硫酸的性質(zhì)和制備yu

1、專題專題4 4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展硫、氮和可持續(xù)發(fā)展第一單元第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用硫酸的制備和性質(zhì)硫酸的制備和性質(zhì)思考思考1請(qǐng)同學(xué)們思考如何從硫磺制取硫酸？請(qǐng)同學(xué)們思考如何從硫磺制取硫酸？ S ? H2SO4?請(qǐng)完成教材請(qǐng)完成教材90頁交流與討論頁交流與討論 0 +4 +6 +6S SO2 SO3 H2SO4 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了酸雨的成因，現(xiàn)在大家上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了酸雨的成因，現(xiàn)在大家寫出酸雨形成過程中的化學(xué)反應(yīng)方程式。寫出酸雨形成過程中的化學(xué)反應(yīng)方程式。 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 = 2H2SO4 途徑途徑1 1：途徑途徑2 2：

2、2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O = H2SO4催化劑催化劑H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2催化劑催化劑概括為：三個(gè)階段，三個(gè)方程，三個(gè)設(shè)備概括為：三個(gè)階段，三個(gè)方程，三個(gè)設(shè)備工業(yè)上工業(yè)上接觸法接觸法制硫酸制硫酸的原理的原理 4FeS2 +11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 高高 溫溫第一第一階段階段： SO3 + H2O = H2SO4第三第三階段階段：第第二階段階段：2SO2 + O2 2SO3催化劑催化劑工業(yè)用濃工業(yè)用濃H2SO4吸收吸收SO3一、硫酸的制備一、硫酸的制備4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高溫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要

3、設(shè)備：主要設(shè)備：沸騰爐沸騰爐1 . 二氧化硫的制取和凈化二氧化硫的制取和凈化 為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？增大礦粉跟空氣接觸面積大，燃燒充分，燃燒快。增大礦粉跟空氣接觸面積大，燃燒充分，燃燒快。2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫接觸室接觸室 （轉(zhuǎn)化器）（轉(zhuǎn)化器）400-500V2O52SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) 為什么叫接觸法呢？為什么叫接觸法呢？主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：凈化后的原料氣體冷SO2,空氣SO2,SO3空氣到吸收塔凈化后的原料氣體熱催化劑催化劑3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收

4、和硫酸的生成吸收塔吸收塔SO3 + H2O = H2SO4為什么不用水而用硫酸來吸收三氧化硫？為什么不用水而用硫酸來吸收三氧化硫？三氧化硫與水化合時(shí)，放出大量熱。易形成酸霧，三氧化硫與水化合時(shí)，放出大量熱。易形成酸霧，不利于三氧化硫的吸收。產(chǎn)物叫不利于三氧化硫的吸收。產(chǎn)物叫發(fā)煙硫酸發(fā)煙硫酸主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程自制動(dòng)畫沸沸 騰騰 爐爐接接 觸觸 室室吸吸 收收 塔塔凈凈化化冷冷 卻卻硫酸工業(yè)生產(chǎn)的主要設(shè)備硫酸工業(yè)生產(chǎn)的主要設(shè)備濃硫酸的稀釋：濃硫酸的稀釋： 將濃硫酸沿器壁（廣口容器）慢慢將濃硫酸沿器壁（廣口容器）慢慢加入水中，邊加邊攪拌。加入水中，邊加邊攪拌?！?/p>

5、思考】稀釋濃硫酸應(yīng)特別注意：【思考】稀釋濃硫酸應(yīng)特別注意： ； 。將濃硫酸向水中加入將濃硫酸向水中加入邊加邊攪拌邊加邊攪拌濃硫酸與濃硫酸與其它液體其它液體相互相互混合時(shí)也一定要注意上述兩點(diǎn)?；旌蠒r(shí)也一定要注意上述兩點(diǎn)。 1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 1）色）色態(tài)味態(tài)味： 4）密密 度度 ：3）溶解性溶解性：2）沸）沸 點(diǎn)：點(diǎn)：無色、無味粘稠狀無色、無味粘稠狀油狀液體油狀液體大大高、難揮發(fā)高、難揮發(fā)與水以任意比混溶，溶解時(shí)放出大量的熱。與水以任意比混溶，溶解時(shí)放出大量的熱。二、硫酸的性質(zhì)二、硫酸的性質(zhì)質(zhì) 量 分 數(shù) 為質(zhì) 量 分 數(shù) 為 9 8 % 的 濃 硫 酸 ， 密 度 為的 濃 硫 酸

