专题4 硫、氮和可持续发展
硫酸的制备和性质
【学海导航】
1.知道工业生产硫酸的基本原理，了解浓硫酸的特性和硫酸的应用以及硫酸生产过程中产生的废气对环境的污染
2.认识几种常见的硫酸盐及其用途。
3. 1、了解硫酸的物理性质、硫酸的通性；
2、掌握浓硫酸的特殊性：吸水性、脱水性、强氧化性。
1、了解硫酸的用途；
2、掌握浓硫酸的特殊性：强氧化性。
【主干知识】
一、硫酸的工业制法
古代： 。
目前工业：接触法制硫酸
（1）接触法制硫酸的生产阶段、典型设备、反应原理、归纳完成下表：
三阶段1.造气2.接触氧化3.SO3的吸收
三设备
三反应
注意事项
（2）尾气的吸收。通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为：SO2+2NH3?H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,
二、硫酸的性质
（1）硫酸的物理性质
纯硫酸是无色油状的液体，沸点高，密度大，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。
（2）硫酸的化学性质
1、吸水性：H2SO4＋nH2O＝＝H2SO4?nH2O
〖注意〗“水”可以是混合气体中的水蒸气，也可以是结晶水合物中的结晶水！
2、脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的H、O元素按H2O的组成从有机物中“脱离”出来，结合成水分子。如：C12H22O11(蔗糖)＝＝12C＋11H2O，所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。
※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸，正确的处理方法是。
〖对比〗吸水性和脱水性的区别。
3、强氧化性：
a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。
b活泼性在H以后的金属也能反应（Pt、Au除外） Cu+H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
c与非金属反应：C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O
d 能与其他还原性物质反应
2.硫酸盐
名称俗称和成分颜色名称俗称和成分颜色
硫酸钙石膏CaSO4?2H2O
熟石膏2CaSO4?H2O白色硫酸钡重晶石BaSO4白色
硫酸亚铁绿矾FeSO4?7H2O绿色硫酸钠芒硝Na2SO4?10H2O白色
硫酸铜胆(蓝)矾CuSO4?7H2O蓝色硫酸锌皓矾ZnSO4?7H2O白色
三、硫酸的用途
（1）制磷肥、氮肥等肥料，也可用于除锈，还可制实验价值较大的硫酸盐等；
（2）利用其吸水性，在实验室浓硫酸常用作剂；
（3）利用浓硫酸的高沸点、难挥发性，常用作制取各种挥发性酸，如：气体；
（4）利用其脱水性，常用作脱水剂。
【精彩例题】1、用实验验证炭和浓硫酸反应的产物。
（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是（填各接口字母）：
；
（2）实验中哪些现象能分别证明产物中有水、二氧化硫和二氧化碳？
；
；
（3）盛品红试液的试剂瓶为什么要用两次？
；
（4）在浓H2SO4跟木炭、浓H2SO4跟铜的两个反应中，是否利用浓H2SO4的同一性质？
。
【巩固练习】
1．工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层，这是利用硫酸的 （ ）
A、 强氧化性 B、不挥发性 C、酸性 D、吸水性
2．50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量
A、小于0.45mo1 B、等于0.45mol
C、在0.45mol和0.9mol之间D、大于0.9mo1
3．下列关于硫酸性质的描述中，正确的是
A、浓H2SO4有氧化性，稀H2SO4无氧化性
B、由于浓H2SO4具有脱水性，所以可用做干燥剂
C、稀H2SO4与铜不反应，但浓H2SO4在加热条件下可与铜反应
D、在受热的情况下浓硫酸也不与铁、铝发生反应
4．在下述反应中，浓H2SO4既表出现氧化性，又表现出酸性的是
A、C＋H2SO4B、H2S＋H2SO4
C、NaCl＋H2SO4D、Cu＋H2SO4
5．下列离子方程式中，不正确的是
A、氢氧化铜与硫酸反应：Cu(OH)2＋2H＋＝＝Cu2＋＋2H2O
B、铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋＝＝2Fe3＋＋3H2↑
C、氯化钡溶液与硫酸反应：Ba2＋＋SO42?＝＝BaSO4↓
D、氧化铜与硫酸反应：CuO＋2H＋＝＝Cu2＋＋H2O
6、下列关于亚硫酸、浓硫酸的叙述中，正确的是
A、它们都是酸，彼此不发生化学反应
B、两种酸中，硫元素都既有氧化性，又有还原性
C、两种酸在空气中都很稳定
D、按上述顺序，硫元素的氧化性增强，还原性减弱
7．向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是（ ）
A、浓H2SO4脱水性能 B、浓H2SO4具有吸水性
C、盐酸具有挥发性 D、气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低
8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 （ ）
A SO2、Cl2、H2S B O2、H2、SO2 C CH4、H2、Cl2 D CO、SO3、O2
9.区别浓H2SO4和稀H2SO4，既简单又可靠的方法是 （ ）
A、各取少许溶液分别放入铜片` B、分别与石蕊试液作用
C、用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上 D、各取少许溶液分别放入铝片
10.放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是（ ）
A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠
11．将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应：
