5.1硫及其化合物 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

铁及其化合物 册 别：必修1 学 科：高中化学（人教版） 第2课时 硫酸 化肥 农药 干燥剂 铅酸蓄电池 硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一，故素有“化学工业之母”之称。 硫酸的消费量被视为一个国家无机工业发展水平的标志。 一、稀硫酸 酸的通性 紫色石蕊变红 与活泼金属反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 与某些盐反应 H++OH- = H2O（与强碱） Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O 2H++CO32- =H2O+CO2↑ 稀硫酸 与指示剂反应 Fe+2H+ = Fe2++H2↑ 浓硫酸（98.3%）的性质呢？ 1.浓硫酸的物理性质 颜色 状态 沸点 密度 溶解性 约338℃ 1.84g/cm3 无色 粘稠的油状液体 跟水任意比互溶 答：将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢地倒入盛有蒸馏水的烧杯中，并用玻棒不断搅拌。 溶解放出大热 【思考】稀释浓硫酸时应该如何操作? 注酸入水 二、浓硫酸 浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分 2.浓硫酸的化学性质 （1）吸水性 浓硫酸吸水性的有何应用？ 可用来干燥： 中性气体：H2、O2、CO、CH4、NO等 酸性气体: HCl、 Cl2、 SO2、 CO2等 不能干燥： 碱性气体：NH3 还原性气体：H2S、HBr、HI 气态SO3 会被98%浓硫酸吸收 二、浓硫酸 SO3 +H2O===H2SO4 2.浓硫酸的化学性质 （2）脱水性 浓硫酸能将有机物中的氢、氧元素按水的组成比（2：1）脱去 【实验】将适量蔗糖(C12H22O11)放入烧杯中，加入适量的浓硫酸。 二、浓硫酸 【实验】将适量蔗糖(C12H22O11)放入烧杯中，加入适量的浓硫酸。 实验操作 实验原理 实验现象 实验结论 2H2SO4(浓)＋C CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 蔗糖变黑，体积慢慢膨胀，放出大量有刺激性气味的气体。最后变成疏松多孔海绵状黑色物质，烧杯发热。 浓硫酸具有脱水性、强氧化性 二、浓硫酸 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收 及固体 中的结晶水 浓硫酸能把有机物中 脱去，剩余黑色的炭 区别 应用 气体、 液体中的水分子 氢氧元素按水的组成比 物质中含有H2O 物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素 作干燥剂 有水为吸 无水则脱 二、浓硫酸 2.浓硫酸的化学性质 （3）强氧化性 实验装置 【现象】 Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为 a.试管中铜丝表面 c.试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为 逐渐变黑色，有气泡产生 红色 蓝色 b.试管中的品红溶液逐渐变为 无色 二、浓硫酸 在浓硫酸与铜反应中，思考回答以下问题 ① 可抽动的铜丝有什么作用？ 答：吸收多余的SO2，以防污染环境，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。 答：控制反应的发生或停止 ③ 在浓硫酸与铜(加热)的反应中，浓H2SO4表现了哪些性质？ 答：浓硫酸既表现了强氧化性，又表现了酸性。 ② 试管c中“浸NaOH溶液的棉团”的作用是什么？写出反应的化学方程式。 ④含2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，可生成1 mol SO2? 答：当浓硫酸浓度降低到一定程度就不再与铜反应，所以2 mol H2SO4 不能消耗完全。 二、浓硫酸 强氧化性的归纳总结 浓硫酸具有强氧化性，能氧化金属、非金属、还原性化合物等，其还原产物一般是___________ 金属 反应通式 金属+H2SO4(浓) 高价金属硫酸盐 + SO2↑+ H2O 实例 与Cu反应 非金属 反应通式 非金属+H2SO4(浓) 高价氧化物或含氧酸 + SO2↑+ H2O 实例 与C反应： 还原性化合物 与H2S反应： SO2 二、浓硫酸 Zn＋2H2SO4(浓) === ZnSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ Zn＋ H2SO4 === ZnSO4＋H2↑ 二、浓硫酸 实验室里常用Fe、Zn等与稀硫酸、稀盐酸反应制取H2。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？ 二、浓硫酸 钝化： 在常温下，浓硫酸跟某些金属，如铁、铝等接触时，能够使金属表面生成一薄层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的金属继续跟硫酸发生反应。因此，冷的浓硫酸可以用铁或铝的容器贮存。但受热时，浓硫酸可以与Fe、Al反应。 “钝化”是化学变化吗？ 是 二、浓硫酸 白色 Ag＋ Ba2＋＋ 三、硫酸根的检验 15 四、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 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。 四、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 四、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 四、硫酸的工业制备 四、硫酸的工业制备 如何吸收产生的废气SO2？ 1.氨水吸收法 2.饱和亚硫酸钠吸收法 2NH3·H2O + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O 少量SO2 NH3·H2O + SO2 = NH4HSO3 过量SO2 Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 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。 四、硫酸的工业制备 五、自然界的硫循环 SO42－ S2－ 大气 陆地 海洋 生物 大本营 大本营 径流 沉积 SO42－ S2－ SO42－ SO42－ SO42－ 摄食 摄食 摄食 海洋生物腐败 腐败 SO2 、 H2S 腐败 腐败 雨水 雨水 雨水 五、自然界的硫循环 硫元素化合价-物质类别二维图 －2 0 ＋4 ＋6 硫化物 单质 氧化物 酸 盐 S H2S SO2 SO3 化合价 物质类别 H2SO3 H2SO4 SO42－ 2H2S ＋ O2 2S＋2H2O 点燃 2H2S ＋ 3O2 2SO2＋2H2O 点燃 O2 H2O H2O O2 SO2 ＋ H2O H2SO3 2SO2 ＋ O2 2SO3 催化剂 SO3 ＋ H2O H2SO4 2H2SO3＋ O2 ＝H2SO4 矿物质 五、自然界的硫循环 下列试管中发生了什么现象？体现了SO2的什么性质？ 思考 1、酸性高锰酸钾褪色——还原性 5SO2 ＋ 2MnO4－＋ 2H2O 5SO42－ ＋ 2Mn2＋ ＋ 4H＋ 失去5x2e－，化合价升高 得到2x5e－，化合价降低 思考 2、品红褪色 漂白性 3、无变化 不发生化学反应 思考 4、溶液变浑浊 5、溶液变浑浊 思考 6、溶液变浑浊 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl 思考 $$