6、 ， 密 度 為1.84g/cm3,物質(zhì)的量濃度為物質(zhì)的量濃度為 。18.4mol/L1 1指示劑：可以使紫色石蕊試液變紅指示劑：可以使紫色石蕊試液變紅2 2與堿反應(yīng)：與堿反應(yīng)： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O 3 3與金屬反應(yīng)：與金屬反應(yīng)： H2SO4+Zn=ZnSO4+H24 4與金屬氧化物：與金屬氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O5 5與某些鹽反應(yīng)：與某些鹽反應(yīng)：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl 稀硫酸具有酸的通性，那么酸具有哪些稀硫酸具有酸的通性，那么酸具有哪些通性通性？舉例說明。舉例說明。 H+OH-=H2O2H+Zn=Zn2+H2 2H+CuO

7、=Cu2+H2OSO42+Ba2+=BaSO4 為何稀硫酸具有這些性質(zhì)呢為何稀硫酸具有這些性質(zhì)呢? ? H2SO4 = 2HSO42- 濃硫酸中存在的主要是濃硫酸中存在的主要是硫酸分子硫酸分子，因而濃硫酸具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。因而濃硫酸具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。CuSO45H2O 藍(lán)色藍(lán)色濃濃H2SO4CuSO4白色白色（1 1）吸水性）吸水性是指濃硫酸直接與水分子結(jié)合，吸收現(xiàn)成的水是指濃硫酸直接與水分子結(jié)合，吸收現(xiàn)成的水b.b.還能奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水還能奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水a(chǎn).a.能吸收空氣中的水分能吸收空氣中的水分現(xiàn)象：現(xiàn)象：藍(lán)色粉末變白色藍(lán)色粉末變白色 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11 向表面皿中加入少量

8、向表面皿中加入少量, ,再加入約再加入約3 3mLmL濃硫酸，攪拌，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。濃硫酸，攪拌，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 2 2、濃硫酸的特性、濃硫酸的特性結(jié)論：結(jié)論：濃硫酸吸收了濃硫酸吸收了CuSO45H2O的水的水現(xiàn)象現(xiàn)象:反應(yīng)反應(yīng)：結(jié)論結(jié)論1：濃硫酸將蔗糖中的氫、氧元素按水的比例脫去，反濃硫酸將蔗糖中的氫、氧元素按水的比例脫去，反應(yīng)生成水應(yīng)生成水2H2SO4 (濃濃) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O4）生成刺激性氣味的氣體）生成刺激性氣味的氣體。1）蔗糖變黑）蔗糖變黑2）體積急劇膨脹）體積急劇膨脹3）放出大量熱）放出大量熱實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2在燒杯中放入少量蔗糖，用少量水調(diào)成糊狀，在燒杯中放

9、入少量蔗糖，用少量水調(diào)成糊狀，注入濃硫酸，用玻棒攪拌。注入濃硫酸，用玻棒攪拌。C12H22O11（蔗糖蔗糖） 12C + 11H2O濃硫酸濃硫酸脫水性脫水性：濃硫酸將許多有機(jī)物中的氫、氧元素按水的濃硫酸將許多有機(jī)物中的氫、氧元素按水的比例脫去，反應(yīng)生成水比例脫去，反應(yīng)生成水 。結(jié)論結(jié)論2：（3）強(qiáng)氧化性）強(qiáng)氧化性2H2SO4 (濃濃) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得4e-4e-化合價(jià)升高，失化合價(jià)升高，失4e4e- -+6+4+40常溫：與鐵、鋁鈍化常溫：與鐵、鋁鈍化稀硫酸和活潑金屬反應(yīng)生成什么？稀硫酸和活潑金屬反應(yīng)生成什么？它與銅等不活潑金屬反應(yīng)嗎

