硫酸的制备和性质

1、硫酸的制备和性质硫酸的制备和性质厦大附中常宗艳2010 03 032月月23日下午日下午1时时10分，在北京动分，在北京动物园熊山里，刚才还在争食物的两头黑熊突然物园熊山里，刚才还在争食物的两头黑熊突然在一阵白色烟雾中倒在地上。两头黑熊口吐白在一阵白色烟雾中倒在地上。两头黑熊口吐白沫，在地上不停地翻滚着。根据调查肇事者是沫，在地上不停地翻滚着。根据调查肇事者是刘海洋。刘海洋。北京动物园副园长王保强对前来采访的媒北京动物园副园长王保强对前来采访的媒体介绍，受到了刘海洋所泼的火碱或硫酸的残体介绍，受到了刘海洋所泼的火碱或硫酸的残害的只熊，有的嘴被烧坏，进食困难；有的害的只熊，有的嘴被烧坏，进食困难

2、；有的四肢被烧，无法行走；有的前胸、背部、臀部四肢被烧，无法行走；有的前胸、背部、臀部被烧坏，失去了正常生活的能力。被烧坏，失去了正常生活的能力。 返回返回返回返回浓硫酸浓硫酸一一) 物理性质物理性质：1)色味态色味态:2)密度：密度：3)溶解性：溶解性：4)沸点：沸点：无色、无味、粘稠的油状液体无色、无味、粘稠的油状液体大大与水任意比互溶。与水任意比互溶。高，难挥发高，难挥发注：注：一高一高: 三大三大:沸点沸点密度、溶解度、稀释热密度、溶解度、稀释热思考：浓硫酸的稀释？提示提示质量浓度质量浓度 98.3%的浓硫酸的浓硫酸 物质的量的浓度为物质的量的浓度为18.4mol/L 思考思考 现有失

3、去标签的浓硫酸、浓盐酸各一现有失去标签的浓硫酸、浓盐酸各一瓶瓶( (瓶相同，酸体积相同瓶相同，酸体积相同) )，不用化学方法如，不用化学方法如何鉴别何鉴别? ?其根据是什么其根据是什么? ?拿起试剂瓶，掂一掂重者为浓硫酸，拿起试剂瓶，掂一掂重者为浓硫酸，因为浓硫酸的密度因为浓硫酸的密度大大。 将试剂瓶提起，摇动，呈将试剂瓶提起，摇动，呈油状油状、粘稠粘稠的是浓硫酸，因为浓硫酸是无色粘稠的的是浓硫酸，因为浓硫酸是无色粘稠的油状液体。油状液体。 将瓶盖打开，瓶口有将瓶盖打开，瓶口有酸雾酸雾的是浓盐酸，的是浓盐酸，因浓盐酸具有因浓盐酸具有挥发性挥发性。 1 1可以使紫色石蕊试液变红可以使紫色石蕊试液

4、变红2 2与碱反应：与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O3 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：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl 稀硫酸：二元强酸，具有酸的通性。稀硫酸：二元强酸，具有酸的通性。 复复 习习 稀稀 硫硫 酸酸 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，那么酸具有哪些通性通性？举例说明。举例说明。 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- CuSO45H2O 蓝

5、色蓝色浓浓H2SO4CuSO4白色白色（1 1）吸水性吸水性是指浓硫酸所具有的吸收是指浓硫酸所具有的吸收游离水游离水的性质。的性质。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 向表面皿中加入少量向表面皿中加入少量, ,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。 用途：浓硫酸用作干燥剂用途：浓硫酸用作干燥剂浓硫酸作干燥剂浓硫酸作干燥剂1. 不能干燥不能干燥碱性碱性气体：气体：NH32.不能干燥不能干燥还原性还原性气体：气体： H2S、HI

6、、HBr3.能够干燥：能够干燥： SO2、HCl、 CO2、 H2、 O2等等现象现象:4）生成刺激性气味的气体）生成刺激性气味的气体。反应反应：结论：结论：体现出浓硫酸的体现出浓硫酸的脱水性和氧化性脱水性和氧化性C12H22O11 12C + 11H2O浓硫酸浓硫酸2H2SO4 (浓浓) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O1）蔗糖变黑）蔗糖变黑2）体积膨胀）体积膨胀3）放出大量热）放出大量热在烧杯中放入少量蔗糖，用少量水调成糊状，注入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。浓硫酸，用玻棒搅拌。2、脱水性：区别：脱水性：反应生成水吸水性：吸收现成的水3.3.

