《2018届高考化学一轮复习 第3节 硫酸及硫酸工业课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考化学一轮复习 第3节 硫酸及硫酸工业课件 新人教版（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节 硫酸及硫酸工业,复习目标展示 1.掌握硫酸尤其是浓硫酸的性质、用途。 2以硫酸工业为例，了解化工生产中化学反应原理的确 定，化工生产流程。 3了解硫酸盐的性质及用途。,知识点1 硫酸及其盐,问题1：硫酸有哪些重要性质和用途？有哪些常见的硫酸盐？ 1.浓硫酸的性质 (1)物理性质 H2SO4是具有不挥发性、高沸点的二元强酸。纯净的硫 酸为 、 状液体，密度比水 (98%的浓H2SO4，密 度为1.84 gcm3)，能以任意比例溶于水，溶解过 程中伴随着放热现象。物理特性浓硫酸具有强的 。 (2)化学性质 酸性(及不挥发性) H2SO4NaCl . H2SO4(浓)NaNO3 NaHSO4
2、HNO3,无色,大,吸水性,NaHSO4HCl,油,强酸性 Ca3(PO4)23H2SO4(浓) . 脱水性 指浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数比21的比例脱去的 性质。如： C12H22O11 C2H5OH (催化剂) 强氧化性 冷的浓H2SO4，遇铁、铝等金属产生 作用。但热的浓硫酸氧化性 较强，可将许多金属、非金属及一些还原性化合物氧化。如： Cu2H2SO4(浓) 。 C2H2SO4(浓) 。 2HIH2SO4(浓) 。 在这些氧化还原反应中，硫酸的还原产物一般为SO2。,2H3PO43CaSO4,12C11H2O,H2OCH2 CH2,钝化,2H2OSO2CuSO4,CO
3、22SO22H2O,I2SO22H2O,2硫酸盐,CaSO42H2O,熟石膏,重晶石,绿矾,明矾,胆矾,皓矾,思维延伸,知识点2 硫酸工业,问题2：硫酸工业中的五个“三”的含义是什么？ 3硫酸的工业生产过程,4硫酸工业的废物综合利用 (1)尾气处理(氨吸收法) 反应方程式为： ， ，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。 (3)废渣的利用：制水泥、制砖，含铁品位高的矿渣可作 原料。 (4)能量的再利用：充分利用反应热，降低生产成本。,SO22NH3H2O (NH4)2SO3,(NH4)2SO3
4、H2SO4 (NH4)2SO4SO2H2O,炼铁,思维延伸 多步反应的解题技巧和产率问题 (1)涉及多步反应的工业计算题常采用关系式法， 如：FeS22H2SO4；SH2SO4。 (2)有关公式：原料利用率(或转化率) 化合物中元素的损失率该化合物的损失率 产品产率 物质纯度,考点1 浓稀硫酸的比较及SO 的检验,1浓硫酸、稀硫酸的比较,要点深化,检验溶液中是否含SO 时的误区 (1)只加可溶性钡盐，不酸化。 (2)误将Ag、Pb2判断成SO 。 (3)误将SO 判断成SO 。 如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色 沉淀，便误以为有SO 。,例1 (2008上海)研究发现，
5、空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的 形成，反应过程如下： SO2NO2SO3NO SO3H2OH2SO4 2NOO22NO2 NO2在上述过程中的作用,与H2SO4在下述变化中的作用相似的是 ( ) A潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶 B硫化氢通入浓H2SO4中 C浓H2SO4滴入萤石中，加热 D加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解 解析：分析NO2在参与硫酸型的酸雨的形成过程中作催化剂。A项 中浓硫酸作干燥剂；B项中浓硫酸作氧化剂；C项中浓硫酸制 HF，利用了它的酸性和高沸点难挥发性；D项中稀硫酸作酯水解 的催化剂。 答案：D,方法总结：硫酸在化学实验中的作用 (1)利用酸性、难挥发性制
6、备气体，如H2、SO2、 HCl、HF、HNO3等。 (2)利用脱水性制备气体，如CO、CH2CH2。 (3)利用吸水性、催化性制备硝基苯、乙酸乙酯等。 (4)利用吸水性干燥气体。 (5)利用酸性除金属表面的氧化物。 (6)实验室用浸有稀硫酸的棉花团吸收尾气(NH3)。,变式练习,1. (2010改编题)浓硫酸和 2 molL1的稀硫酸，在实 验室中敞口放置。它们的质 量和放置天数的关系如右 图。分析a、b曲线变化的原 因是 ( ),Aa升华、b冷凝 Ba挥发、b吸水 Ca蒸发、b潮解 Da冷凝、b吸水 解析：浓硫酸吸水为主，稀硫酸挥发水分为主浓硫酸 吸水为主，稀硫酸挥发水分为主B项正确。 答
7、案：B,考点2 硫酸工业的生产原理及综合效益,生产规模和厂址选择 (1)讨论思路,(2)概括整合 由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区。工厂规模的大小，主要由硫酸用量的多少来决定。硫酸厂选址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。,例2 (2010滨州市一中期中考题) 有A、B、C、D四个中等城市，它 们水源、能源充足，交通便利。 它们的相对地理位置如图所示。 各城市各有其特点：A城是风光 秀丽，人口稠密，土地供应紧张 的旅游城市，环保要求高，近郊有丰富的FeS2资源。B城 是一个新兴的工业城，已建有大型磷肥厂，土地供应充 足。C城近郊有丰富的
