4.1.2 硫酸的工业制法 浓硫酸的性质 课件(共38张PPT) 2023-2024学年高一化学苏教版（2029）必修第一册

(共38张PPT)
必 修 一
学
化
J
S
专题4　硫与环境保护
第一单元　含硫化合物的性质
第2课时 硫酸的工业制法 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
沸腾炉
接触室
吸收塔
净化
冷却
一、硫酸的工业制备——接触法
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
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
一、硫酸的性质
A、稀硫酸的化学通性
1、可以使紫色石蕊试液变红
2、与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O
3、与金属反应： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
5、与某些盐反应：
4、与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
B、浓硫酸
一) 物理性质：
1)色味态:
2)密 度：
3)溶解性：
4)沸 点：
无色、无味、粘稠的油状液体
大
与水任意比互溶。
高，难挥发
注：一高:
三大:
沸点
密度、溶解度、稀释热
思考：浓硫酸的稀释？
二）浓硫酸的特性
1.吸水性
实验：在试管中放入少量胆矾，再加入少量浓硫酸
现象：
由蓝色晶体变为白色粉末
应用：作气体干燥剂（氯气、氢气、二氧化碳等）
注：
浓H2SO4不可干燥 NH3、H2S 、HBr、HI等
CuSO4·5H2O + H2SO4(浓)= CuSO4 + H2SO4·5H2O
2.脱水性
实验2：蔗糖中加浓硫酸，并把产生的气体通入品红溶液
现 象：
颜色 白-棕-黑，体积膨胀，呈疏松海绵状
试管壁热 品红溶液褪色
区分：
1)吸水性
2)脱水性
----吸收现成的水
----反应生成水
1、烧杯壁为什么是热的？
2、为什么蔗糖会变黑？
3、为什么体积会膨胀？
4、表现了浓硫酸的什么性质？
浓硫酸吸水放热
蔗糖炭化
有气体生成
吸水性、脱水性
『黑面包』实验
3.强氧化性
（1）与非金属反应
思考？如何验证产物？
滴到蓝色石蕊试纸上，现象 滴到皮肤上，如何处理？
2H2SO4（浓）＋C　　 CO2 ＋ 2H2O ＋2SO2　　
△
（2）与金属反应
①常温：与铁、铝钝化
②加热：几乎与所有金属反应（金、铂除外）
[实验] 在试管中放入一块铜片，加热。将生成的气体通入到品红溶液，然后加热品红溶液，把试管中反应后的溶液倒在水中稀释。
现象：
1）生成气体、品红溶液褪色，加热，红色复现
2）试管中溶液稀释后呈蓝色
注意：浓硫酸与金属反应时，产生的是相应的硫酸盐（高价）、二氧化硫和水；与非金属反应时，产物是该非金属的最高价氧化物（或酸）、二氧化硫、和水。
反应：
Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
△
表现:氧化性
酸性
C + 2H2SO4（浓）
△
CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
C与浓硫酸反应产物的鉴别
1. H2SO4(浓）+ 2HBr = Br2+SO2↑+2H2O
H2SO4(浓）+ 2HI= I2+SO2↑+2H2O
2. H2SO4(浓）+ H2S = S↓+SO2 ↑ +2H2O
（3）与低价化合物的反应
（4）难挥发性：
用于制挥发性强酸（盐酸、硝酸）
2NaCl+H2SO4(浓) = Na2SO4+2HCl↑

明矾
KAl(SO4)2·12H2O
芒硝
Na2SO4·10H2O
常见的几种硫酸盐
绿矾（FeSO4·7H2O）
皓矾（ZnSO4·7H2O）
常见的几种硫酸盐
胆矾（又称蓝矾）
硫酸钡晶体（重晶石）
常见的几种硫酸盐
二、几种重要的硫酸盐
1、硫酸钙：石膏（或生石膏）--- CaSO4·2H2O
熟石膏---2CaSO4·H2O 　
2、硫酸钡：俗称“重晶石”、“钡餐”、
白色颜料······
3、硫酸铜：CuSO4·5H2O 俗称“蓝矾”“胆矾”
三、浓硫酸的用途
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸不具有氧化性。(　　)
(2)将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀并有刺激性气味的气体生成,说明浓硫酸有脱水性和强氧化性。(　　)
(3)浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2。(　　)
课堂练习
×
√
×
(4)浓硫酸具有吸水性,所以浓硫酸可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体。(　　)
(5)铜不能置换出稀硫酸中的氢,但在加热条件下可置换出浓硫酸中的氢。(　　)
(6)Ba2+、Cu2+都属于重金属离子,可使人中毒。(　　)
×
×
√
2.在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是(　　)
A.硫在空气中燃烧
B.铜片与浓硫酸共热
C.红热的木炭与浓硫酸反应
D.亚硫酸钠与浓硫酸反应
A
解析:硫在空气中燃烧生成SO2,硫被氧化;铜片与浓硫酸共热,浓硫酸被还原生成SO2;红热的木炭与浓硫酸反应,浓硫酸被还原生成SO2;亚硫酸钠与浓硫酸反应,没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。
3.在下图所示的实验装置中,从实验开始到过一段时间后,对观察到的现象叙述不正确的是 (　　)
A.①中苹果块会干瘪 B.②中胆矾晶体表面有“白斑”
C.③中小试管内有晶体析出
D.④中pH试纸变红
D
解析:浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪;胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收,表面出现“白斑”;饱和硝酸钾溶液中的部分溶剂被浓硫酸吸收,溶液中有晶体析出;由于浓硫酸具有脱水性,会使pH试纸变黑。
4.下列现象反映了硫酸的哪些主要性质
(1)浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。
(2)敞口放置浓硫酸时，质量增加。
(3)锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。
脱水性
吸水性
酸性
(4)把铜片放入浓硫酸里加热，产生气体。
(5)利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。
(6)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。
(7)利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。
酸性和强氧化性
难挥发性
强氧化性
强酸性
5.(双选)下列叙述正确的是(　 　)
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓) 3SO2↑
+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.把足量铜粉投入只含2 mol H2SO4的浓硫酸中,充分加热后得到气体体积(标准状况下)不足22.4 L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
CD
6.浓硫酸和2 mol·L-1的稀硫酸在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图所示。分析a、b曲线变化的原因是(　　)
A.a升华、b冷凝
B.a挥发、b吸水
C.a蒸发、b潮解
D.a冷凝、b吸水
B
解析:浓硫酸具有吸水性,溶液质量增加;而2 mol·L-1稀硫酸因水分挥发,溶液质量减小。
看
观
谢
谢