2FeSO4======Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如将生成的混合气体通过BaCl2溶液，应发生的现象有
A、一定产生BaSO4沉淀 B、一定产生BaSO3沉淀
C、一定有SO2逸出 D、一定有SO3逸出
12、为方便某些化学计算，有人将98％浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是
A、H2SO4?1/9H2OB、H2SO4?H2O
C、H2SO4?SO3D、SO3?10/9H2O
13.100g浓度为18mol/L，密度为ρ(g/cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L的硫酸，则加入水中的体积为
A、小于100mLB、等于100mL
C、大于100mLD、等于100/ρmL
14、将三氧化硫溶解在浓硫酸中所得到的混合物被称为“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今有1LSO3的质量分数为30％的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成H2SO4的质量分数为95％的浓硫酸，需加水的体积约为（提示：S元素守恒）
A、120mLB、180mLC、240mLD、300mL
13.工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀H2SO4中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是① _____________________________________ ，
②_____________________________________________________。
13．（12分）下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。
（1）在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸 。
（2）浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳 。
（3）实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气 。
（4）浓硫酸露置在空气中质量增加 。
⑸ 浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白_________________.
22． (1)在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料 生产SO2，反应的化学方程式为： ，该反应在 中进行。
(2)为了有利于SO2的转化为SO3，且能充分利用热能，采 用 了多层催化剂间有热交换器的接触室(见右图)。按此密闭体系中气体的流向，则C处流出的气体为 ，A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为 。
硫酸的制备和性质
【学海导航】
1.知道工业生产硫酸的基本原理，了解浓硫酸的特性和硫酸的应用以及硫酸生产过程中产生的废气对环境的污染
2.认识几种常见的硫酸盐及其用途。
3. 1、了解硫酸的物理性质、硫酸的通性；
2、掌握浓硫酸的特殊性：吸水性、脱水性、强氧化性。
1、了解硫酸的用途；
2、掌握浓硫酸的特殊性：强氧化性。
【主干知识】
一、硫酸的工业制法
古代： 。
目前工业：接触法制硫酸
（1）接触法制硫酸的生产阶段、典型设备、反应原理、归纳完成下表：
三阶段1.造气2.接触氧化3.SO3的吸收
三设备
三反应
注意事项
（2）尾气的吸收。通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为：SO2+2NH3?H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,
二、硫酸的性质
（1）硫酸的物理性质
纯硫酸是无色油状的液体，沸点高，密度大，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。
（2）硫酸的化学性质
1、吸水性：H2SO4＋nH2O＝＝H2SO4?nH2O
〖注意〗“水”可以是混合气体中的水蒸气，也可以是结晶水合物中的结晶水！
2、脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的H、O元素按H2O的组成从有机物中“脱离”出来，结合成水分子。如：C12H22O11(蔗糖)＝＝12C＋11H2O，所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。
※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸，正确的处理方法是。
〖对比〗吸水性和脱水性的区别。
3、强氧化性：
a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。
b活泼性在H以后的金属也能反应（Pt、Au除外） Cu+H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
c与非金属反应：C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O
d 能与其他还原性物质反应
2.硫酸盐
名称俗称和成分颜色名称俗称和成分颜色
硫酸钙石膏CaSO4?2H2O
熟石膏2CaSO4?H2O白色硫酸钡重晶石BaSO4白色
硫酸亚铁绿矾FeSO4?7H2O绿色硫酸钠芒硝Na2SO4?10H2O白色
硫酸铜胆(蓝)矾CuSO4?7H2O蓝色硫酸锌皓矾ZnSO4?7H2O白色
三、硫酸的用途
（1）制磷肥、氮肥等肥料，也可用于除锈，还可制实验价值较大的硫酸盐等；
（2）利用其吸水性，在实验室浓硫酸常用作剂；
（3）利用浓硫酸的高沸点、难挥发性，常用作制取各种挥发性酸，如：气体；
（4）利用其脱水性，常用作脱水剂。
【精彩例题】1、用实验验证炭和浓硫酸反应的产物。
（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是（填各接口字母）：
