内容正文:
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
学习目标
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掌握浓硫酸的物理性质和三大化学特性,能书写其与铜、碳的反应方程式;了解硫酸工业的核心生产原理和基本流程。
理解稀硫酸的酸的通性,明确硫酸在生产生活中的常见用途,建立“浓度决定性质、性质决定用途”的认知。
结合硫酸工业,认识其产业价值,同时明确硫酸使用的安全性和对环境的影响,树立环保意识。
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从物质类别、元素化合价视角认识硫酸的性质与转化,结合硫酸工业初步了解化工生产思路,形成价类二维认知思维。
通过实验认识浓硫酸的特性,提高实验观察和分析能力,培养科学探究意识。
认识硫酸工业的重要意义,了解化工生产中的绿色化学应用,树立安全使用化学品和保
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硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一,有“化学工业之母”之称。可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。
硫酸铵
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硫酸
环节一:初探工业制硫酸
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硫酸
环节一:初探工业制硫酸
造气阶段
催化氧化阶段
生成阶段
H2SO4·SO3 + H2O = 2H2SO4
SO3 + H2SO4(浓)= H2SO4·SO3
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硫酸
环节一:初探工业制硫酸
工业制备硫酸工艺中为什么用98.3%的浓硫酸吸收SO3,而不直接用水?
工业制备硫酸工艺中常用 98.3% 浓硫酸而不用水吸收 SO3,因为SO3与H2O剧烈反应放热,易产生酸雾,腐蚀设备,降低SO3的吸收率。
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硫酸
环节二:再探硫酸的物理性质
浓硫酸 稀硫酸
成分
物理性质
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
无色无嗅透明
似水的液体
①纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体
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
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硫酸
环节二:再探硫酸的物理性质
稀释浓硫酸时应该如何操作?
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。
酸入水 沿器壁 慢慢倒 不断搅
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性
②酸的通性
①电离方程式
和盐(如BaCO3)
Fe+2H+===Fe2++H2↑
CuO+2H+===Cu2++H2O
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
与指示剂
遇到石蕊试剂显红色
和活泼金属(如Fe)
和金属氧化物(如CuO)
和碱[如Mg(OH)2]
BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
稀硫酸
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸与胆矾晶体反应
蓝色变成白色
浓硫酸能使结晶水合物失去结晶水
浓硫酸的吸水性
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的吸水性
实验验证
描述现象
结论
实质
杯中液面上升
蓝色的硫酸铜晶体变为白色粉末
吸收空气中的水蒸气
吸收晶体水
物理变化
化学变化
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
①吸水性 硫酸可吸收气体、液体中的水分子及结晶水合物中的结晶水,常用做干燥剂 。(物理变化)
〖思考〗浓硫酸能干燥哪些气体?
可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2、HCl等)
可干燥中性气体(如H2、O2、N2等);
不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(如H2S、HBr、HI等)
浓硫酸
浓硫酸的吸水性
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的脱水性
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
实验验证
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;迅速膨胀,呈疏松多孔海绵状固体;温度升高,有刺激性气味气体生成;
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的脱水性
浓硫酸将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。
有机物
将H、O按2:1比例脱去
脱水
炭化
浓硫酸
怎样区分浓硫酸的吸水性和脱水性?
有水为吸 无水则脱
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
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
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
a.反应需要加热
S + 2H2SO4(浓) ===
3SO2↑+ 2H2O
∆
与 非金属反应:
b.还原产物一般是SO2
C+2H2SO4(浓) === CO2↑+2SO2↑+2H2O
∆
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
设计一实验,证明浓硫酸与碳反应的生成物含有水、二氧化硫和二氧化碳 。供选择试剂和装置如下图(装置可多次使用)。
品红
澄清石灰水
无水硫酸铜
品红
KMnO4溶液
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
【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。
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
实验结论
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
实验现象
a 试管中铜丝表面变黑,有气泡生成;
b 试管中的溶液逐渐变为无色;
c 试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色;
将 a 试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液呈蓝色。
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
【探究】①可抽动的铜丝有什么作用?
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。
吸收多余的SO2,以防污染环境,SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
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?
浓硫酸既表现了强氧化性,又表现了酸性。
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
在常温下,浓硫酸跟某些金属(铁、铝)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,这种现象叫做——钝化。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。
(钝化反应)
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
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硫酸
环节三:深探硫酸的性质
浓硫酸的强氧化性
③与还原性化合物反应,如H2S、HBr等(浓硫酸不能干燥H2S、HBr)
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硫酸
知识拓展:硫酸盐
硫酸盐 化学式及俗称 用途
CaSO4 CaSO4·2H2O(石膏)
2CaSO4·H2O(熟石膏) 制作模型、绷带、粉笔,调节水泥的硬化速率
BaSO4 BaSO4(重晶石) 医疗上用作“钡餐”
CuSO4 CuSO4·5H2O(胆矾、蓝矾) 与石灰乳混合制农药“波尔多液”
FeSO4 FeSO4·7H2O(绿矾) 制补血剂、生产铁系列净水剂和颜料
KAl(SO4)2 KAl(SO4)2·12H2O(明矾) 用作净水剂(形成Al(OH)3胶体)
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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
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1.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
③
(2)用磷矿物[主要成分是磷酸钙]和硫酸反应制磷酸____。
①
(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____。
⑤
②
⑤
②
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____。
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑_______。
②
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2.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
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3.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
D
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4.用图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
D
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5.向5 mL 18 mol·L-1的浓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.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
D
感谢您的观看
Thank you
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
S+O2SO2
Lavf58.28.100
Lavf58.20.100
Lavf59.23.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf57.83.100
Lavf57.83.100
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