1、 第三節硫酸硫酸工業1濃硫酸的特性(吸水性、脫水性、強氧化性)。2硫酸工業制備及多步反應計算。3硫酸鹽性質的實驗驗證及評價。(1)物理性質純硫酸是 色 液體，易溶于水，能以 與水混溶，溶于水時 大量的熱。濃硫酸密度 ，沸點 ， 揮發。無油狀任意比放出大高難(2)濃H2SO4的特性吸水性：濃H2SO4可 水分子，可作 劑，可用濃H2SO4干燥的氣體主要有 等，不能用來干燥NH3。脫水性：濃H2SO4可使有機物中的 以水的組成從有機物分子中“脫離”出來而被其吸收。直接吸收干燥H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl、HF氫、氧元素濃H2SO4對有機物有強烈的腐蝕性，當不慎在皮膚上沾上濃H2SO4

2、時應 迅速拭去，再用大量的 沖洗。強氧化性：濃H2SO4的氧化性是分子中6價的硫元素表現的，濃H2SO4的還原產物一般為 。a與金屬反應：除Au、Pt以外的絕大多數金屬都能與濃H2SO4作用如與Cu：用干布水SO2b常溫下，濃H2SO4可使Fe、Al ，因此可用鐵或鋁的容器貯存濃H2SO4。c與非金屬反應(與C、S)：d與某些還原性的化合物反應H2S、HBr、HI都可被濃H2SO4 ，故不可用濃H2SO4干燥這三種氣體(SO2可用濃H2SO4干燥)。鈍化氧化(3)硫酸的用途制取過磷酸鈣、硫酸銨，除金屬表面上的氧化膜，制取農藥、醫藥、炸藥、染料等，精煉石油，用做干燥劑、催化劑、脫水劑等。下列關于

3、濃硫酸的敘述正確的是()A濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體C濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化【解析】根據濃硫酸主要有吸水性、脫水性、強氧化性等性質可知：A項的蔗糖(C12H22O11)分子中本身沒有水分子，濃硫酸只能將分子中的H、O原子按21的比例脫去，使其“炭化”變黑，這是脫水性的體現。而吸水性是吸收物質中本身含有的水(分子)，這是二者的差別。B項中，濃硫酸的強氧化性是其中6價態的硫表現出來的，它能與不太活潑的金屬銅反應，但是該反應一般要在加熱的條件下才能明顯發生： Cu2H2SO4(濃)Cu

4、SO4SO22H2O。 C項中，因為濃硫酸具有吸水性，常作為干燥劑。但由于它本身是一種強酸，能與氨氣發生反應生成硫酸銨，所以，可用于氫氣和一些酸性氣體的干燥而不能用于氨氣的干燥。D項中，由于濃硫酸的強氧化性，在常溫下，鐵、鋁等金屬遇濃硫酸時表面會形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止反應的繼續發生，這就是鈍化。所以，本題正確答案為D。【答案】D(1)硫酸工業生產原理和典型設備三階段SO2的制取和 .SO2轉化為SO3SO3的吸收和 的生成三方程(均放熱)SO3H2O=H2SO4凈化H2SO4三設備接觸室(含熱交換器)有關原理礦石粉碎，以增大礦石與空氣的接觸面積，加快 ，提高礦石利用率熱交換器中：管

5、外 氣體上升，管內 氣體下降(熱交換原理、逆流原理)98.3%的濃硫酸下降，氣體上升；增大接觸面積(吸收塔內填入料)以充分吸收(逆流原理)設備中排出的氣體爐氣：SO2、N2、O2、礦塵(除塵)、砷、硒化合物(洗滌)、水蒸氣(干燥)凈化后氣體：SO2、N2、O2SO3、SO2、N2、O2尾氣：SO2、N2、O2不能直接排入大氣中沸騰爐吸收塔化學反應速率冷熱(2)硫酸工業中的三廢處理及能量的充分利用尾氣處理(氨吸收法)：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO2，生成的(NH4)2SO4作 ，SO2氣體輸回車間作原料。污水處理(石灰乳中和

6、法)：Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O，CaSO4是 的主要成分。廢渣的利用：制水泥、渣磚，含鐵品位高的礦渣可作 原料。化肥石膏煉鐵能量的再利用：充分利用反應熱，降低生產成本。生產規模和廠址的選擇。a規模：年產4萬噸以上。b廠址的選擇：涉及原料、水源、土地供應、市場需求、交通運輸、環境保護等諸多因素，應綜合考慮權衡利弊。下列說法正確的是()硫酸廠生產過程中的污水，含有硫酸等雜質，可用石灰乳中和處理充分利用硫酸廠生產過程中產生的“廢熱”，可使硫酸廠向外界輸出大量的能量硫酸廠靠近原料產地比靠近硫酸消費中心更為有利硫酸廠可建在人口稠密的居民區和環保要求高的地區ABC D【解析】硫酸廠廠址