；
（2）实验中哪些现象能分别证明产物中有水、二氧化硫和二氧化碳？
；
；
（3）盛品红试液的试剂瓶为什么要用两次？
；
（4）在浓H2SO4跟木炭、浓H2SO4跟铜的两个反应中，是否利用浓H2SO4的同一性质？
。
【巩固练习】
1．工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层，这是利用硫酸的 （ ）
A、 强氧化性 B、不挥发性 C、酸性 D、吸水性
2．50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量
A、小于0.45mo1 B、等于0.45mol
C、在0.45mol和0.9mol之间D、大于0.9mo1
3．下列关于硫酸性质的描述中，正确的是
A、浓H2SO4有氧化性，稀H2SO4无氧化性
B、由于浓H2SO4具有脱水性，所以可用做干燥剂
C、稀H2SO4与铜不反应，但浓H2SO4在加热条件下可与铜反应
D、在受热的情况下浓硫酸也不与铁、铝发生反应
4．在下述反应中，浓H2SO4既表出现氧化性，又表现出酸性的是
A、C＋H2SO4B、H2S＋H2SO4
C、NaCl＋H2SO4D、Cu＋H2SO4
5．下列离子方程式中，不正确的是
A、氢氧化铜与硫酸反应：Cu(OH)2＋2H＋＝＝Cu2＋＋2H2O
B、铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋＝＝2Fe3＋＋3H2↑
C、氯化钡溶液与硫酸反应：Ba2＋＋SO42?＝＝BaSO4↓
D、氧化铜与硫酸反应：CuO＋2H＋＝＝Cu2＋＋H2O
6、下列关于亚硫酸、浓硫酸的叙述中，正确的是
A、它们都是酸，彼此不发生化学反应
B、两种酸中，硫元素都既有氧化性，又有还原性
C、两种酸在空气中都很稳定
D、按上述顺序，硫元素的氧化性增强，还原性减弱
7．向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是（ ）
A、浓H2SO4脱水性能 B、浓H2SO4具有吸水性
C、盐酸具有挥发性 D、气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低
8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 （ ）
A SO2、Cl2、H2S B O2、H2、SO2 C CH4、H2、Cl2 D CO、SO3、O2
9.区别浓H2SO4和稀H2SO4，既简单又可靠的方法是 （ ）
A、各取少许溶液分别放入铜片` B、分别与石蕊试液作用
C、用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上 D、各取少许溶液分别放入铝片
10.放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是（ ）
A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠
11．将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应：
2FeSO4======Fe2O3+SO2↑+SO3↑，如将生成的混合气体通过BaCl2溶液，应发生的现象有
A、一定产生BaSO4沉淀 B、一定产生BaSO3沉淀
C、一定有SO2逸出 D、一定有SO3逸出
12、为方便某些化学计算，有人将98％浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是
A、H2SO4?1/9H2OB、H2SO4?H2O
C、H2SO4?SO3D、SO3?10/9H2O
13.100g浓度为18mol/L，密度为ρ(g/cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L的硫酸，则加入水中的体积为
A、小于100mLB、等于100mL
C、大于100mLD、等于100/ρmL
14、将三氧化硫溶解在浓硫酸中所得到的混合物被称为“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今有1LSO3的质量分数为30％的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成H2SO4的质量分数为95％的浓硫酸，需加水的体积约为（提示：S元素守恒）
A、120mLB、180mLC、240mLD、300mL
13.工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀H2SO4中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是① _____________________________________ ，
②_____________________________________________________。
13．（12分）下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。
（1）在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸 。
（2）浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳 。
（3）实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气 。
（4）浓硫酸露置在空气中质量增加 。
⑸ 浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白_________________.
22． (1)在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料 生产SO2，反应的化学方程式为： ，该反应在 中进行。
(2)为了有利于SO2的转化为SO3，且能充分利用热能，采 用 了多层催化剂间有热交换器的接触室(见右图)。按此密闭体系中气体的流向，则C处流出的气体为 ，A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为 。
