《优化指导》高考化学总复习 6-3 硫酸 硫酸工业课件 人教版.ppt

第三节第三节 硫酸硫酸 硫酸工业硫酸工业(对应学生用书对应学生用书P55)考纲预览考纲预览 热点提示热点提示 1.掌握硫酸的化学性质。掌握硫酸的化学性质。2以硫酸为例，了解化工生以硫酸为例，了解化工生产中化学反应原理的确定。产中化学反应原理的确定。3了解常见硫酸盐的性质和了解常见硫酸盐的性质和用途。用途。4初步了解污水处理的基本初步了解污水处理的基本原理。原理。1.硫及其化合物的相互转化。硫及其化合物的相互转化。2工业制硫酸的各步反应计工业制硫酸的各步反应计算。算。3硫酸盐性质的实验验证及硫酸盐性质的实验验证及实验评价。实验评价。(对应学生用书对应学生用书 P55)一、稀硫酸一、稀硫酸 1跟酸碱指示剂作用，能使紫色石蕊试液变跟酸碱指示剂作用，能使紫色石蕊试液变 色。色。2跟锌等活泼金属反应：跟锌等活泼金属反应：。3跟氧化铜等碱性氧化物反应：跟氧化铜等碱性氧化物反应：。红红 ZnH2SO4=ZnSO4H2 CuOH2SO4=CuSO4H2O 4跟碱反应跟碱反应 氢氧化钡与稀硫酸反应的化学方程式：氢氧化钡与稀硫酸反应的化学方程式：。5跟跟 Na2CO3等弱酸盐反应：等弱酸盐反应：。Ba(OH)2H2SO4=BaSO42H2O Na2CO3H2SO4=Na2SO4CO2H2O 二、浓硫酸二、浓硫酸 1物理性质物理性质 纯纯H2SO4是无色油状液体，沸点高，难挥发，密度大于是无色油状液体，沸点高，难挥发，密度大于水，溶解于水时放出水，溶解于水时放出 。2特性特性(1)吸水性吸水性(常用作干燥剂常用作干燥剂)；(2)脱水性；脱水性；大量的热大量的热 (3)强氧化性。强氧化性。a与金属的反应与金属的反应 浓浓 H2SO4能氧化能氧化 Cu 等不活泼的金属，反应的化学方程式等不活泼的金属，反应的化学方程式为：为：。注意：注意：冷的浓冷的浓 H2SO4能使能使 金属发生钝化。金属发生钝化。b与非金属的反应与非金属的反应 加热条件下浓加热条件下浓 H2SO4能氧化能氧化 C 等非金属单质，反应的化学等非金属单质，反应的化学方程式为：方程式为：。2H2SO4(浓浓)Cu=CuSO42H2OSO2 铁、铝等铁、铝等 2H2SO4(浓浓)C=2H2O2SO2CO2 足量锌与一定量的浓足量锌与一定量的浓H2SO4发生反应，所得气体的成分发生反应，所得气体的成分是什么？是什么？提示：提示：Zn与浓与浓H2SO4反应产生反应产生SO2气体，随着反应的进气体，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，而过量的行，硫酸的浓度降低，而过量的Zn与稀与稀H2SO4反应产生反应产生H2，故，故所得气体为所得气体为SO2和和H2的混合气体。的混合气体。三、常见硫酸盐的用途三、常见硫酸盐的用途 硫酸盐硫酸盐 结晶水合物结晶水合物 结晶水合物结晶水合物 的俗名的俗名 主要用途主要用途 CaSO4 CaSO42H2O 石膏石膏 制粉笔、模制粉笔、模 型、塑像等型、塑像等 2CaSO4H2O 熟石膏熟石膏 Na2SO4 Na2SO410H2O 芒硝芒硝 制玻璃、制玻璃、造纸工业造纸工业 BaSO4 无无 医疗上用医疗上用 作作“钡餐钡餐”硫酸盐硫酸盐 结晶水合物结晶水合物 结晶水合物结晶水合物 的俗名的俗名 主要用途主要用途 FeSO4 FeSO47H2O 绿矾绿矾 补血剂、补血剂、制蓝黑墨水制蓝黑墨水 CuSO4 CuSO45H2O 蓝矾、胆矾蓝矾、胆矾 制农药、制农药、镀铜液镀铜液 KAl(SO4)2 KAl(SO4)2 12H2O 明矾明矾 净水剂净水剂 四、工业制硫酸的五个四、工业制硫酸的五个“三三”1三原料：三原料：(或硫磺或硫磺)、。2三阶段：三阶段：、。3三设备：三设备：、接触室、吸收塔。、接触室、吸收塔。4三反应：三反应：；。5三工艺：热交换、逆流操作、原料的循环利用。三工艺：热交换、逆流操作、原料的循环利用。