高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 第一单元 第2课时 硫酸的制备和性质学案 苏教版必修1-苏教版高中必修1化学学案VIP免费

第2课时硫酸的制备和性质[核心素养发展目标]1.知道工业生产硫酸的基本原理及生产过程中原料的综合利用。2.熟知硫酸的化学性质和浓硫酸的特性。一、硫酸的制备工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：根据上图回答下列问题：(1)填写下列各进口或出口物质的名称：A含硫矿石(如FeS2)；B炉渣；C二氧化硫、氧气；D尾气(SO2、O2)。(2)接触法制硫酸分为三个阶段，填写下表：三原料硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%的浓H2SO4三阶段造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)三设备沸腾炉接触室吸收塔三反应(均放热)S＋O2=====SO2；4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO22SO2＋O22SO3SO3＋H2O===H2SO4工业制硫酸的注意事项(1)在沸腾炉中煅烧黄铁矿时，要把矿石粉碎，目的是增大黄铁矿与O2的接触面积，使反应加快提高原料利用率。(2)炉气进入接触室前要净化，目的是除去炉气中的杂质，防止催化剂中毒及对设备造成不利影响。(3)接触室内使用热交换器的目的是利用SO2和O2反应放出的热量预热输入设备的气体，冷却反应后的气体。(4)在吸收塔内用98.3%的浓H2SO4吸收SO3而不是用水吸收的原因是用水吸收SO3时，易形成酸雾，吸收速率慢，而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3时，吸收SO3的速率快，不形成酸雾，吸收完全。例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。下列说法中不正确的是()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%的浓硫酸，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，可直接排入大气D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸答案C解析三氧化硫的吸收通常使用98.3%的浓硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾，吸收速率慢，不利于三氧化硫的吸收；气体的吸收常采用逆流原理，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和少量二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以应用吸收剂吸收或循环使用。例2工业上制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔。下面的装置是仿照工业上制备硫酸工艺的流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。请回答下列问题：(1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿的反应方程式：________________________________________________________________________。(2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的_____________、________________。(3)从乙装置中出来的气体有________________________________________________。(4)丙装置的作用为______________________，丁中的现象为________________。(5)本实验设计还存在的较明显缺陷是_____________________________________。答案(1)4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2(2)接触室吸收塔(3)SO2、O2、SO3(4)吸收SO3有酸雾产生(5)缺少尾气吸收装置解析乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，由于该反应是一个可逆反应，故从乙装置中出来的气体中含有SO2、O2、SO3；丙装置相当于吸收塔，用浓硫酸吸收SO3；丁装置是用水吸收SO3，SO3溶于水会放出大量的热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本实验中缺少尾气吸收装置。二、浓硫酸的特性1．吸水性(1)浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。(2)常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S、HI、HBr等)。2．脱水性(1)浓硫酸可使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。(2)浓硫酸脱水性实验如图所示：①现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，放出有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。②结论：浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，同时自身被还原为二氧化硫。3．强氧化性(1)与金属铜的反应①实验现象：a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；b试管中的品红溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；冷却后，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。②铜与浓硫酸反应的化学方程式：Cu＋2H2S...