7、强氧化性强氧化性（1 1）与非金属）与非金属2H2H2 2SOSO4 4（浓）（浓）C C COCO2 2 2H2H2 2O O 2SO2SO2 2思考：如何验证产物？思考：如何验证产物？浓硫酸浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上，现象滴到蓝色石蕊试纸上，现象?浓硫酸滴到皮肤上，如何处理？浓硫酸滴到皮肤上，如何处理？ 如何用实验方法证明木炭与如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物？浓硫酸反应的产物？提供以下试剂与装置提供以下试剂与装置( (装置可多次使用装置可多次使用) )：思考：思考：品红品红 KMnO KMnO4 4石灰水石灰水品红品红 硫酸铜硫酸铜检验水检验水检验检验SO2除去除去SO2检验检验C

8、O2A-D-E-F-E-B检验检验SOSO2 2是否除尽是否除尽A A B C DA B C D1.皮肤上一旦沾有浓硫酸，先皮肤上一旦沾有浓硫酸，先 ，再再 ，最后再涂上，最后再涂上 溶液。溶液。用干布擦去用干布擦去用大量水冲洗用大量水冲洗NaHCO3（浓硫酸具有很强的（浓硫酸具有很强的腐蚀性腐蚀性）2.浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变 色，后变色，后变 色。色。红红黑黑练练 习习（2 2）与金属反应）与金属反应常温：与铁、铝钝化常温：与铁、铝钝化加热：几乎与所有金属反应（金、铂除外）加热：几乎与所有金属反应（金、铂除外） 实验实验 在试管中放入一块铜片，加热。将生成的气体通在

9、试管中放入一块铜片，加热。将生成的气体通入到品红溶液，然后入到品红溶液，然后加热加热品红溶液，把试管中反应后的溶品红溶液，把试管中反应后的溶液倒在水中稀释。液倒在水中稀释。现象现象：（1）生成气体、品红溶液褪色，加热，红色复现）生成气体、品红溶液褪色，加热，红色复现（2）试管中试管中溶液稀释后呈蓝色溶液稀释后呈蓝色反应反应： Cu + 2H2SO4(浓浓)= CuSO4 + SO2 + 2H2O表现表现氧化性氧化性 酸性酸性：氧化大多数金属：氧化大多数金属： Cu + 2H 2SO4 （浓）（浓） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 金属单质金属单质+ +浓硫酸浓硫酸硫酸盐硫酸盐 + +

10、 SO2+ H2O结论结论：一般而言一般而言浓硫酸与金属反应小结浓硫酸与金属反应小结 A、加热条件下，浓加热条件下，浓H2SO4可氧化绝大多数金属可氧化绝大多数金属( (Au、Pt等除外等除外) )，但不产生，但不产生H2。 B、常温下，浓常温下，浓H2SO4可使可使 Fe、Al钝化。钝化。 C、浓浓H2SO4与金属反应表现与金属反应表现酸性酸性和和氧化性氧化性。 1. H2SO4(浓）浓）+ 2HBr = Br2+SO2+2H2O H2SO4(浓）浓）+ 2HI= I2+SO2+2H2O2. H2SO4(浓）浓）+ H2S = S+SO2 +2H2O(3)与低价化合物的反应与低价化合物的反应

11、注意：浓硫酸与金属反应时，产生的是相应的硫酸盐注意：浓硫酸与金属反应时，产生的是相应的硫酸盐（高价）、二氧化硫和水；与非金属反应时，产物是（高价）、二氧化硫和水；与非金属反应时，产物是该非金属的最高价氧化物（或酸）、二氧化硫、和水。该非金属的最高价氧化物（或酸）、二氧化硫、和水。 2H 2H2 2SOSO4 4（浓）（浓） + Cu = CuSO+ Cu = CuSO4 4 +SO +SO2 2 +2H +2H2 2O O得 2 e-失 2 e- 2H2H2 2SOSO4 4 （浓）（浓） + C = 2SO+ C = 2SO2 2 +CO +CO2 2 +2H +2H2 2O O得 22 e

