硫酸的制备和性质(标准课件2011)

专题4 硫、氮和可持续发展第一单元 含硫化合物的性质和应用

永春华侨中学

化工、农药、医药、金属矿石处理、金属表面清洗都要用到硫酸！

硫酸的美誉——化学工业之母工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家 的化工生产能力

一、怎样从原料制取硫酸？

忆往昔在公元650~683年 “炼石胆取精华法” ——《黄帝九鼎神丹经诀》

CuSO4· 5H2O == CuO + SO3 ↑+ 5H2O

SO3 + H2O == H2SO418世纪40年代前，欧洲很多地方用绿矾(FeSO4·7H2O) 为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。 2FeSO4· 7H2O == Fe2O3 + SO2 ↑+ SO3↑ +14 H2O

SO3 + H2O == H2SO4

看今朝

工业接触法制备硫酸4FeS2 高温 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2点燃

三个步骤：SO2的生产 沸腾炉 ( S + O2 == SO2 )SO2接触氧化 SO3的吸收 接触室 吸收塔

2SO2+O2

催化剂

2SO3

SO3 + H2O == H2SO4

为了提高SO3的吸收,避免形成酸雾, 常用浓硫酸(98.3%)吸收SO3.

硫酸的工业生产过程沸腾炉硫酸工业生产流程动画

接触室

吸收塔

催化氧化原理

净 化 冷却 逆流 原理

热交换原理

二、硫酸的性质(一)、物理性质

纯硫酸：无色油状液体，常用的浓硫酸质量分数为98.3%。

硫酸是一种高密度、高沸点、难挥发、易溶于水、能与 水以任意比互溶的强酸 。浓H2SO4溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该 “酸入水，沿玻棒，慢慢倒，不断搅。”

知识回顾稀硫酸具有哪些的化学性质?1、酸的通性(H2SO4==2H++SO42-,二元强酸、强电解质)(1)与指示剂作用: (2)与碱反应 (3)与碱性氧化物反应 遇紫色石蕊试液变红

H2SO4+ 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O H2SO4 + CaO = CaSO4 + = ZnSO4 + H 2O H 2↑

(4)与金属反应(氢前) H2SO4 + Zn (5)与某些盐反应

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+ HCl

浓硫酸的化学性质如何?

浓硫酸主要是以硫酸分子的形式存在，具有一些独特的性质——

(二)浓硫酸的特性

1.吸水性[实验1]:在试管中放入少量胆矾，再加入少量浓硫酸

[现象]: 蓝色晶体变为白色粉末 CuSO4· 5H2O 应用： 浓H2SO4作为干燥剂: 可以干燥Cl2、O2、H2、CO2、HCl、SO2等； 不能干燥碱性气体(NH3)以及还原性气体 (H2S 、 HBr、 HI)等H2SO4(浓)

CuSO4

[实验2]:在烧杯中放入少量蔗糖，用少量水调成糊状，注入浓硫酸，用玻棒搅拌。然后将产生的气体通入品红溶液中，观察实验现象.

[现象]: 1)蔗糖变黑2)体积膨胀3)放出大量热 4)生成刺激性气味的气体能使品红溶液褪色浓硫酸

C12H22O11 [反应]:

12C + 11H2O

+6 +4 △ 2H2SO4(浓) + C == CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

[结论]: 浓硫酸和蔗糖反应：体现出浓硫酸的脱水性和氧化性.

2.脱水性-------蔗糖炭化变黑C12H22O11 比较与区别：浓硫酸

12C + 11H2O

①吸

水性---------吸收现成水(以H2O形式存在的水蒸汽、结晶水)

CuSO4· 5H2O

H2SO4(浓)

CuSO4

②脱水性

将有机物中的H、O个数 ------吸收比例水 比以2:1脱去生成水浓硫酸

C12H22O11

12C + 11H2O

(3)强氧化性①与非金属单质(C、S)

2H2SO4(浓)+C

CO2 + 2H2O +2SO2

问：浓硫酸表现出什么性质： 只表现出氧化性 思考1:如何验证产物(H2O、CO2、SO2)?

变蓝 有水

褪色 有SO2

褪色 浑浊 褪色检验SO2 除去SO2 是否除去完全 检验CO2

思考2:浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上，现象? 浓硫酸滴到皮肤上，如何处理？提示：先变红(硫酸的酸性)然后变黑(硫酸的脱水性)浓硫酸能腐蚀皮肤和衣物，先抹布擦干,后大量的水冲洗， 再涂上NaHCO3溶液

(2)与金属单质反应①常温：与铁、铝发生钝化②加热：几乎与所有金属反应(金、铂除外)

[实验3]

在试管中放入一块铜片，加热。将生成的气体通入到品 红溶液，然后加热品红溶液，把试管中反应后的溶液倒在水中稀释。

1)生成气体使品红溶液褪色 [现象]: 2)溶液呈蓝色 △ [反应]: Cu + 2H2SO4(浓)== CuSO4 + SO2↑ +问：H2SO4是否全部被还原？ 浓硫酸表现出什么性质？: 氧化性和酸性

2H2O

(3)与低价化合物的反应

1. 2.

H2SO4(浓)+ 2HBr = Br2 + SO2↑+ 2H2O H2SO4(浓)+ 2HI = I2 + SO2↑+ 2H2O H2SO4(浓)+ H2S = S↓ + SO2↑+ 2H2O

4)难挥发性：高沸点酸制低沸点、易挥发的强酸

NaCl(固) + H2SO4(浓) = NaHSO4 + HCl↑ NaNO3(S)+ H2SO4(浓) = NaHSO4 + HNO3↑

三、几种重要的硫酸盐(P93)1、硫酸钙：石膏(或生石膏)---CaSO4· 2H2O熟石膏--2CaSO4· H2 O白色颜料· · · · · ·

2、硫酸钡：俗称“重晶石”、“钡餐”、 3、硫酸亚铁：FeSO4· 7H2O 俗称“绿矾”4、十水合硫酸钠 Na2SO4· 10H2O 5、七水合硫酸锌 Zn2SO4· 7H2O …… 芒硝

皓矾