内容正文:
5.1.2 硫酸 硫酸盐
思
阅读教材p4-6:二、硫酸,完成填空。
1.硫酸的用途:硫酸是重要的____________,可用于生产________、_________、 ________、 ________和________等。
2.生成硫酸的原料:___________________________________________。
化工原料
化肥
农药
炸药
染料
盐类
你还能说出硫酸的其他用途吗?
医药、铅蓄电池、酸洗(金属除锈)、化学试剂、干燥剂、石油精炼
硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)+空气
发烟硫酸是浓硫酸吸收SO3后形成的溶液,因暴露在空气中时,过量的三氧化硫会逸出并与水蒸气结合形成酸雾,外观似“发烟”而得名。
化学式:H₂SO₄·xSO₃
1.写出上述流程中涉及的方程式。
2.为何用98.3%的浓硫酸吸收SO3?不用水来吸收?
3.98.3%的浓硫酸吸收SO3后得到什么产物?
SO3溶于水,放出大量热,水大量挥发,使在液面上方形成硫酸的酸雾,不利于SO3的吸收。
接触法制硫酸流程示意图
沸腾炉内,空气从炉底高速通入,将粉碎后的黄铁矿(或硫磺)粉末悬浮起来剧烈翻腾,这种状态和液体沸腾时的翻滚现象很像,因此得名沸腾炉。
这种设计的核心目的是增大反应物接触面积,让燃烧反应更充分、速率更快。
接触室中装有催化剂(如V2O5),SO2和O2的混合气体通过催化剂表面时,才会高效转化为SO3 ,反应需要“接触”催化剂才能进行,因此得名接触室。
1. 反应后高温的SO3、未反应的SO2和O2 ,通过热交换器释放热量降温,避免高温影响SO3后续吸收效率。
2. 刚进入接触室的低温SO2和O2 ,吸收这些热量升温,达到催化剂V2O5的适宜反应温度,加快反应速率。
这是制备硫酸流程中的节能设计。
吸收塔(逆向接触)
1. SO3从塔底往上走,浓硫酸从塔顶往下淋,两者形成对流。
2. 这种方式能最大化反应物的接触面积和接触时间,减少未被吸收的SO3逃逸,大幅提升吸收效率。
3.硫酸的性质:
浓硫酸
稀释
稀硫酸
完全电离
H2SO4=2H++SO42-
酸的通性
以分子
形式存在
具有特性
H2SO4
纯硫酸是一种难挥发的无色油状液体,可与水以任意比互溶,并放出大量热。实验室常用的浓硫酸质量分数为 98%,密度 1.84 g·cm-3,熔点 10.38℃,沸点 335.5℃。
将浓硫酸沿容器内壁倒入水中,边倒边搅拌。(酸入水) 浓硫酸溶于水时放出大量的热。
①硫酸酸的通性,能写离子方程式的写出离子方程式。
与_______________,_____________________________
与_______________________,_____________________________
与_________________________,_____________________________
与_________________,_____________________________
与__________________________,_____________________________
酸碱指示剂作用
使紫色石蕊试液变红
H前金属反应生成盐和H2
碱性氧化物反应生成盐和水
碱反应生成盐和水
某些盐反应生成新盐和新酸
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Na2O+2H+=2Na++H2O
OH﹣+H+=H2O
CO32﹣+2H+=CO2↑+H2O
②浓硫酸的特性:______________、 ______________、 ______________。
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,也可以吸收气体、液体中的水及结晶水合物中的结晶水,常用做干燥剂。因此浓硫酸需密闭保存,露置在空气中溶液质量会增加,浓度会减小。
洗气瓶
可干燥中性气体( H2、O2 、N2)、酸性气体(HCl、CO2 、SO2等)
不可干燥碱性气体(NH3)、还原性气体(H2S、HBr、HI等)
吸水性
脱水性
强氧化性
注:
吸水性:一般为物理变化,
但吸收结晶水为化学变化。
实验现象:①硫酸铜晶体颜色变浅(吸水性);②蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生(脱水性)。
脱水性:浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按2:1的个数比脱去,使蔗糖、纸张、木材等脱水炭化。
C12H22O11
浓硫酸
12C+11H2O
蔗糖
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
有刺激性味道的气体
强氧化性
选择合适的实验药品、装置,设计实验,证明浓硫酸与碳反应的产物。
证明含H2O
除去SO2
检验SO2是否除尽
证明含CO2
证明含SO2
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
补:浓硫酸的物理特性:高沸点、难挥发
H2SO4(浓)+NaCl===NaHSO4+HCl↑
微热
浓硫酸的强氧化性
①浓硫酸与金属的反应
教材p5:实验5-3:浓硫酸与铜的反应
反应方程式________________________________
反应中,浓硫酸体现_______________________性。
抽动的铜丝控制反应的发生或停止
吸收多余的SO2,以防污染环境
证明产物SO2
将试管里的物质倒入盛有水的另一支试管里,溶液变为蓝色
常温下,冷的浓硫酸能使Fe、Al钝化(使金属表面生成一层致密的氧化物)阻止内部金属继续反应,钝化是化学变化。工业上用铝槽车和铁罐车盛放、运输浓硫酸。
将少量铁放入浓硫酸中加热,会发生反应
2H2SO4(浓)+Cu===CuSO4+SO2↑+2H2O
△
酸性、强氧化
实验室用金属与酸反应制取氢气时,用稀硫酸,而不用浓硫酸,你知道原因了吗?
②浓硫酸与非金属的反应
浓硫酸与木炭__________________________
反应中浓硫酸表现______________性。
③浓硫酸与具有还原性的化合物反应,如H2S、HI、HBr、FeCl2等。
用稀硫酸与金属反应制取氢气时,是利用了酸的氧化性(H+的氧化性);而浓硫酸是氧化性的酸,与金属反应不产生H2,生成SO2。
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
强氧化
4.硫酸盐
①硫酸钙:(生)石膏_____________,熟石膏______________
石膏的用途___________________________________。
②硫酸钡:重晶石主要成分___________
硫酸钡的用途_____________________________________________________,俗称_________。
③硫酸铜:无水硫酸铜颜色_________,硫酸铜晶体_______________,俗称__________________,
硫酸铜晶体用途________________________
调节水泥的硬化速率、制作模型、绷带、粉笔
CaSO4·2H2O
2CaSO4·H2O或CaSO4·1/2H2O
BaSO4
生产其他钡盐的原料、医疗上用作“钡餐”(消化系统X射线检查的内服药剂)
钡餐
白色
蓝色
胆矾、蓝矾
与石灰乳混合制农药“波尔多液”。无水CuSO4可用于检验H2O的存在。
③绿矾:化学式___________________,用途____________________
④明矾:化学式___________________,用途____________________
FeSO4·7H2O
KAl(SO4)2 ·12H2O
补血剂、制蓝黑墨水
用作净水剂(形成Al(OH)3胶体)
检
1.在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出下图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是___________。
2.用右图所示实验装置(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加水,观察颜色
D
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体____。
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
①③
(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
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑_______。
①④
4.蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
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.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学变化
C
5.硫酸是重要的化工原料,工业上以硫黄或黄铁矿为原料制备硫酸的原理示意图如下。下列叙述中错误的是
A.黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2
B.控制温度400~500℃可增大催化剂的活性,使SO2全部转化为SO3
C.吸收剂b可选用98.3%的浓硫酸
D.工业上可用氨水处理尾气中的SO2
B
点燃
6.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
7.将50 mL 18 mol/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
Lavf59.23.100
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Lavf57.25.100
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn
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