高考化学第一轮复习 硫酸　硫酸工业课件.ppt

第三节硫酸硫酸工业 1 浓硫酸的特性 吸水性 脱水性 强氧化性 2 硫酸工业制备及多步反应计算 3 硫酸盐性质的实验验证及评价 1 物理性质纯硫酸是色液体 易溶于水 能以与水混溶 溶于水时大量的热 浓硫酸密度 沸点 挥发 无 油状 任意比 放出 大 高 难 2 浓h2so4的特性 吸水性 浓h2so4可水分子 可作剂 可用浓h2so4干燥的气体主要有等 不能用来干燥nh3 脱水性 浓h2so4可使有机物中的以水的组成从有机物分子中 脱离 出来而被其吸收 直接吸收 干燥 h2 o2 co2 so2 cl2 hcl hf 氢 氧元素 浓h2so4对有机物有强烈的腐蚀性 当不慎在皮肤上沾上浓h2so4时应迅速拭去 再用大量的冲洗 强氧化性 浓h2so4的氧化性是分子中 6价的硫元素表现的 浓h2so4的还原产物一般为 a 与金属反应 除au pt以外的绝大多数金属都能与浓h2so4作用如与cu 用干布 水 so2 b 常温下 浓h2so4可使fe al 因此可用铁或铝的容器贮存浓h2so4 c 与非金属反应 与c s d 与某些还原性的化合物反应h2s hbr hi都可被浓h2so4 故不可用浓h2so4干燥这三种气体 so2可用浓h2so4干燥 钝化 氧化 3 硫酸的用途制取过磷酸钙 硫酸铵 除金属表面上的氧化膜 制取农药 医药 炸药 染料等 精炼石油 用做干燥剂 催化剂 脱水剂等 下列关于浓硫酸的叙述正确的是 a 浓硫酸具有吸水性 因而能使蔗糖炭化b 浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体c 浓硫酸是一种干燥剂 能够干燥氨气 氢气等气体d 浓硫酸在常温下能够使铁 铝等金属钝化 解析 根据浓硫酸主要有吸水性 脱水性 强氧化性等性质可知 a项的蔗糖 c12h22o11 分子中本身没有水分子 浓硫酸只能将分子中的h o原子按2 1的比例脱去 使其 炭化 变黑 这是脱水性的体现 而吸水性是吸收物质中本身含有的水 分子 这是二者的差别 b项中 浓硫酸的强氧化性是其中 6价态的硫表现出来的 它能与不太活泼的金属铜反应 但是该反应一般要在加热的条件下才能明显发生 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o c项中 因为浓硫酸具有吸水性 常作为干燥剂 但由于它本身是一种强酸 能与氨气发生反应生成硫酸铵 所以 可用于氢气和一些酸性气体的干燥而不能用于氨气的干燥 d项中 由于浓硫酸的强氧化性 在常温下 铁 铝等金属遇浓硫酸时表面会形成一层致密的氧化物薄膜 从而阻止反应的继续发生 这就是钝化 所以 本题正确答案为d 答案 d 1 硫酸工业生产原理和典型设备 净化 h2so4 沸腾炉 吸收塔 化学反应速率 冷 热 2 硫酸工业中的三废处理及能量的充分利用 尾气处理 氨吸收法 so2 2nh3 h2o nh4 2so3 nh4 2so3 h2so4 nh4 2so4 h2o so2 生成的 nh4 2so4作 so2气体输回车间作原料 污水处理 石灰乳中和法 ca oh 2 h2so4 caso4 2h2o caso4是的主要成分 废渣的利用 制水泥 渣砖 含铁品位高的矿渣可作原料 化肥 石膏 炼铁 能量的再利用 充分利用反应热 降低生产成本 生产规模和厂址的选择 a 规模 年产4万吨以上 b 厂址的选择 涉及原料 水源 土地供应 市场需求 交通运输 环境保护等诸多因素 应综合考虑权衡利弊 下列说法正确的是 硫酸厂生产过程中的污水 含有硫酸等杂质 可用石灰乳中和处理 充分利用硫酸厂生产过程中产生的 废热 可使硫酸厂向外界输出大量的能量 硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利 硫酸厂可建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区a b c d 解析 硫酸厂厂址的选择要从原料 水源 能源土地供应 市场需求 交通运输和环境保护等几个方面入手 同时硫酸属于危险品 运输不方便 厂址靠近硫酸消费中心更安全 有利 同时不能建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区 答案 a feso4 7h2o cuso4 5h2o kal so4 2 12h2o 绿矾 蓝矾 明矾 在如图的实验装置中 从实验开始到过一段时间 对看到的现象叙述不正确的是 a 苹果块会干瘪b