硫酸的制备与性质课件

1、专题四专题四 硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展第一单元第一单元 含硫化合物的性质和应用含硫化合物的性质和应用硫酸的制备和性质硫酸的制备和性质浓硫酸的物理性质浓硫酸的物理性质无色粘稠的油状液体无色粘稠的油状液体;高沸点（高沸点（338 oC）;不易挥发不易挥发;98.3%的浓硫酸密度的浓硫酸密度1.84 gcm-3，密度比水大密度比水大;与水互溶，溶于水时放出大量热。与水互溶，溶于水时放出大量热。 一、硫酸的应用一、硫酸的应用硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一 ，被，被誉为誉为化学工业之母化学工业之母，工业上常用硫酸的年产量工业上常用硫酸的年产量来衡量一

2、个国家的化工生产能力。来衡量一个国家的化工生产能力。如何制备硫酸呢？如何制备硫酸呢？在公元在公元650683年年 “炼石胆取精华法炼石胆取精华法” 黄帝九鼎神丹经诀黄帝九鼎神丹经诀18世纪世纪40年代前，欧洲很多地方用绿矾年代前，欧洲很多地方用绿矾(FeSO47H2O) 为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。(所以硫酸也叫所以硫酸也叫绿矾油）绿矾油）CuSO45H2O = CuO + SO3 + 5H2O2FeSO47H2O = Fe2O3 + SO2 + SO3 +14 H2O SO3 + H2O = H2SO4SO3 + H2O = H2SO4现代工业怎样

3、制取硫酸？现代工业怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黄铁矿的主要成分是黄铁矿的主要成分是 FeS2（二硫化亚铁）（二硫化亚铁）1. 二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高温高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备： 沸腾炉沸腾炉（造气）（造气）想一想想一想1、为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？增大与增大与空气空气的的接触面积，燃烧充分，燃烧快接触面积，燃烧充分，燃烧快2、为什么要从炉底通入强大空气流？为什么要从炉底通入强大空气流？使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，反应完全，使

4、矿粒与空气接触更充分，燃烧快，反应完全，提高原料的利用率。提高原料的利用率。炉炉气气SO2 O2水蒸气水蒸气 砷和硒的化合物砷和硒的化合物矿尘矿尘使催化使催化剂中毒剂中毒对设备和生产有不良影响对设备和生产有不良影响净化措施：净化措施： 除尘除尘洗涤洗涤干燥干燥N2想一想想一想3、从沸腾炉出来的炉气除了从沸腾炉出来的炉气除了SO2，O2，N2外还有水蒸外还有水蒸气、矿尘、砷和硒的化合物，气、矿尘、砷和硒的化合物，是否能直接通入接触室？是否能直接通入接触室？沸腾炉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应：主要反应：主要设备：主要设备：接触室（接触室（接触氧化接触氧化）2SO2(

5、气气) + O2 (气气) 2SO3 (气气) （放热）（放热） 二氧化硫与氧气是在催化二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名的，接触室和接触法的名称由此而得。称由此而得。V2O5400-500oC3 . 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应：主要反应：主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔（吸收成酸）（吸收成酸） SO3 + H2O = H2SO4 （放热）（放热） 工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？用用 98. 3 % 的浓硫酸吸收三氧化硫的浓硫酸吸收三氧化硫三氧化硫与水化合时，放出大量热

6、。如用水或稀三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。不利于三氧化硫的吸收。想一想想一想沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却三原料、三阶段、三设备、三反应三原料、三阶段、三设备、三反应2012年年9月月12日，金华永和氟化工有限公司内一浓硫酸储日，金华永和氟化工有限公司内一浓硫酸储存罐发生爆炸，事故造成两死两伤。据调查，事故起因是存罐发生爆炸，事故造成两死两伤。据调查，事故起因是工人在拆卸管道时使用了气焊枪，明火遇到浓硫酸罐体内工人在拆卸管道时使用了气焊枪，明

7、火遇到浓硫酸罐体内的的氢气氢气，引发了剧烈爆炸。，引发了剧烈爆炸。1、储存浓硫酸罐体的材料是什么？为什么？说明浓硫酸有什、储存浓硫酸罐体的材料是什么？为什么？说明浓硫酸有什么性质？么性质？讨讨 论论2、为什么会产生氢气？、为什么会产生氢气？铁，浓硫酸常温下接触铁产生一层致密的氧化膜，不会继续铁，浓硫酸常温下接触铁产生一层致密的氧化膜，不会继续发生化学反应发生化学反应钝化。强氧化性钝化。强氧化性浓硫酸有吸水性，吸收空气中的水后局部浓度变稀，稀硫酸浓硫酸有吸水性，吸收空气中的水后局部浓度变稀，稀硫酸与铁反应产生氢气与铁反应产生氢气向小烧杯中加入少量向小烧杯中加入少量,再再加入约加入约5 mL浓硫酸

