礦粒與空氣接觸更充分，燃燒快，反應(yīng)完全，提高原料的利用率。反應(yīng)完全，提高原料的利用率。接 觸 法 制 硫 酸1 . 二氧化硫的制取和凈化二氧化硫的制取和凈化4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2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

4、干燥干燥N2接 觸 法 制 硫 酸2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：接觸室接觸室 （轉(zhuǎn)化器）（轉(zhuǎn)化器）熱交換器的工作原理熱交換器的工作原理 內(nèi)有許多平行的金屬管道或蛇管內(nèi)有許多平行的金屬管道或蛇管（400-500, V2O5催化劑）催化劑）2SO2 + O2 2SO3 二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應(yīng)的，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。接觸室和接觸法的名稱由此而得。 反應(yīng)后反應(yīng)后熱熱的的SO3蒸汽在蒸汽在管內(nèi)管內(nèi)自自上上而下流過而下流過 冷冷的的SO2與與O2混合氣體在混合氣體在

5、管外管外由由下下而上流過而上流過通過管壁進行熱交換通過管壁進行熱交換接 觸 法 制 硫 酸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主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：吸收塔吸收塔 SO3 + H2O = H2SO4 工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？ 為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？用用 98. 3 % 的濃硫酸吸收三氧化硫的濃硫酸吸收三氧化硫 三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化作吸收劑時，

6、易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化硫的吸收。硫的吸收。硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程動畫一、硫酸的工業(yè)生產(chǎn)沸沸 騰騰 爐爐接接 觸觸 室室吸吸 收收 塔塔凈凈化化冷冷 卻卻接 觸 法 制 硫酸 小 結(jié)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三三步驟步驟1 . 1 . 二氧化硫的的制取和凈化二氧化硫的的制取和凈化2 . 2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫三方程三方程三設(shè)備三設(shè)備高溫高溫V2O52SO2 +O2 2SO34FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2沸騰爐沸騰爐接觸室接觸室吸收塔吸收塔SO3 +H2O H2SO4 濃硫酸的物理性質(zhì)濃硫酸的物理

7、性質(zhì)無色粘稠的油狀液體，無色粘稠的油狀液體，沸點沸點高高，難難揮發(fā)，揮發(fā)，98.3%98.3%的的H H2 2SOSO4 4 密度密度1.84 gcm1.84 gcm3 3，與水互溶，溶于水時放出大量熱。與水互溶，溶于水時放出大量熱。 稀硫酸的性質(zhì)：稀硫酸的性質(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與金屬反應(yīng)：與金屬反應(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=BaSO4+2HCl 請你回憶初中學(xué)習(xí)

8、過的稀硫酸的性質(zhì)和應(yīng)用請你回憶初中學(xué)習(xí)過的稀硫酸的性質(zhì)和應(yīng)用 二元強酸，具有酸的通性。二元強酸，具有酸的通性。 二.濃硫酸的特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的濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。的濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。實實 驗一驗一1、吸水性、吸水性用途：可用作干燥劑用途：可用作干燥劑現(xiàn)象：藍色的膽礬變成了白色的粉末現(xiàn)象：藍色的膽礬變成了白色的粉末CuSO45H2OCuSO4濃硫酸濃硫酸原理原理哪些氣體可以用濃硫酸干燥？哪些氣體可以用濃硫酸干燥？ H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、 SO2、HCl、Cl2堿性氣體（堿性氣體（NH3）、）、還原性氣體

9、（還原性氣體（H2S、HI、HBr）思考思考：哪些氣體不可以用濃硫酸干燥？：哪些氣體不可以用濃硫酸干燥？2、脫水性取取2g蔗糖放入大試管中，加入約蔗糖放入大試管中，加入約50ml濃硫濃硫酸，迅速攪拌，然后帶上玻璃導(dǎo)管的橡膠酸，迅速攪拌，然后帶上玻璃導(dǎo)管的橡膠塞，將玻璃導(dǎo)管的一端插入有品紅溶液的塞，將玻璃導(dǎo)管的一端插入有品紅溶液的試管中，觀察實驗現(xiàn)象。試管中，觀察實驗現(xiàn)象。實實 驗驗脫水性和吸水性的區(qū)別脫水性和吸水性的區(qū)別把有機物中把有機物中的氫、氧原子按的氫、氧原子按2 2：1 1的個數(shù)比脫去，而生成水的個數(shù)比脫去，而生成水現(xiàn)象：現(xiàn)象：蔗糖變黑；體積膨脹蔗糖變黑；體積膨脹，呈疏松多孔狀，呈疏松

