新蘇教版高中化學(xué)必修1課件5：4.1.2 硫酸的工業(yè)制備和性質(zhì)

第一單元含硫化合物的性質(zhì)第2課時(shí)硫酸的工業(yè)制備和性質(zhì)

硫酸是當(dāng)今世界上最重要的化工產(chǎn)品之一，硫酸如何制備的？新知導(dǎo)入1.了解工業(yè)上制備硫酸的基本原理。2.了解濃硫酸的物理性質(zhì)并掌握濃硫酸的化學(xué)特性。學(xué)習(xí)目標(biāo)新知梳理一、硫酸的工業(yè)制備1．以硫鐵礦(FeS2)為原料制備硫酸的主要設(shè)備和流程含硫礦石FeS2爐渣二氧化硫、氧氣尾氣(SO2、O2)根據(jù)左圖回答下列問題：(1)填寫下列各進(jìn)口或出口物質(zhì)的名稱：A

(如

)；B

；C

；D

。三原料______________________________________________三階段造氣(生成SO2)接觸氧化(生成SO3)SO3被吸收(生成H2SO4)三設(shè)備________________________2．接觸法制硫酸分為三個(gè)階段，填寫下表：硫黃或含硫礦石(硫鐵礦)空氣98.3%的濃硫酸沸騰爐接觸室吸收塔三反應(yīng)(均放熱)S＋O2SO2；4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO22SO2＋O2SO3＋H2O===H2SO4微點(diǎn)撥：用98.3%的濃硫酸吸收SO3，可以避免形成酸霧，并能提高吸收效率。二、濃硫酸的性質(zhì)1.物理性質(zhì)(1)純凈的硫酸是

色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體。(2)實(shí)驗(yàn)室常用的濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，密度為1.84g·cm－3，比水

，且濃度越大密度越大。沸點(diǎn)

，

揮發(fā)，常溫下比較穩(wěn)定。大高難無二、濃硫酸的性質(zhì)2.化學(xué)性質(zhì)(1)吸水性①濃硫酸可吸收空氣或其他氣體中的

、混在固體中的濕存水、結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水。②常用盛有濃硫酸的洗氣瓶干燥某些氣體(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥堿性氣體(如NH3等)和強(qiáng)還原性氣體(如H2S等)。水蒸氣膽礬無水硫酸銅濃硫酸氫、氧(2)脫水性①濃硫酸能把有機(jī)物中的

元素按水的組成比脫去，剩余黑色的炭。②實(shí)驗(yàn)探究。現(xiàn)象1：蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有脫水性：C12H22O1112C＋11H2O現(xiàn)象2：蔗糖體積膨脹，形成黑色疏松多孔的海綿狀的炭，并放出有刺激性氣味的氣體。原因是濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，把炭氧化成CO2，并有SO2氣體放出。微點(diǎn)撥：濃硫酸的脫水作用一般適用于含C、H元素的有機(jī)物，這些有機(jī)物本身沒有H2O，但有H、O元素，濃硫酸能把有機(jī)物中的H、O元素按H2O的組成比(H∶O＝2∶1)脫出來，使這些有機(jī)物發(fā)生化學(xué)變化。實(shí)驗(yàn)裝置(3)強(qiáng)氧化性①與金屬銅的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅片表面

；品紅溶液

；冷卻后，將反應(yīng)試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液

。實(shí)驗(yàn)結(jié)論銅與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式為__________________________＋SO2↑＋2H2O。變?yōu)樗{(lán)色變黑，有氣泡逸出逐漸變?yōu)闊o色②與非金屬的反應(yīng)濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式：

________________________________________。思考：C、Cu分別與濃硫酸反應(yīng)時(shí)，濃硫酸各表現(xiàn)出什么性質(zhì)？[提示]

與碳反應(yīng)時(shí)體現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性；與Cu反應(yīng)時(shí)體現(xiàn)濃硫酸的酸性和強(qiáng)氧化性。三、稀硫酸的性質(zhì)稀硫酸具有酸的通性Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2OMg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O紅色