12、- 失 4 e-注意：有浓硫酸参与的反应都没有离子存在，注意：有浓硫酸参与的反应都没有离子存在，所以没有离子方程式。所以没有离子方程式。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 浓硫酸浓硫酸酸根部分酸根部分+6价价S易得电子有氧性易得电子有氧性 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 非强氧化性非强氧化性酸酸2 2、有两瓶等体积的、有两瓶等体积的浓硫酸浓硫酸和和稀硫酸稀硫酸，请设计，请设计实验方案加以鉴别。实验方案加以鉴别。（1 1）观察状态观察状态，略为摇动，若为油状粘稠液体为浓硫，略为摇动，若为油状粘稠液体为浓硫 酸，另一

13、瓶为稀硫酸。酸，另一瓶为稀硫酸。（3 3）取）取少量少量蒸馏水，向其中加入少量试样蒸馏水，向其中加入少量试样H H2 2SOSO4 4，放出，放出大量热者为浓硫酸，另一份为稀硫酸。大量热者为浓硫酸，另一份为稀硫酸。（2 2）手掂分量，重者为浓硫酸，轻者为稀硫酸。）手掂分量，重者为浓硫酸，轻者为稀硫酸。（4 4）取）取少量少量试样，投入小块胆矾，试样，投入小块胆矾， 胆矾表面产生白胆矾表面产生白 色粉末者为浓硫酸，胆矾溶解成看蓝色溶液者为稀硫色粉末者为浓硫酸，胆矾溶解成看蓝色溶液者为稀硫 酸。酸。（5 5）用）用玻璃棒玻璃棒蘸取试液在纸上写字，立即变黑者为浓蘸取试液在纸上写字，立即变黑者为浓 硫

14、酸，另一份为稀硫酸。硫酸，另一份为稀硫酸。（6 6）取）取少量少量试液，向其中分别投入试液，向其中分别投入FeFe片，片， 没明显变没明显变 化者为浓硫酸，放出大量气体者为稀硫酸。化者为浓硫酸，放出大量气体者为稀硫酸。4）难挥发性：用于制挥发性强酸（盐酸、硝酸）2NaCl+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+2HCl一一. .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 吸水性吸水性 吸水性吸水性脱水性脱水性酸性强氧化性酸性强氧化性1.1.浓硫酸可作气体干燥剂浓硫酸可作气体干燥剂2.2.敞口放置浓硫酸时，质量增加敞口放置浓硫酸时，质量增加3.3.浓硫酸使火柴梗

15、变黑浓硫酸使火柴梗变黑 4.4.2H2H2 2SOSO4 4（浓）（浓）ZnZn ZnSOZnSO4 42H2H2 2O OSOSO2 2硫酸工业生产流程自制动画沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却工业制硫酸的主要设备（接触法）工业制硫酸的主要设备（接触法）三、硫酸的工业制法三、硫酸的工业制法-接触法制硫酸接触法制硫酸阶段原理设备问题讨论造气及净化造气及净化4FeS4FeS2 2+11+11O O2 2= 2Fe= 2Fe2 2O3 3+8S+8SO2 2高温高温S+O2=SO2点燃点燃沸腾炉沸腾炉接触氧化接触氧化2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂SO3的吸收的

16、吸收SO3+H2O=H2SO4 吸收塔吸收塔为什么不用为什么不用水和稀硫酸吸水和稀硫酸吸收收SO3？原料：原料： 空气、黄铁矿或硫磺、空气、黄铁矿或硫磺、98.3%98.3%的硫酸的硫酸接触室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阶段三阶段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三方程三方程三设备三设备2SO2 +O2 2SO3V2O54FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2高温高温沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔SO3 +H2O H2SO4 小结复盐复盐几种重要的硫酸盐几种重要的

17、硫酸盐3、CaSO4CaSO42H2O( (生生) )石膏石膏2CaSO4H2O熟石膏熟石膏2 2、硫酸钡、硫酸钡( (BaSO4):):重晶石重晶石钡餐钡餐 思考题、思考题、向向50ml18mol/L的的H2SO4溶液中加入足量的溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的的物质的量量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.3.甲、乙二位同学各设计一个方案制备甲、乙二位同学各设计一个方案制备CuSO4， 甲用铜片和浓硫酸共热甲用铜片和浓硫酸共热: Cu+2H2SO4(浓浓) CuSO4 + SO2 + 2H2O ; 乙设计的思路是乙设计的思路是, 2Cu+O2 2CuO；CuO+H2SO4=Cu