高三化学硫酸人教实验版 知识精讲VIP专享VIP免费

高三化学硫酸人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：硫酸1、硫酸工业2、硫酸二.复习重点和难点1、掌握浓硫酸的性质（吸水性、脱水性和强氧化性）。2、掌握稀硫酸的化学性质。3、掌握硫酸根离子的检验方法。4、掌握硫酸工业的化学反应原理，了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。三.教学过程（一）硫酸工业硫酸是硫的重要化合物，硫酸是化学工业的基本原料。硫酸有重要的用途，硫酸的产量是一个国家化学工业生产能力的标志之一。1、基本生产原理（1）以硫为原料制备二氧化硫以硫为原料制备二氧化硫的化学方程式：S+O2SO2以黄铁矿为原料制备二氧化硫的化学方程式：分析：以黄铁矿为原料制硫酸，生产中产生的废弃物太多，处理成本高；以硫为原料制硫酸比以黄铁矿为原料制硫酸生产流程短、设备简单、三废治理量小、劳动生产率高、易于设备大型化。所以以黄铁矿为原料制硫酸的工艺逐步被淘汰。（2）利用催化氧化将二氧化硫氧化为三氧化硫2SO2＋O2催化剂加热2SO３分析：该反应是可逆反应，二氧化硫和氧气不能全部转化为三氧化硫。该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大，二氧化硫的转化率越小，工业上常用400~500℃高温的原因是在此温度下，催化剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提高单位时间内SO3的产率。该反应的正反应是一个气态物质计量数增大的反应，压强越大，反应速率越大，二氧化硫的转化率越大，工业上选用常压的原因是常压下平衡混合气体中SO3的体积分数已达91%，若再加压，对设备动力系统要求高，成本高，加压已无实际意义。（3）三氧化硫转化为硫酸SO3+H2O=H2SO4分析：三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全。为避免形成酸雾影响吸收效率，实际生产中用98%浓硫酸吸收三氧化硫，不用水或稀硫酸。2、生产过程（1）依据反应原理，工业上制硫酸主要分为三个过程：造气、催化氧化、吸收。（2）为防止原料气中的杂质导致催化剂中毒、水蒸气腐蚀设备，原料气必须净化、干燥。（3）二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从催化反应室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。在催化反应室中设置热交换器，热交换器中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。（4）为增大三氧化硫的吸收效率要用到98%浓硫酸，98%浓硫酸的流向是从塔顶淋下，三氧化硫气体的流向是由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全。（5）吸收塔出来的气体主要是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必须净化处理。3、三废处理（1）废气的处理：吸收塔出来的气体是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必须净化处理，通常用氨水吸收：SO2+2NH3+H2O＝（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+SO2↑+H2O，反应得到的（NH4）2SO4可作化肥，SO2继续用于制硫酸。（2）废水的处理：废水主要呈酸性，可用石灰乳中和：（3）废渣的处理：以黄铁矿为原料制硫酸所排出的废渣经处理后含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等。4、能量的充分利用硫酸的生产过程中要消耗大量能量，发生的化学反应又放出大量热量（能量），而且后者是前者的2倍，因此，能充分利用反应放出的热量，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量。硫酸厂利用“废热”的措施有：在造气设备旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设置热交换器，利用SO2氧化成SO3时放出的热来预热反应物SO2和O2，使反应物达到适宜于反应的温度。【归纳总结】接触法制硫酸中几个重要的“三”（1）三阶段：造气、催化氧化、吸收（2）三原料：硫磺（黄铁矿）、空气、98%浓硫酸（3）三设备：造气设备、催化氧化室、吸收塔（4）三原理：逆流生产原理、热交换原理、循环生产原理（二）硫酸1、稀硫酸的化学性质（1）跟酸碱指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红色。（2）跟较活泼的金属反应：Fe+2H+＝Fe2+＋H2↑（...