5.1.4 硫酸制备、硫酸盐 、硫酸根检验（教学课件）高一化学人教版必修第二册

硫酸有广泛的应用，你知道工业上是如何制造硫酸的？ 你还知道哪些硫酸盐？它们有什么用途？ 你知道吗？ 胆矾 硫酸工业制备 硫酸盐 硫酸根检验 01 03 学习目标 硫酸制备 古代制备 现代制备 02 硫酸盐 化学式与用途 石膏与熟石膏 重晶石 胆矾 硫酸根检验 三原料 三原理 三设备 原理 BaSO4不溶于水和强酸 试剂 盐酸、氯化钡溶液 操作 先加盐酸酸化、后加氯化钡溶液 硫酸的制备 1 化学史话 在公元650 ～ 683年，炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》记载着“炼石胆取精华法”，即干馏胆矾而获得硫酸。 干馏胆 矾而获得硫酸 发现与早期制备 一、硫酸制备 古代制备 胆矾加热法 胆矾加热法 CuSO4＋5H2O CuSO4·5H2O CuSO4 CuO＋SO3↑ SO3＋H2O＝H2SO4 　 化学史话 公元8世纪阿拉伯炼金家贾比尔绿矾蒸馏，所得气体溶于水得得硫酸(绿矾油) 发现与早期制备 一、硫酸制备 古代制备 胆矾加热法 胆矾加热法 CuSO4＋5H2O CuSO4·5H2O CuSO4 CuO＋SO3↑ SO3＋H2O＝H2SO4 　 绿矾加热法 FeSO4＋7H2O FeSO4·7H2O 2FeSO4 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ SO3＋H2O＝H2SO4 　 古代称硫酸为绿矾油 工业制备的发展 化学史话 到了17世纪，德国化学家Johann Rudolf Glauber进一步发展了硫酸的制备技术，通过硫与硝酸钾的混合蒸汽加热制出硫酸。随后，在1736年，伦敦药剂师Joshua Ward采用此方法实现了硫酸的大规模生产。在1746年，John Roebuck遵循前人的原则，创新性地提出了铅室法，以更经济的成本实现了硫酸的大规模生产。经过持续的改进，这一方法在工业领域持续沿用了一个多世纪。Roebuck的方法最初能产出浓度为65%的硫酸，随后，法国化学家约瑟夫·路易·盖-吕萨克和英国化学家John Glover进一步优化了这一工艺，使得硫酸的浓度能达到78%。 化学史话 现代制备方法 1900年美国建立了第一个以硫铁矿为原料，以铂作催化剂的接触法硫酸厂。20世纪初，德国化学家尼特希制定了清除二氧化硫气体中有害杂质的方法，为接触法制取硫酸扫除了障碍。而在巴斯夫(BASF)工作的克尼奇(Knietsch)提出需要对催化剂进行冷却，为现代接触法硫酸生产的操作奠定了理论基础。从此，实现了接触法制造硫酸的工业化。 1913年德国BASF AG公司研究用V2O5和K2O作催化剂获得成功。钒催化剂不仅活性好，而且不易中毒，特别是价格较低，在工业应用中很快显示出巨大的优越性，迅速得到推广应用，很快取代了铂及其他类型的催化剂。以V2O5为基底的催化剂一直沿用到今天，大大加快了硫酸工业的发展速度。 交流讨论 从H2SO4的组成、S的价态等角度分析，怎样得到H2SO4? 以硫为原料，设计合成硫酸的路线图。 S O2 SO2 O2 SO3 H2O H2SO4 自然界含硫的原料中还有黄铁矿也可用来制取二氧化硫。 资料在线 愚人金 牛刀小试 配平：FeS2＋O2→ Fe2O3＋SO2 请用双线桥表示电子转移的方向和数目 4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 高温 4 × 8 × 22 × 4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 高温 冷 却 净化 一、硫酸制备 现代制备 三原料 硫磺或黄铁矿 空气 98.3硫酸 三阶段 造气及净化 接触氧化 SO3的吸收 三反应 SO3＋H2O＝H2SO4 S＋O2 SO2 2SO2＋O2 2SO3 催化剂 400～500℃ 三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 沸 腾 炉 SO2为何不纯净？ 接触室 低温 SO2 O2 气体成分 是什么？ 热交换器 吸收塔 能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是 A．NaOH溶液、酚酞试液 B．KMnO4溶液、稀H2SO4 C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞试液 考考你的智慧 硫酸盐 硫酸盐 2 二、硫酸盐 1. 硫酸钙 分类 转化 用途 石膏(CaSO4·2H2O) 熟石膏(2CaSO4·H2O) CaSO4·2H2O 2CaSO4·H2O 2 ＋3H2O 150℃ 制模型、绷带 调节水泥的硬化速率 二、硫酸盐 2. 硫酸钡 性质 不溶于水，不溶于酸 阻挡X射线 一个做胃部检查的工作 二、硫酸盐 2. 硫酸钡 性质 应用 不溶于水，不溶于酸 阻挡X射线 钡餐 制其他钡盐 肠胃内壁损伤处不利于BaSO4附着，不易被X射线透过 将硫酸钡加入足够浓度的碳酸钠溶液中，将其转化为碳酸钡沉淀。然后用盐酸溶解碳酸钡沉淀，就可以制得水溶性的氯化钡了。 请写出有关转化的离子方程式。 BaSO4＋CO32－＝BaCO3＋SO42－ BaCO3＋2H＋ ＝Ba2＋＋CO2↑ ＋H2O 学以致用 如何检验酒精中是否有水？ 交流讨论 二、硫酸盐 3. 硫酸铜 无水硫酸铜 检验酒精中是否含水 二、硫酸盐 3. 硫酸铜 无水硫酸铜 检验酒精中是否含水 胆矾 和石灰乳配制农药 以下两种物质都可与哪种物质都能发生反应？ 　如何检验两种盐中的SO42－离子？ 问题探究 硫酸根离子的检验 3 问题探究 　检验两种盐中的SO42－离子的原理是什么？ 三、硫酸根离子的检验 1 原理 SO42－ BaSO4不溶于稀盐酸 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 　 问题探究 　检验两种盐中的SO42－离子的选用什么试剂？ Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 　 BaCl2 Ba(NO3)2 不溶于稀盐酸 BaCl2、Ba(NO3)2是否都可选用？ 能否选用硝酸？ BaSO4是不溶于稀盐酸和硝酸的白色沉淀 资料在线 　SO32－与HNO3反应可生成SO42－！ 判断以下SO42－的检验操作是否正确？ 1. 待液中加入BaCl2溶液后出现白色沉淀，说明含有SO42－ 。 Ag＋ 2. 待液中加入Ba(NO3)2溶液后出现白色沉淀，说明含有SO42－ 。 3. 待液中加入Ba(NO3)2溶液后出现白色沉淀，加入稀硝酸后，沉淀不溶解。说明含有SO42－ 。 BaSO3 BaSO4 HNO3 质疑▪联想 4. 待液中加入Ba(NO3)2溶液后出现白色沉淀，加入稀盐酸后，沉淀不溶解。说明含有 SO42－ 。 3. 待液中加入Ba(NO3)2溶液后出现白色沉淀，加入稀硝酸后，沉淀不溶解。说明含有SO42－ 。 BaSO3 BaSO4 质疑▪联想 判断以下SO42－的检验操作是否正确？ BaCl2与Ba(NO3)2试剂应选哪一种？ 三、硫酸根离子的检验 1 原理 2 试剂 BaCl2溶液 SO42－ BaSO4不溶于稀盐酸 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 　 检验硫酸根离子？ 如何排除CO32－、SO32－、Ag＋的干扰？ 加盐酸 过量 质疑▪联想 三、硫酸根离子的检验 1 原理 2 试剂 BaCl2溶液 SO42－ BaSO4不溶于稀盐酸 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 　 稀盐酸 过量 观察与思考 观察与思考 三、硫酸根离子的检验 1 原理 2 试剂 BaCl2溶液 3 规范答题 SO42－ BaSO4不溶于稀盐酸 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓ 　 稀盐酸 过量 操作 现象 结论 取少许溶液于试管，加过量稀盐酸，再加BaCl2溶液 若有白色沉淀生成 则溶液中含有SO42－ 检验SO42－时，为什么先加稀盐酸呢？ BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2均为白色沉淀，先加盐酸，就可以排除 、 、 、的干扰 也排除了Ag＋的干扰！ 深化理解 过量 若SO42－、SO32－ 、NO3－共存，如何检验SO42－ ？ 待测液 Ba(NO3)2溶液 过滤 考考你的智慧 洗涤 沉淀 过量 盐酸 沉淀不溶解 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl。 若实验室的粗盐中泥沙的，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 溶解 过滤 蒸发 搅拌， 加速溶解 引流 使液体受均匀，防止飞溅 知识回顾 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl。 若实验室的粗盐中含有少量MgCl2和泥沙的，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 NaCl（MgCl2和泥沙） 加水，过滤 NaOH KOH 用量？ 过量NaOH如何除去？ 除杂试剂选取：不能引入新杂质 请你试一试 × 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl。 若实验室的粗盐中含有少量MgCl2和泥沙的，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 请你试一试 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl，若实验室只有含少量Na2SO4和泥沙的粗盐，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 NaCl（Na2SO4和泥沙） 加水，过滤 BaCl2 Ba(NO3)2 用量？ 过量BaCl2如何除去？ Na2CO3 过量的Na2CO3如何除去？ 请你试一试 × 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl，若实验室只有含少量Na2SO4和泥沙的粗盐，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 如何确认SO42－完全沉淀？ 静置，在上层清液继续滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则SO42－深沉完全。 请你试一试 海水晒盐为粗盐 假设你现在就是盐场的化工工程师，可选用什么药品，以除去粗盐中的杂质(MgCl2、Na2SO4)? 粗盐 精盐 海水晒盐得到的粗盐中含有少量Na2SO4和MgCl2，如何通过粗盐制备精盐。 NaCl（Na2SO4、MgCl2） BaCl2 Na2CO3 HCl NaOH HCl 看我七十二变 小明在实验室做实验时，需要用纯净的NaCl，可是老师说，实验室只有掺有少量Na2SO4和MgCl2的粗盐，请同学们来想一个办法，帮助小明提纯一下。 看我七十二变 能否先加BaCl2溶液？ 除去粗盐中的可溶性的杂质，试剂的加入顺序可能有几种？有何规律？ 看我七十二变 ① BaCl2—Na2CO3—NaOH—HCl ② BaCl2—NaOH—Na2CO3—HCl ③ NaOH—BaCl2—Na2CO3—HCl Na2CO3须在BaCl2之后 HCl须最后加入 确保过量BaCl2被除去 过滤三次或一次？ 一次，每次过滤都会损失一部分NaCl。 归纳与整理 除杂原则 不增 1 2 3 不减 易分 四原则 4 易复原 不引入新的杂质 不可前门驱虎后门进狼 不能损耗或减少被提纯物质的量 不可玉石俱焚 被提纯物质与杂质易分离 不可难舍难分 被提纯物质易复原 规律方法点拨 除杂须知 除杂试剂必须过量 1 四必须 斩草要除根 2 3 过量试剂必须除尽 去除多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序 4 化必须选择最佳的除杂途径 防止引入新的杂质 规律方法点拨 这节课我学到了什么？ （用一句话表示） 你还有什么疑问？ 课堂小结 课堂小结 接触法生产硫酸 三原料 三阶段 三反应 四个“三” SO3＋H2O＝H2SO4 2SO2＋O2 2SO3 催化剂 400～500℃ 三设备 盐酸 课堂小结 硫酸根离子的检验 待测液 过量 取清液 BaCl2溶液 有无白色沉淀 盐酸不能改用硝酸 盐酸排除Ag＋、CO32－、SO32－、PO43－干扰 盐酸、BaCl2溶液须分开加，不能用混合溶液 1 2 3 课堂小结 操作 离子检验答题模板 现象 结论 取少许溶液加入试管中，若有××现象(气泡、沉淀)，则含有××离子。 易错警示 “取少许溶液加入试管中” 1 不得在原试剂瓶中进行检验! 2 “先现象，后结论” 如向BaCl2溶液中加入稀H2SO4时，现象是“有白色沉淀生成”，不能说成“有白色的BaSO4沉淀生成” ①（2025·广东省江门市阶段练习）BaSO4难溶于盐酸，可用作钡餐药剂 ②（2025·吉林省四平市期中）碳酸钡用作消化系统X射线检查的内服药剂 ③（2025·江苏省徐州市期中）硫酸工业：FeS2 SO2 H2SO4 ④（2025·江苏省高邮市期中）工业制硫酸涉及的物质转化： 判断下列说法是否正确： × × × ⑤（2025·江苏省镇江市期中）工业制硫酸过程中的物质转化 FeS2 SO2 H2SO3 H2SO4 × 考考你自己 向某溶液中加入过量氯水时无变化，再滴加硝酸钡溶液和稀硝酸，溶液中有白色沉淀生成，该盐可能是 A．Na2SO3 B．Na2CO3 C．BaCl2 D．AgNO3 谢谢观看 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $