1、專題四專題四 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展硫、氮和可持續(xù)發(fā)展第一單元第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用硫酸的制備和性質(zhì)硫酸的制備和性質(zhì)濃硫酸的物理性質(zhì)濃硫酸的物理性質(zhì)無色粘稠的油狀液體無色粘稠的油狀液體;高沸點（高沸點（338 oC）;不易揮發(fā)不易揮發(fā);98.3%的濃硫酸密度的濃硫酸密度1.84 gcm-3，密度比水大密度比水大;與水互溶，溶于水時放出大量熱。與水互溶，溶于水時放出大量熱。 一、硫酸的應(yīng)用一、硫酸的應(yīng)用硫酸是當(dāng)今世界上最重要的化工產(chǎn)品之一硫酸是當(dāng)今世界上最重要的化工產(chǎn)品之一 ，被，被譽(yù)為譽(yù)為化學(xué)工業(yè)之母化學(xué)工業(yè)之母，工業(yè)上常用硫酸的年產(chǎn)量工業(yè)上常用硫酸的年產(chǎn)量來衡量一

2、個國家的化工生產(chǎn)能力。來衡量一個國家的化工生產(chǎn)能力。如何制備硫酸呢？如何制備硫酸呢？在公元在公元650683年年 “煉石膽取精華法煉石膽取精華法” 黃帝九鼎神丹經(jīng)訣黃帝九鼎神丹經(jīng)訣18世紀(jì)世紀(jì)40年代前，歐洲很多地方用綠礬年代前，歐洲很多地方用綠礬(FeSO47H2O) 為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸。為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸。(所以硫酸也叫所以硫酸也叫綠礬油）綠礬油）CuSO45H2O = CuO + SO3 + 5H2O2FeSO47H2O = Fe2O3 + SO2 + SO3 +14 H2O SO3 + H2O = H2SO4SO3 + H2O = H2SO4現(xiàn)代工業(yè)怎樣

3、制取硫酸？現(xiàn)代工業(yè)怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黃鐵礦的主要成分是黃鐵礦的主要成分是 FeS2（二硫化亞鐵）（二硫化亞鐵）1. 二氧化硫的制取和凈化二氧化硫的制取和凈化4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高溫高溫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備： 沸騰爐沸騰爐（造氣）（造氣）想一想想一想1、為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？增大與增大與空氣空氣的的接觸面積，燃燒充分，燃燒快接觸面積，燃燒充分，燃燒快2、為什么要從爐底通入強(qiáng)大空氣流？為什么要從爐底通入強(qiáng)大空氣流？使礦粒與空氣接觸更充分，燃燒快，反應(yīng)完全，使

4、礦粒與空氣接觸更充分，燃燒快，反應(yīng)完全，提高原料的利用率。提高原料的利用率。爐爐氣氣SO2 O2水蒸氣水蒸氣 砷和硒的化合物砷和硒的化合物礦塵礦塵使催化使催化劑中毒劑中毒對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響凈化措施：凈化措施： 除塵除塵洗滌洗滌干燥干燥N2想一想想一想3、從沸騰爐出來的爐氣除了從沸騰爐出來的爐氣除了SO2，O2，N2外還有水蒸外還有水蒸氣、礦塵、砷和硒的化合物，氣、礦塵、砷和硒的化合物，是否能直接通入接觸室？是否能直接通入接觸室？沸騰爐2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：接觸室（接觸室（接觸氧化接觸氧化）2SO2(

5、氣氣) + O2 (氣氣) 2SO3 (氣氣) （放熱）（放熱） 二氧化硫與氧氣是在催化二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應(yīng)劑的表面上接觸時起反應(yīng)的，接觸室和接觸法的名的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。稱由此而得。V2O5400-500oC3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：主要設(shè)備：主要設(shè)備：吸收塔吸收塔（吸收成酸）（吸收成酸） SO3 + H2O = H2SO4 （放熱）（放熱） 工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？用用 98. 3 % 的濃硫酸吸收三氧化硫的濃硫酸吸收三氧化硫三氧化硫與水化合時，放出大量熱

6、。如用水或稀三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化硫的吸收。不利于三氧化硫的吸收。想一想想一想沸沸 騰騰 爐爐接接 觸觸 室室吸吸 收收 塔塔凈凈化化冷冷 卻卻三原料、三階段、三設(shè)備、三反應(yīng)三原料、三階段、三設(shè)備、三反應(yīng)2012年年9月月12日，金華永和氟化工有限公司內(nèi)一濃硫酸儲日，金華永和氟化工有限公司內(nèi)一濃硫酸儲存罐發(fā)生爆炸，事故造成兩死兩傷。據(jù)調(diào)查，事故起因是存罐發(fā)生爆炸，事故造成兩死兩傷。據(jù)調(diào)查，事故起因是工人在拆卸管道時使用了氣焊槍，明火遇到濃硫酸罐體內(nèi)工人在拆卸管道時使用了氣焊槍，明

