高一化学硫酸的制备和性质

1、【典例【典例1 1】某硫酸厂用接触法制硫酸的生产过程中，在】某硫酸厂用接触法制硫酸的生产过程中，在煅烧黄铁矿时，有煅烧黄铁矿时，有5%5%的硫损失掉，在的硫损失掉，在SOSO2 2的催化氧化过的催化氧化过程中，有程中，有92%92%的的SOSO2 2转化为转化为SOSO3 3，在吸收塔中损失，在吸收塔中损失SOSO3 3的质的质量分数为量分数为0.6%0.6%。现有含。现有含FeSFeS2 2 95% 95%的黄铁矿的黄铁矿100 t100 t，问可，问可制得制得98%98%的浓硫酸多少吨？的浓硫酸多少吨？【思路点拨】【思路点拨】以黄铁矿为原料制硫酸，其实质就是将以黄铁矿为原料制硫酸，其实质就

2、是将矿石中的硫转化为硫酸，在整个过程中，硫元素是守矿石中的硫转化为硫酸，在整个过程中，硫元素是守恒的，要学会根据元素的守恒做题。恒的，要学会根据元素的守恒做题。【自主解答】【自主解答】可将生产过程中各种硫元素损失的质量可将生产过程中各种硫元素损失的质量分数全部转换为在生产过程中对分数全部转换为在生产过程中对FeSFeS2 2中硫元素的实际中硫元素的实际利用率，即利用率，即FeSFeS2 2的实际用量可由下式算出：的实际用量可由下式算出：100 t100 t95%95%(1-0.6%)(1-0.6%)92%92%（1-5%1-5%）=82.5 t=82.5 t。设可制得设可制得98%98%的浓硫

3、酸的质量为的浓硫酸的质量为x x，由，由4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 8SO 8SO2 2+2Fe+2Fe2 2O O3 3；2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3；SOSO3 3+H+H2 2O = HO = H2 2SOSO4 4得关系式：得关系式：FeSFeS2 2 2H2H2 2SOSO4 4 120 2 120 29898 82.5 t x 82.5 t x98%98% ，得出，得出x=137.5 tx=137.5 t。答案：答案：137.5 t137.5 t12082.5 t=2 98x 98%高温高温=【典例【典例2 2】下列关于浓硫酸的说法中，正

4、确的是】下列关于浓硫酸的说法中，正确的是A.A.浓硫酸与铜共热的反应中，浓硫酸既表现出强氧化浓硫酸与铜共热的反应中，浓硫酸既表现出强氧化 性，又表现出酸性性，又表现出酸性B.B.浓硫酸与金属活动性顺序表中氢后面的金属反应生浓硫酸与金属活动性顺序表中氢后面的金属反应生 成的一般是成的一般是SOSO2 2，与氢前面的金属反应生成的气体一，与氢前面的金属反应生成的气体一 般是般是H H2 2C.C.浓浓H H2 2SOSO4 4具有吸水性，可以干燥任何气体具有吸水性，可以干燥任何气体D.D.浓浓H H2 2SOSO4 4是一种难挥发性酸，而是一种难挥发性酸，而HClHCl、HIHI、H H2 2S

5、S是挥发是挥发 性酸，可以用浓性酸，可以用浓H H2 2SOSO4 4与与NaClNaCl、KIKI、FeSFeS等反应制取等反应制取 HClHCl、HIHI、H H2 2S S等气体等气体【思路点拨】【思路点拨】解答本题掌握好浓硫酸的特性解答本题掌握好浓硫酸的特性吸水吸水性、脱水性、强氧化性是关键！性、脱水性、强氧化性是关键！【自主解答】【自主解答】选选A A。对于。对于Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) SO) SO2 2+CuSOCuSO4 4+2H+2H2 2O O这个反应来说，每这个反应来说，每2 mol H2 mol H2 2SOSO4 4参与反应参与反应时，其中

