4.1.2 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质 课件(共28张PPT) 2022-2023学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

(共28张PPT)
4.1.2 硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
硫酸的用途
硫酸是当令世界上最重要的化工产品之一，美誉为“化学工业之母”，工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。
早在1000年以前，我国就用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制硫酸，如：《黄帝九鼎神丹经诀》——“炼石胆取精华法”。
硫酸的应用史
CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O==H2SO4
胆矾
绿矾
2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O
SO3+H2O==H2SO4
一、硫酸的工业制备——接触法
H2SO4
S
SO3
SO2
(1)
(2)
(3)
FeS2
沸腾炉
接触室
吸收塔
净化
冷却
三原料
三阶段
三设备
三反应(均放热)
硫黄或含硫矿石(硫铁矿)
空气
98.3%的浓H2SO4
造气(生成SO2)
接触氧化
(生成SO3)
SO3吸收
(生成H2SO4)
沸腾炉
接触室
吸收塔
4FeS2 + 11O2 =△= 2Fe2O3 + 8SO2
S + O2 =△= SO2
SO3＋H2O===H2SO4
2SO2 + O2 2SO3
思考并回答下列问题：
（1）硫铁矿为什么要粉碎？
（2）热交换器起什么作用？
（3）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？
增加空气和硫铁矿的接触面积，加快反应速率，提高硫铁矿的利用率
反应物SO2与O2被预热，热的SO3气体被冷却，这种方式能够节约能源
SO3与H2O反应放出大量热，形成酸雾，不利于SO3的进一步吸收，
98.3%的浓硫酸吸收更完全
（1）原料廉价且稳定，降低运输成本。
（2）从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。
（3）制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量质尽可能加以循环利用，生副产物较少。
（4）制备过程绿色，环保，不使用或生成对环境有害的物质。
化学工业制备的要求
二、硫酸的性质
1、稀硫酸的性质（酸的通性）
1.使酸碱指示剂变色
3.与碱发生中和反应
2.与活泼金属反应生成氢气
4.与碱性氧化物反应
5.与某些盐反应（如BaCl2)
(一) 物理性质
无色
油状液体
338℃
难挥发
比水大
与水任意比混溶, 稀释时释放大量热
1.颜色:
2.状态:
3.沸点:
4.密度:
5.水溶性:
2、浓硫酸的性质
实验室常用的浓硫酸de质量分数98%, 密度1.84 g·cm-3。
稀释浓硫酸时应该如何操作
“酸入水, 沿杯壁,
慢慢注, 及时搅”
入水中, 并用玻璃棒及时搅拌。
将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注
正确操作:
（二）浓硫酸的特性
实验1、向表面皿中加入少量胆矾，
再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。
实验现象：
蓝色的胆矾（CuSO4·5H2O）变成白色（CuSO4）
1、吸水性
实验2、取2g蔗糖，放入大试管中，加2-3滴水，再加入约3mL的浓硫酸，迅速搅拌，然后塞紧带玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中，观察实验现象。
实验现象：
①蔗糖由白变黑
②体积膨胀，形成疏松的海绵状，产生的气体能使品红和高锰酸钾褪色。
2.脱水性
浓硫酸按照水的组成比，夺取某些有机物中的氢、氧元素形成水分子，可使蔗糖、纤维素等物质脱水，这叫脱水性。
C12H22O11 12C + 11H2O
蔗糖结构
蔗糖结构
C + 2H2SO4（浓）
△
CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
浓硫酸表现氧化性。
+6
+4
氧化剂
3、氧化性
实验结论：铜与浓硫酸在加热条件发生反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸表现强氧化性。
实验3、将一小片铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，加热，观察实验现象。
实验现象：
①铜丝表面变黑，产生气泡，有无色刺激性气体生成。
②该气体可以使品红溶液褪色。
③紫色石蕊试液变红。
④溶液变成灰黑色，停止加热后，将溶液倒入蒸馏水中，溶液变蓝。
化学反应
在总反应中浓硫酸表现氧化性和酸性。
Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2↑＋2H2O
△
①Cu＋H2SO4（浓）==CuO＋SO2↑＋H2O
②CuO ＋H2SO4（浓）==CuSO4+H2O
△
分步反应
氧化性
酸性
+6
+6
+4
△
0
+2
总反应:
在工业上浓硫酸都是用铁罐或铝罐来储存和运输。这是为什么？
铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应。-----钝化
与金属反应
活泼金属：
较不活泼金属：浓硫酸可以与除金、铂之外的Cu、Ag、Hg等在加热条件下反应。
常温下与活泼金属反应，Fe、Al常温下遇浓硫酸发生钝化.
不生成H2，生成SO2，
思考：为什么锌与稀硫酸反应生成的是H2，与浓硫酸反应生成SO2？
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
硫酸分子
硫酸根
Zn＋2H2SO4（浓）==ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
课堂小结
是指浓硫酸吸收水、水蒸气或结晶水的性质。
是指浓硫酸把有机物中的氢氧元素按原子个数比2:1脱去水的性质。
吸水性和脱水性有何区别 ？
吸水性
脱水性
关键看：是否有“现成”的水。
思考：
浓硫酸能干燥所有气体吗？不能干燥哪些气体？
不能用来干燥：
碱性气体（如氨气）；还原性气体（H2S、HI、HBr）
① 浓硫酸常温使纸片变黑: ;
② 浓硫酸与铜共热产生气体: ;
③ 浓硫酸使蔗糖变成“黑面包”: ;
④ 浓硫酸常温下使铁铝钝化: ;
⑤ 浓硫酸使胆矾变成白色粉末: ;
⑥ 浓硫酸与NaCl固体制HCl气体: 。
D
B E
CDE
E
C
A
A.高沸点 B. 酸性 C.吸水性 D.脱水性 E.强氧化性
1，硫酸在下列用途或现象中所表现的性质是:
2．浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是(　　)
A．蓝色硫酸铜晶体 B．木材炭化
C．红热木炭 D．氧化铝
3.下列关于浓硫酸的叙述不正确的是(　　)
A．浓硫酸能与金属、非金属单质反应，作氧化剂，被还原为二氧化硫
B．浓硫酸可将铜、汞等金属氧化，生成高价态金属的硫酸盐
C．浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸
D．浓硫酸具有强氧化性，加热时浓硫酸能将铁、铝钝化
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D
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