7、火遇到濃硫酸罐體內(nèi)的的氫氣氫氣，引發(fā)了劇烈爆炸。，引發(fā)了劇烈爆炸。1、儲存濃硫酸罐體的材料是什么？為什么？說明濃硫酸有什、儲存濃硫酸罐體的材料是什么？為什么？說明濃硫酸有什么性質(zhì)？么性質(zhì)？討討 論論2、為什么會產(chǎn)生氫氣？、為什么會產(chǎn)生氫氣？鐵，濃硫酸常溫下接觸鐵產(chǎn)生一層致密的氧化膜，不會繼續(xù)鐵，濃硫酸常溫下接觸鐵產(chǎn)生一層致密的氧化膜，不會繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)鈍化。強(qiáng)氧化性鈍化。強(qiáng)氧化性濃硫酸有吸水性，吸收空氣中的水后局部濃度變稀，稀硫酸濃硫酸有吸水性，吸收空氣中的水后局部濃度變稀，稀硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣向小燒杯中加入少量向小燒杯中加入少量,再再加入約加入約5 mL濃硫酸

8、，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)論實驗結(jié)論1：濃硫酸有吸水性，吸水放熱濃硫酸有吸水性，吸水放熱 游離水包括游離水包括: 結(jié)晶水、水蒸氣結(jié)晶水、水蒸氣; 作某些氣體干燥劑。作某些氣體干燥劑。討討 論論是否能用濃硫酸干燥是否能用濃硫酸干燥NH3和和H2S，為什么？，為什么？都不能，都不能，NH3是堿性氣體，是堿性氣體，H2S有強(qiáng)還原性有強(qiáng)還原性將一小塊銅片放入試管將一小塊銅片放入試管中，然后加入中，然后加入2 mL濃硫濃硫酸，用如圖所示裝置進(jìn)酸，用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，觀察實驗現(xiàn)象。行實驗，觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)論實驗結(jié)論2：濃硫酸有強(qiáng)氧化性，與濃硫酸有強(qiáng)氧化性，與Cu反應(yīng)生

9、成反應(yīng)生成SO2和和CuSO4 Cu + 2H2SO4 （濃）（濃） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 討討 論論Zn和濃硫酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是什么？和濃硫酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是什么？ SO2，H2取取10 g蔗糖于小燒杯中，加蔗糖于小燒杯中，加2-3滴水，再加入滴水，再加入約約5 mL濃硫酸，迅速攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。濃硫酸，迅速攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)論實驗結(jié)論3：濃硫酸有脫水性，能將某些有機(jī)物中的濃硫酸有脫水性，能將某些有機(jī)物中的H, O原子按原子按H2O的組成比脫去的組成比脫去, 使其炭化的性質(zhì)。使其炭化的性質(zhì)。C12H22O11 蔗糖濃硫酸 12 C + 11 H2OC + 2H2

10、SO4(濃濃) CO2 + 2SO2 + 2H2O2012年年9月月12日，金華永和氟化工有限公司內(nèi)一濃硫酸儲日，金華永和氟化工有限公司內(nèi)一濃硫酸儲存罐發(fā)生爆炸，事故造成兩死兩傷。據(jù)調(diào)查，事故起因是存罐發(fā)生爆炸，事故造成兩死兩傷。據(jù)調(diào)查，事故起因是工人在拆卸管道時使用了氣焊槍，明火遇到濃硫酸罐體內(nèi)工人在拆卸管道時使用了氣焊槍，明火遇到濃硫酸罐體內(nèi)的的氫氣氫氣，引發(fā)了劇烈爆炸。，引發(fā)了劇烈爆炸。1、如果你沾到了濃硫酸會造成什么傷害，該怎么處理？、如果你沾到了濃硫酸會造成什么傷害，該怎么處理？2、泄露的濃硫酸該怎么處理？、泄露的濃硫酸該怎么處理？思思 考考皮膚腐蝕炭化，馬上用大量水沖洗，立即就醫(yī)皮

11、膚腐蝕炭化，馬上用大量水沖洗，立即就醫(yī)用堿石灰等堿性物質(zhì)覆蓋用堿石灰等堿性物質(zhì)覆蓋請你為濃硫酸設(shè)計一張簡歷，形式如下請你為濃硫酸設(shè)計一張簡歷，形式如下姓名姓名種類種類出生地出生地外貌特征外貌特征與水的關(guān)系與水的關(guān)系特長特長榮獲的稱號榮獲的稱號濃硫酸濃硫酸酸酸沸騰爐沸騰爐接觸室接觸室吸收塔吸收塔無色油狀液體無色油狀液體與水以任意比互溶，密度比水大，遇與水以任意比互溶，密度比水大，遇水放熱水放熱1、吸水性、吸水性 2、脫水性、脫水性3、與金屬、與金屬強(qiáng)氧化性和酸性強(qiáng)氧化性和酸性4、與非金屬、與非金屬強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性化學(xué)工業(yè)之母化學(xué)工業(yè)之母1在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操在硫酸的工業(yè)制

12、法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是作的主要原因二者都正確的是（ ） A硫鐵礦煅燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒硫鐵礦煅燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒 B從沸騰爐出來的氣體只有從沸騰爐出來的氣體只有SO2 CSO2氧化成氧化成SO3，SO2能全部轉(zhuǎn)化為能全部轉(zhuǎn)化為SO3 DSO3用用98.3%的濃的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸吸收，目的是防止形成酸 霧霧，以便使以便使SO3吸收完全吸收完全D2濃硫酸具有濃硫酸具有：A.酸性，酸性，B.強(qiáng)氧化性，強(qiáng)氧化性，C.高沸點、低高沸點、低揮發(fā)性，揮發(fā)性，D.脫水性，脫水性，E.吸水性等性質(zhì)。以下過程主要表吸水性等性質(zhì)。以下過程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)？請將答案的字母分別填入括號現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)？請將答案的字母分別填入括號中。中。(1)濃硫酸干燥濃硫酸干燥H2、O2、Cl2、HC