黄铁矿黄铁矿 空气空气 98.3%的硫酸的硫酸 SO2的制取的制取 SO2的氧化的氧化 SO3的吸收的吸收 沸腾炉沸腾炉 4FeS211O2=高温高温2Fe2O38SO2 2SO2O2催化剂催化剂2SO3 SO3H2O=H2SO4 工业上制硫酸时在吸收塔内为什么用工业上制硫酸时在吸收塔内为什么用98.3%的浓硫酸吸的浓硫酸吸收收SO3而不用水？而不用水？提示：提示：用水吸收用水吸收SO3会形成酸雾，降低了会形成酸雾，降低了SO3的吸收效的吸收效率。率。(对应学生用书对应学生用书P56)一、浓硫酸和稀硫酸的比较一、浓硫酸和稀硫酸的比较 比较项目比较项目 浓硫酸浓硫酸 稀硫酸稀硫酸 主要微粒主要微粒 H2SO4分子分子 H、H2O 颜色、状态颜色、状态 无色黏稠油状液体无色黏稠油状液体 无色液体无色液体 氧化性氧化性 强弱强弱 强氧化性强氧化性 弱氧化性弱氧化性 氧化性氧化性 的原因的原因 分子中分子中6价的硫价的硫 在水溶液中电在水溶液中电 离出来的氢离子离出来的氢离子 SO24 比较项目比较项目 浓硫酸浓硫酸 稀硫酸稀硫酸 还原产物还原产物 一般是一般是SO2 H2 与金属单与金属单 质的反应质的反应 金属浓金属浓 硫酸盐硫酸盐SO2H2O 活泼金属稀活泼金属稀H2SO4 硫酸盐硫酸盐H2 与非金与非金 属单质属单质 的反应的反应 非金属浓非金属浓 最高价氧化物或含氧酸最高价氧化物或含氧酸 SO2H2O 不能反应不能反应 与与H2S、HI、HBr等等 还原性物还原性物 质的反应质的反应 能够反应，一般生成能够反应，一般生成 相应的非金属单质相应的非金属单质 不能反应不能反应 H2SO4 H2SO4 (2010北京高考北京高考)用如图所示实验装置用如图所示实验装置(夹持仪器已略夹持仪器已略去去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 A上下移动上下移动中铜丝可控制中铜丝可控制SO2的量的量 B中选用品红溶液中选用品红溶液验证验证SO2的生成的生成 C中选用中选用NaOH溶液吸收多余的溶液吸收多余的SO2 D为确认为确认CuSO4生成，向生成，向加水，观察颜色加水，观察颜色【规范解答】【规范解答】移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制控制SO2的生成量，故的生成量，故A项合理；项合理；SO2能使品红溶液退色，故能使品红溶液退色，故B项合理；项合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，故有毒，且属于酸性氧化物，故C项合理；浓硫酸项合理；浓硫酸过量，试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大过量，试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故D项不合项不合理。理。答案：答案：D【规律方法】【规律方法】常温下，浓硫酸与不活泼金属常温下，浓硫酸与不活泼金属(如如Cu、Ag等等)不发生反应。在加热条件下，二者发生氧化还原反应，生成相不发生反应。在加热条件下，二者发生氧化还原反应，生成相应的盐、应的盐、二氧化硫和水，其中浓硫酸起酸和氧化剂的作用。二氧化硫和水，其中浓硫酸起酸和氧化剂的作用。1(2012 年哈尔滨质检年哈尔滨质检)将一定量的锌粉与将一定量的锌粉与 100 mL 18.5 mol/L 浓硫酸充分反应后，锌粉完全溶解，同时生成气体浓硫酸充分反应后，锌粉完全溶解，同时生成气体 X 16.8 L(标准状况标准状况)。将反应后的溶液稀释到。将反应后的溶液稀释到 1 L，测得溶液中的，测得溶液中的 c(H)1 mol/L，则下列叙述中错误的是，则下列叙述中错误的是()A气体气体 X 为为 SO2和和 H2的混合物的混合物 B气体气体 X 中中 SO2和和 H2的体积比为的体积比为 41 C反应过程中消耗锌粉反应过程中消耗锌粉 95.5 g D反应过程中共转移反应过程中共转移 1.5 mol 电子电子 解析解析：据题意据题意n(H2SO4)0.1 L18.5 mol/L1.85 mol，设生成设生成SO2和和H2的物质的量分别为的物质的量分别为x、y，则有，则有xy16.8 L/(22.4 L mol1)0.75 mol。