5.1.2硫酸 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

5.1.2 硫酸 硫酸用途及工业制法 1. 硫酸的用途 硫酸既是化学实验中的重要试剂，也是重要的化工原料 ① 可用于制化肥、农药、炸药、染料、电池、盐类等 ② 用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等 有人称硫酸是化学工业生产的“发动机”。 世界上常把硫酸的产量作为衡量一个国家工业发达程度的标志。 故素有“化学工业之母”之称 3 硫酸用途及工业制法 2. 硫酸的工业制法 工业上一般以硫黄或其他含硫矿物（如黄铁矿）为原料来制备硫酸。金属冶炼时产生的含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸 (1) 工业制硫酸的原理示意图 接触法制硫酸 沸腾炉 →接触室 (热交换器) →吸收塔 硫酸用途及工业制法 SO2的制取 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 高温 === S + O2 SO2 点燃 === 或 SO2氧化成SO3 SO3的吸收 SO3+H2O == H2SO4 2SO2+O2 2SO3 △ 催化剂 2. 硫酸的工业制法 (2) 反应原理 【注】工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3， 原因是SO3与水反应为放热反应，易产生酸雾，影响SO3的吸收 【导学案】p8 例1 工业上以黄铁矿（主要成分为 ）为原料，采用接触法制备浓硫酸的原理如下： 下列说法不正确的是( ) 。 C A.用盐酸和烧碱可从烧渣中提取铁红 B.净化 的目的是防止催化剂中毒降低活性 C.用水替代 浓硫酸能提高吸收效率 D.制备硫酸的3个反应中有2个是氧化还原反应 课堂练习 催化剂中毒：指反应原料中含有的微量杂质导致催化剂的活性 和选择性明显下降或丧失的现象 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 6 课堂练习 【导学案】P10 随堂检测 1.硫酸工业的设备如图所示，硫元素的价态不发生变化的是( ) 。 C A.沸腾炉 B.接触室 C.吸收塔 D.三个设备中都有变 硫酸的物理性质 1、组成成分 浓硫酸主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋ 2、物理性质 ①纯净的硫酸是无色、黏稠的油状液体 ②沸点高：纯硫酸难挥发，沸点338℃。(高沸点酸) ③密度大：质量分数为98.3%的硫酸的密度为1.84g/cm3 ④易溶于水，能以任意比与水混溶，稀释时放出大量的热 利用浓硫酸的难挥发性——高沸点酸制低沸点酸 实验室制HCl H2SO4 (浓) + 2NaCl == Na2SO4 + 2HCl ↑ △ 浓硫酸的物理性质 【问题1】浓硫酸如何稀释成稀硫酸？ 稀释浓硫酸：（酸入水） 将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中，边倒边用玻璃棒搅拌 【问题2】浓硫酸不慎滴到皮肤上，应如何处理？ 用大量水冲洗，再涂上NaHCO3溶液 硫酸的化学性质 【思考与讨论】 (1)硫酸具有哪些酸的共同性质？请举例写出相关反应的离子方程。 H2SO4 = 2H+ + SO42－ ① 使指示剂变色： ② 与活泼金属反应 ③ 与碱反应 ： ④与碱性氧化物反应： ⑤ 与某些盐反应： 使紫色石蕊试液变红 Fe+2H+ = Fe2++H2↑ H+ + OH- = H2O（与强碱） Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ (一) 硫酸具有酸的通性 硫酸的化学性质 (二) 浓硫酸的吸水性 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 如何验证浓硫酸的吸水性？ ②在试管中放入少量胆矾，再加入少量浓硫酸，观察到固体由蓝色变为白色 ①将一盛有浓硫酸的烧杯暴露在空气中，放置较长时间，可观察到浓硫酸质量增加 敞口放置的浓盐酸和浓硫酸，浓度都会降低，原因是否相同？ 浓盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 利用浓硫酸的吸水性，可用作干燥剂 可用来干燥中性气体和酸性气体， 如 H2、O2、N2、Cl2、CO2、CH4、 SO2、NO2、HCl 不能干燥碱性气体(如NH3)、还原性气体(H2S、HBr、HI等) (二) 浓硫酸的吸水性 硫酸的化学性质 (三) 浓硫酸的脱水性 浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去，也称“炭化” 【“黑面包实验”】 蔗糖变黑，体积膨胀， 形成疏松多孔的海绵状的碳， 并有刺激性气味的气体产生， 反应放热 现象： C12H22O11 12C + 11H2O 浓硫酸 原理： 把蔗糖中的H、O原子按2：1的比例脱去 硫酸的化学性质 【问题1】浓硫酸的吸水性与脱水性有什么区别？ 吸水性 脱水性 原理 区别 吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 把有机物中H、O原子按2:1的比例脱去生成水，剩余黑色的炭 物质中含有H2O 物质中不含有H2O， 只含有氢元素和氧元素 (三) 浓硫酸的脱水性 硫酸的化学性质 有水吸水，无水脱水 【问题2】蔗糖的炭化实验中，产生的刺激性气味气体可能含有什么？