2019苏教版高中化学必修一专题4-4.1.硫酸的工业制备j及浓硫酸的性质(共36张PPT)
文档属性
| 名称 | 2019苏教版高中化学必修一专题4-4.1.硫酸的工业制备j及浓硫酸的性质(共36张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 48.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-15 21:08:46 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
N
F
S
O
A
I
硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
专题4 第一单元
fashion
H
硫酸的工业制备
胆矾 CuSO4 5H2O
绿矾 FeSO4 7H2O
CuSO4·5H2O=CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O=H2SO4
2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O
SO3+H2O=H2SO4
△
△
以硫铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程
三原料 硫黄或含硫矿石（硫铁矿） 空气 98.3%的浓硫酸
三阶段 造气（生成SO2） 接触氧化（生成SO3） 吸收SO3（生成H2SO4）
三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔
三反应 （均放热）
2SO3+H2O
H2SO4
S+O2 SO2；
高温
4FeS2+11O2 2Fe2O3
+8SO2
高温
接触法制硫酸的三个阶段
2SO2+O2
2SO3
催化剂
△
阅读：课本93-94页
思考并回答下列问题：
（1）硫铁矿为什么要粉碎？
（2）从沸腾炉中出来的气体在进去接触室前为什么要净化？
（3）热交换器起什么作用？
（4）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？
以硫铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程
在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，而不用水吸收，是为了防止SO3溶于水时反应放出大量热导致酸雾，降低吸收效率
气体进入接触室前必须净化，目的是除去炉气中的杂质，防止催化剂中毒
使用加热交换器的目的是利用SO2和O2反应放出的热量预热输入设备的气体，冷却反应后生成的气体
矿石粉碎，目的是增大矿石与O2的接触面积，使反应加快提高原料利用率
阅读：课本94页选择决策
硫铁矿
硫磺
FeS2质量分数为20%~50%
原料价格便宜
矿渣、废气多
流程、装置复杂，设备投资高
原料价格较贵
杂质少
工艺流程和设备相对简易
不产生矿渣，可免去气体净化
具体选用何种硫酸制备工艺，应根据实际条件和要求进行决策。
化学工业制备的要求
1.原料廉价且稳定，最好能结合本地地理环境的优势资源，以降低运输成本。
2.从环保、成本等角度选择合适的化学反应，设计合理的反应装置，对原料进行粉碎等预处理，使得原料尽可能地被富集，保证在反应中能充分接触。
3.制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量和剩余物质尽可能加以循环利用，生成的副产物较少
4.制备过程绿色环保，没有使用或生成对环境有害的物质，若有，须对有害物质进行无害化处理
在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是( )
A.黄铁矿煅烧前要粉碎，因为大块黄铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化生成SO3，SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全
D
学以致用
H2SO4（稀）=2H++SO2-4
具有酸的通性
浓硫酸
H2SO4
具有独特的性质
浓硫酸的性质
浓硫酸的性质
颜色 状态 沸点 密度 挥发性 溶解性
无色 粘稠油状液体 高 大（1.84g cm3） 难 任意比与水混溶
1.物理性质
2.浓硫酸的特性
①吸水性
②脱水性
③强氧化性
①吸水性
实验记录
实验序号 实验现象 结论
实验1
蓝色固体变成白色
浓硫酸可吸收结晶水合物中的结晶水
实验序号 实验现象 结论
实验2
实验记录（教师实验）
蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性：
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2放出
浓硫酸
②脱水性
③强氧化性
实验序号 实验现象 结论
实验3
实验记录
a中铜片表面变黑，有气泡逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；
c中紫色石蕊溶液变红；
冷却后，将a中的溶液倒入水中，溶液变蓝。
Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
△
总结 浓硫酸的特性
（1）吸水性
①浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。
②常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体（如H2、Cl2、SO2等），不能干燥碱性气体（如NH3等）和强还原性气体（如H2S）。
（2）脱水性
①蔗糖逐渐变黑，原因是浓硫酸具有脱水性：
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸
②体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出刺激性气味的气体。原因浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2气体放出。
C+2H2SO4(浓） CO2↑+SO2↑+2H2O
