2023-2024学年高中化学苏教版2019必修第一册同步教案 4.1.2含硫化合物的性质 硫酸的工业制备和性质

1.2.3物质的化学计量
（第3课时）
一、核心素养发展目标
1.了解工业上制备硫酸的基本原理和浓硫酸的特性及应用。
2.从微观结构区分浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同，认识从量变到质变的变化。
二、教学重难点
重点：1.制备硫酸的基本原理
2.浓硫酸的特性及应用。
难点：浓硫酸的特性及应用。
三、教学方法
实验探究法、总结归纳法、分组讨论法等
四、教学过程
【导入】展示硫酸工业：硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化工产品。
主要用于生产磷肥(在我国占硫酸总量的65-75%);此外还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、农药、颜料、染料、硝化纤维、TNT、硝化甘油及中间体等;石油、冶金行业也都大量使用。
硫酸被称为工业之母。
【讲解】早在1 000多年前，我国就已采用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制取硫酸。
随着生产力的发展，硫酸的生产工艺几经改进，目前工业制备硫酸主要采用接触法，常见的有硫铁矿制酸、硫黄制酸等。
【展示】制备硫酸的设备及过程
【讲解】
三原料 硫黄或硫铁矿 空气 98.3%的浓H2SO4
三阶段 造气(生成SO2) 接触氧化(生成SO3) SO3吸收(生成H2SO4)
三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔
三反应(均放热) S＋O2SO2或4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O22SO3 SO3＋H2O===H2SO4
【讲解】化学工业制备的要求
(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，不使用或生成对环境有害的物质。
浓硫酸的性质
【展示】浓硫酸
【讲解】浓硫酸物理性质
(1)纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体。
(2)实验室常用的浓硫酸质量分数为98.3%，密度为1.84 g·cm－3，比水大，且浓度越大密度越大。沸点高，难挥发，常温下比较稳定。
(3)硫酸与水以任意比互溶，浓硫酸溶解时可放出大量的热；浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
【展示】展示浓硫酸的吸水性实验
【生】原理：吸收空气或其他气体中的水蒸气、结晶水合物中的结晶水。
吸水性应用： 做干燥剂
【问】哪些气体能干燥哪些不能干燥？
【生】可干燥不与其反应的气体：
H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、Cl2等；
不能干燥：碱性气体：NH3；还原性气体：H2S、 HBr、HI
【展示】展示浓硫酸的脱水性实验
【讲解】原理：将有机物中H、O按2:1的比例脱去，结合成水分子，是化学变化。
现象：蔗糖变黑，放出大量热；体积膨胀，并有刺激性气味气体产生。
原理：C12H22O11 ====12C + 11H2O 脱水性
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 强氧化性
有H2O去时-吸水性，无H2O去时-脱水性
思考：如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物？
【展示】实验探究：浓硫酸与铜的反应
实验现象：能使品红溶液褪色的气体，溶液稀释后呈蓝色。
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓硫酸：强氧化性，酸性（有酸根保留)
注意：反应条件加热，浓硫酸变稀不反应。
【问】浓硫酸和稀硫酸的氧化性大小
【生】浓硫酸的强氧化性体现在S上，反应生成SO2
稀硫酸的弱氧化性体现在H上，反应生成H2
【讲解】 浓硫酸参与的反应，大多数是氧化还原反应，反应中浓硫酸作氧化剂。
加热，浓H2SO4能氧化大多数金属(除Au、Pt)，一般不产生H2，产生SO2气体；
常温，浓H2SO4使 Fe、Al钝化 -浓硫酸的储运；
浓H2SO4与金属反应，表现酸性和氧化性；
④浓H2SO4与非金属（碳、硫、磷等）反应，只表现氧化性，产生SO2气体。
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O
【课堂小结】师生共同完成。
一、硫酸的工业制备
二、浓硫酸性质
【课堂练习】
1、实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
(1)判断铜与浓硫酸反应有二氧化硫生成所依据的现象是_______________________________
________________________________________________。
(2)甲装置中发生的主要反应的化学方程式是________________________________________。
浓硫酸表现的性质是____________________________________________________________。
(3)装置乙中试管口放有一团浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的棉花，请写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_______________________________________________。
(4)该反应中若有3.2 g铜参加反应，则被还原的硫酸的物质的量为__________，起酸的作用的硫酸的物质的量为________。
(5)含有0.2 mol硫酸的浓硫酸，在加热时能否溶解6.4 g铜，结论和理由是______________
__________________________________________________________。
答案　(1)乙中品红溶液褪色
(2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　强氧化性、酸性
(3)2OH－＋SO2===SO＋H2O
(4)0.05 mol　0.05 mol
(5)溶解铜的质量小于6.4 g，因为随反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸就不再与铜反应了