23硫酸的制備和性質知識點

一、硫酸的制備

工業上接觸法制硫酸的主要設備及生産流程如下圖：

根據上圖回答下列問題：

(1)填寫下列各進口或出口物質的名稱：

A含硫礦石(如FeS2)；B爐渣；C二氧化硫、氧氣；D尾氣(SO2、O2)。

(2)接觸法制硫酸分為三個階段，填寫下表：

工業制硫酸的注意事項

(1)在沸騰爐中煅燒黃鐵礦時，要把礦石粉碎，目的是增大黃鐵礦與O2的接觸面積，使反應加快，提高原料利用率。

(2)爐氣進入接觸室前要淨化，目的是除去爐氣中的雜質，防止催化劑中毒及對設備造成不利影響。

(3)接觸室内使用熱交換器的目的是利用SO2和O2反應放出的熱量預熱輸入設備的氣體，冷卻反應後的氣體。

(4)在吸收塔内用98.3%的濃H2SO4吸收SO3而不是用水吸收的原因是用水吸收SO3時，易形成酸霧，吸收速率慢，而用98.3%的濃H2SO4吸收SO3時，吸收SO3的速率快，不形成酸霧，吸收完全。

二、濃硫酸的特性

1．吸水性

(1)濃硫酸可吸收空氣或其他氣體中的水蒸氣、混在固體中的濕存水、結晶水合物中的結晶水。

(2)常用盛有濃硫酸的洗氣瓶幹燥某些氣體(如H2、Cl2、SO2等)，不能幹燥堿性氣體(如NH3等)和強還原性氣體(如H2S等)。

2．脫水性

(1)濃硫酸可使有機化合物中的氫、氧元素按水的組成從有機物中"脫離"出來，結合生成水分子。

(2)濃硫酸脫水性實驗如圖所示：

①現象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀固體，放出有刺激性氣味的氣體，品紅溶液褪色。

②結論：濃硫酸具有脫水性，且能氧化碳單質，同時自身被還原為二氧化硫。

3．強氧化性

(1)與金屬銅的反應

①實驗現象：

a試管中銅絲表面變黑，有氣泡逸出；

b試管中的品紅溶液逐漸變為無色；

c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變為紅色；

冷卻後，将a試管裡的溶液慢慢倒入水中，溶液變為藍色。

②銅與濃硫酸反應的化學方程式Cu＋2H2SO4(濃)==(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

(2)與鐵、鋁的反應

常溫下，鐵、鋁表面被濃硫酸氧化為緻密的氧化膜而鈍化，從而阻止了酸與内層金屬的進一步反應，所以常溫下可以用鐵、鋁制容器來盛裝濃硫酸。

(3)與非金屬的反應

濃硫酸與木炭反應的化學方程式：

C＋2H2SO4(濃)==(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

濃硫酸的強氧化性

(1)濃硫酸能與大多數金屬反應，生成高價态金屬的硫酸鹽，本身一般被還原為SO2。但在常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁鈍化。

(2)濃硫酸可将碳、磷等非金屬單質氧化成高價态的氧化物或含氧酸，本身被還原為SO2。

三、幾種重要的硫酸鹽及其用途

1．硫酸鈣

(1)化學式：生石膏CaSO4·2H2O，熟石膏2CaSO4·H2O。

(2)熟石膏與水混合成糊狀後會很快凝固，轉化為堅硬的生石膏。

(3)石膏常用于制作各種模型和醫療上用的石膏繃帶。在水泥生産中，可用石膏調節水泥的凝結時間。

2．硫酸鋇

(1)硫酸鋇不容易被X射線透過，在醫療上可用作檢查腸胃的内服藥劑，俗稱"鋇餐"。

(2)硫酸鋇可用作白色顔料，并可作高檔油漆、油墨、造紙、塑料、橡膠的原料及填充劑。

3．硫酸亞鐵

(1)硫酸亞鐵的結晶水合物俗稱綠礬，其化學式為FeSO4·7H2O。

(2)在醫療上硫酸亞鐵可用于生産防治缺鐵性貧血的藥劑。

(3)在工業上它還是生産鐵系列淨水劑和顔料氧化鐵紅的原料。

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