△
拓展 浓硫酸吸水性和脱水性的区别
吸水性
脱水性
浓硫酸吸取物质本身存在的水或结晶水的性质
浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数2:1以“H2O”的形式脱去的性质
二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子
总结 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
①本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子+6价的硫原子具有很强的得电子能力。
②反应规律：
a.常温下与活泼金属反应（除铁、铝除外）表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
Mg+2H2SO4 (浓) MgSO4+SO2↑+2H2O
Mg+H2SO4（稀） MgSO4+H2↑
Fe、Al的钝化
在常温下，铁、铝等少数金属遇浓硫酸会发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜，而出现“钝化”现象
总结 浓硫酸的特性
b.与不活泼金属和非金属反应规律
ⅰ.反应需要加热，否则不反应。
Cu+2H2SO4 （浓） CuSO4+2H2O+SO2↑
△
C+2H2SO4（浓） CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
ⅱ.还原产物一般为SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
ⅲ.浓硫酸与金属反应时，既表现酸性有表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性
ⅳ.随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
（3）强氧化性
总结 浓硫酸的特性
c.与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
（3）强氧化性
H2S+H2SO4 (浓) S↓+SO2↑+2H2O
e.H2、N2、O2、F2、Cl2、Br2等不能被浓硫酸氧化
d.与碱性气体反应，如NH3。
2NH3+H2SO4 (浓) (NH4)2SO4
浓硫酸的用途
几种重要的硫酸盐
硫酸盐 常见的存在形式与俗名 用途
硫酸钙 CaSO4 2H2O，生石膏 2CaSO2 H2O，熟石膏 利用熟石膏向生石膏的转化制取石膏绷带、模型；调节水泥凝固时间；制硫酸
硫酸钡 BaSO4，重晶石 医疗上用作“钡餐”；用作白色颜料
硫酸亚铁 FeSO4 7H2O，绿矾 医药（补铁剂）；生产净水剂和铁红
浓硫酸与稀硫酸的比较
项目 浓硫酸 稀硫酸
酸性 强弱 弱（主要以分子的状态存在，不能用来制取氢气） 强（可以用来与活泼金属反应制取氧气）
化学方程式 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑ H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
应用 制取氯化氢等挥发性酸 除铁锈，制硫酸铵等盐类
氧化性 强弱 强氧化性（硫元素被还原） 弱氧化性（氢元素被还原）
化学方程式 Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
应用 精炼石油，制造炸药等 实验室制取氢气、制盐等
浓硫酸与稀硫酸的比较
吸水性 有无 有 无
应用 干燥剂 无
脱水性 有无 有 无
化学方程式 浓硫酸 C12H22O11→12C+11H2O 无
应用 在有机反应中作脱水剂，制染料等 无
1.下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验的说法不正确的是（ ）
A.喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境
B.将水注入反应后冷却的试管a，溶液变为蓝色
C.铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有灰白色固体
D. SO2能使KMnO4水溶液褪色
学以致用
B
2.在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶被所含离子的推斯中正确的是（ ）
A.一定含有SO2-4
B.含有SO2-4和Ag+
C.可能含有SO2-4或SO2-3或Ag+或SO2-4、SO2-3
D.可能含有SO2-3或CO2-3
学以致用
C
课堂小结
三原料
三阶段
三设备
三反应 （均放热）
S+O2 SO2；
高温
4FeS2+11O2 2Fe2O3
+8SO2
高温
1.硫酸的制备
2SO2+O2
2SO3
催化剂
△
2SO3+H2O
H2SO4
硫黄或含硫矿石（硫铁矿）
空气
98.3%的浓硫酸
造气（生成SO2）
接触氧化
（生成SO3）
吸收SO3
（生成H2SO4）
沸腾炉
接触室
吸收塔
2.硫酸的性质
硫酸
酸的通性
能与酸碱指示剂作用，能与活泼金属、碱、碱性氧化物及其某些盐反应
浓硫酸的特性
吸水性
脱水性
强氧化性
单元典型例题剖析
3、利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
选项 ① ② ③ 实验结论
A 浓盐酸 KMnO4 紫色石蕊溶液 氯气具有酸性、漂白性
B 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱水性、氧化性
C 稀硝酸 Na2SO3 品红溶液 实验室制取并检验SO2
D 浓硝酸 Na2CO3 澄清石灰水 氧化性：硝酸>碳酸
B
4、将适量的蔗糖( C12H22O11)放入烧杯，滴人几滴水，搅拌均匀，然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑，片刻后，黑色物质急剧膨胀，同时产生大量刺激性气味的气体，放出大量的热(如图所示)。下列说法不正确的是( )
D
A.在该过程中，固体变黑体现了浓硫酸的脱水性
B.有刺激性气味的气体生成，体现了浓硫酸的强氧化性
