2021-2022学年化学苏教版必修第一册课件：专题4 第一单元 第2课时　硫酸的工业制备　浓硫酸的性质

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第一单元　含硫化合物的性质第2课时　硫酸的工业制备　浓硫酸的性质自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课 堂 小 结 自主预习·新知导学一、硫酸的制备1.古代制法。早在1 000年以前,我国就用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法来制取硫酸,如根据有关史书记载,可通过如下反应实现:2.目前工业制法——接触法。(1)硫酸工业主要设备与流程(以硫铁矿为原料)。(2)化学工业制备的要求。①原料廉价且稳定,最好能结合本地地理环境的优势资源,以降低运输成本。②从环保、成本等角度选择合适的化学反应,设计合理的反应装置,对原料进行粉碎等预处理,使得原料尽可能地被富集,保证在反应中能充分接触。③制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热量和剩余物质尽可能加以循环利用,生成的副产物较少。④制备过程绿色环保,没有使用或生成对环境有害的物质,若有,须对有害物质进行无害化处理。二、稀硫酸的性质1.硫酸的电离。H2SO4是二元强酸,在水中的电离方程式为2.稀硫酸的性质(具有酸的通性)。 写出稀硫酸发生下列反应的离子方程式: 三、浓硫酸的“三大”特性1.浓硫酸的特性。(1)吸水性:浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。(2)脱水性:浓硫酸能按水的组成比,夺取某些有机物中的氢、氧元素,形成水分子,可使蔗糖、纤维素等物质脱水。(3)强氧化性。①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用,如浓硫酸与铜反应:②常温下,冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化。③与非金属的反应:加热时与木炭反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。2.硫酸的用途。(1)重要的化工原料,实验室必备的重要试剂。(2)工业上可用于制化肥、医药、农药等。(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸,作干燥剂等。【自主思考1】 浓硫酸与蔗糖的反应中,表现了浓硫酸的哪些性质?提示:表现了浓硫酸的脱水性和强氧化性。【自主思考2】 铜与浓硫酸反应的实验中,如何证明H2SO4的还原产物是SO2?哪些措施可以减少(或消除)SO2对环境的污染?提示:将产生的气体通入品红溶液中,若品红溶液褪色,加热后又会恢复红色,则证明产生的气体是SO2。用可抽动的铜丝代替铜片,可控制反应的进行,从而减少生成SO2的量;多余的SO2可用NaOH溶液吸收,以免污染环境。【自主思考3】 浓硫酸有强氧化性,常温下应如何储运浓硫酸?提示:因常温下,浓硫酸能使Fe、Al“钝化”,故可用铁罐车或铝槽车储运。【效果自测】 1.在硫酸工业生产中,SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法不正确的是(　　)。A.从①处通入SO3,整个吸收操作采取逆流的形式B.从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积C.从③处导出的气体只含有少量SO2,可直接排入空气D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸答案:C解析:首先明确该装置(设备)在吸收SO3过程中是采用逆流原理进行吸收的,即98.3%的硫酸是从吸收塔顶喷下,而SO3是从吸收塔底部通入的。这样有利于气、液的充分接触,吸收效果好。从吸收塔上部导出的气体是N2、没有起反应的O2和少量SO2,直接排入空气会污染环境,所以应用吸收剂吸收或循环使用。2.下列物质的变化中,加入稀硫酸不能一步实现的是(　　)。A.Zn→ZnSO4B.CuO→CuSO4C.块状大理石→制取大量CO2D.Ba(OH)2→BaSO4答案:C解析:块状大理石与硫酸反应时,由于生成的CaSO4微溶于水,覆盖在CaCO3的表面,阻止了硫酸与CaCO3的进一步反应,故不能用大理石与稀硫酸反应制取大量CO2。3.将下列现象与硫酸所表现出来的性质连接起来。 答案:(1)—D(2)—C　(3)—B　(4)—A(5)—B(6)—D4.下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)。A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖脱水B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气、氯气等气体D.浓硫酸沸点高,难挥发答案:D解析:A项,浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水;B项,浓硫酸与Cu在加热条件下才能反应;C项,H2SO4与NH3反应,因此浓硫酸不能干燥NH3。 合作探究·释疑解惑探究任务 浓硫酸的性质问题引领稀硫酸和浓硫酸由于浓度不同,在性质上有哪些不同?提示:①在化学成分上,稀硫酸和浓硫酸是相同的。但浓硫酸中硫酸的含量要比稀硫酸中高得多。②在组织结构上看,稀硫酸中H2SO4完全电离成H+、 ;浓硫酸中含水量很低,主要以H2SO4分子形式存在。③在物理性质上,浓硫酸的密度要大,黏度大,流动性差。稀硫酸密度小,流动性强。④在化学性质上,浓硫酸有很强的氧化性,可以氧化绝大多数金属;浓硫酸具有强脱水性,可以使某些有机物脱水;浓硫酸具有强吸水性,可以吸收空气中的水蒸气。浓硫酸在和金属反应时,一般不产生氢气,而是产生二氧化硫。稀硫酸也是常用的氧化剂,和活泼金属反应产生氢气。