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课时硫酸的制备和性质学案苏教版必修1Word格式.docx

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（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＋O2SO2；

4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

2SO2＋O22SO3

SO3＋H2O===H2SO4

归纳总结

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。

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．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧

B．从沸腾炉出来的气体只有SO2

C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3

D．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　将硫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，并不是大块硫铁矿不能燃烧。

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。

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）写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式_____________________________________

________________________________________________________________________。

（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＋11O22Fe2O3＋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　浓硫酸的性质

1．浓硫酸的物理性质

浓硫酸是一种无色、油状液体，沸点较高，难挥发，易溶于水。

2．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；

密度的变化是减小，浓度的变化是减小。

胆矾上滴加适量的浓硫酸，其现象是蓝色晶体变为白色粉末，胆矾发生的变化是CuSO4·

5H2OCuSO4＋5H2O。

（2）将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸，用玻璃棒不断搅拌，观察到的现象是白色蔗糖变黑、体积膨胀，产生大量白雾，放出有刺激性气味的气体，发生反应的化学方程式是C12H22O1112C＋11H2O，C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

（3）按表中图示装置完成实验，将有关反应现象填入表中横线上：

实验

操作

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。

结论

Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O

3.三种重要的硫酸盐及其用途

（1）硫酸钙

生石膏化学式为CaSO4·

2H2O，熟石膏化学式为2CaSO4·

H2O。

熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固，转化为坚硬的生石膏。

利用石膏的这一性质，人们常用它制作各种模型和医疗上用的石膏绷带。

在水泥生产中，可用石膏调节水泥的凝结时间。

（2）硫酸钡

BaSO4不容易被X射线透过，在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂，俗称“钡餐”。

硫酸钡还可用作白色颜料，并可作高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。

（3）硫酸亚铁

硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾，其化学式为FeSO4·

7H2O。

在医疗上硫酸亚铁的可用于生产防治缺铁性贫血的药剂，在工业上它还是生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料。

浓硫酸的特性

（1）吸水性：

浓硫酸可以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。

在实验室里常用浓硫酸作干燥剂。

（2）脱水性：

浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。

（3）强氧化性

①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。

②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。

③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。

[提醒]　

（1）浓H2SO4不能干燥强还原性气体（如HI、HBr、H2S）及溶于水显碱性的气体（如NH3）。

（2）常温下，浓H2SO4使Fe、Al钝化是化学反应的结果，在加热条件下，Fe、Al在浓H2SO4中不会发生钝化。

（3）在与含有水分的蔗糖作用过程中，浓H2SO4表现了吸水性，脱水性，强氧化性。

（4）浓H2SO4与金属反应的规律

①H后面的金属Cu需要加热条件，H前面的金属Zn常温下即反应。

浓H2SO4被还原为SO2，金属被氧化为高价态硫酸盐（浓H2SO4足量）。

②浓H2SO4与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性。

③随着反应的进行，H2SO4浓度变小，变为稀H2SO4。

（5）浓H2SO4与非金属反应的规律

反应需加热、浓H2SO4被还原为SO2，非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸。

3．浓硫酸具有A.酸性，B.强氧化性，C.高沸点、低挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。

以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？

请将答案的字母分别填入括号中。

（1）浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体（　　）

（2）常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸（　　）

（3）胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末（　　）

（4）不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体（　　）

（5）浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑（　　）

答案　

（1）E　

（2）B　（3）E　（4）B　（5）AD

解析　

（1）浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。

（2）常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。

（3）浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。

（4）浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性。

（5）浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。

4．如图为浓硫酸与铜片反应的装置。

（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________。

A．该反应中浓硫酸只体现酸性

B．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0.04mol溶质的浓硫酸与足量的铜片反应，能收集到448mL的SO2（标准状况）

答案　

（1）Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（2）品红溶液褪色或红色变浅　（3）AD

解析　

（1）浓硫酸与铜片反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

（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0.04mol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448mL（标准状况），错误；

答案选AD。

1．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．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体

C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体

D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化

解析　蔗糖炭化的原因是浓H2SO4具有脱水性；

浓硫酸和铜反应时需要加热；

浓硫酸不能干燥氨气，可与NH3反应。

2．关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是（　　）

A．在反应中，浓硫酸只表现出氧化性

B．该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2

C．在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性

D．每1mol铜参加反应就有2mol浓硫酸被还原，同时生成2molSO2

答案　C

解析　该反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O，分析反应前后元素化合价的变化可知：

浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2molH2SO4参加反应只有1molH2SO4被还原，因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1。

3．浓硫酸在下列反应中既表现强氧化性又表现酸性的是（　　）

A．Fe（OH）2＋H2SO4（浓）B．CuO＋H2SO4（浓