6、时，其中1 mol1 mol作氧化剂，被还原成作氧化剂，被还原成SOSO2 2，而另，而另1 mol1 mol则则作为酸反应生成了作为酸反应生成了CuSOCuSO4 4，价态未变，所以，价态未变，所以A A是正确是正确的；不论金属的活泼性如何，只要与浓硫酸反应，就的；不论金属的活泼性如何，只要与浓硫酸反应，就会将硫酸还原成会将硫酸还原成SOSO2 2，而只有排在氢前面的金属才能与，而只有排在氢前面的金属才能与稀硫酸反应置换出稀硫酸反应置换出H H2 2；浓硫酸不能干燥，碱性气体和；浓硫酸不能干燥，碱性气体和还原性气体；浓硫酸除了具有难挥发性外，还有强氧化还原性气体；浓硫酸除了具有难挥发性外，还

7、有强氧化性，所以强还原性气体既不能用浓硫酸制备，也不能用性，所以强还原性气体既不能用浓硫酸制备，也不能用浓硫酸干燥。浓硫酸干燥。= 知识点一：知识点一： 硫酸的制法硫酸的制法1.1.接触法生产接触法生产H H2 2SOSO4 4的过程中，对的过程中，对“三废三废”处理正确的处理正确的是（是（ ）尾气用氨水处理尾气用氨水处理污水用石灰乳处理污水用石灰乳处理废渣用来制水泥、炼铁废渣用来制水泥、炼铁设置设置“废热废热”锅炉产生蒸气、供热或发电锅炉产生蒸气、供热或发电A.A.只有只有 B. B.只有只有C.C.只有只有 D. D.全部全部【解析】【解析】选选D D。接触法制硫酸的工业中，废气、废水等。

8、接触法制硫酸的工业中，废气、废水等里面都含有有毒物质，所以在排出之前都要处理，其里面都含有有毒物质，所以在排出之前都要处理，其方法就是方法就是，而在生产过程中，有很多热量被浪费，而在生产过程中，有很多热量被浪费，可以进行处理，废渣中有大量的铁，所以可以用来炼可以进行处理，废渣中有大量的铁，所以可以用来炼铁，而其中的硅酸盐可用来制水泥。铁，而其中的硅酸盐可用来制水泥。2.2.接触法制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、干接触法制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、干燥，其主要原因是（燥，其主要原因是（ ）A.A.防止催化剂中毒防止催化剂中毒 B.B.提高反应效率提高反应效率C.C.提高提高SOSO2

9、 2转化率转化率 D.D.防止环境污染防止环境污染【解析】【解析】选选A A。一些粉尘、水蒸气等物质的进入会引起。一些粉尘、水蒸气等物质的进入会引起催化剂的催化能力降低，甚至失去，就叫催化剂中毒。催化剂的催化能力降低，甚至失去，就叫催化剂中毒。进入接触室前的净化就是为了防止催化剂中毒，它不进入接触室前的净化就是为了防止催化剂中毒，它不可能提高反应效率，也提高不了转化率，气体不进入可能提高反应效率，也提高不了转化率，气体不进入大气，就不会污染环境。大气，就不会污染环境。 知识点二：硫酸的性质和用途知识点二：硫酸的性质和用途3.3.储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，这体储存浓硫酸的铁罐外口出

10、现严重的腐蚀现象，这体现了浓硫酸的（现了浓硫酸的（ ）A.A.脱水性和吸水性脱水性和吸水性B.B.吸水性和酸性吸水性和酸性C.C.强氧化性和吸水性强氧化性和吸水性D.D.不挥发性和酸性不挥发性和酸性 解题提示：解题提示：浓硫酸具有吸水性，可吸收现成的水浓硫酸具有吸水性，可吸收现成的水分子或结晶水合物中的水，使自身的浓度变稀。分子或结晶水合物中的水，使自身的浓度变稀。【解析】【解析】选选B B。因为浓硫酸会使铁、铝钝化，现铁罐外。因为浓硫酸会使铁、铝钝化，现铁罐外口出现严重的腐蚀现象，说明浓硫酸变成了稀硫酸，口出现严重的腐蚀现象，说明浓硫酸变成了稀硫酸，稀硫酸与稀硫酸与FeFe发生了反应，这体现