8、磷灰石资源，工业发达，但使用 H2SO4的工业不多，土地供应充足。D城是一个古老的城 市，它的周围是重要的农业区，是大量肥料的集散地。现 拟建年产1105 t的黄铁矿制硫酸的工厂，厂址应选在 ( ),AA城近郊 BB城近郊 C C城近郊 D D城近郊 作出上述选择的依据是_。 解析：A城人口稠密，土地资源紧缺，环保要求高，不适 合；C城使用H2SO4工业不多，运输硫酸成本较高，不适 合；D城是一个古老城市，土地肯定紧缺，虽然周围是重 要的农业区，但也是大量肥料的集散地，消耗硫酸不会太 多,不适合。综合考虑，权衡利弊，选择B城近郊最适合。 答案：B,B城近郊有硫酸消耗工厂大型磷肥厂，且避开了人口
9、 稠密的居民区,变式练习,2(2009北京朝阳区5月考题).硫酸的消费量常被作为有关 国家工业发达水平的一种标志，下表为接触法制硫酸时，温 度和压强对SO2转化率的影响：,(1)硫酸工业在国民经济中占有重要的地位，请写出它的 两种重要用途：_、_。 (2)工业中催化氧化SO2采用常压而不用高压，理由是 _ _。,化学试剂,干燥剂,常压时，SO2的转化率已经很高，若加压对设备要求高， 增大投资和能量消耗,.实验室中，用如下图所示装置及所给药品(图中部分夹持 仪器已略去)探究工业制硫酸接触室中的反应，并收集得到 SO3。已知：SO3熔点为16.8，沸点44.8，SO3遇水 剧烈反应；SO2的沸点为
10、10。,(1)写出A装置中制取氧气的化学方程式： _ _。 (2)B装置的作用除了将气体充分混合外，还有：_，_ _ _。 (3)加热硬质玻璃管时，若不断升高温度，对由SO2和O2 生成SO3的化学反应有何影响？_。,2H2O2 2H2OO2(或2Na2O22H2O=4NaOHO2),干燥气体,观察气泡数目以便控制O2和SO2的流速,SO2的转化率降低(不利于向生成SO3的方向进行),(4)本实验装置虚框处还需接一装置，甲、乙、丙三同学 分别设计了a、b、c三套装置，你认为不合理的是 _，理由是 _。,b,b中挥发的水蒸气会与D中SO3晶体剧烈反应,解析：本题考查硫酸工业条件的选择及设计实验探
11、究硫酸工业原理。.(1)硫酸是工业“三酸”之一，也是实验室重要试剂；(2)工业制硫酸要考虑化学反应速率、原料转化率或产率、成本(设备、动力、材料)等，应选择合适条件使反应较快、产率较高以及成本较低。.(1)A装置适合“固液气”，可以选择双氧水在二氧化锰作用下分解或过氧化钠与水反应制氧气；(2)根据三氧化硫的性质可知，其熔点、沸点较低，易变成气体进入D装置中，在冰水(0)的作用下，三氧化硫变成固体，但二氧化硫仍然是气体。又因为三氧化硫遇水剧烈反应，所以，原料气体必须干燥，B中浓硫酸的作用就是干燥原料气体。根据化学方程式可知，当投入气体体积比为V(SO2)V(O2)21时，原料利用率最高，所以，通
12、入气体时要调节二氧化硫和氧气的通入量，利用单位时间产生气泡数目控制通入气体速率，B中浓硫酸起指示通入气体量的作用；,(3)催化剂是有一定活性的V2O5(活性温度：500左 右)，温度过高或过低，催化剂效率会降低。因为该 反应正方向是放热反应，不断升温，必将降低催化剂 的活性，降低二氧化硫的转化率，不利于生成SO3。 (4)SO3H2O H=SO4，设计装置时要防止外界 气体进入D装置中。氢氧化钠溶液在任何温度下都能 挥发出水蒸气，不能直接用氢氧化钠溶液吸收反应后 尾气中的二氧化硫。,客观题 浓、稀硫酸性质的差异、应用、检验及SO 的检验、 硫酸盐的知识等往往以选择题形式考查。,考题一 (200
13、9北京考题改编)下列有关硫酸的说法正确的 是 ( ),A实验室制取乙烯的实验中用稀硫酸作脱水剂 B浓硫酸与甲酸混合共热可制取CO气体 C100 mL、18 mol/L的硫酸与足量铜片共热可制取0.9 mol二氧化硫气体 D可利用向适量蒸馏水中加入少量待检液的方法鉴别 出浓、稀硫酸,审题视点：根据浓、稀硫酸的性质，尤其是浓硫酸的三个特性(吸水性、脱水性、强氧化性)进行分析判断，还要注意在实验中有时用浓硫酸作催化剂(如制乙烯、乙酸乙酯、硝基苯等)，有时用稀硫酸作催化剂(如酯水解、蔗糖、淀粉水解)。 思路点拨：A项中用浓硫酸作脱水剂、催化剂，稀硫酸不能作脱水剂；B项正确，利用浓硫酸的脱水性；C项中，
14、浓硫酸中共有1.8 mol H2SO4，只有在浓度较大时Cu才可以与H2SO4反应，所以1.8 mol H2SO4不可能全部反应，即生成的SO2小于0.9 mol；D项正确。 标准答案：BD,高分解密 浓、稀硫酸的鉴别方法 方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，无明显变化则为稀H2SO4。 方法二：观察状态，浓H2SO4为黏稠状液体，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。 方法三：用手掂掂份量，因为浓H2SO4的密度较大(1.84 gcm1)。相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量大得多。,方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生大量气体为稀H2SO4，Fe2H Fe2H2；若无明显现象(钝化)，则为浓H2SO4。 方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑(浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4，另一为稀H2SO4。 方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4(浓H2SO4的强氧化
