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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸
一.硫酸的工业制法
①制备SO2:_____________________________
或____________________________;
②制备SO3:___________________________;
③吸收SO3:___________________________。
SO3+H2O===H2SO4
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
高温
===
2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
点燃
S+O2===SO2
【思考】利用黄铁矿制备二氧化硫的反应是氧化还原反应,1 mol FeS2与足量氧气反应转移电子的数目是多少 氧化剂和还原剂分别是什么物质
1 mol FeS2与足量氧气反应转移11 mol电子,氧化剂是O2,还原剂是FeS2。
1.物理性质
纯净的硫酸是无色、粘稠、难挥发的油状液体,密度大于水,难挥发,与水任意比例互溶,溶于水发出大量的热。
浓硫酸的稀释方法:
将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
二.硫酸的性质
2.稀硫酸的化学性质
硫酸是强酸,具有酸的通性。
(2) 酸的通性
与指示剂显色
石蕊变红
与活泼金属反应
如 Zn、Fe
与碱反应
如 NaOH
与碱性氧化物反应
如 CuO
与弱酸盐反应
如 Na2CO3
(1) 电离方程式
稀硫酸
【学习评价一】
1. 写出下列反应的离子方程式:
(1)稀硫酸与活泼金属反应,如Zn:______________________。
(2)稀硫酸与金属氧化物反应,如CuO:______________________。
(3)稀硫酸与碱反应,如NaOH: ____________________________。
(4)稀硫酸与部分盐反应,如Na2CO3: _______________________。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
CuO+2H+===Cu2++H2O
OH-+H+===H2O
+ 2H+===CO2↑+H2O
给水的一封信
亲爱的水:
请允许我这样叫你。每当我遇上你,我就有种沸腾的感觉,我全身会发出大量的热。当我见不到你时,我甚至会在空气中寻找你的气息,寻找每一丝你的痕迹,最终和你在一起。
水,为了找到你, 就算变成稀硫酸,也不会后悔。相信我,我是不挥发的, 最终定能找到你!水,你逃到天涯海角,我也会找到你。就算你化整为零逃到有机物中,我也会把氢氧重新合成你。
水,我可以对门捷列夫发誓,我会爱你一辈子。
98%的浓硫酸
惠子曾和庄子讨论:子非鱼,安知鱼之乐。那你想过浓硫酸变成稀硫酸时的感受吗?请阅读《给水的一封信》体会浓硫酸的心情。
3.浓硫酸的化学性质
3.浓硫酸的化学性质
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,常用做干燥剂
可用来干燥与它不起反应的气体,如 H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、SO2、N2、NO2、NO、HCl。
不能干燥 NH3、H2S、HBr、HI
(2)脱水性:浓硫酸能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去
3.浓硫酸的化学性质
浓硫酸与蔗糖反应
C12H22O11
浓硫酸
12C + 11H2O
(蔗糖)
现象:蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生。
吸水性 脱水性
原理 浓硫酸能够吸收_______ _______________及固体 中的结晶水 浓硫酸能把有机物中_____
___________________脱
去,剩余黑色的炭
区别 _____________ ____________________
_________________
应用 _________
气体、
液体中的水分子
氢、
氧元素按水的组成比
物质中含有H2O
物质中不含有H2O,只含
有氢元素和氧元素
作干燥剂
吸水性与脱水性的比较
①与金属的反应
(3) 强氧化性
实验现象
将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为_____
a试管中铜丝表面__________________________
b试管中的品红溶液逐渐变为________
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为________
逐渐变黑色,有气泡产生
无色
红色
蓝色
Cu+2H2SO4(浓) === CuSO4+SO2↑+2H2O
①与金属的反应
(3) 强氧化性
Cu+2H2SO4(浓) === CuSO4+SO2↑+2H2O
【思考与交流】
问题:(1) 该方程式中,谁是氧化剂,谁是还原剂?
(2) 浓硫酸在这个反应中体现了什么性质?
(3) 实验室用金属和酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸、而不用浓硫酸,这是为什么?
Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O
氧化性
和酸性
硫酸盐和SO2
Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4+ SO2↑+ 2H2O
0 +6 +2 +4
失2e-×1
得2e-×1
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
若铜过量,硫酸能否完全反应?为什么?
浓硫酸能和金属反应,为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸?
常温下,浓硫酸让Fe、Al的钝化
a.反应需要加热
S + 2H2SO4(浓) ===
3SO2↑+ 2H2O
②与 非金属单质反应
b.还原产物一般是SO2
C+2H2SO4(浓) === CO2↑+2SO2↑+2H2O
③与具有还原性的化合物反应,如H2S、HI、HBr、FeCl2等
(3)强氧化性
①与金属的反应
如何用实验方法证明木炭与浓硫酸 反应的产物?
提供以下试剂与装置(装置可多次使用):
KMnO4溶液
饱和NaHCO3
品红
澄清石灰水
无水硫酸铜
品红
澄清石灰水
【学习评价二】
证明含H2O
证明含SO2
除去SO2
证明无SO2
证明含CO2
【学习评价三】现有浓硫酸、铜屑,可通过哪些途径制取 CuSO4?写出有关反应方程式。哪个途径较好,为什么?
途径①、Cu
浓H2SO4
△
CuSO4
途径②、Cu
O2
△
CuO
稀H2SO4
CuSO4
途径②较好,因为(1)减少了H2SO4的用量,提高了H2SO4的利用率。(2)不会产生对大气有污染的SO2
浓硫酸与稀硫酸的鉴别
三、硫酸的用途
1.高沸点——制取挥发性酸。
2.吸水性——做干燥剂。
3.脱水性——做催化剂。
4.酸性——去金属表面的氧化物、
制取硫酸盐、制造化肥。
5.强氧化性——制炸药。
课堂总结
硫酸
硫酸的制备
稀硫酸的性质
硫酸的物理性质
硫酸的用途
浓硫酸的性质
(1)吸水性
(2)脱水性
(3) 强氧化性