10、？它與銅等不活潑金屬反應(yīng)嗎？問題探索問題探索濃硫酸在一定條件下能否和銅反應(yīng)呢？濃硫酸在一定條件下能否和銅反應(yīng)呢？ 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)33將一小塊銅片放入試管中，然后加入將一小塊銅片放入試管中，然后加入2ml2ml濃硫濃硫酸，用如圖酸，用如圖4-64-6所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象象 。 現(xiàn)象現(xiàn)象：常溫常溫下下, ,無明顯現(xiàn)象；無明顯現(xiàn)象；加熱加熱后后, ,銅片溶解，有氣銅片溶解，有氣泡生成，品紅溶液褪色泡生成，品紅溶液褪色, ,反應(yīng)后生成物水溶液呈藍(lán)色。反應(yīng)后生成物水溶液呈藍(lán)色。 討論討論 在在反應(yīng)中反應(yīng)中濃硫酸濃硫酸表現(xiàn)什么性質(zhì)表現(xiàn)什么性質(zhì)? ? Cu + 2H2

11、SO4（濃）（濃）= CuSO4+ SO2 +2H2O 0+6+4+2化合價(jià)升高，失化合價(jià)升高，失e e- -化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得e-e-結(jié)論：結(jié)論：酸酸性性強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性濃硫酸與稀硫酸的氧化性有何不同？濃硫酸與稀硫酸的氧化性有何不同？思考：思考：結(jié)論：結(jié)論：濃硫酸濃硫酸酸根部分酸根部分+6價(jià)價(jià)S易得電子有氧化性易得電子有氧化性 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性酸酸 稀硫酸稀硫酸酸電離出的酸電離出的H+有氧化性有氧化性 非強(qiáng)氧化性非強(qiáng)氧化性酸酸化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得4e-4e-+6+4+402H2SO4 (濃濃) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2OH2SO4+Zn=ZnSO4+H2

12、+10化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得e-e-：氧化大多數(shù)金屬：氧化大多數(shù)金屬： Cu + 2H 2SO4 （濃）（濃） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 強(qiáng)氧化性：強(qiáng)氧化性：金屬單質(zhì)金屬單質(zhì)+ +濃硫酸濃硫酸硫酸鹽硫酸鹽 + + SO2+ H2O結(jié)論結(jié)論：一般而言一般而言 能不能用濃硫酸和鋅制取氫氣？能不能用濃硫酸和鋅制取氫氣？為什么？寫出反應(yīng)方程式為什么？寫出反應(yīng)方程式Zn+2H2SO4（濃）（濃）=ZnSO4+SO2+ 2H2O濃硫酸主要以分子存在，其強(qiáng)氧化性是濃硫酸主要以分子存在，其強(qiáng)氧化性是分子的氧化性，不是分子的氧化性，不是H+的氧化性的氧化性注意：注意：因?yàn)閺?qiáng)氧化性，在常溫下

13、鐵、鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化因?yàn)閺?qiáng)氧化性，在常溫下鐵、鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化應(yīng)用：常溫下可以用鐵、鋁容器儲(chǔ)運(yùn)濃硫酸應(yīng)用：常溫下可以用鐵、鋁容器儲(chǔ)運(yùn)濃硫酸 與某些非金屬單質(zhì)與某些非金屬單質(zhì)( (C、S等）反應(yīng)等）反應(yīng) 與某些化合物反應(yīng)與某些化合物反應(yīng) H2S + H2SO4 （濃）（濃） = SO2+ 2H2O + S化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得6e-6e-化合價(jià)升高，失化合價(jià)升高，失6e6e- -+6-2+402H2SO4 (濃濃) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O化合價(jià)降低，得化合價(jià)降低，得4e-4e-化合價(jià)升高，失化合價(jià)升高，失4e4e- -+6+4+40強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性1 1）、硫酸

