内容正文:
第3章 物质的性质与转化
第2节 硫的转化
硫酸 酸雨及其防治
自律者出众; 懒散者出局!!!
不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应该如何处理?
立即用大量水冲洗,然后涂上3%---5%的碳酸氢钠溶液。
1、硫酸的物理性质
纯净的硫酸是无色黏稠状液体,密度比水大,
能与水以任意比混合,沸点高,难挥发。
2、稀硫酸具有酸的通性(各举例、写出离子方程式)。
①使紫色石蕊溶液变红
②与较活泼金属单质反应:金属单质+酸→盐+氢气
③与碱性氧化物反应:碱性氧化物+酸→盐+水
④与碱反应:碱+酸→盐+水
⑤与盐反应:盐+酸→另一酸+另一盐
一、硫 酸
如何稀释浓硫酸?
将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
3、浓硫酸的性质
①浓硫酸的强氧化性
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
反应原理:
思考:
1.实验现象是什么?
2.氧化剂是谁?还原剂是谁?
3.浸碱面团的作用是什么?
4.能否用此装置制取少量二氧化硫气体?
5.含硫物质表现出哪些性质?
品红溶液褪色,紫色石蕊试液变红
浓硫酸表现出氧化性、酸性
吸收二氧化硫,防止污染空气
可以用此装置制取少量二氧化硫
二氧化硫表现出漂白性、酸性氧化物性质
还原剂:Cu
氧化剂:H2SO4
(1)过量的铜和一定量的浓硫酸反应时,硫酸能完全反应吗?为什么?
思考:
随着反应的进行,硫酸浓度降低,当降低到一定程度,氧化性变弱,稀硫酸和铜不反应,因此硫酸不能完全反应。
(2)如果用过量的锌代替铜与一定量浓硫酸反应,生成气体的成分是什么?请写出相关的化学方程式。
生成的气体为SO2和H2的混合气体;
化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O、
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑。
浓硫酸的强氧化性:
钝化
致密
氧化膜
HBr、HI、H2S等
化学变化
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓) CO2↑+SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
?浓硫酸与非金属反应时,体现了什么性质?
只表现强氧化性。
冷的浓硫酸为什么能用铁质或铝质容器储存?
②浓硫酸的脱水性
请描绘一下观察到的现象?
怎么理解脱水性?
浓硫酸具有脱水性,能按水的元素组成质量比脱去纸屑、棉花所含有机化合物中的氢、氧元素,使这些有机化合物炭化。
蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,同时有刺激性气味的气体生成。
浓硫酸表现出氧化性、脱水性。
刺激性气味的气体如何生成的?
②浓硫酸的脱水性
思考:把浓硫酸加入到硫酸铜晶体中,晶体由蓝色变成白色,
提现了浓硫酸的什么性质?
浓硫酸使结晶水合物失去结晶水,属于吸水性。
浓硫酸能够吸收气体或结晶水合物中的结晶水
③浓硫酸的吸水性
思考:下列可用浓H2SO4干燥的气体有( )
①H2 ②SO2 ③H2S ④Cl2 ⑤NH3 ⑥HCl ⑦CO2 ⑧HBr ⑨CO
A.①②④⑥⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑨
C.①②④⑥⑦⑧ D.全部
B
浓H 2SO4不能干燥碱性气体(如NH3),也不能干燥还原性气体(如H2 S、HBr等)。
浓硫酸的用途
制造化肥、
农药
制炸药、
燃料等
用于石油
精炼
用于金属
加工
4、浓硫酸的用途
应用:利用高沸点难挥发性酸制备低沸点易挥发性酸
2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl
含有不同价态硫元素的物质之间的转化在工农业生产中有着重要的应用。
5、接触法制硫酸
通常用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(催化剂V2O5、温度400~500℃)
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二、酸雨
1、什么是酸雨?
pH<5.6的雨水称为酸雨。
2、硫酸型酸雨形成原因?
