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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸
一、硫酸的用途和工业制备
(1)重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、染料、
盐类等。
(2)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、
作干燥剂、催化剂等。
1.用途:
2.硫酸的工业制备
流程图及涉及的化学方程式
①制备SO2:
②制备SO3:
③吸收SO3:
SO3+H2O===H2SO4
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
高温
===
2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
点燃
S+O2===SO2
思考1:工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3?
SO3与水反应为放热反应,易产生水雾,影响SO3的吸收
二、硫酸的性质
1、稀硫酸具有酸的通性:
H2SO4=2H++SO42-
(1)与指示剂
紫色石蕊试剂遇酸变红色
(2)与活泼金属
酸 + 金属===盐 + 氢气
H2 SO4 +Zn = ZnSO4+H2↑
(3)与碱性氧化物
3H2 SO4 +Fe2O3 =Fe2(SO4)3+3H2O
酸 + 碱性氧化物===盐 + 水
(4)与某些盐反应
(5)与碱反应
酸 + 盐===新盐 + 新酸
H2 SO4 +BaCl2 = BaSO4↓+ 2HCl
酸 + 碱===盐 + 水
H2 SO4+2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
思考2:浓硫酸应如何稀释?
2、浓H2SO4性质
(1)物理性质
无色、油状液体、难挥发;易溶于水,比水重,与水以任意比混溶,稀释时放出大量的热
将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓
倒入水中,并用玻璃棒不
断搅拌
稀硫酸
完全电离
H2SO4=2H++SO42-
酸的通性
浓度增大
浓硫酸
以分子
形式存在
H2SO4
自身特性
(1)化学性质——浓硫酸的特性
胆矾中加入浓硫酸
①吸水性:浓硫酸可以吸收气体、液体、某些结晶水合物中的水,常用做干燥剂(有水则吸)
浓硫酸能干燥:
浓硫酸不能干燥:
H2S HBr HI NH3
H2 O2 N2 CO CH4
CO2 SO2 HCl Cl2
中性气体
酸性气体
吸水性:物理变化
蔗糖中加入浓硫酸
②脱水性:
现象:a.蔗糖变黑
b.体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性
气味的气体产生
有机物分子中H:O = 2:1(H2O)脱去(无水则脱)
C12H22O11
浓硫酸
12C + 11H2O
蔗糖
现象a:体现了浓硫酸的脱水性
脱水性:化学变化
现象b体现了浓硫酸的强氧化性
③氧化性:
C + 2H2SO4(浓)
CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
==
△
化合价升高,失去1×4 e-,被氧化
化合价降低,得到2 ×2 e-,被还原
0 +6 +4 +4
氧化剂
还原产物
还原剂
氧化产物
氧化性
a、与非金属反应
碳与浓硫酸的反应,体现了浓硫酸的氧化性
设计一个实验检验反应产生的气体成分
品红溶液褪色检验SO2的存在
KMnO4颜色变浅除去SO2气体
不褪色
检验SO2是否除尽
浑浊
检验CO2
白色变为蓝色检验H2O的存在
实验探究:浓硫酸与铜的反应
b、与金属反应
实验装置 实验现象
不加热时,无明显现象。加热后:
①试管中铜丝表面
②b试管中的品红溶液逐渐变为
③c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为
④a试管的溶液冷却后慢慢倒入水中,
溶液变为
有气泡冒出
无色
红色
SO2和CuSO4
蓝色
【实验结论】Cu与浓硫酸反应生成_________________。
浸碱棉团的作用是:
除去SO2,防止污染环境。
Cu + 2H2SO4(浓) ===CuSO4+ SO2 +2H2O
化合价升高,失去1×2 e-,被氧化
化合价降低,得到1 ×2 e-,被还原
0 +6 +2 +4
氧化剂
还原产物
还原剂
氧化产物
氧化性和酸性
反应物之比
n(Cu):n( H2SO4) =1:2
被氧化:被还原
n(Cu ):n( H2SO4)=1:1
思考1:1molCu 和2molH2SO4(浓)共热能否得到1molSO2
思考2:浓硫酸可以跟金属反应,为什
么还可以用铝罐车和铁罐车运输浓硫酸?
常温下,浓硫酸让Fe、Al钝化
思考3:将足量的锌粉投入一定量的浓硫酸中,写出可能发生反应的化学方程式。
Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑
c.与具有还原性的化合物反应,如H2S、HI、HBr等
H2S + H2SO4 (浓) == S + SO2 + 2H2O
2HI + H2SO4 (浓) == I2 + SO2↑ + 2H2O
(4)高沸点难挥发性
制备易挥发性酸(HF、HCl等)
(5)强酸性
强酸制弱酸——实验室制SO2
Na2SO3 + H2SO4(浓) == Na2SO4 + SO2↑ + H2O
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)浓硫酸有脱水性,所以可用浓硫酸作干燥剂。 ( )(2)1 L 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量铜反应,生成9.2 mol 二氧化硫气体。( )(3)浓硫酸与足量Zn反应的后期可以生成H2。 ( )(4)H2、Cl2、CO2、HCl均可用浓硫酸干燥。 ( )(5)浓硫酸使纸张变黑体现了浓H2SO4的脱水性。 ( )
×
×
√
√
√
2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( )A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(脱水性)B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(氧化性、酸性)C.蔗糖与浓硫酸反应时有海绵状的炭生成(吸水性)D.浓硫酸可用来干燥某些气体(不挥发性)
B
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