14、鈣：）、硫酸鈣：石膏（或生石膏）石膏（或生石膏）-CaSO-CaSO4 42H2H2 2O O 熟石膏熟石膏-2CaSO-2CaSO4 4HH2 2O O 2 2）、硫酸鋇：）、硫酸鋇：俗稱俗稱“重晶石重晶石”、“鋇鋇餐餐”、 白色顏料白色顏料3 3）、硫酸亞鐵：）、硫酸亞鐵：FeSOFeSO4 47H7H2 2O O 俗稱俗稱“綠綠礬礬”三、幾種重要的硫酸鹽三、幾種重要的硫酸鹽 思考思考1濃硫酸具有難揮發(fā)性，濃硫酸具有難揮發(fā)性，若將裝有濃硫酸的試劑瓶瓶塞打若將裝有濃硫酸的試劑瓶瓶塞打開，放置一段時(shí)間后，其濃度和開，放置一段時(shí)間后，其濃度和質(zhì)量是否不變呢？質(zhì)量是否不變呢？ 質(zhì)量會(huì)質(zhì)量會(huì) ，濃度

15、會(huì)，濃度會(huì) 。 保存方法：保存方法： 增加增加降低降低密封保存密封保存思考思考2哪些氣體可以用濃硫酸干燥？哪些氣體可以用濃硫酸干燥？ 哪些氣體不可以用濃硫酸干燥？哪些氣體不可以用濃硫酸干燥？Why?H2、O2、N2、CO、CO2、SO2、HCl、Cl2等等堿性氣體（堿性氣體（NH3）還原性氣體（還原性氣體（H2S、HI、HBr）l(1)敞口放置濃硫酸時(shí)敞口放置濃硫酸時(shí),質(zhì)量增加質(zhì)量增加, l(2)把把CuSO45H2O 晶體放入濃硫酸中晶體放入濃硫酸中,變白色變白色, l(3)濃硫酸使藍(lán)色石蕊試紙先變紅色，后變黑色濃硫酸使藍(lán)色石蕊試紙先變紅色，后變黑色l(4)把木屑放入濃硫酸中把木屑放入濃硫酸

16、中,變黑變黑, 吸水性吸水性吸水性吸水性酸性、強(qiáng)氧化性酸性、強(qiáng)氧化性脫水性脫水性2、儲(chǔ)存濃硫酸的鐵罐外口出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，、儲(chǔ)存濃硫酸的鐵罐外口出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，這體現(xiàn)濃硫酸的這體現(xiàn)濃硫酸的 （ ） A.脫水性和吸水性脫水性和吸水性 B.吸水性和酸性吸水性和酸性 C.強(qiáng)氧化性和吸水性強(qiáng)氧化性和吸水性 D.不揮發(fā)性與酸性不揮發(fā)性與酸性B硫酸硫酸的制備和性質(zhì)的制備和性質(zhì)3 .3 .三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成1 .1 .二氧化硫的的制取和凈化二氧化硫的的制取和凈化2 .2 .二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2 +O2 2SO3V2O54FeS2 +11

17、O2 2Fe2O3 + 8SO2高溫高溫設(shè)備：沸騰爐設(shè)備：沸騰爐設(shè)備：設(shè)備：接觸室接觸室設(shè)備：設(shè)備：吸收塔吸收塔SO3 +H2O H2SO4 一、硫酸的制備一、硫酸的制備（2 2）脫水性）脫水性（1 1）吸水性）吸水性（3 3）強(qiáng)氧化性）強(qiáng)氧化性二、硫酸的性質(zhì)二、硫酸的性質(zhì) Cu + 2H 2SO4 （濃）（濃） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 2H2SO4 (濃濃) + C = CO2 + 2SO2 + 2H2O1 1）有濃硫酸參與的反應(yīng)，大多數(shù)是氧化還原反應(yīng)，反）有濃硫酸參與的反應(yīng)，大多數(shù)是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中濃硫酸應(yīng)中濃硫酸作氧化劑。作氧化劑。2 2）濃硫酸氧化性比稀硫酸強(qiáng)）濃硫酸氧化性比稀硫酸強(qiáng) 。3 3）與）與非金屬非金屬單質(zhì)反應(yīng)體現(xiàn)：氧化性。單質(zhì)反應(yīng)體現(xiàn)：氧化性。 與與金屬金屬單質(zhì)反應(yīng)體現(xiàn)：氧化性和酸性單質(zhì)反應(yīng)體現(xiàn)：氧化性和酸性 三、幾種重要的硫酸鹽三、幾種重要的硫酸鹽 思考題、思考題、向向50ml18mol/L的的H2SO4溶液中加入足量的溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)