第16讲硫酸硫酸工业.ppt

共 67 页 第16讲 硫酸 硫酸工业 自主复习 夯实基础 考纲要求 1.掌握硫酸的化学性质? 2.了解常见硫酸盐的性质和用途? 教材回扣 一、硫酸的性质 1.物理性质 H2SO4是具有难挥发性、高沸点的二元强酸?纯净的硫酸为无色、油状液体,密度比水大(98%的浓H2SO4,密度为1.84 g·cm-3),可以任意比例溶于水,溶解过程中伴随着放热现象?因此,浓H2SO4稀释时,只能将浓H2SO4沿玻璃棒注入水中,并不断搅拌散热? 2.化学性质 (1)不挥发性(用于制挥发性酸) H2SO4(浓)+NaCl NaHSO4+HCl↑ H2SO4(浓)+NaNO3 NaHSO4+HNO3↑ (2)强酸性 Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓)＝3CaSO4+2H3PO4(制磷酸) (3)吸水性 浓H2SO4能吸附物质中湿存的水分: H2SO4(浓)+nH2O＝H2SO4·nH2O 利用此性质可用浓H2SO4作干燥剂,干燥一些不与浓H2SO4反应的气体,通常用于洗气装置?如用浓H2SO4可干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2?CO、CH4、C2H4?C2H2等气体? (4)脱水性 指浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子数2:1的比例脱去水的性质?如: C12H22O11 12C+11H2O C2H5OH C2H4↑+H2O (5)强氧化性 冷的浓H2SO4,如遇铁?铝等金属产生钝化作用?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: 在这些氧化还原反应中,硫酸的还原产物一般为SO2? 二?SO2-4的检验 1.干扰SO2-4检验的离子 (1)Ag+能与SO2-4反应生成微溶于水的白色沉淀Ag2SO4;Ag+还能与Cl-反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl? (2)SO2-3?CO2-3?PO3-4等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀,但这些白色沉淀能溶于强酸中? 2.检验步骤 (1)在待测溶液中加入稀盐酸,排除Ag+、SO2-3、CO2-3、PO3-4等离子的干扰?注意一般不用稀HNO3,因为稀HNO3能将SO2-3氧化成SO2-4而被漏检? (2)在排除干扰后的溶液中加入氯化钡溶液,产生的白色沉淀一定是BaSO4,则此溶液中一定含有SO2-4? 三?常见的几种硫酸盐 四?硫酸工业 1.工业流程 2.SO2催化氧化生产SO3时,反应条件的选择 (1)工业生产中选定400°C~500°C作为操作温度? (2)加入V2O5作催化剂? (3)在实际生产中通常采用常压操作,原因是常压下SO2的转化率已经很高? (4)在接触室里装热交换器,其作用是预热反应前的混合气体,冷却反应后生成的气体,充分利用热能? 3.吸收剂的选择 吸收SO3时不用水而用98.3%的浓硫酸,其原因是防止形成酸雾,提高吸收效率? 课堂互动 热点突破 热点考向 1.硫酸的强酸性,浓H2SO4的特性? 2.SO2-4的检验? 3.H2SO4及硫酸盐的用途? 热点探究 热点1 硫酸的性质 1.浓?稀硫酸的比较与鉴别 (1)比较 稀硫酸——弱氧化性——可与活泼金属反应,生成H2——氧化性由H+体现? 浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应,通常生成SO2——氧化性由 体现? (2)鉴别 从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异入手,可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种? 方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量试样,如能放出大量热则为浓H2SO4,反之则为稀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 g/cm3)?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,若产生大量气体则为稀H2SO4,Fe+2H+＝Fe2++H2↑,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的强氧化性),无现象的是稀H2SO4? 2.硫酸跟金属反应的一般规律 (1)稀硫酸跟金属活动性顺序中氢前面的金属反应放出H2,跟氢后面的金属不反应? (2)在常温下冷的浓硫酸遇铁?铝因发生“钝化”而停止反应,但加热却剧烈反应? (3)Au?Pt跟浓?稀硫酸均不发生反应? (4)除Au?Pt之外的所有金属,在加热的条件下均能跟浓硫酸发生反应,但不放出H2?浓硫酸的还原产物一般是SO2?假定金属M在反应中显+n价,则由 2M+2nH2SO4