4.1.2 硫酸的工业制备和性质（同步课件）-高一化学同步精品课堂（苏教版2019必修第一册）

第一节 含硫化合物的性质 课时2 硫酸的工业制备和性质 第四章 硫与环境保护 授课人： 学习目标 1.了解工业上制备硫酸的基本原理和浓硫酸的特性及应用。 2.从微观结构区分浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同，认识从量变到质变的变化。 3.认识科学探究的意义，树立科学应用化学物质促进社会可持续发展的科学发展观，培养学生的科学精神和社会责任。 一、硫酸的工业制备 早在1 000多年前，我国就已采用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制取硫酸。 随着生产力的发展，硫酸的生产工艺几经改进，目前工业制备硫酸主要采用接触法，常见的有硫铁矿制酸、硫黄制酸等。 FeS2 (或S) → SO2 → SO3 → H2SO4 一、硫酸的工业制备 空气 除尘净化 冷却 吸收塔 三种原料 硫黄或硫铁矿 空气 98.3%的浓H2SO4 三套设备 三步阶段 造气(生成SO2) 接触氧化(生成SO3) SO3吸收(生成H2SO4) 沸腾炉 接触室 一、硫酸的工业制备 二氧化硫的制取和净化 4FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2 高温 原理： 沸腾炉 空气 除尘净化 SO2 工艺流程细节： 1、将硫铁矿粉碎成细小矿粒 2、要从炉底通入强大空气流 增大跟空气接触面积，燃烧充分。 使矿粒与空气充分接触，燃烧快，反应完全，提高原料的利用率。 一、硫酸的工业制备 接触氧化 原理： 接触室 2SO2+ O2 2SO3 催化剂 △ 冷却 低温 SO2O2 SO3 工艺流程细节： 3、接触室中热交换器的作用 4、SO2气体进入接触室前先净化 除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒，进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响。 利用反应放出的热预热进入接触室的SO2和O2混合气体，同时冷却产物SO3。 常压、450℃、 V2O5作催化剂 一、硫酸的工业制备 SO3的吸收（生成H2SO4 ） 原理： 吸收塔 工艺流程细节： 5、为什么不用水或稀硫酸吸收SO3？ 6、吸收塔中浓H2SO4采用从上向下喷？ SO3与水化合时，放出大量热，会形成大量酸雾，降低吸收效率。 使SO3被浓H2SO4充分吸收。 SO3 +H2O===H2SO4 一、硫酸的工业制备 化学工业制备的要求 (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，反应放出的热量尽可能加以循环利用，生成的副产物较少。 (4)制备过程绿色环保，不使用或生成对环境有害的物质。 典例解析 例1．在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如右图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法不正确的是(　　) A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式 B．从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C．从③处导出的气体只含有少量SO2， 可直接排入大气 D．从④处流出的是浓硫酸 C 二、浓硫酸的性质 一、物理性质 无色、粘稠的油状液体 难挥发酸（高沸点酸） 跟水任意比互溶，溶解放出大量热 酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅 浓硫酸稀释 二、浓硫酸的性质 探究实验1 用温度计蘸取浓硫酸置于空气中，仔细观察温度变化 探究实验2 向放在烧杯里的硫酸铜晶体中滴加浓硫酸观察颜色变化 (对比实验) 温度升高 固体由蓝色变为白色 浓硫酸吸收空气中的水 CuSO4·5H2O ====CuSO4+ 5H2O 浓硫酸 二、浓硫酸的性质 吸水性 原理：吸收空气或其他气体中的水蒸气、结晶水合物中的结晶水。 应用： 做干燥剂，可干燥不与其反应的气体： H2、O2、N2、CO、CO2、CH4 、SO2、HCl、Cl2等； 不能干燥 碱性气体：NH3 还原性气体：H2S、 HBr、HI 长 进 短 出 二、浓硫酸的性质 脱水性 化学变化 有H2O去时-吸水性 无H2O去时-脱水性 二、浓硫酸的性质 现象： 蔗糖变黑，放出大量热； 体积膨胀，并有刺激性气味气体产生。 二、浓硫酸的性质 02 原因 01 现象 03 性质 蔗糖变黑 体积膨胀 烧杯发烫 放出刺激性气味气体 C12H22O11 ====12C + 11H2O 浓硫酸 脱水性 产生了气体 浓硫酸吸水放热 生成了SO2 ？ 洗水性 ？ 二、浓硫酸的性质 原理： 2H2SO4 (浓) + C=== CO2↑+ 2H2O +2SO2↑ 强氧化性 △ +6 +4 氧化剂 还原剂 浓硫酸与非金属单质反应，浓硫酸只体现氧化性。 证明含H2O 证明含SO2 除去SO2 证明SO2已除尽 证明含CO2 思考：如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物