SO2的来源: 的燃烧。
排放到大气中的二氧化硫是如何转化成硫酸的?请预测转化路径,并说明依据。
排入空气中的 和氮的氧化物在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落。
硫的氧化物
3、酸雨危害及其防治
1.使湖泊的水变质→水生生物死亡
2.浸渍土壤→变得贫瘠
3.腐蚀建筑→建筑变得面目全非
4.渗入地下水→危害人体健康
5.酸雨侵蚀森林→大面积死亡
(一)酸雨危害
(二)酸雨的防治
1.改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源。
2.控制酸性物质的排放
3.健全法律法规,严格规定污染物排放标准,提高环保意识。
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课堂练习
1、下列关于浓H2SO4的叙述正确的是( )。
A.常温下可用铝制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量减轻
C.常温下能与铜较快反应
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度增大
A
2、在常温下,下列操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是( )。
A.分别加入铁片 B.分别加入蔗糖
C.分别加入铜片 D.分别加入硫酸铜晶体
C
3、下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的序号分别填在横线上。
①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体_____。
(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸_____。
(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体_____。
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸______。
(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_____。
(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体_____。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑________。
①④
②
⑤
②
⑤
①
③
4、已知Na2SO3固体与浓硫酸可发生反应:Na2SO3(固体)+H2SO4(浓) =Na2SO4+H2O+SO2↑,如图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。下列说法正确的是( )
C
A.①中的实验现象为紫色石蕊溶液褪色,此实验证明SO2具有漂白性
B.③中溶液变浑浊是因为SO2和H2S发生了氧化还原反应,氧化产物和还原产物质量比为1∶2
C.④和②中溶液均褪色,但褪色的原理不同
D.实验室中可以用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液
⑵为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如图装置:
试回答下列问题:
①图1的A中最好选用图2中的装置________(填标号)。
②图1的B装置所装试剂是________________;
D装置中试剂的作用是_____________
E装置中发生的现象___________________。
Ⅱ
品红溶液
检验SO2是否被除尽
溶液出现白色浑浊
5、(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为________ 。
(2)试用图表中各装置设计一个实验,验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号):________→________→________→________。
编号 ① ② ③ ④
装置
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ,B瓶溶液的作用是 ,C瓶溶液的作用是 。
(4)装置②中所加的固体药品是________,可确定的产物是________,确定装置②在整套装置中位置的理由是 。
(5)装置③中所盛溶液是________,可验证的产物是________。
C+2H2SO4 (浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
④ ② ① ③
验证产物气流中有SO2
将SO2全部氧化吸收
确定产物中的SO2已被B瓶溶液全部吸收
无水CuSO4
水蒸气
由于产物气流通过①、③时会带出水蒸气,
所以②必须在①、③之前
澄清石灰水
CO2
谢谢!
Lavf58.51.100
Lavf58.51.100
Lavf58.51.100
SO3+H2O===H2SO4
3.硫酸工业制备原理
(1)生产流程:FeS2eq \o(――→,\s\up17(O2),\s\do15(①))SO2eq \o(――→,\s\up17(O2),\s\do15(②))SO3eq \o(――→,\s\up17(H2O),\s\do15(③))H2SO4。
(2)涉及的化学方程式
①4FeS2+11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3+8SO2。
② 。
③ 。
2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3
化石燃料
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(3)燃煤固硫(燃煤中添加石灰石)可以防止或减少SO2气体的排放,从而减少酸雨的形成。其化学原理是什么?
[提示]燃煤中添加石灰石,利用其受热分解生成的CaO与SO2反应生成CaSO3,达到固硫目的。有关方程式如下:CaCO3eq \o(=====,\s\up17(△))CaO+CO2↑,SO2+CaOeq \o(=====,\s\up17(△))CaSO3,2CaSO3+O2eq \o(=====,\s\up17(△))2CaSO4。
(2)硫酸型酸雨放置一段时间后,酸性会增强,其原因是什么?
[提示] 因为SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3经长时间放置后会被氧化成硫酸,由于硫酸是强酸,所以该酸雨放置一段时间后酸性增强。
SOeq \o\al(2-,4)的检验
杂质离子的干扰
(1)Ag+干扰:盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-===AgCl↓。
(2)COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,3)、POeq \o\al(3-,4)干扰
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3+2H+===H2O+CO2↑+Ba2+)。因此检验SOeq \o\al(2-,4)时,必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。
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