1、第2课时 硫酸的工业制备浓硫酸的性质发 展 目 标体 系 构 建1.能对物质性质和变化作出解释与预测。2能运用化学变化规律分析其在生产、生活中的应用。3认识化学工业与人类生活、社会发展的关系，能辨证地分析化学品的影响。一、硫酸的工业制备1以硫铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的主要设备和流程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%的浓硫酸三阶段造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3被吸收(生成H2SO4)三设备沸腾
2、炉接触室吸收塔三反应(均放热)SO2SO2；4FeS211O22Fe2O38SO22SO2O2SO3H2O=H2SO4微点拨：用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可以避免形成酸雾，并能提高吸收效率。二、浓硫酸的性质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等)。2脱水性(1)浓硫酸能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。(2)实验探究。现象1：蔗糖逐渐变黑。原因是浓硫酸具有脱水性：C12H22O1112C11
3、H2O现象2：蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。原因是浓硫酸具有强氧化性，把炭氧化成CO2，并有SO2气体放出。微点拨：浓硫酸的脱水作用一般适用于含C、H元素的有机物，这些有机物本身没有H2O，但有H、O元素，浓硫酸能把有机物中的H、O元素按H2O的组成比(HO21)脱出来，使这些有机物发生化学变化。3强氧化性(1)与金属铜的反应实验装置实验现象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。实验结论铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，化学方程式为Cu2H2
4、SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(2)与非金属的反应浓硫酸与木炭反应的化学方程式： C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。C、Cu分别与浓硫酸反应时，浓硫酸各表现出什么性质？提示与碳反应时体现浓硫酸的强氧化性；与Cu反应时体现浓硫酸的酸性和强氧化性。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”。)(1)在接触法制硫酸中，矿石粉碎的目的是为了增大反应物的接触面积，使反应更充分。()(2)在吸收塔内，是用浓硫酸吸收SO3而不是用水，目的是为了防止形成酸雾，腐蚀设备。()(3)浓硫酸具有吸水性，所以浓硫酸可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体。()(4)将浓硫酸滴到湿的蔗糖表面
5、，固体变黑膨胀并有刺激性气味气体生成，说明浓硫酸有脱水性、吸水性和强氧化性。()2下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( )A常温时都能与铁发生反应，放出气体B加热时都能与铜发生反应C都能作为气体干燥剂D硫元素的化合价都是6价D常温时浓硫酸使铁钝化；铜与稀硫酸常温和加热时都不反应；浓硫酸有吸水性可以作干燥剂，稀硫酸不能作干燥剂。3某报刊曾报道下面一段新闻“某日凌晨，一辆载有浓硫酸的罐车在某境内侧翻。从车中流出的硫酸使路边杂草等被腐蚀成黑色，上面泛起黑色的泡沫，空气中到处弥漫着刺鼻的气味。”请用化学知识解释下列问题：(1)“路边杂草被腐蚀成黑色”其原因是 。(2)浓硫酸为不挥发性强酸，为什么说
6、“到处弥漫着刺鼻的气味”？ 。答案(1)浓硫酸使草炭化(2)炭化后的碳与浓硫酸反应生成SO2理解掌握浓硫酸的特性(素养养成宏观辨识与微观探析)化学兴趣小组的同学设计改进了蔗糖与浓硫酸反应的“黑面包”实验，并验证反应过程中的产物，实验装置如下所示：问题1猜想品红1溶液褪色的原因吗？高锰酸钾溶液褪色起怎样的作用？为什么要用品红2溶液？ 提示用品红1溶液褪色验证二氧化硫，再用高锰酸钾吸收多余的二氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被吸收，最后才验证二氧化碳。问题2实验中为什么要加水？提示浓硫酸与碳的反应需要加热，加水的作用是产生热量，引发反应。问题3该实验主要体现了浓硫酸的哪些特性？提示脱水性和强氧
7、化性。1浓硫酸吸水性和脱水性的区别由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。2浓硫酸的强氧化性(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中6价的硫元素具有很强的得电子能力。(2)反应规律：常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。与不活泼金属和非金属反应的规律a反应需要加热，否则不反应。b还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。c浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。d随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就
