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如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)

23硫酸的制备和性质知识点

一、硫酸的制备

工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图:

如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)(图1)

根据上图回答下列问题:

(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:

如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)(图2)

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。

二、浓硫酸的特性

1.吸水性

(1)浓硫酸可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。

(2)常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H2、Cl2、SO2等),不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S等)。

2.脱水性

(1)浓硫酸可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。

(2)浓硫酸脱水性实验如图所示:

如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)(图3)

①现象:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状固体,放出有刺激性气味的气体,品红溶液褪色。

②结论:浓硫酸具有脱水性,且能氧化碳单质,同时自身被还原为二氧化硫。

3.强氧化性

(1)与金属铜的反应

如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)(图4)

①实验现象:

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;

冷却后,将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。

②铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)==(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。

(2)与铁、铝的反应

常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。

(3)与非金属的反应

浓硫酸与木炭反应的化学方程式:

C+2H2SO4(浓)==(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O。

浓硫酸的强氧化性

(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。但在常温下,浓硫酸能使铁、铝钝化。

(2)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。

三、几种重要的硫酸盐及其用途

1.硫酸钙

(1)化学式:生石膏CaSO4·2H2O,熟石膏2CaSO4·H2O。

(2)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。

(3)石膏常用于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

(1)硫酸钡不容易被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"。

(2)硫酸钡可用作白色颜料,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

(1)硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,其化学式为FeSO4·7H2O。

(2)在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂。

(3)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。

如何在实验室里制作浓硫酸(23硫酸的制备和性质知识点)(图5)

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