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

新人教版 化学 必修2 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一节 硫及其化合物 第2课时 硫酸 1. 掌握硫酸的工业制备原理，能准确描述原料转化路径与反应条件。 2. 理解硫酸的酸的通性，明确其吸水性、脱水性的本质区别与应用场景，熟练掌握浓硫酸与铜、碳单质反应的化学方程式及反应特点。 3. 了解硫酸在工农业生产、医药、材料等领域的主要应用，建立物质性质与用途之间的关联认知。 教学目标 3 一、用途 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。 硫酸的消费量标志一个国家无机工业发展的水平。 (1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。 (2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 (3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。 5 二、硫酸的工业制备 1.制备流程 硫磺或 黄铁矿 SO2 SO3 H2S04 空气 ①燃烧 V2O5(催化剂） ③98.3%的浓硫酸吸收 ②400~500ºC 二、硫酸的工业制备 2.制备原理 (1)造气阶段—沸腾炉 沸 腾 炉 矿渣 (Fe2O3) SO2 O2 黄铁矿 (FeS2) 空气 (高速空气流) 4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 增大接触面积，使反应更加充分 ①反应原理 ②硫铁矿煅烧前要粉碎，其目的是： ③高速空气流的作用 搅拌，使反应更加充分 二、硫酸的工业制备 2.制备原理 (2)催化氧化阶段—接触室 接 触 室 SO3 SO2 O2 热交 换器 SO2 O2 净化 催化剂 ①反应原理： ②净化的目的： 2SO2+O2 2SO3 催化剂 为了防止催化剂中毒 ③热交换器的作用： ①充分利用热量，降低混合气体温度 ②促使平衡向正反应方向移动，提高产率 ③减少热量损失及环境污染 二、硫酸的工业制备 2.制备原理 (3)吸收阶段—吸收塔 ①反应原理： ②净工业上制取硫酸常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是： 吸 收 塔 尾气 硫酸 SO3 贮酸槽 (98.3%硫酸) SO3＋ H2O H2SO4 SO3与水反应为放热反应，易形成酸雾，腐蚀设备降低SO3的吸收率。 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 归纳总结 三、性质 1.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 高沸点酸，用于制备易挥发性酸 溶解放出大量热 【思考】稀释浓硫酸时应该如何操作? 将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。 工业硫酸因通常含有Fe3+而显黄色 常用的浓硫酸质量分数为98%，密度为1.84 g/cm3，物质的量浓度是18.4 mol/L。 （1）从物质类别角度分析硫酸具有什么化学性质？请举例写出相关反应的离子方程式。 （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？ 浓硫酸 稀释 稀硫酸 完全电离 H2SO4＝2H＋＋SO42－ 酸的通性 主要以分子形式存在 具有特性 H2SO4 思考讨论 三、性质 2.酸的通性 硫酸是强酸，具有酸的通性 与盐: Fe＋2H＋ = Fe2＋＋H2↑ Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O Mg(OH)2＋2H＋ = Mg2＋＋2H2O 与指示剂: 遇到石蕊试剂显红色 与活泼金属: 与金属氧化物: 与碱: BaCO3＋SO42-+2H＋ = BaSO4 ↓ ＋CO2↑＋H2O 稀硫酸 H2SO4 = 2H+ + SO42- 含氧酸 二元酸 强酸 三、性质 3.浓硫酸的特性 (1) 吸水性 吸水性：浓硫酸可吸收空气中的水分和结晶水合物中的结晶水，常用做干燥剂 物理变化 化学变化 浓 H2SO4 CuSO4·5H2O 蓝色 CuSO4 + 5H2O 白色 Q：一般放在什么仪器中呢？ 不可干燥：碱性气体(如NH3)、某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)和气态SO3 浓硫酸做干燥剂，可以干燥哪些气体，不能干燥哪些气体? 【思考与交流】 可干燥的：酸性气体(如CO2、SO2、HCl、Cl2等) 中性气体(如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等) 会被浓硫酸吸收 浓硫酸要密封保存！ 三、性质 3.浓硫酸的特性 (2)脱水性 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，使有机物碳化 [黑面包实验]取20g蔗糖放入烧杯中，滴加少量蒸馏水，搅拌均匀，再加入约15ml浓硫 酸，迅速搅拌，观察实验现象。 三、性质 3.