2018_2019版高中化学专题4硫氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用第2课时课件苏教版必修.pptx

第2课时 硫酸的制备和性质,专题4 第一单元 含硫化合物的性质和应用,学习目标定位 1.知道工业生产硫酸的基本原理及生产过程中原料的综合利用。 2.熟知硫酸的化学性质和浓硫酸的特性。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,根据上图回答下列问题： (1)填写下列各进口或出口物质的名称： A (如 )；B ；C ；D 。,工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：,含硫矿石,炉渣,一、硫酸的制备,二氧化硫、氧气,FeS2,尾气(SO2、O2),(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%的浓H2SO4,沸腾炉,接触室,吸收塔,2Fe2O38SO2,2SO2O2,2SO3,SO3H2O=H2SO4,工业制硫酸的注意事项 (1)在沸腾炉中煅烧黄铁矿时，要把矿石粉碎，目的是_ 。 (2)炉气进入接触室前要净化，目的是_ 。 (3)接触室内使用热交换器的目的是_ 。 (4)在吸收塔内用98.3%的浓H2SO4吸收SO3而不是用水吸收的原因是_ _ 。,增大黄铁矿与O2的,接触面积，使反应加快提高原料利用率,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,利用SO2和O2反应放出的热量预热输入,设备的气体，冷却反应后的气体,用水吸,收SO3时，易形成酸雾，吸收速率慢，而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3时，,吸收SO3的速率快，不形成酸雾，吸收完全,例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二者都正确的是 A.黄铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B.从沸腾炉出来的气体只有SO2 C.SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3 D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收 完全,答案,解析,解析 将黄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，并不是大块黄铁矿不能燃烧。从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有SO3、O2等。SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3。SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分。,请回答下列问题： (1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿的反应方程式_ _。,例2 工业上制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔。下面的装置是仿照工业上制备硫酸工艺的流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。,答案,解析,4FeS211O2 2Fe2O3,8SO2,解析 乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，由于该反应是一个可逆反应，故从乙装置中出来的气体中含有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溶于水会放出大量的热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本实验中缺少尾气吸收装置。,(2)下图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的_、_。 (3)从乙装置中出来的气体有_。 (4)丙装置的作用为_，丁中的现象为_。 (5)本实验设计还存在的较明显缺陷是_。,接触室,吸收塔,SO2、O2、SO3,吸收SO3,有酸雾产生,缺少尾气吸收装置,答案,1.将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量的变化是 ，变化的原因是 。若将一瓶浓盐酸(或浓硝酸)敞口放置在空气中，其质量的变化是 ，原因是_ 。 2.将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸，观察到的现象是_ _ ，发生反应的化学方程式是C12H22O11 _ 。,增大,浓硫酸能吸收空气中的水蒸气,二、浓硫酸的特性,减小,浓盐酸(或浓硝酸)易挥发，,溶质减少,白色蔗,糖变黑、体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味,的气体,12C11H2O、,相关视频,3.按表中图示装置完成实验，将有关反应现象及实验结论填入表中：,变黑，有气泡逸出,逐渐变为无色,逐渐变为红色,变为蓝色,相关视频,浓硫酸的特性 (1)吸水性：浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的 、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里常用浓硫酸作 。 (2)脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的 从有机物中“脱离”出来，结合生成 。 (3)强氧化性 浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为 。 常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化，故可用铝槽车运输浓H2SO4。,水蒸气,干燥剂,氢、氧元素按水的组成,水分子,SO2,与非金属反应 浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成 ，本身被还原为 。 加热时，浓硫酸与木炭反应的化学方程式为 C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O。,高价态的氧化物或含氧酸,SO2,例3 浓硫酸具有A.强酸性，B.强氧化性，C.高沸点、难挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的字母分别填入括号中。 (1)用NaCl固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化氢气体( ),答案,解析,C,解析 浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。,(2)用磷矿物主要成分是Ca3(PO4)2和硫酸反应制磷酸( ),答案,解析,A,解析 磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。,(3)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体( ),E,解析 浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。,(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸( ),B,解析 常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。