浓硫酸还体现了什么性质？ C12H22O11 12C + 11H2O 浓硫酸 SO2、CO2 浓硫酸将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2，自身被还原为SO2 C + 2H2SO4(浓) === CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O △ 脱水性 强氧化性 (三) 浓硫酸的脱水性 硫酸的化学性质 (四) 浓硫酸的强氧化性 1.与非金属单质反应 加热时，浓硫酸能与部分非金属反应(如C) ，生成非金属氧化物或含氧酸，硫酸被还原成SO2气体。 C + 2H2SO4(浓) === CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O △ 0 +6 +4 +4 失4e- 得2e-×2 浓硫酸中由+6价的硫表现出氧化性，通常浓硫酸称“氧化性酸” 硫酸的化学性质 【思考】如何设计实验装置分别检验出浓硫酸与碳反应的产物？ C + 2H2SO4(浓) === CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O △ 流程设计： →检验CO2 检验H2O →检验SO2 →检验SO2是否除尽 气体→无水CuSO4→品红溶液→酸性KMnO4溶液→品红溶液→澄清石灰水 →除去SO2 硫酸的化学性质 硫酸的化学性质 【思考】工业上常用铁或铝制罐车储存和运输浓硫酸， 这是为什么？ 常温下，浓硫酸可使铁、铝钝化 使金属表面生成一层致密的氧化物， 从而阻止内部的金属继续与浓硫酸反应 【思考】若浓硫酸与金属在加热条件下， 如何反应？ (四) 浓硫酸的强氧化性 加热时：浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应。 【实验5-3】 在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝和浓硫酸接触。加热，将产生的气体先后通入品红溶液，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里，观察溶液的颜色 2. 与金属单质反应 硫酸的化学性质 ①可抽动的铜丝有什么作用？ ②浸NaOH溶液的棉团”的作用？ 吸收多余的SO2，以防污染环境 控制反应的发生或停止 【实验5-3】 【现象】 试管中铜丝表面逐渐变黑， 有气泡产生，品红溶液逐渐褪色 将试管里的物质慢慢倒入水中，溶液变为蓝色 (四) 浓硫酸的强氧化性 2. 与金属单质反应 硫酸的化学性质 【注意】 ②观察CuSO4颜色时，应将反应试管中的混合物倒入水中， 不能直接向试管中加水 ①铜丝表面变黑，是铜由于先被氧化生成了CuO (有时可观察到反应后生成白色固体，是无水CuSO4) Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 【反应原理】 0 +6 +2 +4 失2e- 得2e- 铜是还原剂，浓硫酸是氧化剂 浓硫酸表现出氧化性和酸性 硫酸的化学性质 (四) 浓硫酸的强氧化性 2. 与金属单质反应 氧化剂与还原剂的个数比为 1:1 (不浓不热不反应) (实验室制SO2) 【思考】足量的铜与浓硫酸反应，浓硫酸能否反应完全？ 不能 随着反应的进行，硫酸的浓度变小，而铜与稀硫酸不反应 即使有足量的铜，与一定量的浓硫酸反应，硫酸和铜都会有剩余 硫酸的化学性质 (四) 浓硫酸的强氧化性 2. 与金属单质反应 Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 【思考与讨论】 (2)实验室用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？ 稀硫酸与金属反应时，由H+表现氧化性(酸的通性) Zn + 2H2SO4(浓) == ZnSO4 + 2H2O + SO2↑ 硫酸的化学性质 (四) 浓硫酸的强氧化性 2. 与金属单质反应 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 浓硫酸与金属反应时，由+6价的硫表现氧化性，生成SO2，而不生成H2 【思考】若足量的Zn与浓硫酸反应，产生的气体是什么？ SO2和H2 【练习】试写出Fe与浓硫酸在加热时反应的化学方程式 2Fe + 6H2SO4(浓) == Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O ∆ 先： Zn + 2H2SO4(浓) == ZnSO4 + 2H2O + SO2↑ 随着反应的进行，硫酸的浓度变小，锌与与稀硫酸反应 后： Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 硫酸的化学性质 (四) 浓硫酸的强氧化性 2. 与金属单质反应 硫酸的化学性质 实验室常用浓硫酸来制取SO2气体 【实验室制SO2】 ① Cu＋2H2SO4(浓) === CuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ 利用浓硫酸的强氧化性 ② H2SO4 (浓) + Na2SO3 == Na2SO4 +SO2 ↑+H2O 利用浓硫酸的强酸性——强酸制弱酸(复分解反应) 通常用70%的硫酸制取SO2，因SO2易溶于水， 用稀硫酸不利于SO2逸出；太浓H+浓度太小，反应速率太慢。 