归纳提升探析浓硫酸的特性1.浓硫酸吸水性、脱水性的区别。由此看出:二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。 2.浓硫酸的强氧化性。(1)本质。浓硫酸具有强氧化性,是因为H2SO4分子中硫元素的化合价为+6价,具有很强的得电子能力。(2)反应规律。①Fe、Al的钝化。常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐和SO2,硫酸浓度变小后,生成的气体为H2。③与不活泼金属和非金属反应的规律。a.反应需要加热,否则不反应。b.还原产物一般是SO2,一般金属被氧化为高价态的硫酸盐,非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。c.浓硫酸与金属反应时,既表现酸性,又表现强氧化性;而与非金属反应时,只表现强氧化性。d.随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应即停止。④与具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。 稀释浓硫酸的方法是把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。不能把水注入浓硫酸中。典型例题【例题1】 下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是(　　)。A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)B.向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有 )C.蔗糖与浓硫酸的反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)D.浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)答案:B解析:在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大是因为浓硫酸的吸水性,A项错误;向样品溶液中加入稀盐酸,没有任何现象,说明一定没有Ag+,再加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀,此时溶液为酸性,而BaSO4既不溶于水也不溶于酸,则白色沉淀为BaSO4,溶液中含有 ,B项正确;蔗糖与浓硫酸的反应中有海绵状的炭生成,主要是因为浓硫酸的脱水性,C项错误;浓硫酸与金属铜的反应中既表现浓硫酸的强氧化性,又显示浓硫酸的强酸性,D项错误。【例题2】 下列各实验相应操作、现象及原因解释或推论合理的是(　　)。答案:D解析:常温下,铁在浓硫酸中钝化,钝化是化学变化,A不正确;浓硫酸使白纸变黑是由于浓硫酸的脱水性使纤维素脱水,B不正确;二氧化硫通入溴水中因发生氧化还原反应使溴水褪色,二氧化硫表现还原性,C不正确;使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3,D正确。【变式训练1】 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)配制稀硫酸时,可以先将浓硫酸加入烧杯中,后加入蒸馏水稀释。(　　)(2)SO2具有氧化性,所以可用于漂白纸浆。(　　)(3)在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硫酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在 。(　　)(4)浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗。(　　)(5)H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥。(　　)××××√【变式训练2】 某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是(　　)。答案:B解析:向稀硫酸中加入金属铝片后,产生无色无味的氢气,B错误。【变式训练3】 为了验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的顺序是(填各接口字母):　　　　接　　　　,　　　　接　　　　,　　　　接　　　　。 (2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?乙中　　　　　　　,丙中　　　　　　　。 (3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是　　　　　　　　　。 (4)写出甲中反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。 答案:(1)A　F　E　C　D　B(2)出现白色沉淀　品红溶液未褪色(3)吸收SO2解析:(1)木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和水,由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以在检验CO2之前首先要除去SO2,因SO2具有还原性,可以用酸性高锰酸钾溶液氧化除去。为验证SO2是否除尽,需要将气体再通过品红溶液检验,所以装置连接的正确顺序是A、F、E、C、D、B。(2)根据以上分析可知乙中出现白色沉淀,而丙中品红溶液未褪色时,即可表明已检验出CO2。(3)根据以上分析可知,丁中酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2。(4)甲中反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。课 堂 小 结