11、了浓硫酸的吸水性，发生了反应，这体现了浓硫酸的吸水性，也体现了其酸性。也体现了其酸性。4.4.下列操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是（下列操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是（ ）A.A.分别加入铁片分别加入铁片B.B.分别加入烧碱分别加入烧碱C.C.分别加入蔗糖分别加入蔗糖D.D.分别加入铜片，加热分别加入铜片，加热【解析】【解析】选选B B。不论浓硫酸还是稀硫酸，与。不论浓硫酸还是稀硫酸，与NaOHNaOH反应时反应时都没有明显的现象，没法区别这两种酸。都没有明显的现象，没法区别这两种酸。5.5.灼烧绿矾的反应方程式如下：灼烧绿矾的反应方程式如下：2FeSO2FeSO4 47H7H2 2O O 强热

12、强热 FeFe2 2O O3 3+SO+SO2 2+SO+SO3 3+14H+14H2 2O O将生成的气体通入将生成的气体通入BaClBaCl2 2溶液中，下列叙述中正确的是溶液中，下列叙述中正确的是 （ ）A.A.有有BaSOBaSO4 4生成生成B.B.有有BaSOBaSO3 3生成生成C.C.同时有同时有BaSOBaSO4 4和和BaSOBaSO3 3生成生成D.D.有有SOSO3 3逸出逸出=【解析】【解析】选选A A。绿矾中的铁是。绿矾中的铁是+2+2价，而价，而S S是是+6+6价，在强价，在强热的条件下，会发生自身的氧化还原反应，热的条件下，会发生自身的氧化还原反应，FeFe被

13、氧化被氧化至至+3+3价，而一部分价，而一部分S S被还原为被还原为+4+4价。由题意可得，价。由题意可得，FeSOFeSO4 47H7H2 2O O分解后所生成的气体物质通入分解后所生成的气体物质通入BaClBaCl2 2溶液后，溶液后，SOSO3 3会与水反应生成会与水反应生成H H2 2SOSO4 4，进而生成难溶于水和酸的，进而生成难溶于水和酸的BaSOBaSO4 4，而由于，而由于BaSOBaSO3 3易溶于酸，所以不会生成易溶于酸，所以不会生成BaSOBaSO3 3沉沉淀。淀。一、选择题（本题包括一、选择题（本题包括5 5个小题，每小题个小题，每小题4 4分，共分，共2020分）分

14、）1.1.绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过污染。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有程中充分利用每个原子，具有“原子经济性原子经济性”，因此，因此它既能够充分利用资源，又能够防止污染。下列化学它既能够充分利用资源，又能够防止污染。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是（反应，不符合绿色化学概念的是（ ）A.A.消除硫酸厂尾气排放消除硫酸厂尾气排放SOSO2 2+2NH+2NH

15、3 3+H+H2 2O = (NHO = (NH4 4) )2 2SOSO3 3B.B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染 NONO2 2+NO+2NaOH = 2NaNO+NO+2NaOH = 2NaNO2 2+H+H2 2O OC.C.制制CuSOCuSO4 4 Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4（浓）（浓） CuSOCuSO4 4+SO+SO2 2+2H+2H2 2O OD.D.制制CuSOCuSO4 4 2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO, CuO+H 2CuO, CuO+H2 2SOSO4 4（稀）（稀）= = CuSO CuSO4 4+H+H2

16、 2O O=【解析】【解析】选选C C。由题意可得，绿色化学的最大特点在于。由题意可得，绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染，而所给的选项中只有程和终端均为零排放或零污染，而所给的选项中只有C C中原子利用率不为中原子利用率不为100%100%，且有有毒气体放出，所以不，且有有毒气体放出，所以不符合绿色化学的概念。符合绿色化学的概念。2.2.在检验在检验SOSO4 42-2-的过程中，下列操作中正确的是（的过程中，下列操作中正确的是（ ）A.A.先加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡，先