10、多孔狀；放；放出大量熱；品紅溶液褪色，產(chǎn)生有刺激性出大量熱；品紅溶液褪色，產(chǎn)生有刺激性氣味氣味氣氣體。體。 2222SOO2H2CO 濃4SO2HC ）（原理：原理：3、強氧化性實驗實驗 將一小塊銅片放入試管中，然后加將一小塊銅片放入試管中，然后加入入2ml濃硫酸，加熱觀察實驗現(xiàn)象。濃硫酸，加熱觀察實驗現(xiàn)象。2H2H2 2SOSO4 4（濃）（濃） + Cu = CuSO+ Cu = CuSO4 4 + SO + SO2 2 +2H+2H2 2O O現(xiàn)象：加熱能反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色，現(xiàn)象：加熱能反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色，溶液稀釋后呈溶液稀釋后呈藍色藍色。A.加熱加熱條件下條

11、件下，濃，濃H2SO4能氧化大多數(shù)金屬能氧化大多數(shù)金屬(除除Au、Pt)，一般不產(chǎn)生一般不產(chǎn)生H2；B.常溫，濃常溫，濃H2SO4使使 Fe、Al鈍化鈍化 ；C.濃濃H2SO4與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng),表現(xiàn)酸性和氧化性表現(xiàn)酸性和氧化性有濃硫酸參與的反應(yīng)有濃硫酸參與的反應(yīng)，大多數(shù)是氧化還原反應(yīng)大多數(shù)是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中濃硫酸反應(yīng)中濃硫酸作氧化劑作氧化劑2222SOO2H2CO 濃4SO2HC ）（三、硫酸鹽三、硫酸鹽幾種重要的硫酸鹽vCaSOCaSO4 422H H2 2O O 生石膏生石膏v2 2CaSOCaSO4 4HH2 2O O 熟石膏熟石膏vBaSOBaSO4 4 重晶石重晶石vCuSO

12、CuSO4 455H H2 2O O 膽礬或藍礬膽礬或藍礬vFeSOFeSO4 477H H2 2O O 綠礬綠礬vKAl(SOKAl(SO4 4) )2 21212H H2 2O O 明礬明礬vNaNa2 2SOSO4 41010H H2 2O O 芒硝芒硝a 敞口放置濃硫酸時敞口放置濃硫酸時,質(zhì)量增加質(zhì)量增加, b 把把CuSO45H2O 晶體放入濃硫酸中晶體放入濃硫酸中,變白色變白色, c 濃硫酸能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變黑濃硫酸能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變黑d 把木屑放入濃硫酸中把木屑放入濃硫酸中,變黑變黑,_e 銅與濃硫酸反應(yīng)銅與濃硫酸反應(yīng) _ 課堂課堂練習(xí)：練習(xí)：吸水性吸

13、水性吸水性吸水性酸性、酸性、脫水性脫水性脫水性脫水性酸性、氧化性酸性、氧化性3、強氧化性強氧化性 2、脫水性脫水性 一、濃硫酸的特性 1、吸水性吸水性 課堂小結(jié)課堂小結(jié)C+2H2SO4（濃）=CO2 +2H2O+2SO2 氧化劑氧化劑+6Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4+2H2O+SO2 氧化劑氧化劑+6總結(jié)總結(jié):（1）濃硫酸氧化性比稀硫酸強）濃硫酸氧化性比稀硫酸強 （2）非金屬：氧化性。）非金屬：氧化性。 金屬：氧化性和酸性金屬：氧化性和酸性 二、應(yīng)用問題解決：一鐵罐車運載濃硫酸發(fā)生事故。思考：問題解決：一鐵罐車運載濃硫酸發(fā)生事故。思考：（1 1）鐵可與硫酸反應(yīng)，為何可將濃硫酸密閉在鐵罐中？在）鐵可與硫酸反應(yīng)，為何可將濃硫酸密閉在鐵罐中？在此鐵罐出口處腐蝕嚴重，這說明了濃硫酸具有什么性質(zhì)？此鐵罐出口處腐蝕嚴重，這說明了濃硫酸具有什么性質(zhì)？（2 2）清洗此鐵罐時一定要遠離火源，為什么呢？）清洗此鐵罐時一定要遠離火源，為什么呢？（3 3）道路被破壞，樹木被燒死的原因是什么呢？）道路被破壞，樹木被燒死的原因是什么呢？（4 4）如