浓硫酸的特性 (2)脱水性 实验验证 黑面包实验 实验现象 反应原理 实质 C12H22O11 12C + 11H2O（脱水性） 浓硫酸 C + 2H2SO4 (浓) CO2↑+2SO2 ↑ +2H2O（强氧化性） 浓硫酸把有机物中的氢、氧原子按个数比2:1 脱去 蔗糖由白变黑；蔗糖体积显著膨胀，呈疏松海绵状；有刺激性气味气体生成；放出大量的热 思考：怎样区分浓硫酸的吸水性和脱水性？ 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收___________及结晶水合物中的结晶水 浓硫酸能把有机物中_______________脱去，剩余黑色的炭 区别 _____________ ____________________ _________________ 性质 应用 _________ 气、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；生成水 作干燥剂 物理性质 化学性质 有水为吸 无水则脱 归纳总结 三、性质 3.浓硫酸的特性 (3)强氧化性 [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2 mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体通入品红溶液，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支试管里，观察溶液的颜色。 三、性质 【现象】 【原理】 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_________________________ 逐渐变黑色，有气泡产生 蓝色 b试管中的品红溶液逐渐变为________ 无色 实验5-3 浓硫酸与铜的反应 思考：可抽动的铜丝、棉团有什么作用？浓H2SO4表现了哪些性质？ ②吸收多余的SO2，以防污染环境 SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。 ①控制反应的发生或停止 ③强氧化性、酸性 1.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？ 2.增大反应物浓度可以加快反应速率，实验室用金属与酸反应制取氢气时，硫酸浓度是否越大越好？ 3.将64 g铜片加入盛有浓硫酸(含2 mol H2SO4)的试管中加热，充分反应后，铜片能否完全溶解，能否生成1mol SO2 ？那换成65gZn呢？请解释原因？ 常温下，浓硫酸可使铁或铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做——钝化。 铜片不能完全溶解，原因是随着反应的进行，硫酸的浓度变小，而铜与稀硫酸不反应。 锌片能完全溶解，但是随着反应的进行，硫酸的浓度变小，但发生反应先生成SO2后生成H2 ，不能生成1mol SO2。 否，浓硫酸有强氧化性，与金属反应产物是二氧化硫而非氢气。 思考讨论 三、性质 3.浓硫酸的特性 (3)强氧化性 ①与金属反应 浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，还原产物一般为SO2 浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则表现酸性，产生的气体为氢气。 加热时：浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，一般生成高价态金属硫酸盐。 三、性质 3.浓硫酸的特性 (3)强氧化性 ②与非金属反应 a．反应需要加热 S + 2H2SO4(浓) === 3SO2↑+ 2H2O ∆ b．还原产物一般是SO2 C＋2H2SO4(浓) === CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ∆ c．浓硫酸只表现强氧化性 思考讨论：如何利用下列药品与仪器设计实验来验证浓硫酸与炭反应是否生成了 H2O、CO2和SO2？ A 无水硫酸铜 B 品红 C 品红 D 澄清石灰水 E KMnO4溶液 F ABCFDE 如何利用下列药品与仪器设计实验来验证浓硫酸与炭反应是否生成了 H2O、CO2和SO2？ C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 证明含H2O 证明含SO2 除去SO2 证明除尽SO2 证明含CO2 思考讨论 三、性质 3.浓硫酸的特性 (3)强氧化性 ③与具有还原性的化合物反应 如H2S、HI、HBr、FeCl2等 H2S+3H2SO4 （过）= 4SO2↑+4H2O H2SO4 (浓)＋2HI＝SO2↑＋I2＋2H2O 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 归纳总结 稀硫酸 浓硫酸 存在的粒子 密度 溶于水 和铁、铝 和铜 和碳 体现氧化性的元素 还原产物 氧化性强弱 特性 H2SO4分子 H+、SO42- 常温钝化，加热反应 反应生成H2 不反应 加热反应 加热反应 不反应 S H SO2 H2 强 弱 酸的通性 吸水性 脱水性 强氧化性 大 小 放出大量热 放热不明显 浓硫酸、稀硫酸的异同 思考讨论 例1 以下实验中分别利用了硫酸的哪些性质？ （1）在胆矾晶体中滴加浓硫酸，晶体由蓝变白；( ) （2）浓硫酸滴在纸屑、棉花上变黑；( ) （3）亚硫酸钠中加入硫酸，产生二氧化硫；( ) （4）适量浓硫酸与蔗糖混合后，体积膨胀颜色变黑；( ) （5）浓硫酸与活泼金属反应无氢气生成；( ) （6）浓硫酸与铜反应，溶液变蓝，且生成刺激性气体；( ) （7）可以用铁制容器装运浓硫酸；( ) 吸水性 脱水性 酸性 脱水性 强氧化性 强氧化性、酸性 强氧化性 典例剖析 硫酸 4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2；2SO2＋O2 2SO3； SO3＋H2O==H2SO4。 H2O 稀硫酸 具有酸的通性 无色油状液体，沸点高,密度大于水,与水以任意比混溶，并放出大量热。 特 性 吸水性：吸收现成水分子—作干燥剂。 脱水性：氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来生成水分子。 强氧化性： 2H2SO4(浓)＋Cu CuSO4＋SO2↑＋2H2O 工业 制法 物理 性质 课堂总结 例2.现有浓硫酸、铜屑，可通过哪些途径制取 CuSO4？写出有关反应方程式。 哪个途径较好，为什么？ 途径①、Cu 浓H2SO4 △ CuSO4 途径②、Cu O2 △ CuO 稀H2SO4 CuSO4 途径②较好，原因：减少了H2SO4的用量，提高了H2SO4的利用率；不会产生对大气有污染的SO2 【补充】 评价流程方案标准：多、快、好、省！ 氧化性酸和酸的氧化性。 典例剖析 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C D 1.在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正 确的是（ ） A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧 B．从沸腾炉出来的气体只有SO2 C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3 D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3 吸收更充分 课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C D 2.在如图的实验装置中，实验开始一段时间后，下列叙述不正确的是（ ） A.装置①中苹果块会干瘪 B.装置②中胆矾晶体表面有“白斑” C.装置③中小试管内有晶体析出 D.装置④中pH试纸变红 课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 下列关于该过程的分析不正确的是 A．过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性 B．过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关 C．过程中蔗糖分子分解为碳单质和水 D．过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性 D 3.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。 课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C D 4.下列对浓硫酸的叙述中，正确的是（ ） A．常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸，因为铁、铝是活泼金属 B．浓硫酸具有吸水性，可以使蔗糖脱水炭化 C．滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为白色粉末，属于物理变化 D．浓硫酸和碳单质加热反应，表现出强氧化性 课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C D 5．浓硫酸广泛应用于化工、制药等领域。某小组为探究浓硫酸的 性质，进行如下实验。下列说法错误的是 A．实验①木块变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性 B．实验②胆矾变白，主要体现了浓硫酸的吸水性 C．实验③铜丝溶解且有气泡产生，主要体现了浓 硫酸的强氧化性 D．实验③品红溶液逐渐褪色，说明气体产物有氧化性 ①    ②   ③  课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 6.将50ml 18mol/L浓硫酸与足量的铜反应，则被还原的硫酸 的物质的（ ） A. 0.45 mol B. 0.9 mol C. 小于0.45 mol D. 大于0.45 mol C 课堂练习 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 7.现有两瓶无色溶液，分别是稀硫酸和浓硫酸。下列方法不能将它们鉴别出来的是(　　) A、分别取少量两种溶液加水稀释，比较溶液的温度变化 B、分别取少量两种溶液滴加到纸张上，观察纸张是否变黑 C、分别取少量两种溶液滴加BaCl2溶液，观察是否产生白色沉淀 D、分别取足量两种溶液,向其中加入铁片，一段时间后观察铁片是否溶解 C 课堂练习 新人教版 化学 必修2 第五章 化工生产中的重要非金属元素 谢谢观看 Lavf58.46.101 Lavf58.51.100 $