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：

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：

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：

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

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。