7、的選擇要從原料、水源、能源土地供應、市場需求、交通運輸和環境保護等幾個方面入手，同時硫酸屬于危險品，運輸不方便，廠址靠近硫酸消費中心更安全、有利，同時不能建在人口稠密的居民區和環保要求高的地區。【答案】A硫酸鹽結晶水合物俗名主要用途Na2SO4Na2SO410H2O芒硝制玻璃、造紙工業CaSO4CaSO42H2O生石膏(石膏)制粉筆、模型、雕像2CaSO4H2O熟石膏BaSO4重晶石作白色顏料、“鋇餐”硫酸鹽結晶水合物俗名主要用途FeSO4補血劑、制藍黑墨水CuSO4制農藥、電鍍液KAl(SO4)2凈水劑FeSO47H2OCuSO45H2OKAl(SO4)212H2O綠礬藍礬明礬在如圖的實驗裝

8、置中，從實驗開始到過一段時間，對看到的現象敘述不正確的是()A蘋果塊會干癟 BpH試紙變紅C膽礬晶體表面有“白斑” D小試管內有晶體析出【答案】B(1)濃硫酸、稀硫酸的比較物質性質濃硫酸稀硫酸電離情況H2SO4=2H主要微粒H2SO4分子(H2O)H、 、(H2O)物質性質濃硫酸稀硫酸顏色、狀態無色黏稠油狀液體無色液體化學性質三大特性：脫水性吸水性強氧化性酸的五個通性：與酸、堿指示劑反應與活潑金屬反應生成鹽和氫氣與堿性氧化物反應生成鹽和水與某些鹽反應生成新酸和新鹽與堿中和反應生成鹽和水(2)濃硫酸和稀硫酸的鑒別觀察狀態，濃硫酸為油狀黏稠液體，而稀硫酸為均一透明液體。利用密度，手掂掂分量，相同體

9、積時濃硫酸的質量大。取少量蒸餾水，向其中加入少量硫酸溶液，能放出大量的熱，則為濃硫酸，反之則為稀硫酸。取少量液體，分別加入鐵片，能產生氣泡的為稀硫酸，無氣泡產生的為濃硫酸。用玻璃棒蘸取試樣在紙上寫字，立即使紙炭化變黑的溶液為濃硫酸，不能使其炭化的為稀硫酸。取少量試樣，投入膽礬，能使藍色晶體變白的為濃硫酸，使晶體溶解的為稀硫酸。取少量試樣，分別投入一小塊銅片，稍加熱，產生刺激性氣味氣體且溶液變藍的為濃硫酸，無明顯現象的為稀硫酸。滴入石蕊溶液并微熱，濃硫酸先變紅然后紅色消失，稀硫酸只變紅色。雖然濃H2SO4有強氧化性，SO2有比較強的還原性，但因H2SO4中的S為6價，SO2中的S為4價，沒有中間

10、價態，故濃H2SO4不能氧化SO2。取100 mL 18.4 mol/L的H2SO4與Zn反應，當Zn完全溶解時，生成的氣體在標準狀況下的體積為22.4 L。將所得的溶液稀釋成1 L，測得溶液的H濃度為1 mol/L，則所生成的氣體中SO2與H2的體積比約為()A12B21C14 D41【解析】Zn2H2SO4(濃)ZnSO4SO22H2O，隨著H2SO4變稀，又發生反應：ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2，故n(SO2H2)1 mol。依題意，剩余的n(H)1 L1 mol/L1 mol，故剩余的n(H2SO4)0.5 mol，則參加反應的n(H2SO4)1.34 (mol)。設生成SO2

11、 x mol，H2 y mol，依據反應的化學方程式有：xy1；2xy，解得x0.34 mol，y0.66 mol，。【答案】A 1濃硫酸和2 mol/L的稀硫酸，在實驗室中敞口放置。它們的質量和放置天數的關系如下圖。分析a、b曲線變化的原因是()Aa升華、b冷凝 Ba揮發、b吸水Ca蒸發、b潮解 Da冷凝、b吸水【解析】揮發水分與吸收水分同時存在于溶液界面的兩個過程濃硫酸吸水為主，稀硫酸揮發水分為主B項正確。【答案】B(1)硫酸工業的工藝流程(2)硫酸工業中的有關計算通過由FeS22SO22SO32H2SO4掌握多步反應的化學計算技能，并跟工業生產中的產率、純度和耗損率相連。關系式法計算題大

12、多與工業生產有關，解題時，一定要仔細審題，應用數學中的集合對應關系，各項有關硫元素的質量分數均可歸于黃鐵礦的硫元素上。不純物的計算：根據化學方程式的計算，只能以純凈物質的質量代入，進行計算。混合物中某一組分的利用率(或損耗率)等于該組分中某元素的利用率(或損耗率)，如FeS2的利用率S的利用率(或FeS2的損耗率S的損耗率)。(2009年北京理綜)以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：(1)將燃燒黃鐵礦的化學方程式補充完整(2)接觸室中發生反應的化學方程式是_。(3)依據工藝流程圖判斷下列說法正確的是(選填序號字母)_。a為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b過量空氣能提高SO2的轉化率c使用催化

