优质课_硫酸的制备和性质.ppt

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↑ +14 H2O SO3 + 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？ H2SO4 SO3 SO2 S FeS2 H2O O2 O2 O2 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1.84 g·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＋3H2O ④与碱反应生成盐和水： 2Al(OH)3＋3H2SO4＝A12(SO4)3＋6H2O ⑤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：NH3 2.不能干燥还原性气体： H2S、HI、HBr 3.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 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