高三化学硫酸知识精讲 人教实验版

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1、高三化学硫酸知识精讲人教实验版一.本周教学内容：硫酸1、硫酸工业2、硫酸二.复习重点和难点1、掌握浓硫酸的性质（吸水性、脱水性和强氧化性）。2、掌握稀硫酸的化学性质。3、掌握硫酸根离子的检验方法。4、掌握硫酸工业的化学反应原理，了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。三.教学过程（一）硫酸工业硫酸是硫的重要化合物，硫酸是化学工业的基本原料。硫酸有重要的用途，硫酸的产量是一个国家化学工业生产能力的标志之一。1、基本生产原理（1）以硫为原料制备二氧化硫以硫为原料制备二氧化硫的化学方程式：S+O2SO2以黄铁矿为原料制备二氧化硫的

2、化学方程式：分析：以黄铁矿为原料制硫酸，生产中产生的废弃物太多，处理成本高；以硫为原料制硫酸比以黄铁矿为原料制硫酸生产流程短、设备简单、三废治理量小、劳动生产率高、易于设备大型化。所以以黄铁矿为原料制硫酸的工艺逐步被淘汰。（2）利用催化氧化将二氧化硫氧化为三氧化硫2SO2＋O22SO３分析：该反应是可逆反应，二氧化硫和氧气不能全部转化为三氧化硫。该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大，二氧化硫的转化率越小，工业上常用400~500℃高温的原因是在此温度下，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

3、产率。该反应的正反应是一个气态物质计量数增大的反应，压强越大，反应速率越大，二氧化硫的转化率越大，工业上选用常压的原因是常压下平衡混合气体中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。（3）三氧化硫转化为硫酸SO3+H2O=H2SO4分析：三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全。为避免形成酸雾影响吸收效率，实际生产中用98%浓硫酸吸收三氧化硫，不用水或稀硫酸。2、生产过程（1）依据反应原理，

4、工业上制硫酸主要分为三个过程：造气、催化氧化、吸收。（2）为防止原料气中的杂质导致催化剂中毒、水蒸气腐蚀设备，原料气必须净化、干燥。（3）二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从催化反应室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。在催化反应室中设置热交换器，热交换器中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。（4）为增大三氧化硫的吸收效率要用到98%浓硫酸，98%浓硫酸的流向是从塔顶淋下，三氧化硫

5、气体的流向是由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全。（5）吸收塔出来的气体主要是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必须净化处理。3、三废处理（1）废气的处理：吸收塔出来的气体是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必须净化处理，通常用氨水吸收：SO2+2NH3+H2O＝（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+SO2↑+H2O，反应得到的（NH4）2SO4可作化肥，SO2继续用于制硫酸。（2）废水的处理：废水主要呈酸性，可用石灰乳中和：（3）废渣的处理：以黄

6、铁矿为原料制硫酸所排出的废渣经处理后含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等。4、能量的充分利用硫酸的生产过程中要消耗大量能量，发生的化学反应又放出大量热量（能量），而且后者是前者的2倍，因此，能充分利用反应放出的热量，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量。硫酸厂利用“废热”的措施有：在造气设备旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设置热交换器，利用SO2氧化成SO3时放出的热来预热反应物SO2和O2，使反应物达到适宜于反应的温度。【归纳总结】接触法制硫酸中几个重要的“三”（

7、1）三阶段：造气、催化氧化、吸收（2）三原料：硫磺（黄铁矿）、空气、98%浓硫酸（3）三设备：造气设备、催化氧化室、吸收塔（4）三原理：逆流生产原理、热交换原理、循环生产原理（二）硫酸1、稀硫酸的化学性质（1）跟酸碱指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红色。（2）跟较活泼的金属反应：Fe+2H+＝Fe2+＋H2↑（3）跟碱性氧化物反应：CuO＋2H+＝Cu2+＋H2O（4）跟碱反应：H+＋OH－＝H2OBa2++SO42－+2H++2OH－=BaSO4↓+2H2OCu（OH）2＋2H+＝Cu2++2H2O（5）跟盐反应：Ba2+＋S

8、O42－＝BaSO4↓CO32－+2H+＝CO2↑+H2O2、硫酸的物理性质纯硫酸为无色粘稠状液体，比水重，能与水按任意比例互溶,沸点为338℃，高沸点、难挥发。常见的浓硫酸质量分数为98.3%,密度为1.84g/mL,物质的量浓度为18.4mol/L。浓硫酸质量分数越大其对