13、劑能提高SO2的反應速率和轉化率d沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵(4)每160 g SO3氣體與H2O化合放出260.6 kJ的熱量，該反應的熱化學方程式是_。(5)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽。SO2既可作為生產硫酸的原料循環再利用，也可用于工業制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是_。為測定該銨鹽中氮元素的質量分數，將不同質量的銨鹽分別加入到50.00 mL相同濃度的NaOH溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下銨鹽不分解)，該氣體經干燥后用濃硫酸吸收完全，測定濃硫酸增加的質量。部分測定結果：銨鹽質量為10.00 g和20

14、.00 g時，濃硫酸增加的質量相同；銨鹽質量為30.00 g時，濃硫酸增加的質量為0.68 g；銨鹽質量為40.00 g時，濃硫酸的質量不變。計算：該銨鹽中氮元素的質量分數是_%；若銨鹽質量為15.00 g，濃硫酸增加的質量為_。(計算結果保留兩位小數)【解析】(3)c項催化劑只能加快反應速率，不能影響平衡移動，不會影響轉化率。(5)依據題意加入銨鹽質量為40.00 g時，濃硫酸的質量不變，可知銨鹽中應含有H。設NaOH a mol,10 g該銨 由于20 g銨鹽、30 g銨鹽與a mol NaOH反應時NaOH的量均不足，則有：a2yx若銨鹽為15 g時，此時晶體中含NH為：0.156(mo

15、l)；H為：0.096(mol)，NaOH的物質的量仍比NH和H的物質的量之和小，故此時產生的氨氣為0.136(mol)，其質量為172.31(g)。【答案】(1)FeS2(2)2SO2O22SO3(3)abd(4)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)；H130.3 kJ/mol(5)SO2Br22H2O=4H2BrSO2.31 g2充分煅燒黃鐵礦W g，反應后得到固體N g，生成SO2 P g，假設雜質在煅燒過程中不參加反應，黃鐵礦的質量分數可表示為()【答案】B某研究性學習小組為研究Cu與濃H2SO4的反應，設計如下實驗探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出)：請回答下列問題：(

16、1)D、E兩容器中CCl4的作用是_。(2)加熱過程中，觀察到A容器中出現大量白色煙霧，隨著反應的進行，底部有白色沉淀生成，你認為該沉淀物是_，分析可能的原因是_。(3)對A容器中的濃H2SO4和銅片進行加熱，很快發現C容器中品紅溶液褪色，但始終未見D容器中澄清石灰水出現渾濁或沉淀。你的猜想是_。設計實驗驗證你的猜想_。(4)實驗結束后，為了減少環境污染，將各容器中的SO2除盡，可采取的操作是_。【解析】(1)SO2通入堿溶液中易發生倒吸，但SO2在CCl4中溶解度小，所以CCl4的作用是防止倒吸。(2)根據銅與濃硫酸反應的產物可推知，白色沉淀可能為無水硫酸銅。這是由于濃硫酸濃度較大，含水量少

17、，再加上濃硫酸的吸水作用，硫酸銅無法帶結晶水析出，只能生成無水硫酸銅。(3)要從SO2易溶于水，產生氣體速度快和澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，易生成Ca(HSO3)2的角度來考慮。(4)注意觀察A容器的結構特點，可通入空氣將各容器中的SO2排入NaOH溶液中。還要注意，此法不能完全趕走B瓶中的SO2，要另外加入NaOH溶液除去。【答案】(1)防止倒吸(2)CuSO4濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，且濃硫酸具有吸水作用(3)SO2溶解度較大，澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，生成了Ca(HSO3)2溶液取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成(或者加熱、加鹽酸檢驗SO2氣體等方法

18、)(4)打開A容器上的彈簧夾，用注射器向其中通入空氣，最后再在B中加入NaOH溶液蓋上塞子，振蕩即可1(2009年福建理綜)能實現下列物質間直接轉化的元素是()A硅B硫C銅 D鐵【解析】SiO2、CuO、Fe3O4均不與水反應生成對應的酸或堿，故A、C、D均錯。B項，SO2 SO2，SO2H2O=H2SO3，H2SO32NaOH=Na2SO32H2O，可以實現轉化，故選B。【答案】B2某溶液含有較多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3，若用該溶液制取芒硝，可供選擇的操作如下，正確的操作步驟是()加適量H2SO4溶液加金屬Na結晶加過量NaOH溶液加強熱脫結晶水過濾A BC D【答案】C3下列物質既能與濃H2SO4反應又能與NaOH溶液反應的是()AH2S B(NH4)2CO3CNaHSO4 DNa2S【解析】濃H2SO4有強氧化性可與H2S反應：H2SH2SO4(濃)=SSO22H2O。【答案】AB4m g Cu與足量濃硫酸完全反應，得到n L SO2(標準狀況)，被還原的硫酸是()A BC D只有【解析】被還原的硫酸的物質的量等于參加反應的銅的物質的量，等于參加反應硫酸的物質的量的 【答案】B5在硫酸工業生產中，為了有利于SO2的轉化，且充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室(如右圖所示)