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文档简介
5.1.2硫酸硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一,有“化学工业之母”之称。可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。一、硫酸的工业制备硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志【活动】阅读教材P4页最后自然段,回答硫酸具有哪些重要用途?H2SO4硫酸盐农药化肥炸药制气接触氧化吸收不用水:SO3与水反应放热,形成酸雾影响吸收①制备SO2②制备SO3③吸收SO3S+O2
==
SO2
点燃4FeS2+11O2==
2Fe2O3+8SO2一、硫酸的工业制备工业上可用硫黄为原料制备硫酸,根据上节课所学硫的知识,你能否设计出制备流程,并写出相关化学方程式?△催化剂2SO2+O2
⇌2SO3△
SO3
+
H2O
=
H2SO4
(发烟硫酸)发烟硫酸:含有SO3,浓度大于98%的硫酸接触室吸收塔沸腾炉SO3+H2SO4(浓)
H2SO4•SO3硫酸的工业制法
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.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SO2C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收更充分练习1:D二、硫酸的性质1、硫酸的物理性质颜色状态沸点密度溶解性
约338℃1.84g/cm3无色粘稠的油状液体跟水任意比互溶难挥发酸,用于制备易挥发性酸溶解放出大量热(1)硫酸具有酸的哪些共同的性质?(2)实验室用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸,而不用浓硫酸,
这是为什么?【思考讨论】浓硫酸稀释稀硫酸完全电离H2SO4=2H++SO42-酸的通性主要以分子形式存在具有特性H2SO42.稀硫酸的化学性质硫酸是强酸,具有酸的通性。(2)酸的通性与指示剂显色石蕊变红与活泼金属反应如Zn、Fe与碱反应如NaOH与碱性氧化物反应如CuO与盐反应如Na2CO3(1)电离方程式稀硫酸
遇石蕊显红色H++OH-=H2O2H++CO32-=H2O+CO2↑2H++CuO=Cu2++H2O2H++Fe=Fe2++H2↑与某些离子生成沉淀(Ba2+、Ag+、Ca2+)无色粘稠(油状)液体,难挥发,沸点高,密度大于水,与水任意比例互溶,溶于水放出大量的热。浓硫酸的物理性质问:如何稀释浓硫酸?将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散。3.浓硫酸的性质吸水性3.浓硫酸的性质CuSO4•5H2O由蓝色变成白色,因为结晶水被浓硫酸吸走思考:CuSO4•5H2O加入到浓硫酸会出现什么现象?(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分和结晶水,常用做干燥剂
可用来干燥:
中性气体:H2、O2、CO、CH4、NO等酸性气体:HCl、Cl2、SO2、CO2等
不能干燥:
碱性气体:NH3还原性气体:H2S、HBr、HI气态SO3会被浓硫酸吸收夺取结晶水合物中的结晶水吸收混合气体中的水蒸气物理变化化学变化思考:如何保存浓硫酸,如果敞口放置浓硫酸会出现什么不同?思考:吸收化合物中的结晶水是物理变化还是化学变化?浓硫酸要密封保存!因为浓硫酸有吸水性,可以吸收空气周围的水蒸气,使自生质量增加,溶度变稀。在如图的实验装置中,实验开始一段时间后,下列叙述不正确的是A.装置①中苹果块会干瘪
B.装置②中胆矾晶体表面有“白斑”C.装置③中小试管内有晶体析出D.装置④中pH试纸变红练习2:D(2)浓硫酸的脱水性浓硫酸能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比(2:1)脱去[实验]取20g蔗糖放入烧杯中,滴加少量蒸馏水,搅拌均匀,再加入约15ml
浓硫
酸,迅速搅拌,观察实验现象。C12H22O11浓硫酸12C+11H2O(蔗糖)脱水性强氧化性C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O==△现象:蔗糖变黑,黑色物质急剧膨胀,变成疏松多孔的海绵状,并放出有刺激性气味的气体。[问题探讨]黑色物质急剧膨胀,变成疏松多孔的海绵状的原因是什么?[实验]取20g蔗糖放入烧杯中,滴加少量蒸馏水,搅拌均匀,再加入约15ml浓硫
酸,迅速搅拌,观察实验现象。吸水性脱水性原理浓硫酸能够吸收______________________及固体中的结晶水浓硫酸能把有机物中________________________脱去,剩余黑色的炭区别__________________________________________________应用_________气体、液体中的水分子氢、氧元素按水的组成比物质中含有H2O物质中不含有H2O,只含有氢元素和氧元素作干燥剂吸水性与脱水性的比较练习3:设计实验方案,验证碳和浓硫酸反应的产物检验水无水硫酸铜检验SO2检验CO2品红澄清石灰水如何确定SO2、CO2检验的先后顺序?C+2H2SO4(浓)==2SO2↑+CO2↑+2H2O无水硫酸铜变蓝,验证产物中有水生成品红褪色,验证产物中有SO2除去SO2,防止对CO2的检验产生干扰检验SO2是否已除尽变浑浊,验证产物中有CO2(3)浓硫酸的强氧化性
①与某些非金属单质反应,如______。C、S2H2SO4(浓)+S==3SO2↑+2H2O△浓硫酸的氧化性,能否氧化金属单质呢?需要什么条件?
