5.1.2硫酸的工业制备和性质课件(共24张PPT)2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共24张PPT)
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
第二课时 硫酸
5.1.2 硫酸
实验室里常用Fe、Zn等与稀硫酸、稀盐酸反应制取H2。而在工业上浓硫酸都是用铁罐或铝罐来储存和运输。这是为什么？浓硫酸有何特性？
一、硫酸的用途与工业制备
1. 用途：
5.1.2 硫酸
（1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
（2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
硫酸的产量是一个国家无机化工工业发展水平的标志。
一、硫酸的用途与工业制备
2. 硫酸的工业制备：
5.1.2 硫酸
SO3 + H2O === H2SO4
特别注意：工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收。
制备流程
反应原理 ①制备SO2：________________________或__________________________________;
②制备SO3：____________________________________________________________;
③吸收SO3：____________________________________________________________。
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
1. 硫酸的组成、物理性质
浓硫酸 稀硫酸
成分
物理性质
主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋
主要以H＋、SO42-
形式存在，没有H2SO4分子
无色无嗅透明
似水的液体
①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体
②沸点高：纯硫酸难挥发， 沸点338℃。(高沸点酸)
③密度大
④易溶于水，能以任意比与水混溶，稀释时放出大量的热
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。
如何稀释浓硫酸？
思考交流
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
2. 稀硫酸的性质
硫酸是强酸，具有酸的通性
(1) 电离方程式
(2) 酸的通性
稀硫酸
与指示剂显色
紫色石蕊变红
与活泼金属反应
Fe+2H+ = Fe2++H2↑
与碱反应
H++OH- = H2O（与强碱）
与碱性氧化物反应
Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
与弱酸盐反应
2H++CO32- =H2O+CO2↑
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
可干燥酸性气体（如CO2、SO2、Cl2、HCl等）
可干燥中性气体（如H2、O2、N2等）；
不能干燥碱性气体（NH3）和还原性气体（如H2S、HBr、HI等）
下列哪些气体不能用浓硫酸干燥？
思考交流
NH3 、CO2 、SO2、 H2、H2S、HI 、 HBr 、 CO 、 Cl2 、O2
浓硫酸
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
【思考】在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出下图所示的四种
实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是___________。
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（2） 脱水性：
浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按2：1的个数比脱去，使蔗糖、纸张、木材等脱水炭化。
【黑面包实验】
现象 分析
蔗糖变黑
迅速膨胀，疏松多孔海绵状的固体
温度升高，有刺激性气味
浓硫酸的脱水性使蔗糖炭化
产生大量气体
过程中放出热量
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（2） 脱水性
【思考2】气体可能是什么，如何产生的？
【思考1】实验过程涉及到哪些化学反应？
脱水性
C12H22O11
浓硫酸
12C+11H2O
蔗糖
强氧化性
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
实验结论：
浓硫酸具有脱水性（和强氧化性）
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
【对比分析】
吸水性与脱水性
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
有水为吸 无水则脱
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
【思考与交流】
设计实验来验证浓硫酸与炭反应是否生成了二氧化碳、水和二氧化硫。
按正确的顺序连接下列仪器,并说明你的理由.
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
【思考与交流】
仪器连接如下：
检验水（白色固体变为蓝色）
检验二氧化硫（品红褪色）
除去二氧化硫（溶液褪色）
检验二氧化硫是否除尽
检验二氧化碳（溶液变浑浊）
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
①与金属的反应
【实验5-3】
实验现象
a试管中铜丝表面__________________________
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为_____
逐渐变黑色，有气泡产生
b试管中的品红溶液逐渐变为________
无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为________
红色
蓝色
Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
a. 与不活泼金属Cu
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
①与金属的反应
Cu
CuO
（黑色）
浓H2SO4
①
CuSO4
浓H2SO4
②
n（氧化剂）：n（还原剂）=
Cu+ 2H2SO4（浓） == CuSO4 + SO2 ↑+2H2O
△
酸性
Cu+ H2SO4（浓） == CuO + SO2 ↑+ H2O
△
CuO + H2SO4（浓） == CuSO4 + H2O
强氧化性
1 ：1
+6
+4
氧化性和酸性
硫酸盐和SO2
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
b. Fe、Al 的钝化
常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al钝化（使金属表面生成一层致密的氧化物）钝化是化学变化。工业上用铝槽车和铁罐车盛放、运输浓硫酸。
①与金属的反应
将少量铁放入浓硫酸中加热，会发生反应。反应开始的一段时间内生成的气体是H2吗？
【思考与交流】
如果铁过量呢？
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
②与非金属的反应
C + 2H2SO4（浓） CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O （强氧化性）
③与具有还原性的化合物反应，如H2S、HI、HBr、FeCl2等。
二、硫酸的性质
5.1.2 硫酸
3. 浓硫酸的特性
（3）强氧化性
金属 反应通式 金属+H2SO4(浓) 高价金属硫酸盐 + SO2↑+ H2O
实例 与Cu反应：___________________________________
非金属 反应通式 非金属+H2SO4(浓) 高价氧化物或含氧酸 + SO2↑+ H2O
实例 与C反应：_____________________________________
还原性化合物 与H2S反应：___________________________________
归纳总结
5.1.2 硫酸
【课堂小结】
浓硫酸的特性
物 理 性 质 纯净的硫酸是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热 吸水性 常用作 干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能干燥 碱性气体,如 NH3等 还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等 化 学 性 质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化 强氧 化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
【例1】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。
(4)把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。
(5)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。
(6)碳酸钠跟稀硫酸反应生成二氧化碳气体。
脱水性
吸水性
酸性
酸性和强氧化性
强氧化性
酸性
【例2】下列说法中正确的是（ ）
A．三氧化硫极易溶于水，能与水反应生成硫酸
B．标准状况下，1mol三氧化硫的体积为22.4L
C．二氧化硫在空气中易被氧化为三氧化硫
D．三氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色
A
【例3】在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是
A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧
B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分
D
题型二：硫酸的工业制备
【例4】H2SO4具有多种性质，回答下列问题：
(1)浓H2SO4使蔗糖变黑，体现了浓H2SO4的什么性质___________。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为___________。
(2)浓H2SO4是常见的气体干燥剂，但它不能干燥H2S和HI，原因是___________。
(3)过量的锌与一定量浓H2SO4反应，随着硫酸浓度变稀得到的两种气体产物为___________。使一定量Zn与100 mL 18.4 mol/L浓H2SO4充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下的混合气体33.6 L，则Zn的质量为___________g。
题型三：浓硫酸的性质
【答案】(1) 脱水性 C + 2H2SO4(浓) == CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
(2)浓硫酸有强氧化性，会与H2S和HI发生氧化还原反应
(3) H2、SO2 97.5