資源簡介

(共24張PPT)
第五章 化工生產中的
重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第二課時 硫酸
5.1.2 硫酸
實驗室里常用Fe、Zn等與稀硫酸、稀鹽酸反應制取H2。而在工業上濃硫酸都是用鐵罐或鋁罐來儲存和運輸。這是為什么？濃硫酸有何特性？
一、硫酸的用途與工業制備
1. 用途：
5.1.2 硫酸
（1）重要的化工原料，可用于生產化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。
（2）用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸、作干燥劑等。
硫酸的產量是一個國家無機化工工業發展水平的標志。
一、硫酸的用途與工業制備
2. 硫酸的工業制備：
5.1.2 硫酸
SO3 + H2O === H2SO4
特別注意：工業上制取硫酸常用濃硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3與水反應為放熱反應，易產生酸霧，影響SO3的吸收。
制備流程
反應原理 ①制備SO2：________________________或__________________________________;
②制備SO3：____________________________________________________________;
③吸收SO3：____________________________________________________________。
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
1. 硫酸的組成、物理性質
濃硫酸 稀硫酸
成分
物理性質
主要以H2SO4分子形式存在，有少量H＋
主要以H＋、SO42-
形式存在，沒有H2SO4分子
無色無嗅透明
似水的液體
①純凈的硫酸是無色、黏稠、難揮發的油狀液體
②沸點高：純硫酸難揮發， 沸點338℃。(高沸點酸)
③密度大
④易溶于水，能以任意比與水混溶，稀釋時放出大量的熱
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
將濃硫酸沿著容器內壁緩慢地注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使產生的熱量迅速擴散。
如何稀釋濃硫酸？
思考交流
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
2. 稀硫酸的性質
硫酸是強酸，具有酸的通性
(1) 電離方程式
(2) 酸的通性
稀硫酸
與指示劑顯色
紫色石蕊變紅
與活潑金屬反應
Fe+2H+ = Fe2++H2↑
與堿反應
H++OH- = H2O（與強堿）
與堿性氧化物反應
Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
與弱酸鹽反應
2H++CO32- =H2O+CO2↑
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
可干燥酸性氣體（如CO2、SO2、Cl2、HCl等）
可干燥中性氣體（如H2、O2、N2等）；
不能干燥堿性氣體（NH3）和還原性氣體（如H2S、HBr、HI等）
下列哪些氣體不能用濃硫酸干燥？
思考交流
NH3 、CO2 、SO2、 H2、H2S、HI 、 HBr 、 CO 、 Cl2 、O2
濃硫酸
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
【思考】在實驗探究課上,同學們積極思考,共設計出下圖所示的四種
實驗裝置用以驗證濃硫酸的吸水性,其中在理論上可行的是___________。
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（2） 脫水性：
濃硫酸能把有機物中的氫氧原子按2：1的個數比脫去，使蔗糖、紙張、木材等脫水炭化。
【黑面包實驗】
現象 分析
蔗糖變黑
迅速膨脹，疏松多孔海綿狀的固體
溫度升高，有刺激性氣味
濃硫酸的脫水性使蔗糖炭化
產生大量氣體
過程中放出熱量
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（2） 脫水性
【思考2】氣體可能是什么，如何產生的？
【思考1】實驗過程涉及到哪些化學反應？
脫水性
C12H22O11
濃硫酸
12C+11H2O
蔗糖
強氧化性
C+2H2SO4(濃)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
==
△
實驗結論：
濃硫酸具有脫水性（和強氧化性）
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
【對比分析】
吸水性與脫水性
吸水性 脫水性
原理 濃硫酸能夠吸收___________________及固體中的結晶水 濃硫酸能把有機物中________________________脫去,剩余黑色的炭
區別 _____________ ____________________
_________________
應用 _________
氣體、
液體中的水分子
氫、氧元素按水的組成比
物質中含有H2O
物質中不含有H2O,只含
有氫元素和氧元素
作干燥劑
有水為吸 無水則脫
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
【思考與交流】
設計實驗來驗證濃硫酸與炭反應是否生成了二氧化碳、水和二氧化硫。
按正確的順序連接下列儀器,并說明你的理由.