8、，搅拌，观察实验现象。浓硫酸，搅拌，观察实验现象。实验结论实验结论1：浓硫酸有吸水性，吸水放热浓硫酸有吸水性，吸水放热 游离水包括游离水包括: 结晶水、水蒸气结晶水、水蒸气; 作某些气体干燥剂。作某些气体干燥剂。讨讨 论论是否能用浓硫酸干燥是否能用浓硫酸干燥NH3和和H2S，为什么？，为什么？都不能，都不能，NH3是碱性气体，是碱性气体，H2S有强还原性有强还原性将一小块铜片放入试管将一小块铜片放入试管中，然后加入中，然后加入2 mL浓硫浓硫酸，用如图所示装置进酸，用如图所示装置进行实验，观察实验现象。行实验，观察实验现象。实验结论实验结论2：浓硫酸有强氧化性，与浓硫酸有强氧化性，与Cu反应生

9、成反应生成SO2和和CuSO4 Cu + 2H2SO4 （浓）（浓） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 讨讨 论论Zn和浓硫酸反应的气体产物是什么？和浓硫酸反应的气体产物是什么？ SO2，H2取取10 g蔗糖于小烧杯中，加蔗糖于小烧杯中，加2-3滴水，再加入滴水，再加入约约5 mL浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。实验结论实验结论3：浓硫酸有脱水性，能将某些有机物中的浓硫酸有脱水性，能将某些有机物中的H, O原子按原子按H2O的组成比脱去的组成比脱去, 使其炭化的性质。使其炭化的性质。C12H22O11 蔗糖浓硫酸 12 C + 11 H2OC + 2H2

10、SO4(浓浓) CO2 + 2SO2 + 2H2O2012年年9月月12日，金华永和氟化工有限公司内一浓硫酸储日，金华永和氟化工有限公司内一浓硫酸储存罐发生爆炸，事故造成两死两伤。据调查，事故起因是存罐发生爆炸，事故造成两死两伤。据调查，事故起因是工人在拆卸管道时使用了气焊枪，明火遇到浓硫酸罐体内工人在拆卸管道时使用了气焊枪，明火遇到浓硫酸罐体内的的氢气氢气，引发了剧烈爆炸。，引发了剧烈爆炸。1、如果你沾到了浓硫酸会造成什么伤害，该怎么处理？、如果你沾到了浓硫酸会造成什么伤害，该怎么处理？2、泄露的浓硫酸该怎么处理？、泄露的浓硫酸该怎么处理？思思 考考皮肤腐蚀炭化，马上用大量水冲洗，立即就医皮

11、肤腐蚀炭化，马上用大量水冲洗，立即就医用碱石灰等碱性物质覆盖用碱石灰等碱性物质覆盖请你为浓硫酸设计一张简历，形式如下请你为浓硫酸设计一张简历，形式如下姓名姓名种类种类出生地出生地外貌特征外貌特征与水的关系与水的关系特长特长荣获的称号荣获的称号浓硫酸浓硫酸酸酸沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔无色油状液体无色油状液体与水以任意比互溶，密度比水大，遇与水以任意比互溶，密度比水大，遇水放热水放热1、吸水性、吸水性 2、脱水性、脱水性3、与金属、与金属强氧化性和酸性强氧化性和酸性4、与非金属、与非金属强氧化性强氧化性化学工业之母化学工业之母1在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操在硫酸的工业制

12、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作的主要原因二者都正确的是（ ） A硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B从沸腾炉出来的气体只有从沸腾炉出来的气体只有SO2 CSO2氧化成氧化成SO3，SO2能全部转化为能全部转化为SO3 DSO3用用98.3%的浓的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸吸收，目的是防止形成酸 雾雾，以便使以便使SO3吸收完全吸收完全D2浓硫酸具有浓硫酸具有：A.酸性，酸性，B.强氧化性，强氧化性，C.高沸点、低高沸点、低挥发性，挥发性，D.脱水性，脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表吸水性等性质。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现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的字母分别填入括号中。中。(1)浓硫酸干燥浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HC