《硫酸的制备和性质》课件.ppt

1、专题4 硫、氮和可持续发展,第一单元 含硫化合物的性质和应用,第2节 硫酸的制备和性质,制取硫酸流程,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,V2O5,第一步：,第三步：,第二步：,工业生产硫酸的反应原理,SO3 + H2O=H2SO4,造气,接触氧化,SO3的吸收,沸腾炉,炉 气,SO2、O2、N2、水蒸气及一些杂质，如As、Se等的化合物、矿尘。,原料,空气,1. 造气,原料：硫铁矿(FeS2),4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高温,主要反应：,主要设备：,沸腾炉,炉 气,SO2 O2 N2,水蒸气,砷和硒的化合物,矿尘,使催化剂中毒、

2、堵塞设备,对设备和生产有不良影响,净化措施：,除尘,洗涤,干燥,1 . 造气：二氧化硫的制取和净化,为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？,增大与空气的接触面积，使其充分燃烧，且加快燃烧速率,接触室,热交换器,2. 接触氧化,净化后的原料气体冷,SO2,空气,SO2，SO3，空气,净化后的原料气体热,催化剂,催化剂,预热反应气，冷却生成气,2 . 接触氧化：SO2氧化成SO3,接触室,催化剂 400-500,为什么叫接触法呢？,主要反应：,主要设备：,二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。,3.三氧化硫的吸收,吸收塔,逆流原理应用,SO3 + H2O=H2SO

3、4,3 . 三氧化硫的吸收,吸收塔,SO3 + H2O = H2SO4,为什么不用水而用浓硫酸来吸收SO3？,三氧化硫与水反应放出大量热，直接用水吸收三氧化硫易形成酸雾，而不利于三氧化硫的吸收，因此，用98.3%的浓硫酸。,主要反应：,主要设备：,4.尾气处理,如何处理尾气？,2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3,氨水吸收,(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +H2O + SO2,化肥,循环利用,接触法制硫酸,沸 腾 炉,接 触 室,吸 收 塔,净化,冷 却,空气,概括为：三阶段，三反应，三设备,纯硫酸是一种无色油状、难挥发的液体。 易溶于水，能以任

4、意比与水混溶、溶解时放出大量热。,一、物理性质,1.在稀释浓硫酸时，应该注意哪些问题？,将浓硫酸沿着容器壁缓慢的倒入水中 用玻璃棒不断搅拌，使热量迅速散失,2.浓硫酸沾到皮肤上应该如何处理？,先用干布擦去，再用大量水冲洗，最后用3%5%的NaHCO3溶液涂抹。,稀硫酸(H+SO42-)具有酸的通性,二、化学性质,1可以使紫色石蕊试液变红 2与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O 3与H之前的金属反应： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2 4与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O 5与某些盐反应：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl,1.吸水性,浓硫酸中存

5、在的主要是硫酸分子，因而浓硫酸具有一些独特的性质。,将浓硫酸敞口放置，其浓度会不会发生改变？浓硫酸为什么可以做干燥剂?,SO2 、H2、O2、CO2、Cl2、HCl等。,注意：浓H2SO4 不可干燥碱性、还原性气体： 如NH3、 H2S 、 HBr、 HI等,【实验1】,固体由蓝色变为白色,胆矾为什么会变白?,浓硫酸表现什么性质？,吸水性,向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL的浓硫酸，搅拌，观察实验现象。,在小烧杯中放入2g蔗糖(C12H22O11) ，加入5mL浓硫酸，用玻璃棒搅拌，观察。,蔗糖变黑；体积膨胀，呈疏松多孔状；有大量气体产生；有刺激性气味的气体生成。,【实验2】,2.脱水性,