四、濃硫酸的應(yīng)用硫酸是世界上用量最大、用途最廣的化工基本原料之一，故素有“化學(xué)工業(yè)之母”之稱。練一練：1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”。)(1)在接觸法制硫酸中，礦石粉碎的目的是為了增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分。()(2)在吸收塔內(nèi)，是用濃硫酸吸收SO3而不是用水，目的是為了防止形成酸霧，腐蝕設(shè)備。()(3)濃硫酸具有吸水性，所以濃硫酸可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等氣體。（）(4)將濃硫酸滴到濕的蔗糖表面，固體變黑膨脹并有刺激性氣味氣體生成，說明濃硫酸有脫水性、吸水性和強(qiáng)氧化性。() √√×√2．下列關(guān)于濃硫酸和稀硫酸的敘述中正確的是(

)A．常溫時(shí)都能與鐵發(fā)生反應(yīng)，放出氣體B．加熱時(shí)都能與銅發(fā)生反應(yīng)C．都能作為氣體干燥劑D．硫元素的化合價(jià)都是＋6價(jià)D解析：常溫時(shí)濃硫酸使鐵鈍化；銅與稀硫酸常溫和加熱時(shí)都不反應(yīng)；濃硫酸有吸水性可以作干燥劑，稀硫酸不能作干燥劑。3．某報(bào)刊曾報(bào)道下面一段新聞“某日凌晨，一輛載有濃硫酸的罐車在某境內(nèi)側(cè)翻。從車中流出的硫酸使路邊雜草等被腐蝕成黑色，上面泛起黑色的泡沫，空氣中到處彌漫著刺鼻的氣味?！闭堄没瘜W(xué)知識解釋下列問題：(1)“路邊雜草被腐蝕成黑色”其原因是

。(2)濃硫酸為不揮發(fā)性強(qiáng)酸，為什么說“到處彌漫著刺鼻的氣味”？

。濃硫酸使草炭化炭化后的碳與濃硫酸反應(yīng)生成SO2理解掌握濃硫酸的特性重難點(diǎn)探究化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)了蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的“黑面包”實(shí)驗(yàn)，并驗(yàn)證反應(yīng)過程中的產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置如下所示：[問題1]猜想品紅1溶液褪色的原因嗎？高錳酸鉀溶液褪色起怎樣的作用？為什么要用品紅2溶液？[提示]

用品紅1溶液褪色驗(yàn)證二氧化硫，再用高錳酸鉀吸收多余的二氧化硫，接著再次驗(yàn)證二氧化硫是否全部被吸收，最后才驗(yàn)證二氧化碳。[問題2]實(shí)驗(yàn)中為什么要加水？[提示]濃硫酸與碳的反應(yīng)需要加熱，加水的作用是產(chǎn)生熱量，引發(fā)反應(yīng)。[問題3]該實(shí)驗(yàn)主要體現(xiàn)了濃硫酸的哪些特性？[提示]

脫水性和強(qiáng)氧化性。核心突破：1．濃硫酸吸水性和脫水性的區(qū)別由此看出：二者的根本區(qū)別在于物質(zhì)本身是否存在水分子。2．濃硫酸的強(qiáng)氧化性(1)本質(zhì)：濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，是因?yàn)镠2SO4分子中＋6價(jià)的硫元素具有很強(qiáng)的得電子能力。(2)反應(yīng)規(guī)律：①常溫下與活潑金屬反應(yīng)(鐵、鋁除外)表現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性，生成硫酸鹽和SO2，硫酸變稀后，生成的氣體為H2。②與不活潑金屬和非金屬反應(yīng)的規(guī)律a．反應(yīng)需要加熱，否則不反應(yīng)。b．還原產(chǎn)物一般是SO2，一般金屬被氧化為高價(jià)態(tài)的硫酸鹽，非金屬被氧化為高價(jià)態(tài)氧化物或含氧酸。c．濃硫酸與金屬反應(yīng)時(shí)，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，而與非金屬反應(yīng)時(shí)，只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。d．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩幔磻?yīng)就停止。③與具有還原性的化合物反應(yīng)，如與H2S、HI、HBr、FeCl2等物質(zhì)反應(yīng)。對點(diǎn)練習(xí)：1．硫元素常見化合價(jià)及其物質(zhì)類別關(guān)系如圖，下列說法錯誤的是(