【浓硫酸的性质】 物 理 性 质 化 学 性 质 纯净的硫酸是无色油状液体，沸点高，难挥发，密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3)，溶于水放出大量的热 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能干燥 碱性气体，如 NH3等 还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等 吸水性 常用作 干燥剂 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化 强氧 化性 与活泼金属反应 与不活泼金属反应 与非金属反应 常温下浓硫酸使Fe、Al钝化 2Fe+6H2SO4(浓) == Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O ∆ Cu+2H2SO4(浓) == CuSO4+SO2↑+2H2O ∆ ∆ C+2H2SO4(浓) ==CO2↑+2SO2↑+2H2O 课堂练习 【课本】P10 3. 下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是（ ） A. 空气中敞口久置的浓硫酸质量增大（挥发性） B.浓硫酸在加热条件下与铜反应（脱水性） C.用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑（氧化性） D.浓硫酸可以用来干燥某些气体（吸水性） D 课堂练习 【课本】P10 4. 在实验室中，几位同学围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀；然后加入适量的浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并产生刺激性气味气体。 (1)生成的黑色物质是________(填化学式) (2)有刺激性气味的气体的主要成分是________(填化学式)，写出产生该气体的反应的化学方程式____________________________________ (3)上述实验现象表明浓硫酸具有________(填字母) a.酸性 b.吸水性 c.脱水性 d.强氧化性 C SO2 C + 2H2SO4(浓) === CO2↑+ 2SO2↑ + 2H2O △ cd 【课本】P10 6. 现有两支分别盛有相同体积浓硫酸和稀硫酸的试管，请用简单的方法区别它们 (1) 利用物理性质 观察流动状态 称质量 溶解稀释 加入一勺胆矾晶体 (2) 利用化学性质 用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸上 加入一片铁片 课堂练习   浓硫酸 稀硫酸 成分 物理 性质 酸性 吸水性 脱水性 氧化性 主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋ 主要以H＋、SO42-形式存在，没有H2SO4分子 无色、黏稠、难挥发的油状液体，沸点高，密度大，易溶于水，稀释放热 无色无嗅透明似水的液体 某些酸的通性(如与碱、盐、碱性氧化物反应)，与金属反应不产生H2 具有酸的所有通性 强氧化性(+6价硫表现)可与不活泼金属反应，还原产物一般是SO2 弱氧化性(H＋表现)只能与金属活动性顺序表氢前的金属反应放出H2 有 有 无 无 【导学案】P10 例2 （创新题）某兴趣小组探究金属与过量浓硫酸反应的装置（固定装置已略去）如 图所示。下列实验操作或叙述错误的是( ) 。 A A.为确定浓硫酸中生成的白色固体是否为硫酸铜，可向试管 中注入水，振荡后观察现象可确定白色固体是否为硫酸铜 B.溶液可以是 溶液 C.反应一段时间后，紫色石蕊溶液变为红色 D.其他条件不变，用热铁丝代替热铜丝，品红溶液变化的实验现象相同 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 30 选项 实验目的 实验装置 A 吸水性 B 脱水性 C 溶解放热 D 强氧化性 课堂练习 【导学案】P10 例3 某同学设想用如图所示的装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的 的是( ) 。 【导学案】P10 随堂检测 2.下列关于浓硫酸与 反应的叙述正确的是( ) 。 C A.在反应中，浓硫酸只表现出氧化性 B.此反应属于复分解反应 C.在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性 D.每参加反应就有被还原，同时生成 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 32 【导学案】P10 随堂检测 3.下列有关浓硫酸的说法正确的是( ) 。 B A.加热条件下，足量锌与一定量的浓硫酸完全反应产生的气体是二氧化硫 B.浓硫酸中加入红热的炭块，产生的气体中有两种酸性氧化物 C.