_高考化学氧族元素复习3.ppt
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1、第三节硫酸硫酸工业,1掌握硫酸的化学性质。 2以硫酸为例,了解化工生产中化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用,“三废处理”与环境保护及生产过程中的综合经济效益问题。 3了解常见硫酸盐的性质及用途。 4初步了解污水处理的基本原理。,一、硫酸 1物理性质 纯硫酸是 色 液体,易溶于水,能以 与水混溶,溶于水时 大量的热。浓硫酸密度 ,沸点 , 挥发。 2浓H2SO4的特性 (1)吸水性:浓H2SO4可 水分子,可作 剂,可用浓H2SO4干燥的气体主要有 等,不能用来干燥NH3。,无,油状,任意比,放出,大,高,难,直接吸收,干燥,H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl、HF,三星学
2、科,教师助手,学生帮手,家长朋友!,(2)脱水性:浓H2SO4可使有机物中的 以水的组成从有机物分子中“脱离”出来而被其吸收。 浓H2SO4对有机物有强烈的腐蚀性,当不慎在皮肤上沾上浓H2SO4时应 迅速拭去,再用大量的 冲洗。,氢、氧元素,用干布,水,(3)强氧化性:浓H2SO4的氧化性是分子中6价的硫元素表现的,浓H2SO4的还原产物一般为 。 与金属反应:除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓H2SO4作用如与Cu: 常温下,浓H2SO4可使Fe、Al ,因此可用铁或铝的容器贮存浓H2SO4。,SO2,钝化,与非金属反应(与C、S): 与某些还原性的化合物反应 H2S、HBr、HI都可被
3、浓H2SO4氧化,故不可用浓H2SO4干燥这三种气体(SO2可用浓H2SO4干燥)。,3硫酸的用途 制取过磷酸钙、硫酸铵,除金属表面上的氧化膜,制取农药、医药、炸药、染料等,精炼石油,用做干燥剂、催化剂、脱水剂等。,【自我检测】 硫酸在下列用途或反应中表现的性质是:A.高沸点B强酸性C吸水性D脱水性E强氧化性F催化作用 (1)与Ca3(PO4)2反应制H3PO4_;(2)实验室制HCl气体_;(3)实验室制取乙烯气体_;(4)用作H2、SO2、Cl2等气体的干燥剂_;(5)铁制容器可盛放浓硫酸_;(6)清洗镀件_;(7)浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后来又变黑_。 答案:(1)B(2)A
4、(3)DF(4)C(5)E(6)B(7)BD,二、硫酸工业 1硫酸工业生产原理和典型设备,2.硫酸工业中的三废处理及能量的充分利用 (1)尾气处理(氨吸收法):SO22NH3H2O=(NH4)2SO3,(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO2,生成的(NH4)2SO4作化肥,SO2气体输回车间作原料。 (2)污水处理(石灰乳中和法):Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O,CaSO4是石膏的主要成分。 (3)废渣的利用:制水泥、渣砖,含铁品位高的矿渣可作 原料。,炼铁,(4)能量的再利用:充分利用反应热,降低生产成本。 (5)生产规模和厂址的选择。 规模:年产4万吨以
5、上。 厂址的选择:涉及原料、水源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等诸多因素,应综合考虑权衡利弊。,【自我检测】 在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3,2SO2O2 2SO3;H0,已知常压下平衡混合气体中SO3体积分数为91%。试回答: (1)在生产中常用过量的空气是为了_; (2)加热到400500 是由于_; (3)压强采用_,原因是_; (4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,因为 。,答案:(1)增大氧气浓度,提高成本较高的SO2的转化率 (2)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 (3)常压因常压下平衡混合气体中
6、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 (4)用水吸收易形成酸雾,降低吸收速率;防止空气污染,三、常见的硫酸盐,【自我检测】 医疗上用来作“钡餐”的物质是_,原因是它既不溶于水,也不溶于胃酸中的盐酸,不会产生有毒的_。如果误食了碳酸钡,可用_做解毒剂,其解毒原理是:_。 答案:BaSO4Ba2芒硝(Na2SO410H2O)Ba2 =BaSO4,(1)浓硫酸、稀硫酸的比较,(2)浓硫酸和稀硫酸的鉴别 观察状态,浓硫酸为油状黏稠液体,而稀硫酸为均一透明液体。 利用密度,手掂掂分量,相同体积时浓硫酸的质量大。 取少量蒸馏水,向其中加入少量硫酸溶液,能放出
7、大量的热,则为浓硫酸,反之则为稀硫酸。 取少量液体,分别加入铁片,能产生气泡的为稀硫酸,无气泡产生的为浓硫酸。,用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即使纸炭化变黑的溶液为浓硫酸,不能使其炭化的为稀硫酸。 取少量试样,投入胆矾,能使蓝色晶体变白的为浓硫酸,使晶体溶解的为稀硫酸。 取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热,产生刺激性气味气体且溶液变蓝的为浓硫酸,无明显现象的为稀硫酸。 滴入石蕊溶液并微热,浓硫酸先变红然后红色消失,稀硫酸只变红色。,虽然浓H2SO4有强氧化性,SO2有比较强的还原性,但因H2SO4中的S为6价,SO2中的S为4价,没有中间价态,故浓H2SO4不能氧化SO2。,2010北京)
8、用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(),A上下移动中铜丝可控制SO2的量 B中选用品红溶液验证SO2的生成 C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D为确认CuSO4生成,向中加水,观察颜色,解析:移动铜丝可控制铜丝与浓硫酸的接触,即控制SO2的生成量,故A合理。SO2能使品红溶液褪色,即B合理。SO2有毒且属于酸性氧化物故C合理。浓硫酸过量,所以向中加水可能发生危险,应待反应液冷却后,慢慢倒入盛水的小烧杯中,并不断搅拌,观察颜色。 答案:D,变式训练1.(2011上海联考)某学习兴趣小组的同学为探究浓硫酸的吸水性设计了如下实验,理论上能达到实验目
9、的的有(),AB C D 解析:四个实验系统内都由于特定装置中的水的失去(风化、挥发、蒸发),而被浓硫酸吸收。袋内的碳酸钠晶体的质量逐渐减小;袋内的鲜梨块逐渐干瘪;试管底部析出晶体;盛水的烧杯内水面逐渐降低。综合看来D对。 答案:D,(1)原理:利用Ba2 =BaSO4(白色),BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的特性。 (2)试剂:可溶性钡盐BaCl2或Ba(NO3)2溶液、盐酸或稀硝酸。 (3)检验的方法,检验 通常是通过形成不溶于酸的白色沉淀BaSO4来进行,但必须排除Ag和 的干扰。,甲、乙两位同学各设计了一个实验来检验 ,且都认为自己的试样中含有 ,其方案如下:,回答下列问题: (1)你
10、认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨,甲:_;乙:_(填“严谨”或“不严谨”)。并说明理由_。 (2)如果你认为甲、乙方案均不严谨,请你设计一个合理的实验方案:_。,解析:(1)甲方案不严谨,因为当试样中含有Ag而不含有 时,加入BaCl2溶液,能生成不溶于盐酸的AgCl白色沉淀,干扰 的检验。 乙方案不严谨,因为当溶液中含有 而不含有 时,加入Ba(NO3)2溶液,生成BaSO3白色沉淀,再加入稀HNO3,BaSO3会被HNO3氧化成BaSO4沉淀,干扰 的检验。 (2)正确检验 的方法为:先向溶液中加入盐酸酸化,排除掉Ag或 的干扰,再加入BaCl2溶液看是否有白色沉淀生成。,答案:
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