C.将产生的气体通入品红溶液后,溶液褪色，加热，颜色恢复，说明该气体中一定含有SO2
D.将产生的气体通人澄清石灰水，溶液变浑浊，说明该气体中一定含有CO2
U
H
N
O
A
K
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F
S
O
A
I
硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
专题4 第一单元
fashion
H
硫酸的工业制备
胆矾 CuSO4 5H2O
绿矾 FeSO4 7H2O
CuSO4·5H2O=CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O=H2SO4
2FeSO4·7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O
SO3+H2O=H2SO4
△
△
以硫铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程
三原料 硫黄或含硫矿石（硫铁矿） 空气 98.3%的浓硫酸
三阶段 造气（生成SO2） 接触氧化（生成SO3） 吸收SO3（生成H2SO4）
三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔
三反应 （均放热）
2SO3+H2O
H2SO4
S+O2 SO2；
高温
4FeS2+11O2 2Fe2O3
+8SO2
高温
接触法制硫酸的三个阶段
2SO2+O2
2SO3
催化剂
△
阅读：课本93-94页
思考并回答下列问题：
（1）硫铁矿为什么要粉碎？
（2）从沸腾炉中出来的气体在进去接触室前为什么要净化？
（3）热交换器起什么作用？
（4）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？
以硫铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程
在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，而不用水吸收，是为了防止SO3溶于水时反应放出大量热导致酸雾，降低吸收效率
气体进入接触室前必须净化，目的是除去炉气中的杂质，防止催化剂中毒
使用加热交换器的目的是利用SO2和O2反应放出的热量预热输入设备的气体，冷却反应后生成的气体
矿石粉碎，目的是增大矿石与O2的接触面积，使反应加快提高原料利用率
阅读：课本94页选择决策
硫铁矿
硫磺
FeS2质量分数为20%~50%
原料价格便宜
矿渣、废气多
流程、装置复杂，设备投资高
原料价格较贵
杂质少
工艺流程和设备相对简易
不产生矿渣，可免去气体净化
具体选用何种硫酸制备工艺，应根据实际条件和要求进行决策。
化学工业制备的要求
1.原料廉价且稳定，最好能结合本地地理环境的优势资源，以降低运输成本。
2.从环保、成本等角度选择合适的化学反应，设计合理的反应装置，对原料进行粉碎等预处理，使得原料尽可能地被富集，保证在反应中能充分接触。
3.制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量和剩余物质尽可能加以循环利用，生成的副产物较少
4.制备过程绿色环保，没有使用或生成对环境有害的物质，若有，须对有害物质进行无害化处理
在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是( )
A.黄铁矿煅烧前要粉碎，因为大块黄铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体只有SO2
C.SO2氧化生成SO3，SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全
D
学以致用
H2SO4（稀）=2H++SO2-4
具有酸的通性
浓硫酸
H2SO4
具有独特的性质
浓硫酸的性质
浓硫酸的性质
颜色 状态 沸点 密度 挥发性 溶解性
无色 粘稠油状液体 高 大（1.84g cm3） 难 任意比与水混溶
1.物理性质
2.浓硫酸的特性
①吸水性
②脱水性
③强氧化性
①吸水性
实验记录
实验序号 实验现象 结论
实验1
蓝色固体变成白色
浓硫酸可吸收结晶水合物中的结晶水
实验序号 实验现象 结论
实验2
实验记录（教师实验）
蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性：
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2放出
浓硫酸
②脱水性
③强氧化性
实验序号 实验现象 结论
实验3
实验记录
a中铜片表面变黑，有气泡逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；
c中紫色石蕊溶液变红；
冷却后，将a中的溶液倒入水中，溶液变蓝。
Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
△
总结 浓硫酸的特性
（1）吸水性
①浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。
②常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体（如H2、Cl2、SO2等），不能干燥碱性气体（如NH3等）和强还原性气体（如H2S）。
（2）脱水性
①蔗糖逐渐变黑，原因是浓硫酸具有脱水性：
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸
②体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出刺激性气味的气体。原因浓硫酸具有强氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2气体放出。
C+2H2SO4(浓） CO2↑+SO2↑+2H2O
△
拓展 浓硫酸吸水性和脱水性的区别
吸水性
脱水性
浓硫酸吸取物质本身存在的水或结晶水的性质
浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数2:1以“H2O”的形式脱去的性质