浓硫酸可用于、、 的干燥，体现了浓硫酸的吸水性 D.分别向胆矾和滤纸表面滴加浓硫酸，胆矾变白，滤纸变黑，均体现浓硫酸的脱水性 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 33 【导学案】P11 随堂检测 4.为了验证木炭可被浓硫酸氧化成 ，选用下 图所示仪器（内含物质）组装成实验装置。 请回答下列问题： （1） 按气流由左向右的流向，连接上述装置的正确顺序： ___接___，___接___，___接___。（填各接口字母） A F E C D B 课堂练习 （2） 装置乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出 ？乙中_________________， 丙中________________。 （3） 丁中酸性 溶液的作用是_________。 （4） 写出甲中反应的化学方程式：_ _____________________________________。 澄清石灰水变浑浊 品红溶液未褪色 除去 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 34 课堂练习 1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？ 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)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体(　　) (2)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸(　　) (3)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末(　　) (4)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体(　　) (5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑(　　) (6) 用磷矿物[主要成分是Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸(　　) (7)用NaCl固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体(　　) ⑤ ② ⑤ ② ①④ ① ③ 课堂练习 2．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　) A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气、氯气等气体 D.浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现 D 课堂练习 3.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是 A.浓硫酸可作氯气的干燥剂 B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑 C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末 D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫 B 4. 浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是 A.蓝色硫酸铜晶体 B.木材炭化 C.红热木炭 D.氧化铝 C 课堂练习 5. 下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是 A. 空气中敞口久置的浓硫酸质量增大（挥发性） B. 浓硫酸在加热条件下与铜反应（脱水性） C. 用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑（氧化性） D. 浓硫酸可用来干燥某些气体（吸水性） D 课堂练习 6．5 mL物质的量浓度为18 mol·L－1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是(　　) A.有0.09 mol的硫酸被还原 B.有0.045 mol的硫酸被还原 C.充分反应后体系中无硫酸剩余 D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g D 课堂练习 2CaCO3+2SO2+O2 2CO2+2CaSO4 B.把SO2通入酸性高锰酸钾溶液中可验证SO2的漂白性 C.浓硫酸能与木炭反应，证明浓硫酸既具有强氧化性又具有强酸性 D.SO3与SO2都是酸性氧化物，都能与少量Ca(OH)2反应生成难溶性沉淀 7.下列关于硫的化合物的说法中正确的是 (　　) A.在燃煤中加入石灰石可减少SO2的排放，发生的反应为 A Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 tv.sohu.com v2.1 20101102 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $