Transcript 硫酸的制备和性质许美羡

硫酸的制备和性质
漳州第一中学
许美羡
指导老师:陈裕森
化学工业之母：硫酸
化学组
化学组
含硫矿石
硫磺
S
黄铁矿
FeS2
化学组
化学组
含硫矿石
重晶石（硫酸钡）
胆矾
绿矾
BaSO4
CuSO4·5H2O
FeSO4·7H2O
化学组
化学组
硫酸的制备 （传统工艺）
• 在公元650～683年，炼丹家孤刚子在其所著《黄帝
九鼎神丹经诀》记载着“炼石胆取精华法”，即干
馏胆矾而获得硫酸。
CuSO4
CuO＋SO3↑；SO3+H2O=H2SO4。
• 公元8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现，将硝石和绿矾
一起蒸馏，所得气体溶于水得硫酸（绿矾油）。
2FeSO4
Fe2O3+SO2+SO3，
SO3+H2O=H2SO4。
化学组
化学组
接触法制硫酸工艺流程
看今朝
沸腾炉
接触室
吸收塔
净
化
冷却
FeS2
S
SO2
SO3
H2SO4
化学组
化学组
一、硫酸的工业制法——接触法制硫酸：
阶段
化学反应
高温
造气
4FeS2+11O2==2 Fe2O3+8SO2
(
设备
沸腾炉
点燃
S + O2 == SO2 )
催化剂
催化氧化
2SO2+O2===2SO
3
△
接触室
SO3的吸收
SO3+H2O==H2SO4
吸收塔
化学组
化学组
新 闻 回 放
2008年7月14日14：45分，上三高速上虞境内，
一辆橘红色的大货车与一辆满载浓硫酸的红色槽车
发生追尾相撞。铝制槽车尾部阀门被撞掉，粘稠的
浓硫酸喷涌而出，在路面上四处流淌，地面焦黑
一片，当硫酸流入路旁沟渠，沟渠中的水顿时泛
起水泡，产生大量白雾。一股呛鼻的怪味在空气
中渐渐弥散开去。路过司机见此状况，束手无策，
不知如何应对才好。
如果你是消防队员，到现场后准备
怎么处理？
化学组
化学组
稀硫酸：二元强酸，具有酸的通性。
请你回忆初中学习过的稀硫酸的性质和应用
稀硫酸的性质：
1．可以使紫色石蕊试液变红
2．与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O
3．与金属反应： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
4．与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
5．与某些盐反应：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
化学组
化学组
在浓硫酸溶液和稀硫酸溶液中硫酸的存在形式有何不同？
稀H2SO4
H+、 SO42﹣ 酸的通性
浓H2SO4
H2SO4 分子（大量）
H+、 SO42﹣（少量）
量变
结构
组成
引起
质变
决定
性质
化学组
化学组
亲爱的水：
请允许我这样叫你，长时间以来，我一直
暗恋你，我在这里把我的内心毫无保留地展现
给你，我承认我很粘，而且体重较大，但我还
是有很突出的优点：我对你的心是始终如一的，
因为我是不挥发的，这点我比盐酸强，而且耐
高温。每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉，
我全身会发出大量的热。
98%的浓硫酸
化学组
化学组
二、浓硫酸的物理性质
颜 色：
状 态：
密 度：
沸 点：
挥发性：
溶解度：
无 色
粘稠液体
比水大
高沸点（338˚C）
难挥发
易溶于水，能与水以任意比
混溶，溶解时放出大量的热。
化学组
化学组
亲爱的水：
水，当我见不到你时，我会在空气中
寻找你的蛛丝马迹，最终和你在一起。水，
就算你改头换面隐藏在有机物中，我也会
把氢、氧重新合成你。听说你在我和稀硫
酸之间犹豫，不要再考虑了，我有很多稀
硫酸所不具备的优点，我愿意为你付出一
切，就算为了你，我变成稀硫酸，也绝不
后悔。
98%的浓硫酸
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性
〔实验探究1〕往点滴板上的2份胆矾分别加
入几滴稀硫酸和浓硫酸，观察实验现象。
〔实验探究2〕用玻璃棒分别沾取稀硫酸和
浓硫酸在滤纸上写出硫酸的化学式，观察实
验现象。
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性：1、吸水性
〔实验探究1〕往点滴板上的2份胆矾分别加
入约几滴稀硫酸和浓硫酸，观察实验现象。
实验现象： 蓝色晶体逐渐变白色
实验原理： CuSO4·5H2O
蓝色
浓H2SO4
CuSO4
白色
实验结论1： 浓硫酸具有吸水性
化学组
化学组
思考：吸水性的应用
可以用来干燥
中性：H2、O2、CO、N2
酸性：CO2、SO2、Cl2
不能用来干燥
碱性气体：NH3
还原性气体：H2S
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性：2、脱水性
〔实验探究2〕用玻璃棒分别沾取稀硫酸和
浓硫酸在滤纸上写出硫酸的化学式，观察实
验现象。
实验现象： 沾有浓硫酸的滤纸上显示H2SO4
浓硫酸把有机物中的氢氧元素按原
实验原理： 子个数比2:1脱去水的性质，同时生
产黑色的碳。这种现象叫“炭化”。
实验结论2： 浓硫酸具有脱水性
化学组
化学组
吸水性和脱水性有何区别 ？
吸水性
是指浓硫酸吸收水、水蒸气或结晶水合
物中的水的性质。
脱水性
是指浓硫酸把有机物中的氢氧元素按原
子个数比2:1脱去水的性质。
有水为吸 无水则脱
化学组
化学组
亲爱的水：
水我会一辈子对你好，虽然有人认为我的脾
气不好，常温下钝化了铁、铝两兄弟，但我及时
踩了刹车。说我头脑一热连不活泼的金属铜都不
放过，但我没有欺负你们女孩子喜欢的铂、金啊！
我承认有时很暴躁，这是我+6价的硫原子决定的
氧化性脾气，我无法改变，但我会做你喜欢吃的
“安德里森黑面包”啊！
水，我可以对门捷列夫发誓，我会爱你一辈
子。
98%的浓硫酸
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性
〔实验探究3〕：取10g蔗糖（C12H22O11)放入集气
瓶中，加入约25ml浓硫酸，迅速搅拌，然后塞上带
玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有
品红溶液的试管中观察实验现象。
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性：3、强氧化性
现象
结论及解释
颜色 白-棕-黑
蔗糖脱水炭化
集气瓶壁发热
浓硫酸吸水放热
体积膨胀，呈疏松海绵状
有气体生成
品红溶液褪色
生成SO2
△
实验原理： C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
实验结论3：浓硫酸具有强氧化性
（除了吸水性、脱水性）
化学组
化学组
工业上可以用铁、铝槽车盛放、运输浓硫酸！
浓硫酸使铁、铝发生钝化了。
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性：3、强氧化性
〔实验探究4〕将一小块铜片放入试管中，然后
加入2ml浓硫酸，用如下图所示的实验装置进行
试验，观察实验现象。
化学组
化学组
三、浓硫酸的特性：3、强氧化性
实验现象： 铜片溶解，溶液呈蓝色
试管底部有白色物质析出
品红溶液褪色
实验原理：
△
Cu + 2H2SO4 == CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
NaOH用途： 吸收尾气
实验结论3： 浓硫酸具有强氧化性、酸性
化学组
化学组
〔创新设计〕请你为浓硫酸设计一张简历
姓名
出生地
外貌特征
与水的关系
浓硫酸
酸
沸腾炉、接触室、吸收塔
无色油状液体、高沸点、高密度、难挥发
与水以任意比互溶，密度比水大，遇水放
热，只能进入水中不能允许水进入。
1、吸水性
特长
种类
2、脱水性
3、与非金属——强氧化性
4、与金属 —— 强氧化性和酸性
荣获的称号
化学工业之母
化学组
化学组
新 闻 回 放
2008年7月14日14：45分，上三高速上虞境内，
一辆橘红色的大货车与一辆满载浓硫酸的红色槽车
发生追尾相撞。铝制槽车尾部阀门被撞掉，粘稠的
浓硫酸喷涌而出，在路面上四处流淌，地面焦黑
一片，当硫酸流入路旁沟渠，沟渠中的水顿时泛
起水泡，产生大量白雾。一股呛鼻的怪味在空气
中渐渐弥散开去。路过司机见此状况，束手无策，
不知如何应对才好。
如果你是消防队员，到现场后准备
怎么处理？
化学组
化学组
〔问题解决〕
化学组
化学组
后续报道
接到报警后，上虞市110指挥中心立即
派遣出上虞市消防大队赶赴现场。消防大
队官兵穿着防护服赶到现场后，立即展开
工作。他们首先阻止了浓硫酸流向附近水
域，接着向路面以及水渠喷洒石灰和液碱，
中和了泄露的硫酸，同时消防大队三支高
压水枪组成一面水幕，有效防止了呛鼻的
SO2气体的扩散。到15时许，上三高速交通
已恢复正常。
化学组
化学组
〔思考题〕
启发思维：
1.考虑每个装置在检
验过程中所起的作用？
2.考虑这些产物时应
有怎样的先后顺序？
3.检验CO2时怎样排除
SO2的干扰？
C+2H2SO4（浓）===CO2↑+2SO2 ↑+H2O
化学组
化学组
C+2H2SO4（浓）===CO2↑+2SO2 ↑+H2O
C与浓硫酸反应产物的鉴别
化学组
化学组
化学组
化学组