二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子
总结 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
①本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子+6价的硫原子具有很强的得电子能力。
②反应规律：
a.常温下与活泼金属反应（除铁、铝除外）表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
Mg+2H2SO4 (浓) MgSO4+SO2↑+2H2O
Mg+H2SO4（稀） MgSO4+H2↑
Fe、Al的钝化
在常温下，铁、铝等少数金属遇浓硫酸会发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜，而出现“钝化”现象
总结 浓硫酸的特性
b.与不活泼金属和非金属反应规律
ⅰ.反应需要加热，否则不反应。
Cu+2H2SO4 （浓） CuSO4+2H2O+SO2↑
△
C+2H2SO4（浓） CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
ⅱ.还原产物一般为SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
ⅲ.浓硫酸与金属反应时，既表现酸性有表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性
ⅳ.随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
（3）强氧化性
总结 浓硫酸的特性
c.与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
（3）强氧化性
H2S+H2SO4 (浓) S↓+SO2↑+2H2O
e.H2、N2、O2、F2、Cl2、Br2等不能被浓硫酸氧化
d.与碱性气体反应，如NH3。
2NH3+H2SO4 (浓) (NH4)2SO4
浓硫酸的用途
几种重要的硫酸盐
硫酸盐 常见的存在形式与俗名 用途
硫酸钙 CaSO4 2H2O，生石膏 2CaSO2 H2O，熟石膏 利用熟石膏向生石膏的转化制取石膏绷带、模型；调节水泥凝固时间；制硫酸
硫酸钡 BaSO4，重晶石 医疗上用作“钡餐”；用作白色颜料
硫酸亚铁 FeSO4 7H2O，绿矾 医药（补铁剂）；生产净水剂和铁红
浓硫酸与稀硫酸的比较
项目 浓硫酸 稀硫酸
酸性 强弱 弱（主要以分子的状态存在，不能用来制取氢气） 强（可以用来与活泼金属反应制取氧气）
化学方程式 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑ H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
应用 制取氯化氢等挥发性酸 除铁锈，制硫酸铵等盐类
氧化性 强弱 强氧化性（硫元素被还原） 弱氧化性（氢元素被还原）
化学方程式 Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
应用 精炼石油，制造炸药等 实验室制取氢气、制盐等
浓硫酸与稀硫酸的比较
吸水性 有无 有 无
应用 干燥剂 无
脱水性 有无 有 无
化学方程式 浓硫酸 C12H22O11→12C+11H2O 无
应用 在有机反应中作脱水剂，制染料等 无
1.下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验的说法不正确的是（ ）
A.喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境
B.将水注入反应后冷却的试管a，溶液变为蓝色
C.铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有灰白色固体
D. SO2能使KMnO4水溶液褪色
学以致用
B
2.在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶被所含离子的推斯中正确的是（ ）
A.一定含有SO2-4
B.含有SO2-4和Ag+
C.可能含有SO2-4或SO2-3或Ag+或SO2-4、SO2-3
D.可能含有SO2-3或CO2-3
学以致用
C
课堂小结
三原料
三阶段
三设备
三反应 （均放热）
S+O2 SO2；
高温
4FeS2+11O2 2Fe2O3
+8SO2
高温
1.硫酸的制备
2SO2+O2
2SO3
催化剂
△
2SO3+H2O
H2SO4
硫黄或含硫矿石（硫铁矿）
空气
98.3%的浓硫酸
造气（生成SO2）
接触氧化
（生成SO3）
吸收SO3
（生成H2SO4）
沸腾炉
接触室
吸收塔
2.硫酸的性质
硫酸
酸的通性
能与酸碱指示剂作用，能与活泼金属、碱、碱性氧化物及其某些盐反应
浓硫酸的特性
吸水性
脱水性
强氧化性
单元典型例题剖析
3、利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
选项 ① ② ③ 实验结论
A 浓盐酸 KMnO4 紫色石蕊溶液 氯气具有酸性、漂白性
B 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱水性、氧化性
C 稀硝酸 Na2SO3 品红溶液 实验室制取并检验SO2
D 浓硝酸 Na2CO3 澄清石灰水 氧化性：硝酸>碳酸
B
4、将适量的蔗糖( C12H22O11)放入烧杯，滴人几滴水，搅拌均匀，然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑，片刻后，黑色物质急剧膨胀，同时产生大量刺激性气味的气体，放出大量的热(如图所示)。下列说法不正确的是( )
D
A.在该过程中，固体变黑体现了浓硫酸的脱水性
B.有刺激性气味的气体生成，体现了浓硫酸的强氧化性
C.将产生的气体通入品红溶液后,溶液褪色，加热，颜色恢复，说明该气体中一定含有SO2
D.将产生的气体通人澄清石灰水，溶液变浑浊，说明该气体中一定含有CO2
U
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