内容正文:
一、物质的性质及转化
课时4 基于性质认识制备含硫物质的方法
——硫及其化合物为例
1. 工业上制备硫酸,还需要考虑哪些成本、安全、绿色环保等问题;
2. 在实验室里制取二氧化硫。
学习目标
浓硫酸的应用
医药
干燥剂
化学试剂
化肥
铅蓄电池
炸药
H2S
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
自然界中硫元素的存在示意图
S
石膏(CaSO4·2H2O)
黄铁矿(FeS2)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
黄铜矿(CuFeS2)
自然界中含硫物质的存在与转化
硫在自然界以游离态(硫单质)和化合态(硫化物、硫酸盐)的形式存在
(1)岩层深处和海底:无氧环境下硫单质转化成硫化物,发生还原反应。
(2)地表附近:硫化物转化为硫酸盐,发生氧化反应。
(3)火山口附近:硫单质转化成二氧化硫,二氧化硫又转化成三氧化硫,均为氧化反应。
2.硫在自然界中的循环过程如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷
发产生的气体
C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸
盐的形式存在
D.动植物遗体被微生物分解后,可产
生SO 和SO2
√
B
含硫物质的连续氧化过程
H2S
足量O2
SO2
S
O2
O2
催化剂
SO3
H2O
H2SO4
2H2S+3O2 2SO2+2H2O
点燃
S+O2 SO2
点燃
2SO2 +O2 2SO3
△
催化剂
SO3 +H2O H2SO4
SO2
光照 烟尘中
金属氧化物等作用
SO3
H2O
H2SO4
硫酸型酸雨是如何形成的?
工业上是如何生产硫酸的呢?
8
工业上浓硫酸的制备
9
浓硫酸的工业制法
净化
沸 腾 炉
硫或含硫矿石(FeS2)、空气
主要反应:
原料:
4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2
高温
1、为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒?
矿粒细小,跟空气接触面积大,燃烧充分,燃烧快。
2、为什么要从炉底通入强大空气流?
使矿粒与空气接触更充分,燃烧快,反应完全,提高原料的利用率。
问题与思考:
浓硫酸的工业制法
净化
接 触 室
催化剂
2SO2+ O2 2SO3
∆
主要反应:
冷 却
二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的,接触室和接触法的名称由此而得。
浓硫酸的工业制法
吸 收 塔
SO3 + H2O = H2SO4
主要反应:
1、工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸?
用 98. 3 % 的浓硫酸吸收三氧化硫
2、为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫?
三氧化硫与水化合时,放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时,易形成酸雾,吸收速度减慢,不利于三氧化硫的吸收。
沸 腾 炉
接 触 室
吸 收 塔
净化
冷 却
浓硫酸的工业制法
小结
2SO2+O2
2SO3
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
S+O2
SO2
SO3+H2O=H2SO4
反应原理
①制备SO2:_____________________
或______________________________;
②制备SO3:______________________;
③吸收SO3:______________________;
浓硫酸的工业制法
小结
14
化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才,工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理,统筹各方面的资源,设计化工生产的工艺流程,并监控生产过程,及时解决生产中遇到的技术问题。
化学与职业
化工工程师
化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力,并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。
1.在硫酸的工业制法中,下列有关说法正确的是( )
A.黄铁矿煅烧前要粉碎,因为大块黄铁矿不能燃烧
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吸收完全
D
实验室制备二氧化硫、硫化氢
【思考】
通过前面的学习,分析有哪些方法可以制备SO2?
方法一: 利用浓H2SO4的强氧化性
Cu+2H2SO4 (浓)
CuSO4+SO2↑+ 2H2O
方法二:强酸制弱酸
Na2SO3+H2SO4 Na2SO3+SO2↑+H2O
注意:浓硫酸的浓度70%左右,若浓度太高,氢离子浓度小反应速