17、加入稀硝酸，没有产生沉淀，然后再加硝酸钡， 产生白色沉淀，证明有产生白色沉淀，证明有SOSO4 42-2-存在存在B.B.先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸，先加入硝酸钡，产生白色沉淀，然后再加稀硝酸， 沉淀不溶解，证明有沉淀不溶解，证明有SOSO4 42-2-存在存在C.C.先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡， 产生白色沉淀，证明有产生白色沉淀，证明有SOSO4 42-2-存在存在D.D.先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸， 沉淀不溶解，证明有沉淀不溶解，证明有SOSO4 42-2

18、-存在存在【解析】【解析】选选C C。A A和和B B中若有中若有SOSO3 32-2-也会出现这种现象；而也会出现这种现象；而D D中若有中若有AgAg+ +也会产生这种现象。也会产生这种现象。3.3.向向50 mL 18 molL50 mL 18 molL-1-1的的H H2 2SOSO4 4溶液中加入足量的铜片溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的并加热，充分反应后，被还原的H H2 2SOSO4 4的物质的量为的物质的量为 （ ）A.A.小于小于0.45 mol0.45 molB.B.等于等于0.45 mol0.45 molC.C.在在0.45 mol0.45 mol与与0.

19、90 mol0.90 mol之间之间D.D.大于大于0.90 mol0.90 mol【解析】【解析】选选A A。由于所加的。由于所加的H H2 2SOSO4 4中含有中含有H H2 2SOSO4 4的物质的的物质的量为量为0.9 mol0.9 mol，而当硫酸的浓度小于一定程度之后，不，而当硫酸的浓度小于一定程度之后，不会再与会再与CuCu发生反应，也就是说，最后有一部分发生反应，也就是说，最后有一部分H H2 2SOSO4 4剩剩余，所以被还原的余，所以被还原的H H2 2SOSO4 4不够不够0.9 mol0.9 mol的一半。的一半。4.4.硫酸的下列反应中，能证明硫酸是强酸的是（硫酸的

20、下列反应中，能证明硫酸是强酸的是（ ）A.A.能与金属铜反应能与金属铜反应B.B.能与金属锌反应能与金属锌反应C.C.能与磷酸钙反应能与磷酸钙反应D.D.能使石蕊试液变红能使石蕊试液变红【解析】【解析】选选C C。由题意可得，证明一种酸是强酸，则需。由题意可得，证明一种酸是强酸，则需要用它来制弱酸，只有要用它来制弱酸，只有C C是符合题意的。是符合题意的。5.5.常温下，可以用铁制或铝制的容器贮存浓硫酸，下常温下，可以用铁制或铝制的容器贮存浓硫酸，下列叙述中，错误的是（列叙述中，错误的是（ ）A.A.常温下，浓硫酸与铁、铝不反应常温下，浓硫酸与铁、铝不反应B.B.贮存浓硫酸的容器要密封，因为浓

21、硫酸容易吸收空贮存浓硫酸的容器要密封，因为浓硫酸容易吸收空 气中的水蒸气气中的水蒸气C.C.贮存浓硫酸的容器应远离热源贮存浓硫酸的容器应远离热源D.D.常温下，浓硫酸可以使铁或铝钝化，生成一层致密常温下，浓硫酸可以使铁或铝钝化，生成一层致密 的氧化膜，阻止了反应的继续进行的氧化膜，阻止了反应的继续进行【解析】【解析】选选A A。常温下，浓硫酸使铁、铝钝化，并不是。常温下，浓硫酸使铁、铝钝化，并不是不反应，而是在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，不反应，而是在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了反应的继续发生，但浓硫酸吸水后变成稀硫酸阻止了反应的继续发生，但浓硫酸吸水后变成稀硫酸就会与铁、铝继续