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
【思考與交流】
儀器連接如下：
檢驗水（白色固體變為藍色）
檢驗二氧化硫（品紅褪色）
除去二氧化硫（溶液褪色）
檢驗二氧化硫是否除盡
檢驗二氧化碳（溶液變渾濁）
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（3）強氧化性
①與金屬的反應
【實驗5-3】
實驗現象
a試管中銅絲表面__________________________
將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變為_____
逐漸變黑色，有氣泡產生
b試管中的品紅溶液逐漸變為________
無色
c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變為________
紅色
藍色
Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
a. 與不活潑金屬Cu
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（3）強氧化性
①與金屬的反應
Cu
CuO
（黑色）
濃H2SO4
①
CuSO4
濃H2SO4
②
n（氧化劑）：n（還原劑）=
Cu+ 2H2SO4（濃） == CuSO4 + SO2 ↑+2H2O
△
酸性
Cu+ H2SO4（濃） == CuO + SO2 ↑+ H2O
△
CuO + H2SO4（濃） == CuSO4 + H2O
強氧化性
1 ：1
+6
+4
氧化性和酸性
硫酸鹽和SO2
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（3）強氧化性
b. Fe、Al 的鈍化
常溫下，冷的濃硫酸能使Fe、Al鈍化（使金屬表面生成一層致密的氧化物）鈍化是化學變化。工業上用鋁槽車和鐵罐車盛放、運輸濃硫酸。
①與金屬的反應
將少量鐵放入濃硫酸中加熱，會發生反應。反應開始的一段時間內生成的氣體是H2嗎？
【思考與交流】
如果鐵過量呢？
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（3）強氧化性
②與非金屬的反應
C + 2H2SO4（濃） CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O （強氧化性）
③與具有還原性的化合物反應，如H2S、HI、HBr、FeCl2等。
二、硫酸的性質
5.1.2 硫酸
3. 濃硫酸的特性
（3）強氧化性
金屬 反應通式 金屬+H2SO4(濃) 高價金屬硫酸鹽 + SO2↑+ H2O
實例 與Cu反應：___________________________________
非金屬 反應通式 非金屬+H2SO4(濃) 高價氧化物或含氧酸 + SO2↑+ H2O
實例 與C反應：_____________________________________
還原性化合物 與H2S反應：___________________________________
歸納總結
5.1.2 硫酸
【課堂小結】
濃硫酸的特性
物 理 性 質 純凈的硫酸是無色油狀液體,沸點高,難揮發,密度比水的大(98%的濃H2SO4密度為1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的熱 吸水性 常用作 干燥劑 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能干燥 堿性氣體,如 NH3等 還原性氣體,如 H2S、HBr、HI 等 化 學 性 質 脫水性 將有機物中的氫、氧元素按原子個數 2∶1的比例脫去,如蔗糖脫水炭化 強氧 化性 與活潑金屬反應 2Fe+6H2SO4(濃) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,常溫下濃硫酸使Fe、Al鈍化
與不活潑金屬反應 Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O
與非金屬反應 C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O
【例1】下列現象反映了硫酸的哪些主要性質
(1)濃硫酸滴在木條上，過一會兒，木條變黑。
(2)敞口放置濃硫酸時，質量增加。
(3)鋅粒投入稀硫酸中，有氣泡產生。
(4)把銅片放入濃硫酸里加熱，有氣體產生。
(5)濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。
(6)碳酸鈉跟稀硫酸反應生成二氧化碳氣體。
脫水性
吸水性
酸性
酸性和強氧化性
強氧化性
酸性
【例2】下列說法中正確的是（ ）
A．三氧化硫極易溶于水，能與水反應生成硫酸
B．標準狀況下，1mol三氧化硫的體積為22.4L
C．二氧化硫在空氣中易被氧化為三氧化硫
D．三氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色
A
【例3】在硫酸的工業制法中，下列生產操作與說明生產操作的主要原因二者都正確的是
A．硫鐵礦煅燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒
B．從沸騰爐出來的氣體只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部轉化為SO3
D．SO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以便使SO3吸收更充分
D
題型二：硫酸的工業制備
【例4】H2SO4具有多種性質，回答下列問題：
(1)濃H2SO4使蔗糖變黑，體現了濃H2SO4的什么性質___________。黑色物質為炭粉，炭粉與濃硫酸繼續反應的化學方程式為___________。
(2)濃H2SO4是常見的氣體干燥劑，但它不能干燥H2S和HI，原因是___________。
(3)過量的鋅與一定量濃H2SO4反應，隨著硫酸濃度變稀得到的兩種氣體產物為___________。使一定量Zn與100 mL 18.4 mol/L濃H2SO4充分反應，Zn完全溶解，同時生成標準狀況下的混合氣體33.6 L，則Zn的質量為___________g。
題型三：濃硫酸的性質
【答案】(1) 脫水性 C + 2H2SO4(濃) == CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
(2)濃硫酸有強氧化性，會與H2S和HI發生氧化還原反應
(3) H2、SO2 97.5

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