优质课-硫酸的制备和性质

硫酸的制备和性质硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一，美誉为化学工业之母，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。早在1000多年前，人类就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。在公元650～683年“炼石胆取精华法”——《黄帝九鼎神丹经诀》18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。(所以硫酸也叫绿矾油）CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O∆2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2OSO3+H2O==H2SO4∆SO3+H2O==H2SO4随着生产力的发展，硫酸的生产工艺几经改进，目前工业上主要采用接触法制硫酸。工业接触法制硫酸现代工业怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黄铁矿的主要成分是FeS2（二硫化亚铁）接触法制硫酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要设备：沸腾炉讨论•为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？矿粒细小，跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。•为什么要从炉底通入强大空气流？使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，反应完全，提高原料的利用率。接触法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要设备：接触室（转化器）（400-500℃,V2O5催化剂）2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4讨论⑴工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。硫酸工业生产流程动画硫酸的工业生产沸腾炉接触室吸收塔净化冷却浓硫酸的物理性质无色粘稠的油状液体高沸点（338℃）不易挥发，98.3%的浓硫酸密度1.84g·cm－3，密度比水大与水互溶，溶于水时放出大量热。化学性质稀硫酸的性质——酸的通性①与指示剂反应：使紫色石蕊变红，无色酚酞不变色②与H前的金属反应置换出氢气：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑③与金属氧化物反应生成盐和水：Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O④与碱反应生成盐和水：2Al(OH)3＋3H2SO4＝A12(SO4)3＋6H2O⑤与盐反应生成新的盐和新的酸：BaCl2＋H2SO4＝BaSO4↓＋2HCl吸水性打开一瓶浓硫酸，经过一段时间发现变重了，这是什么原因？浓硫酸不仅能吸收现成的水分子也能吸收结晶水合物中的水分子气体干燥剂长进短出浓硫酸的特性浓硫酸作干燥剂1.不能干燥碱性气体：NH32.不能干燥还原性气体：H2S、HI、HBr3.能够干燥：SO2、HCl、CO2、H2、O2等取2g蔗糖放入大试管中，加入约50ml浓硫酸，迅速搅拌，然后带上玻璃导管的橡胶塞，将玻璃导管的中一端插入有品红溶液的试管中，观察实验现象。实验蔗糖变黑；体积膨胀；放出大量热；产生有酸味、刺激性的气体。现象：脱水性蔗糖炭化浓硫酸吸水放热(吸水性)？浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素，使有机物最终变成黑色的炭原因：浓硫酸具有脱水性，使蔗糖中H与O按2:1比例失去。现象：生成疏松多孔的黑色物质，同时又有刺激性气味气体生成。探究试验：浓硫酸与蔗糖脱水性与吸水性有何差别?脱水性2222SOO2H2CO△4SO2HC浓C12H22O11蔗糖浓硫酸C+H2O强氧化性C+2H2SO4（浓）△CO2↑+2SO2↑+2H2O还原剂氧化剂失去4e－得到2×2e－注意：浓硫酸能按水的组成比脱去纸屑、棉花、锯末等有机物中的氢、氧元素,使这些有机物碳化。如果皮肤沾上浓硫酸，会引起严重的灼伤。所以，当不慎在皮肤上沾上浓硫酸时，不能先用水冲洗，而要用干布迅速拭去，再用大量水冲洗。浓硫酸在加热的条件下能将多种非金属氧化生成最高价氧化物或对应的酸。探究试验：浓硫酸与铜∆Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2+2H2O常温下,无明显现象加热后,品红溶液褪色,向反应后的溶液中加水，溶液变蓝色。现象:生成SO2气体生成CuSO4溶液（氧化性）（酸性）强氧化性金属单质+浓硫酸硫酸盐+SO2↑+H2O△加热时，浓H2SO4可氧化绝大多数金属(Au、Pt等除外)，且能将变价金属的单质氧化到最高的价态，但不产生H2。反应中表现出酸性和氧化性。小结常温下，浓H2SO4可使Fe、Al钝化。三、硫酸盐俗称用途硫酸钙CaSO4·2H2O生石膏2CaSO4·H2O熟石膏（1）制做各种模型（2）医疗上用作石膏绷带（3）加在水泥中调节凝结时间硫酸钡BaSO4重晶石（1）是制造其他钡盐的原料（2）医疗上用硫酸钡作“钡餐”的原因：①不溶于水；②不溶于酸；③不易被X射线透过；④肠胃内壁损伤处不利于硫酸钡的附着。硫酸亚铁FeSO4·7H2O绿矾（1）医疗上用于生产防治缺铁性贫血的药剂；（2）工业上用于生成铁系列净水剂和铁红颜料。1、矾：矾指的是一些含结晶水的硫酸盐。常见的矾有：2、Na2SO4·10H2O——芒硝CuSO4·5H2O——胆矾、蓝矾FeSO4·7H2O——绿矾ZnSO4·7H2O——皓矾KAl(SO4)2·12H2O——明矾（复盐）拓展视野用于制补血药用于净水化学工业之母：硫酸注意