22、反应，受热时也会反应。就会与铁、铝继续反应，受热时也会反应。二、非选择题（本题包括二、非选择题（本题包括1 1个小题，共个小题，共1010分）分）6.6.（1 1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产产SOSO2 2，反应的化学方程式为：，该反应在，反应的化学方程式为：，该反应在中进行。中进行。（2 2）为了有利于）为了有利于SOSO2 2转化为转化为SOSO3 3，且能充分利用热能，且能充分利用热能，采用了多层催化剂间有热交换器的接触室采用了多层催化剂间有热交换器的接触室( (如图如图) )。按。按此密闭体系中气体的流向，则此密闭体系中气体的流

23、向，则C C处流出的气体为处流出的气体为_，A A、B B、C C三处气体的温度由高到低的顺序为三处气体的温度由高到低的顺序为_。（3 3）在吸收塔中用吸收）在吸收塔中用吸收SOSO3 3，从吸收塔上部导，从吸收塔上部导出的气体再次通入出的气体再次通入 ，进行第二次氧化，再进行，进行第二次氧化，再进行一次吸收后将尾气中很少的一次吸收后将尾气中很少的SOSO2 2净化回收，以防污染大净化回收，以防污染大气。气。【解析】【解析】由题意和接触法制硫酸的工业流程可知：工由题意和接触法制硫酸的工业流程可知：工业制硫酸时燃烧黄铁矿的反应是在沸腾炉中发生的；业制硫酸时燃烧黄铁矿的反应是在沸腾炉中发生的；由上

24、面所给装置图可以得出，在热交换器中，热气体由上面所给装置图可以得出，在热交换器中，热气体是从是从A A口进入，反应后的气体从下口出来，所以下面口进入，反应后的气体从下口出来，所以下面C C口出来的气体是未反应的口出来的气体是未反应的SOSO2 2和新生成的和新生成的SOSO3 3，且温度最低，于是得到且温度最低，于是得到A A处温度最高，处温度最高，C C处最低，在工处最低，在工业生产浓硫酸时，吸收塔中是用业生产浓硫酸时，吸收塔中是用98.3%98.3%的浓硫酸来吸收的浓硫酸来吸收SOSO3 3的，从吸收塔中出来的气体是空气和未反应的的，从吸收塔中出来的气体是空气和未反应的SOSO2 2，应再

25、循环利用进入接触室。应再循环利用进入接触室。答案答案: :（1 1）4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 8SO 8SO2 2+2Fe+2Fe2 2O O3 3 沸腾炉沸腾炉（2 2）SOSO3 3、SOSO2 2、O O2 2 C C、B B、A A（3 3）98.3%98.3%浓硫酸浓硫酸 接触室接触室高温高温=1.1.（4 4分）分）3 mol Cu3 mol Cu和含有和含有7 mol H7 mol H2 2SOSO4 4的浓硫酸共热，的浓硫酸共热，未被还原的未被还原的H H2 2SOSO4 4有（有（ ）A.3 mol B.4 molA.3 mol B.4 molC.C.小于

26、小于4 mol D.4 mol D.大于大于4 mol4 mol【解析】【解析】选选D D。由题意可得，当硫酸的浓度降至一定程。由题意可得，当硫酸的浓度降至一定程度时，就不再与铜发生反应，也就是说，反应进行到度时，就不再与铜发生反应，也就是说，反应进行到一定程度时，硫酸有剩余，所以当一定程度时，硫酸有剩余，所以当7 mol7 mol酸与酸与3 mol Cu3 mol Cu反应至不能再反应时，被还原的反应至不能再反应时，被还原的H H2 2SOSO4 4的量小于的量小于3 mol3 mol，所以剩余的多于所以剩余的多于4 mol4 mol。2.2.（1616分）根据下图回答问题：分）根据下图回答问题：（1 1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查）上述装置中，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，还可以用什装置