4.1.2硫酸的工业制备浓硫酸的性质 课件(共21张PPT)化学苏教版(2019)必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.1.2硫酸的工业制备浓硫酸的性质 课件(共21张PPT)化学苏教版(2019)必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 81.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-27 10:51:07 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
4.1.2 硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
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”。
硫酸的应用史和重要作用
CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O==H2SO4
胆矾
绿矾
2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O
SO3+H2O==H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
净化
冷却
一、硫酸的工业制备——接触法
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
H2SO4
S
SO3
SO2
(1)
(2)
(3)
思考并回答下列问题：
（1）有哪些特殊的工艺要求？硫铁矿为什么要粉碎？
（2）从沸腾炉中出来的气体中含有哪些杂质，怎样处理？
（3）热交换器起什么作用？为什么控制温度在450℃？
（4）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？
（5）浓硫酸为什么要从上向下喷下？
（6）会产生哪些废弃物？
硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%，制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法，工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少，燃烧生成的气体含杂质少，可免去气体净化的过程，制备过程也不产生矿渣。因此，硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿，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。
（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、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
2、脱水性
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：蔗糖由白变黑，慢慢膨胀，形成疏松的海绵状，同时有刺激性气味产生。
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
3、强氧化性
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：铜逐渐溶解，溶液变蓝，有无色刺激性气体生成，该气体可以使品红溶液褪色，加热退色溶液，溶液红色回复。
浓硫酸能与绝大多数金属发生反应，在加热时表现出更强的氧化性。在常温下，铁、铝等少数金属遇浓硫酸会发生钝化,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，所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。浓硫酸还可以与一些非金属及某些化合物反应，浓硫酸在化学反应中常作氧化剂。
练习：写出下面两个反应的化学方程式并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
（1）铜与浓硫酸在加热条件反应
（2）碳与浓硫酸在加热条件反应
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
C + 2H2SO4 CO2↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
三、浓硫酸的用途
思考：
1、能用浓硫酸干燥的气体有哪些？
2、浓硫酸不能干燥哪些气体？
1、能被浓硫酸干燥的气体有：
O2、N2、CO、CO2、CH4 、 SO2、HCl、Cl2等
2、不能用来干燥：
碱性气体（如氨气）；还原性气体（H2S、HI、HBr）
课堂小结
1．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
2.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
C
D
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
芒硝
Na2SO4·10H2O
常见的几种硫酸盐
绿矾
皓矾（ZnSO4·7H2O）
常见的几种硫酸盐
胆矾
（又称蓝矾）
常见的几种硫酸盐
硫酸钡晶体
（重晶石）
4.1.2 硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
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”。
硫酸的应用史和重要作用
CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O==H2SO4
胆矾
绿矾
2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O
SO3+H2O==H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
净化
冷却
一、硫酸的工业制备——接触法
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
H2SO4
S
SO3
SO2
(1)
(2)
(3)
思考并回答下列问题：
（1）有哪些特殊的工艺要求？硫铁矿为什么要粉碎？
（2）从沸腾炉中出来的气体中含有哪些杂质，怎样处理？
（3）热交换器起什么作用？为什么控制温度在450℃？
（4）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？
（5）浓硫酸为什么要从上向下喷下？
（6）会产生哪些废弃物？
硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%，制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法，工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少，燃烧生成的气体含杂质少，可免去气体净化的过程，制备过程也不产生矿渣。因此，硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿，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。
（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、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
2、脱水性
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：蔗糖由白变黑，慢慢膨胀，形成疏松的海绵状，同时有刺激性气味产生。
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
3、强氧化性
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：铜逐渐溶解，溶液变蓝，有无色刺激性气体生成，该气体可以使品红溶液褪色，加热退色溶液，溶液红色回复。
浓硫酸能与绝大多数金属发生反应，在加热时表现出更强的氧化性。在常温下，铁、铝等少数金属遇浓硫酸会发生钝化,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，所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。浓硫酸还可以与一些非金属及某些化合物反应，浓硫酸在化学反应中常作氧化剂。
练习：写出下面两个反应的化学方程式并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
（1）铜与浓硫酸在加热条件反应
（2）碳与浓硫酸在加热条件反应
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
C + 2H2SO4 CO2↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
三、浓硫酸的用途
思考：
1、能用浓硫酸干燥的气体有哪些？
2、浓硫酸不能干燥哪些气体？
1、能被浓硫酸干燥的气体有：
O2、N2、CO、CO2、CH4 、 SO2、HCl、Cl2等
2、不能用来干燥：
碱性气体（如氨气）；还原性气体（H2S、HI、HBr）
课堂小结
1．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
2.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
C
D
明矾
KAl(SO4)2·12H2O
芒硝
Na2SO4·10H2O
常见的几种硫酸盐
绿矾
皓矾（ZnSO4·7H2O）
常见的几种硫酸盐
胆矾
（又称蓝矾）
常见的几种硫酸盐
硫酸钡晶体
（重晶石）