②与某些还原性化合物反应H2SO4(浓)+H2S=SO2↑+S↓+2H2OH2SO4(浓)+2HI=SO2↑+I2+2H2O还原产物一般是SO2C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O(3)
强氧化性③与金属的反应③与金属的反应(3)
强氧化性d将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为_____a试管中铜丝表面__________________________b试管中的品红溶液逐渐变为________c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为________逐渐变黑色,有气泡产生无色红色蓝色Cu+2H2SO4(浓)==
CuSO4+SO2↑+2H2O∆
可以和除Au、Pt外的大多数金属单质
都能与浓硫酸作用,如铜。控制反应发生和停止增大接触面积,加快反应速率除去SO2,防止污染1、该反应中谁是氧化剂,谁是还原剂,它们比例是多少(划出双线桥。),体现了浓硫酸的什么性质?酸性和强氧化性2、
1mol铜与2mol浓硫酸反应,铜能否完全溶解,能否生成1molSO2?不能,浓硫酸会变稀,不能完全反应。3、浓硫酸能和金属反应,为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸?常温下,浓硫酸遇冷的Fe、Al会发生钝化(使表面生成致密的氧化膜,阻止内部金属被进一步氧化)【注意】钝化是化学变化思考交流:铜是还原剂,浓硫酸是氧化剂,比例为1:1
4、
实验室用金属和酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸、而不用浓硫酸,这是为什么?浓硫酸的强氧化性浓硫酸具有强氧化性,能氧化金属、非金属、还原性化合物等,其还原产物一般是SO2。金属反应通式金属+H2SO4(浓)
高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O实例与Cu反应:___________________________________非金属反应通式非金属+H2SO4(浓)
高价氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O实例与C反应:_____________________________________还原性化合物与H2S反应:___________________________________知识小结:浓硫酸、稀硫酸的异同
浓硫酸稀硫酸成分主要以H2SO4分子形式存在,有少量H+
主要以H+、SO42-形式存在,没有H2SO4分子酸性
氧化性
脱水性吸水性氧化性酸某些酸的通性(如与碱、盐、碱性氧化物反应),
与金属反应不产生H2具有酸的所有通性强氧化性(+6价硫元素表现)
可以与不活泼金属反应,
还原产物一般是SO2弱氧化性(H+表现)只能与金属活动性顺序表氢前的金属
反应放出H2有有无无非氧化性酸1.高沸点——制取挥发性酸2.吸水性——做干燥剂3.脱水性——做催化剂4.酸性——去金属表面的氧化物、制取硫酸盐、制造化肥5.强氧化性——制炸药硫酸——化学工业之母1、现有两瓶无色溶液,分别是稀硫酸和浓硫酸。下列方法不能将它们鉴别出来的是(
)A、分别取少量两种溶液加水稀释,比较溶液的温度变化B、分别取少量两种溶液滴加到纸张上,观察纸张是否变黑C、分别取少量两种溶液滴加BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀D、分别取足量两种溶液,向其中加入铁片,一段时间后观察铁片是否溶解C2.下列现象反映了硫酸的哪些主要性质
(1)浓硫酸滴在木条上,过一会儿,木条变黑。
(2)敞口放置浓硫酸时,质量增加。
(3)锌粒投入稀硫酸中,有气泡产生。
(4)把铜片放入浓硫酸里加热,有气体产生。
(5)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。
(6)碳酸钠跟稀硫酸反应生成二氧化碳气体脱水性吸水性酸性酸性和强氧化性强氧化性酸性(1)硫元素在自然界中的存在形态有游离态和化合态两种。(
)(2)1molSO2与足量O2充分反应可得到1molSO3。(
)(3)硫单质和SO2都既有氧化性又有还原性。(
)(4)将SO2通入氢硫酸中,若出现黄色浑浊,则证明SO2具有氧化性。(
)(5)SO2、SO3都可与水直接化合生成相应的含氧酸。(
)(6)SO2通入CaCl2溶液中可生成白色沉淀。(
)(7)硫酸生成氢气时,H+起氧化作用;硫酸生成二氧化硫时,+6价的硫起氧化作用。(
)(8)在反应H2S+H2SO
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