8、停止。与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。1硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法错误的是()AX是H2SBY既有氧化性又有还原性C将X与Y混合，不能生成硫D工业上制Z的主要原料是硫铁矿C2价硫的氢化物，为硫化氢， X是H2S, A正确；处于中间价态的元素具有氧化性和还原性，4价的硫处于中间价态，所以Y既有氧化性又有还原性，B正确；将X是硫化氢、Y是二氧化硫，两者混合，发生归中反应，能生成硫， C错误；工业上制硫酸用煅烧硫铁矿来造气，则工业上制Z的主要原料是硫铁矿， D正确。2将浓硫酸表现的性质填入括号内。A酸性B强氧化性C脱水性 D吸水性(1)用
9、磷矿粉主要成分Ca3(PO4)2和硫酸反应制磷酸( )(2)热的浓硫酸与铜片反应( )(3)浓硫酸不能干燥NH3、H2S、HI等气体( )(4)浓硫酸能吸收H2或SO2气体中的水分( )(5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑( )(6)锌和稀硫酸反应( )解析硫酸与Ca3(PO4)2反应制磷酸利用了硫酸的强酸性；热的浓硫酸与铜片反应生成CuSO4和SO2，表现了浓硫酸的强氧化性和酸性；NH3为碱性气体，不能用浓硫酸干燥；H2S、HI为还原性气体，浓硫酸氧化这两种气体；浓硫酸可用来干燥气体，表现了其吸水性；浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸变红，表现其酸性，后变黑，表现其脱水性；金属与稀硫酸的反应
10、，是H表现出来的酸的通性，利用了硫酸的酸性。答案(1)A(2)AB(3)AB(4)D(5)AC(6)A1在硫酸的工业制法中，下列说法正确的是( )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SO2CSO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3DSO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全D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转化为硫酸，若直接用水吸收，会形成
11、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。2下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )A浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B蓝色胆矾晶体滴加浓硫酸时变为白色固体C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D浓硫酸与铜片共热的反应中，浓硫酸只表现强氧化性B浓硫酸具有脱水性，使蔗糖中氢、氧元素以水的形式脱出，而使蔗糖炭化变黑，与吸水性无关，A错误；浓硫酸具有吸水性，能吸收胆矾晶体中的结晶水，可以使蓝色的胆矾晶体失水变为白色晶体，B正确；浓硫酸是一种酸，能和氨气反应，故不能干燥氨气，C错误；浓硫酸与铜片共热的反应中，浓硫酸既表现出强氧化性，
12、又表现出酸性，D错误。3浓硫酸在实现下列物质的转化过程中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )CuCuSO4 CCO2FeOFe2(SO4)3Fe2O3Fe2(SO4)3ABC DA正确，浓硫酸表现出强氧化性，将Cu氧化为Cu2，自身还原为SO2，同时生成了盐(CuSO4)，体现了浓硫酸的酸性；只体现了浓硫酸的强氧化性；既体现了浓硫酸的强氧化性，将2价Fe氧化为3价Fe，同时又生成了盐Fe2(SO4)3，体现了浓硫酸的酸性；只体现了浓硫酸的酸性。4向50 mL 18 molL1的H2SO4溶液中加入足量的铜片，加热使之反应。则充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量( )A小于0.45 mo
13、lB等于0.45 molC在0.45 mol和0.90 mol之间D大于0.90 molA根据反应：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。若50 mL 18 molL1的H2SO4与铜完全反应，被还原的H2SO4的物质的量为0.45 mol，而实际上，随着反应的进行，H2SO4的浓度逐渐变稀，铜与稀H2SO4不反应，故被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol。5如图为浓硫酸与铜片反应的装置。请回答下列问题：(1)浓硫酸与铜片反应的化学方程式为 。(2)反应一段时间后，试管乙中品红溶液的现象是 。(3)下列有关该实验的说法，不正确的是 (选填字母)。A该反应中浓硫酸只体现酸性B
14、试管乙中含有碱液的棉花，其作用是吸收过量的SO2，防止环境污染C反应一段时间后，将试管甲中的溶液缓慢倒入盛有水的烧杯，溶液显蓝色D含0.04 mol溶质的浓硫酸与足量的铜片反应，能收集到448 mL的SO2(标准状况)解析(1)浓硫酸与铜片反应的化学方程式为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(2)反应中生成的SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色或红色变浅。(3)A项，该反应中浓硫酸被还原为SO2，同时生成CuSO4，则浓硫酸体现了酸性和强氧化性，错误；B项，SO2是酸性有毒的气体，用含有碱液的棉花吸收过量的SO2，防止环境污染，正确；C项，因有CuSO4生成，其水溶液显蓝色，正确；D项，随着反应的进行，浓硫酸的浓度减小，而稀硫酸与铜不反应，所以含0.04 mol溶质的浓硫酸不可能完全反应，则收集到的SO2气体的体积小于448 mL (标准状况)，错误；答案选AD。答案(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)品红溶液褪色或红色变浅(3)AD