内容正文:
第一节 硫及其化合物
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第3课时
一、硫酸的工业制法:
400~500℃
燃烧
98.3%的浓硫酸吸收
V2O5(催化剂)
硫黄或黄铁矿
空气
SO2
SO3
H2SO4
三阶段 三反应 三设备
点燃
( S + O2 == SO2 )
高温
4FeS2+11O2==2 Fe2O3+8SO2
SO3+H2O=H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
2SO2+O2 === 2SO3
催化剂
△
造气
催化氧化
SO3的吸收
硫黄或黄铁矿、空气、98.3%的硫酸
1、原料:
2、过程:
沸 腾 炉
接 触 室
吸 收 塔
净化
冷 却
接触法制硫酸
逆流原理
热交换原理
循环利用原理
三原理:
无色、粘稠的油状液体
很强
约338℃——难挥发酸(高沸点酸)
1.84g/cm3——高密度酸
跟水任意比互溶,溶解放出大量热。
(一)物理性质
【学与问】如何稀释浓硫酸?
将浓硫酸沿着容器内壁(或沿着玻璃棒)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。
A.色态:
B.腐蚀性:
C.沸点:
D.密度:
E.溶解性:
二、硫酸(H2SO4) 的性质
1、酸的通性
①与指示剂反应:使紫色的石蕊试液变红;
②与活泼金属反应生成金属硫酸盐和H2;
③与金属氧化物反应生成盐和水;
④ 与碱的反应,生成盐和水;
⑤与盐的反应生成新盐和新酸。
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
Fe2O3+ 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
H+ + OH- = H2O
H2SO4+BaCl2 = BaSO4↓+ 2HCl
Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+CO2↑+ H2O
(二)化学性质
这说明浓硫酸和硝酸与稀硫酸、盐酸性质上有不同。
实验室里用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸或稀盐酸,而不用浓硫酸或硝酸,这是为什么?
稀硫酸与浓硫酸中硫酸的存在形式:
稀H2SO4:
H+、 SO42﹣
浓H2SO4:
H+、SO42-、
H2SO4 分子(主要)
酸的通性
量变
质变
引起?
2、浓硫酸的特性
(1)吸水性
可干燥酸性气体: 如CO2、SO2、Cl2、HCl等和中性气体(如H2、O2、N2等);
不能干燥碱性气体:NH3
浓硫酸可吸收空气中的水分和结晶水合物中的结晶水,
常作干燥剂。
实例:
①浓硫酸敞口放置在空气中,其质量增大,密度减小,
浓度减小,体积增大。
②浓硫酸可吸收CuSO4•5H2O中的结晶水,使蓝色晶体
失去结晶水变为CuSO4白色粉末
C12H22O11 12C+11H2O
反应:
(2)脱水性
含义:将物质中氢、氧元素按原子个数比2:1(H2O)的形式脱出。 (物质本身不含水)
【探究实验】
观察物质的颜色、体积变化并闻味。
蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状,并放出有刺激性气味的气体。
现象:
浓H2SO4
C+2H2SO4(浓) = CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
是指浓硫酸吸收水、水蒸气或结晶水合物中的水的性质。
是指浓硫酸把有机物中的氢氧元素按原子个数比2:1脱去水的性质。
吸水性和脱水性有何区别 ?
吸水性
脱水性
有水为吸 无水则脱
铜片逐渐溶解,表面有气体产生;
试管b中品红溶液由红色变为无色;
试管c中紫色石蕊试液变红;
试管a中溶液慢慢倒入水中,稀释后呈蓝色。
(3)强氧化性
a、与金属的反应
Cu+2H2SO4(浓) = CuSO4+SO2↑+2H2O
∆
浓硫酸表现强氧化性和酸性(强氧化性的酸)
②加热时,绝大多数金属(Au、Pt除外)能被浓硫酸氧化;常温下也可与一些活泼金属反应。
【说明】
①常温下,浓硫酸可使铁或铝发生钝化现象(表面生成致密的氧化物薄膜)
2Fe+6H2SO4 (浓)= Fe2(SO4 )3 + 3SO2 ↑ +6H2O
【思考与讨论】
(1)抽动的铜丝的作用
(2)浸有碱液的棉花团的作用
(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?
通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止
常温下,浓硫酸遇冷的Fe、Al的钝化(使表面生成致密的氧化膜,阻止内部金属被浓硫酸进一步氧化)
金属与浓硫酸生成二氧化硫,不生成氢气
(4)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?
浸有碱液的棉花团可以吸收多余的SO2,以防止污染环境
【思考】用何试剂检验H2O、SO2、CO2这三种产物的存在?
b.与非金属单质反应
C+2H2