高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 第一单元 含硫化合物的性质和应用 第2课时学案 苏教版必修1-苏教版高一必修1化学学案VIP免费

第2课时硫酸的制备和性质[学习目标定位]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】在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是()A．黄铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的气体只有SO2C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全答案D解析将黄铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块黄铁矿不能燃烧。从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有SO3、O2等。SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3。SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分。【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．将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量的变化是增大，变化的原因是浓硫酸能吸收空气中的水蒸气。若将一瓶浓盐酸(或浓硝酸)敞口放置在空气中，其质量的变化是减小，原因是浓盐酸(或浓硝酸)易挥发，溶质减少。2．将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸，观察到的现象是白色蔗糖变黑、体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体，发生反应的化学方程式是C12H22O11――→12C＋11H2O、C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O。3．按表中图示装置完成实验，将有关反应现象及实验结论填入表中：实验操作实验现象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；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色实验结论Cu...