4.1.2 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质 课件 2022-2023学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

4.1.2 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质 硫酸的用途 硫酸是当令世界上最重要的化工产品之一，美誉为“化学工业之母”，工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。 早在1000年以前，我国就用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制硫酸，如：《黄帝九鼎神丹经诀》——“炼石胆取精华法”。 硫酸的应用史 CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O SO3 + H2O==H2SO4 胆矾 绿矾 2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14 H2O SO3+H2O==H2SO4 一、硫酸的工业制备——接触法 H2SO4 S SO3 SO2 (1) (2) (3) FeS2 沸腾炉 接触室 吸收塔 净化 冷却 三原料 三阶段 三设备 三反应(均放热) 硫黄或含硫矿石(硫铁矿) 空气 98.3%的浓H2SO4 造气(生成SO2) 接触氧化 (生成SO3) SO3吸收 (生成H2SO4) 沸腾炉 接触室 吸收塔 4FeS2 + 11O2 =△= 2Fe2O3 + 8SO2 S + O2 =△= SO2 SO3＋H2O===H2SO4 2SO2 + O2 ⇌2SO3 思考并回答下列问题： （1）硫铁矿为什么要粉碎？ （2）热交换器起什么作用？ （3）为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收？ 增加空气和硫铁矿的接触面积，加快反应速率，提高硫铁矿的利用率 反应物SO2与O2被预热，热的SO3气体被冷却，这种方式能够节约能源 SO3与H2O反应放出大量热，形成酸雾，不利于SO3的进一步吸收， 98.3%的浓硫酸吸收更完全 （1）原料廉价且稳定，降低运输成本。 （2）从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。 （3）制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量质尽可能加以循环利用，生副产物较少。 （4）制备过程绿色，环保，不使用或生成对环境有害的物质。 化学工业制备的要求 二、硫酸的性质 1、稀硫酸的性质（酸的通性） 1.使酸碱指示剂变色 3.与碱发生中和反应 2.与活泼金属反应生成氢气 4.与碱性氧化物反应 5.与某些盐反应（如BaCl2) (一) 物理性质 无色 油状液体 338℃ 难挥发 比水大 与水任意比混溶, 稀释时释放大量热 1.颜色: 2.状态: 3.沸点: 4.密度: 5.水溶性: 2、浓硫酸的性质 实验室常用的浓硫酸de质量分数98%, 密度1.84 g·cm-3。 稀释浓硫酸时应该如何操作? “酸入水, 沿杯壁, 慢慢注, 及时搅” 入水中, 并用玻璃棒及时搅拌。 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注 正确操作: 第 ‹#› 页 硫酸的制备和性质 （二）浓硫酸的特性 实验1、向表面皿中加入少量胆矾， 再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。 实验现象： 蓝色的胆矾（CuSO4·5H2O）变成白色（CuSO4） 1、吸水性 实验2、取2g蔗糖，放入大试管中，加2-3滴水，再加入约3mL的浓硫酸，迅速搅拌，然后塞紧带玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中，观察实验现象。 实验现象： ①蔗糖由白变黑 ②体积膨胀，形成疏松的海绵状，产生的气体能使品红和高锰酸钾褪色。 2.脱水性 浓硫酸按照水的组成比，夺取某些有机物中的氢、氧元素形成水分子，可使蔗糖、纤维素等物质脱水，这叫脱水性。 C12H22O11 12C + 11H2O 蔗糖结构 蔗糖结构 C + 2H2SO4（浓） △ CO2↑+ 2SO2↑+2H2O 浓硫酸表现氧化性。 +6 +4 氧化剂 3、氧化性 实验结论：铜与浓硫酸在加热条件发生反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸表现强氧化性。 实验3、将一小片铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，加热，观察实验现象。 实验现象： ①铜丝表面变黑，产生气泡，有无色刺激性气体生成。 ②该气体可以使品红溶液褪色。 ③紫色石蕊试液变红。 ④溶液变成灰黑色，停止加热后，将溶液倒入蒸馏水中，溶液变蓝。 化学反应 在总反应中浓硫酸表现氧化性和酸性。 Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2↑＋2H2O △ ①Cu＋H2SO4（浓）==CuO＋SO2↑＋H2O ②CuO ＋H2SO4（浓）==CuSO4+H2O △ 分步反应 氧化性 酸性 +6 +6 +4 △ 0 +2 总反应: 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？ 铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应。-----钝化 与金属反应 活泼金属： 较不活泼金属：浓硫酸可以与除金、铂之外的Cu、Ag、Hg等