4.1硫酸的制备和性质（教学设计）-高一化学必修一同步教学（苏教版2019）

专题4　硫与环境保护 第一单元　含硫化合物的性质 课时2 硫酸的制备和性质 教学目标：1．了解硫酸的物理性质和用途。 　　 2．掌握硫酸的工业制备的原理、步骤、设备和反应的化学方程式。 　　3．掌握硫酸的化学性质，特别是浓硫酸的三大特性。 教学重点：1．硫酸的工业制备的原理、步骤、设备和反应的化学方程式。 　　2．浓硫酸的三大特性。 教学难点：浓硫酸的三大特性。 教学器材：多媒体及展台 教学方法：讲授法、实验演示法、讨论法 教学过程： 回顾旧知 1．SO2被空气中氧气氧化的方程式 。 2．SO2通入到品红溶液中时，溶液 ；将褪色后的溶液加热，溶液 。 3．SO2是一种酸性氧化物，可与碱反应，将SO2通入到澄清石灰水中会得到沉淀，反应为 ；再继续通入SO2沉淀会溶解，反应为 。 硫酸是重要的三大强酸之一。古代硫酸的生产是用胆矾（五水合硫酸铜）或绿矾（七水合硫酸亚铁）加热分解的方法来制取硫酸，现代工业采用的是接触法制硫酸。 一、硫酸的工业制法——接触法制硫酸 接触法制硫酸是用硫或含硫矿石为原料通过三步反应而制得硫酸的工业方法。 1．SO2的生成 用硫或含硫矿石与空气反应制得二氧化硫。 反应方程式：S+O2SO2 或：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3 该步骤所用的设备是沸腾炉。 2．SO2的氧化 将第一步所得的SO2进行净化后送入到接触室中用空气在催化剂的存在下将SO2氧化成SO3。 发生的反应方程式：2SO2+O2 2SO3 该反应是一个放出热量的反应，为了将热量充分利用，在接触室中有一个装置称为热交换器，将反应中放出的热量充分利用，用于进入接触室气体的预热。 3．SO3的吸收 将接触室中生成的SO3引入到吸收塔吸收，SO3与水反应生成硫酸。 发生的反应：SO3+H2O == H2SO4 实际工业生产中是用98.3%的浓硫酸吸收，然后用水稀释成各种浓度的硫酸。这样可以防止形成酸雾而降低SO3的吸收效率。 4. 尾气的处理 SO2氧化成SO3的反应是可逆反应，在吸收塔吸收后的尾气中含有SO2，通常可以用氨水吸收而回收再利用 SO2+2NH3·H2O==(NH4)2SO3+H2O或SO2+NH3·H2O==NH4HSO3 二、硫酸的性质 1．稀硫酸具有酸的通性 （1）硫酸是强电解质，电离方程式： H2SO4==2H++SO42— 稀硫酸中滴加紫色石蕊试液会变红。 （2）与金属的反应 锌与稀硫酸的置换反应：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ （3）与金属氧化物反应 稀硫酸除去铁锈：3H2SO4+Fe2O3==Fe2(SO4)3+3H2O （4）与碱反应 Fe(OH)3与稀硫酸：2Fe(OH)3＋3H2SO4==Fe2(SO4)3＋6H2O （5）与盐溶液的反应 BaCl2溶液滴入稀硫酸中：BaCl2＋H2SO4==BaSO4↓＋2HCl Na2CO3溶液滴入稀硫酸中：Na2CO3＋H2SO4==Na2SO4＋CO2↑＋H2O 2．浓硫酸的特性 （1）吸水性：浓硫酸能除去物质中存在的水。 通常用作干燥剂——酸性干燥剂，用于干燥酸性气体（CO2、Cl2、HCl等）或中性气体（如H2、O2、CO等），不能用于干燥碱性气体如NH3，也不能干燥还原性气体如H2S。 （2）脱水性：浓硫酸能将有机物分子中的H、O原子按照2：1的个数比脱去，并以水的形式放出。 C12H22O1112C+11H2O （3）强氧化性 浓硫酸具有强氧化性，将还原性物质氧化，本身被还原成SO2。 ①与金属的反应 a．常温下，浓硫酸能使铁和铝发生钝化。因此常温下铁和铝都不能溶解在浓硫酸中。 b．加热时，浓硫酸可以与除金和铂以外的所有金属反应生成高价硫酸盐，本身被还原成SO2。 铜与浓硫酸加热时的反应： Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 反应中浓硫酸既表现酸性，又表现强氧化性。 ②与非金属的反应 浓硫酸在加热条件下可与许多的非金属（如C、S、P等）发生反应，将非金属氧化，本身被还原成SO2。 碳与浓硫酸加热反应： C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O 反应中浓硫酸只表现出强氧化性。 ③与某些还原性化合物（如FeO）反应 三、硫酸的用途 （1）用于化肥、医药、农药的生产 （2）用于金属矿石的处理 （3）金属材料的表面清洗。 四、常见的硫酸盐 ①CuSO4·5H2O　　　 胆矾　　　 　 ②CaSO4·2H2O