,(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末( ),答案,解析,E,解析 浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。,(6)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体( ),B,解析 浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性。,(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑( ),AD,解析 浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。,规律总结,规律总结 浓H2SO4强氧化性的理解 (1)浓H2SO4与稀H2SO4氧化性的区别,(2)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4“钝化” “钝化”不是不反应，而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。 加热条件下，Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。,例4 实验证明铜在低温下不能和O2发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的化学方程式为_。 利用铜和浓H2SO4在加热条件下也能制备CuSO4溶液，其化学方程式为_。 以上两种方法哪种好？_，原因是_ _。,答案,解析,规律总结,2CuO2 2CuO、CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O,Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O,第一种方法好,制得相同质量的产品，,第一种方法消耗的硫酸少；第二种方法生成SO2，会造成大气污染；第一种方法节约能源,解析 在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应，浓H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。,规律总结,规律总结 浓H2SO4与金属反应的规律 (1)H后面的金属Cu需要加热条件，H前面的金属Zn常温下即反应。浓H2SO4被还原为SO2，金属被氧化为高价态硫酸盐(浓H2SO4足量)。 (2)浓H2SO4与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性。 (3)随着反应的进行，H2SO4浓度变小，变为稀H2SO4。,1.工业制硫酸发生的三个反应的化学方程式：,学习小结,2.稀硫酸具有酸的通性，浓硫酸具有三大特征：吸水性、脱水性和强氧化性。,达标检测,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)在接触法制硫酸中，矿石粉碎的目的是为了增大反应物的接触面积，使反应更充分( ) (2)在吸收塔内，是用浓硫酸吸收SO3而不是用水，目的是为了防止形成酸雾，腐蚀设备( ) (3)在SO2的氧化过程中，若O2充足，SO2可全部转化为SO3( ),1,2,3,4,5,答案,6,2.下列关于硫酸的说法正确的是_(填序号)。 (1)在常温下，浓硫酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓H2SO4与Fe和Al都不反应 (2)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性 (3)常温下将铜片放入浓硫酸中，无明显变化，说明铜在浓硫酸中发生“钝化” (4)将浓H2SO4滴到湿的蔗糖表面，固体变黑膨胀并有刺激性气味气体生成，说明浓H2SO4有脱水性、吸水性和强氧化性 (5)浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓H2SO4不能干燥SO2 (6)浓H2SO4具有吸水性，所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体 (7)浓H2SO4与过量的Cu反应与浓H2SO4与过量的Zn反应的原理完全一样,1,2,3,4,5,答案,(4),6,3.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是 A.常温时都能与铁发生反应，放出气体 B.加热时都能与铜发生反应 C.都能作为气体干燥剂 D.硫元素的化合价都是6价,解析 常温时浓硫酸使铁钝化；铜与稀硫酸常温和加热时都不反应；浓硫酸有吸水性可以作干燥剂，稀硫酸不能作干燥剂。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,4.浓H2SO4在实现下列物质的转化过程中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是 CuCuSO4 CCO2 FeOFe2(SO4)3 Fe2O3Fe2(SO4)3 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 正确，浓硫酸表现出强氧化性，将Cu氧化为Cu2，自身还原为SO2，同时生成了盐(CuSO4)，体现了浓硫酸的酸性； 只体现了浓硫酸的强氧化性； 既体现了浓硫酸的强氧化性，将2价Fe氧化为3价Fe，同时又生成了盐Fe2(SO4)3，体现了浓硫酸的酸性； 只体现了浓硫酸的酸性。,1,2,3,4,5,6,5.向50 mL 18 molL1的H2SO4溶液中加入足量的铜片，加热使之反应。则充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量 A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol和0.90 mol之间 D.大于0.90 mol,解析 根据反应：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O。若50 mL 18 molL1的H2SO4与铜完全反应，被还原的H2SO4的物质的量为0.45 mol，而实际上，随着反应的进行，H2SO4的浓度逐渐变稀，铜与稀H2SO4不反应，故被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,6.将适量的蔗糖放入烧杯中，加入少量水，搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。 (1)生成的黑色物质是_(填化学式)。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,C,解析 浓硫酸具有脱水性，能将蔗糖中的H、O原子以H2O(21)的形式脱去，蔗糖脱水后只剩下C元素，故黑色物质是单质C。,(2)“体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体”，写出对应的化学方程式_。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O,解析 蔗糖脱水炭化放出大量的热，碳与浓硫酸在加热条件下反应：C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O。,(3)在(2)的反应中，体现浓硫酸具有_(填序号)。 酸性 吸水性 脱水性 强氧化性,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 碳与浓硫酸的反应中，浓硫酸被还原为SO2，浓硫酸表现出强氧化性。,.向80 mL浓硫酸中加入56 g铜片，加热，至不再