ph试纸变红c 胆矾晶体表面有 白斑 d 小试管内有晶体析出 答案 b 1 浓硫酸 稀硫酸的比较 2 浓硫酸和稀硫酸的鉴别 观察状态 浓硫酸为油状黏稠液体 而稀硫酸为均一透明液体 利用密度 手掂掂分量 相同体积时浓硫酸的质量大 取少量蒸馏水 向其中加入少量硫酸溶液 能放出大量的热 则为浓硫酸 反之则为稀硫酸 取少量液体 分别加入铁片 能产生气泡的为稀硫酸 无气泡产生的为浓硫酸 用玻璃棒蘸取试样在纸上写字 立即使纸炭化变黑的溶液为浓硫酸 不能使其炭化的为稀硫酸 取少量试样 投入胆矾 能使蓝色晶体变白的为浓硫酸 使晶体溶解的为稀硫酸 取少量试样 分别投入一小块铜片 稍加热 产生刺激性气味气体且溶液变蓝的为浓硫酸 无明显现象的为稀硫酸 滴入石蕊溶液并微热 浓硫酸先变红然后红色消失 稀硫酸只变红色 虽然浓h2so4有强氧化性 so2有比较强的还原性 但因h2so4中的s为 6价 so2中的s为 4价 没有中间价态 故浓h2so4不能氧化so2 取100ml18 4mol l的h2so4与zn反应 当zn完全溶解时 生成的气体在标准状况下的体积为22 4l 将所得的溶液稀释成1l 测得溶液的h 浓度为1mol l 则所生成的气体中so2与h2的体积比约为 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1 解析 zn 2h2so4 浓 znso4 so2 2h2o 随着h2so4变稀 又发生反应 zn h2so4 稀 znso4 h2 故n so2 h2 1mol 依题意 剩余的n h 1l 1mol l 1mol 故剩余的n h2so4 0 5mol 则参加反应的n h2so4 0 1 18 4 0 5 1 34 mol 设生成so2xmol h2ymol 依据反应的化学方程式有 x y 1 2x y 1 34 解得x 0 34mol y 0 66mol 答案 a 1 浓硫酸和2mol l的稀硫酸 在实验室中敞口放置 它们的质量和放置天数的关系如下图 分析a b曲线变化的原因是 a a升华 b冷凝b a挥发 b吸水c a蒸发 b潮解d a冷凝 b吸水 解析 挥发水分与吸收水分同时存在于溶液界面的两个过程 浓硫酸吸水为主 稀硫酸挥发水分为主 b项正确 答案 b 1 硫酸工业的工艺流程 2 硫酸工业中的有关计算 通过由fes2 2so2 2so3 2h2so4掌握多步反应的化学计算技能 并跟工业生产中的产率 纯度和耗损率相连 关系式法计算题大多与工业生产有关 解题时 一定要仔细审题 应用数学中的集合对应关系 各项有关硫元素的质量分数均可归于黄铁矿的硫元素上 不纯物的计算 根据化学方程式的计算 只能以纯净物质的质量代入 进行计算 混合物中某一组分的利用率 或损耗率 等于该组分中某元素的利用率 或损耗率 如fes2的利用率 s的利用率 或fes2的损耗率 s的损耗率 2009年北京理综 以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下 1 将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整 2 接触室中发生反应的化学方程式是 3 依据工艺流程图判断下列说法正确的是 选填序号字母 a 为使黄铁矿充分燃烧 需将其粉碎b 过量空气能提高so2的转化率c 使用催化剂能提高so2的反应速率和转化率d 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 4 每160gso3气体与h2o化合放出260 6kj的热量 该反应的热化学方程式是 5 吸收塔排出的尾气先用氨水吸收 再用浓硫酸处理 得到较高浓度的so2和铵盐 so2既可作为生产硫酸的原料循环再利用 也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的br2 so2吸收br2的离子方程式是 为测定该铵盐中氮元素的质量分数 将不同质量的铵盐分别加入到50 00ml相同浓度的naoh溶液中 沸水浴加热至气体全部逸出 此温度下铵盐不分解 该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全 测定浓硫酸增加的质量 部分测定结果 铵盐质量为10 00g和20 00g时 浓硫酸增加的质量相同 铵盐质量为30 00g时 浓硫酸增加的质量为0 68g 铵盐质量为40 00g时 浓硫酸的质量不变 计算 该铵盐中氮元素的质量分数是 若铵盐质量为15 00g 