)A．X是H2SB．Y既有氧化性又有還原性

C．將X與Y混合，不能生成硫D．工業(yè)上制Z的主要原料是硫鐵礦C解析：－2價(jià)硫的氫化物，為硫化氫，X是H2S,A正確；處于中間價(jià)態(tài)的元素具有氧化性和還原性，＋4價(jià)的硫處于中間價(jià)態(tài)，所以Y既有氧化性又有還原性，B正確；將X是硫化氫、Y是二氧化硫，兩者混合，發(fā)生歸中反應(yīng)，能生成硫，C錯誤；工業(yè)上制硫酸用煅燒硫鐵礦來造氣，則工業(yè)上制Z的主要原料是硫鐵礦，D正確。2．將濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)填入括號內(nèi)。A．酸性 B．強(qiáng)氧化性C．脫水性 D．吸水性(1)用磷礦粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反應(yīng)制磷酸(

)(2)熱的濃硫酸與銅片反應(yīng)(

)(3)濃硫酸不能干燥NH3、H2S、HI等氣體(

)(4)濃硫酸能吸收H2或SO2氣體中的水分(

)(5)濃硫酸使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙先變紅后變黑(

)(6)鋅和稀硫酸反應(yīng)(

)AABABDACA隨堂檢測1．在硫酸的工業(yè)制法中，下列說法正確的是(

)A．黃鐵礦煅燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K硫鐵礦不能燃燒B．從沸騰爐出來的氣體只有SO2C．SO2氧化成SO3，SO2能全部轉(zhuǎn)化為SO3D．SO3用98.3%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以便使SO3吸收完全D解析：將黃鐵礦粉碎是使其增大與空氣的接觸面積，使燃燒更快、更充分，并不是大塊黃鐵礦不能燃燒。從沸騰爐出來的氣體除SO2外，還有SO3、O2等。SO2轉(zhuǎn)化為SO3為可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，故SO2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3。SO3轉(zhuǎn)化為硫酸，若直接用水吸收，會形成大量酸霧，導(dǎo)致SO3吸收不完全，工業(yè)生產(chǎn)中用98.3%的濃硫酸作為吸收劑，則不會出現(xiàn)酸霧，吸收SO3更充分。2．下列關(guān)于濃硫酸的敘述正確的是(

)A．濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B．藍(lán)色膽礬晶體滴加濃硫酸時(shí)變?yōu)榘咨腆wC．濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D．濃硫酸與銅片共熱的反應(yīng)中，濃硫酸只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性B解析：濃硫酸具有脫水性，使蔗糖中氫、氧元素以水的形式脫出，而使蔗糖炭化變黑，與吸水性無關(guān)，A錯誤；濃硫酸具有吸水性，能吸收膽礬晶體中的結(jié)晶水，可以使藍(lán)色的膽礬晶體失水變?yōu)榘咨w，B正確；濃硫酸是一種酸，能和氨氣反應(yīng)，故不能干燥氨氣，C錯誤；濃硫酸與銅片共熱的反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)出酸性，D錯誤。3．濃硫酸在實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中，既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是(

)①Cu―→CuSO4

②C―→CO2

③FeO―→Fe2(SO4)3

④Fe2O3―→Fe2(SO4)3A．①③

B．②④C．①④ D．②③解析：①正確，濃硫酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，將Cu氧化為Cu2＋，自身還原為SO2，同時(shí)生成了鹽(CuSO4)，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性；②只體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性；③既體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，將＋2價(jià)Fe氧化為＋3價(jià)Fe，同時(shí)又生成了鹽[Fe2(SO4)3]，體現(xiàn)了濃硫酸的酸性；④只體現(xiàn)了濃硫酸的酸性。A

4．向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的銅片，加熱使之反應(yīng)。則充分反應(yīng)后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量(

)A．小于0.45molB．等于0.45molC．在0.45mol和0.90mol之間D．大于0.90molA解析：根據(jù)反應(yīng)：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。若50mL18mol·L－1的H2SO4與銅完全反應(yīng)，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量為