反应中消耗。反应中消耗H2SO4的量为的量为2xy0.1 L18.5 mol/L1 L1 mol/L1/21.35 mol，解得，解得x0.6 mol，y0.15 mol，则，则V(SO2)V(H2)0.6 mol0.15 mol41。消耗锌粉的物质的量为。消耗锌粉的物质的量为0.6 mol0.15 mol0.75 mol，其质量为其质量为48.75 g。答案：答案：C 二、二、SO24离子的检验离子的检验 1原理原理 利用利用Ba2SO24=BaSO4(白色白色)，BaSO4具有不溶于盐具有不溶于盐酸、硝酸的特性。酸、硝酸的特性。2试剂试剂 可溶性钡盐可溶性钡盐(BaCl2溶液溶液)、盐酸。、盐酸。3检验的误区检验的误区(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO23、PO34、SO23、Ag等干扰离子判成等干扰离子判成SO24，此时上述离子同样会产生，此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、AgCl等白色沉淀。等白色沉淀。(2)误将误将Ag、Pb2判成判成SO24。如向待测液中滴加。如向待测液中滴加BaCl2溶溶液，再加盐酸有白色沉淀便断定含液，再加盐酸有白色沉淀便断定含SO24。其错误是未注意溶。其错误是未注意溶液中不含液中不含SO24而含而含Ag或或Pb2也会有同样的现象。也会有同样的现象。因为因为AgCl=AgCl(白色白色)Pb22Cl=PbCl2(白色白色)(3)误将误将SO23判成判成SO24。如向待测液中滴加。如向待测液中滴加用盐酸酸化的用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀溶液生成白色沉淀，便误以为有，便误以为有SO24。该错误是未。该错误是未注意注意NO3有有H存在的条件下具有强氧化性，在酸性环境中发存在的条件下具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：生反应：Ba2SO23=BaSO3(白色白色)3BaSO32H2NO3=3BaSO4(白色白色)2NOH2O 再如向待测液中滴加用硝酸酸化的再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉溶液产生白色沉淀便错误地认定一定含淀便错误地认定一定含SO24，也同样是落入干扰离子转，也同样是落入干扰离子转化为化为SO24，从而生成，从而生成BaSO4的陷阱中。的陷阱中。4检验的关键检验的关键 既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排除干扰离子的误导，全面考虑，综合分析，正确推导。除干扰离子的误导，全面考虑，综合分析，正确推导。5检验的方法：先酸化，再加检验试剂检验的方法：先酸化，再加检验试剂 先加盐酸，若有沉淀，过滤；若无现象，再加先加盐酸，若有沉淀，过滤；若无现象，再加BaCl2溶溶液，若生成白色沉淀，证明是液，若生成白色沉淀，证明是SO24。用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最严密的是最严密的是 A检验试液中的检验试液中的SO24：试液：试液 稀硝酸稀硝酸无沉淀无沉淀BaCl2溶液溶液白白色沉淀色沉淀 B检验试液中的检验试液中的SO24：试液：试液足量稀盐酸足量稀盐酸无沉淀无沉淀BaCl2溶液溶液白色沉淀白色沉淀 C检验试液中的检验试液中的 I：试液：试液H2O2深黄色溶液深黄色溶液 淀粉溶液淀粉溶液深深黄色溶液黄色溶液 D检验试液中的检验试液中的 CO23：试液：试液足量足量BaCl2白色沉淀白色沉淀足量稀盐酸足量稀盐酸沉淀溶解沉淀溶解【错源探究】【错源探究】不能周密考虑问题不能周密考虑问题【错因分析】【错因分析】A 项中项中 HNO3是强酸，是强酸，H可以把可以把 SO23变成变成SO2，但是，但是 HNO3能够把能够把 SO23氧化为氧化为 SO24，从而在加入，从而在加入 BaCl2以后，生成以后，生成 BaSO4沉淀。沉