浓硫酸增加的质量为 计算结果保留两位小数 解析 3 c项催化剂只能加快反应速率 不能影响平衡移动 不会影响转化率 5 依据题意加入铵盐质量为40 00g时 浓硫酸的质量不变 可知铵盐中应含有h 设naohamol 10g该铵 由于20g铵盐 30g铵盐与amolnaoh反应时naoh的量均不足 则有 a 2y x 若铵盐为15g时 此时晶体中含nh为 1 5 0 104 0 156 mol h 为 1 5 0 064 0 096 mol naoh的物质的量仍比nh和h 的物质的量之和小 故此时产生的氨气为0 232 0 096 0 136 mol 其质量为0 136 17 2 31 g 答案 1 fes2 2 2so2 o22so3 3 abd 4 so3 g h2o l h2so4 l h 130 3kj mol 5 so2 br2 2h2o 4h 2br so 14 562 31g 2 充分煅烧黄铁矿wg 反应后得到固体ng 生成so2pg 假设杂质在煅烧过程中不参加反应 黄铁矿的质量分数可表示为 答案 b 某研究性学习小组为研究cu与浓h2so4的反应 设计如下实验探究方案 装置中的固定仪器和酒精灯均未画出 请回答下列问题 1 d e两容器中ccl4的作用是 2 加热过程中 观察到a容器中出现大量白色烟雾 随着反应的进行 底部有白色沉淀生成 你认为该沉淀物是 分析可能的原因是 3 对a容器中的浓h2so4和铜片进行加热 很快发现c容器中品红溶液褪色 但始终未见d容器中澄清石灰水出现浑浊或沉淀 你的猜想是 设计实验验证你的猜想 4 实验结束后 为了减少环境污染 将各容器中的so2除尽 可采取的操作是 解析 1 so2通入碱溶液中易发生倒吸 但so2在ccl4中溶解度小 所以ccl4的作用是防止倒吸 2 根据铜与浓硫酸反应的产物可推知 白色沉淀可能为无水硫酸铜 这是由于浓硫酸浓度较大 含水量少 再加上浓硫酸的吸水作用 硫酸铜无法带结晶水析出 只能生成无水硫酸铜 3 要从so2易溶于水 产生气体速度快和澄清石灰水中ca oh 2含量低 易生成ca hso3 2的角度来考虑 4 注意观察a容器的结构特点 可通入空气将各容器中的so2排入naoh溶液中 还要注意 此法不能完全赶走b瓶中的so2 要另外加入naoh溶液除去 答案 1 防止倒吸 2 cuso4浓硫酸中含水少 生成的硫酸铜较多 且浓硫酸具有吸水作用 3 so2溶解度较大 澄清石灰水中ca oh 2含量低 生成了ca hso3 2溶液取样后 向其中加入氢氧化钠溶液 观察是否有沉淀生成 或者加热 加盐酸检验so2气体等方法 4 打开a容器上的弹簧夹 用注射器向其中通入空气 最后再在b中加入naoh溶液盖上塞子 振荡即可 1 2009年福建理综 能实现下列物质间直接转化的元素是 a 硅b 硫c 铜d 铁 解析 sio2 cuo fe3o4均不与水反应生成对应的酸或碱 故a c d均错 b项 s o2so2 so2 h2o h2so3 h2so3 2naoh na2so3 2h2o 可以实现转化 故选b 答案 b 2 某溶液含有较多的na2so4和少量的fe2 so4 3 若用该溶液制取芒硝 可供选择的操作如下 正确的操作步骤是 加适量h2so4溶液 加金属na 结晶 加过量naoh溶液 加强热脱结晶水 过滤a b c d 答案 c 3 下列物质既能与浓h2so4反应又能与naoh溶液反应的是 a h2sb nh4 2co3c nahso4d na2s 解析 浓h2so4有强氧化性可与h2s反应 h2s h2so4 浓 s so2 2h2o 答案 ab 4 mgcu与足量浓硫酸完全反应 得到nlso2 标准状况 被还原的硫酸是 a b c d 只有 解析 被还原的硫酸的物质的量等于参加反应的铜的物质的量 等于参加反应硫酸的物质的量的 答案 b 5 在硫酸工业生产中 为了有利于so2的转化 且充分利用热能 采用了中间有热交换器的接触室 如右图所示 按此密闭体系中气体的流向 则在a处流出的气体为 a so2b so3 o2c so2 o2d so2 so3 答案 c 6 根据下图所示回答问题 1 下图所示装置中 在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性 如观察不到明显的现象 还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气 2 写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的