6、有机物 (含C、H、O 等),将H、O按21个数比脱去,脱水性和吸水性的区别,吸水性是原本有水；脱水性是原本无水，浓硫酸将氢和氧以：组成比结合成水脱去,(1)与绝大多数金属反应,常温下， Fe 、Al遇浓硫酸中会钝化；加热时可以与除金、铂之外的所有金属反应。,3.强氧化性,分步反应,氧化性,酸性,+6,+6,+4,0,+2,总反应:,+6,+6,+4,0,+2,总反应:,(2)与非金属反应(如C、P、S等),(3)与低价化合物的反应,H2SO4(浓）+ H2S = S+SO2 +2H2O,表现氧化性,稀H2SO4有氧化性吗?,稀硫酸的氧化性:H+的氧化性，酸的通性之一。 浓硫酸的氧化性:由H2

7、SO4分子中的+6价S引起的。,浓硫酸的氧化性比稀硫酸强 !,如何区别浓硫酸和稀硫酸?,密度法,黏度法,稀释法,露置法,吸水法,脱水法,钝化法,氧化法,如何检验SO42- ?,硫酸,稀硫酸的性质,浓硫酸的特性,脱水性,强氧化性,酸的通性,吸水性,浓硫酸的物性,小结,无色油状液体,H2SO4H2O,高沸点，难挥发,与水任意比互溶,8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现，加热绿矾，所得气体溶于水得硫酸。,公元650683年(唐高宗时)，炼丹家孤刚子在黄帝九鼎神丹经诀中记载“炼石胆取精华”，即加热胆矾制硫酸。 CuSO45H2O CuSO45H2O CuSO4 CuOSO3 SO3H2O H2SO4,高温,专

8、题4 硫、氮和可持续发展,第一单元 含硫化合物的性质和应用,第3节 硫和含硫化合物的转化,自然界中的硫,自然界中的硫元素主要以硫单质、硫化物、硫酸盐等形式存在。,游离态,化合态：,以硫化物、硫酸盐等形式存在于矿石中,硫,火山喷口处的硫,黄色固体，很脆，易研成粉末，熔沸点较低， 难溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2,1.物理性质：,一.硫单质,与金属反应(大多数金属),2Cu+S = Cu2S (黑色),Fe+S = FeS (黑色),Hg+S=HgS(常温下反应，除汞),变价金属为低价,与非金属反应,2.化学性质：,既有氧化性，又有还原性,2Ag+S=Ag2S（黑色、银器变黑）,硫在氧气中燃烧,

9、3S6KOH = 2K2SK2SO33H2O,空气中：淡蓝色火焰 纯氧中：明亮蓝紫色火焰,与某些化合物反应,S+2H2SO4(浓) = 3SO2+2H2O,与浓硫酸反应,与强碱反应（用于清除硫）,1.物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的气体，可溶于水(12.6) ，有剧毒。,2.化学性质：水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸，不稳定，易被氧化,H2S+Cl2=S +2HCl, 可燃性,H2S+2NaOH=Na2S+2H2O,点燃,酸性,(4)热分解, 还原性,2H2S+3O2(足量)= 2SO2+2H2O,二.硫化氢,2H2S+O2(不足)= 2S+2H2O,点燃,3.制备：,FeS+H2SO4=FeSO

10、4+H2S,S2- 2H+=H2S,与酸反应,与盐反应,S2-+Cu2+=CuS,S2-+Pb2+=PbS,检验S2-、H2S,不溶于盐酸、稀硫酸,FeS不溶于水，但溶于酸,制H2S,三、硫化物,S2-H+ =HS-,与酸反应：,SO32-+H+=HSO3-,SO32-+2H+= SO2+H2O,实验室制取SO2,有还原性：,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,有氧化性,SO32-2S2-+6H+=3S+3H2O,（酸性）,四、亚硫酸盐（SO32-）,FeS Na2SO3 Na2SO4 H2S S SO2 SO3 H2SO4 HgS H2SO3 BaSO4,小结：硫及其化合物之间的相互转化,O2,O2,O2,相同价态含硫化合物间通过酸碱反应规律来转