高考化学第一轮复习-硫酸-硫酸工业.ppt

第三节硫酸硫酸工业1.1浓硫酸的特性(吸水性、脱水性、强氧化性)。2硫酸工业制备及多步反应计算。3硫酸盐性质的实验验证及评价。2.(1)物理性质纯硫酸是 色 液体，易溶于水，能以 与水混溶，溶于水时 大量的热。浓硫酸密度 ，沸点 ，挥发。无油状任意比放出大高难3.(2)浓H2SO4的特性吸水性：浓H2SO4可 水分子，可作 剂，可用浓H2SO4干燥的气体主要有 等，不能用来干燥NH3。脱水性：浓H2SO4可使有机物中的 以水的组成从有机物分子中“脱离”出来而被其吸收。直接吸收干燥H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl、HF氢、氧元素4.浓H2SO4对有机物有强烈的腐蚀性，当不慎在皮肤上沾上浓H2SO4时应 迅速拭去，再用大量的 冲洗。强氧化性：浓H2SO4的氧化性是分子中6价的硫元素表现的，浓H2SO4的还原产物一般为 。a与金属反应：除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓H2SO4作用如与Cu：用干布水SO25.b常温下，浓H2SO4可使Fe、Al ，因此可用铁或铝的容器贮存浓H2SO4。c与非金属反应(与C、S)：d与某些还原性的化合物反应H2S、HBr、HI都可被浓H2SO4 ，故不可用浓H2SO4干燥这三种气体(SO2可用浓H2SO4干燥)。钝化氧化6.(3)硫酸的用途制取过磷酸钙、硫酸铵，除金属表面上的氧化膜，制取农药、医药、炸药、染料等，精炼石油，用做干燥剂、催化剂、脱水剂等。7.下列关于浓硫酸的叙述正确的是()A浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化8.【解析】根据浓硫酸主要有吸水性、脱水性、强氧化性等性质可知：A项的蔗糖(C12H22O11)分子中本身没有水分子，浓硫酸只能将分子中的H、O原子按21的比例脱去，使其“炭化”变黑，这是脱水性的体现。而吸水性是吸收物质中本身含有的水(分子)，这是二者的差别。B项中，浓硫酸的强氧化性是其中6价态的硫表现出来的，它能与不太活泼的金属铜反应，但是该反应一般要在加热的条件下才能明显发生：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。9.C项中，因为浓硫酸具有吸水性，常作为干燥剂。但由于它本身是一种强酸，能与氨气发生反应生成硫酸铵，所以，可用于氢气和一些酸性气体的干燥而不能用于氨气的干燥。D项中，由于浓硫酸的强氧化性，在常温下，铁、铝等金属遇浓硫酸时表面会形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止反应的继续发生，这就是钝化。所以，本题正确答案为D。【答案】D10.(1)硫酸工业生产原理和典型设备三阶段SO2的制取和 .SO2转化为SO3SO3的吸收和 的生成三方程(均放热)SO3H2O=H2SO4净化H2SO411.三设备接触室(含热交换器)有关原理矿石粉碎，以增大矿石与空气的接触面积，加快 ，提高矿石利用率热交换器中：管外 气体上升，管内 气体下降(热交换原理、逆流原理)98.3%的浓硫酸下降，气体上升；增大接触面积(吸收塔内填入料)以充分吸收(逆流原理)设备中排出的气体炉气：SO2、N2、O2、矿尘(除尘)、砷、硒化合物(洗涤)、水蒸气(干燥)净化后气体：SO2、N2、O2SO3、SO2、N2、O2尾气：SO2、N2、O2不能直接排入大气中沸腾炉吸收塔化学反应速率冷热12.(2)硫酸工业中的三废处理及能量的充分利用尾气处理(氨吸收法)：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO2，生成的(NH4)2SO4作 ，SO2气体输回车间作原料。污水处理(石灰乳中和法)：Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O，CaSO4是 的主要成分。废渣的利用：制水泥、渣砖，含铁品位高的矿渣可作 原料。化肥石膏炼铁13.能量的再利用：充分利用反应热，降低生产成本。生产规模和厂址的选择。a规模：年产4万吨以上。b厂址的选择：涉及原料、水源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等诸多因素，应综合考虑权衡利弊。14.下列说法正确的是()硫酸厂生产过程中的污水，含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理充分利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”，可使硫酸厂向外界输出大量的能量硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利硫酸厂可建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区ABC D15.【解析】硫酸厂厂址的选择要从原料、水源、能源土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等几个方面入手，同时硫酸属于危险品，运输不方便，厂址靠近硫酸消费中心更安全、有利，同时不能建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区。【答案】A16.硫酸盐结晶水合物俗名主要用途Na2SO4Na2SO410H2O芒硝制玻璃、造纸工业CaSO4CaSO42H2O生石膏(石膏)制粉笔、模型、雕像2CaSO4H2O熟石膏BaSO4重晶石作白色颜料、“钡餐”17.硫酸盐结晶水合物俗名主要用途FeSO4补血剂、制蓝黑墨水CuSO4制农药、电镀液KAl(SO4)2净水剂FeSO47H2OCuSO45H2OKAl(SO4)212H2O绿矾蓝矾明矾18.在如图的实验装置中，从实验开始到过一段时间，对看到的现象叙述不正确的是()A苹果块会干瘪 BpH试纸变红C胆矾晶体表面有“白斑”D小试管内有晶体析出【答案】B19.(1)浓硫酸、稀硫酸的比较物质性质浓硫酸稀硫酸电离情况H2SO4=2H主要微粒H2SO4分子(H2O)H、(H2O)20.物质性质浓硫酸稀硫酸颜色、状态无色黏稠油状液体无色液体化学性质三大特性：脱水性吸水性强氧化性酸的五个通性：与酸、碱指示剂反应与活泼金属反应生成盐和氢气与碱性氧化物反应生成盐和水与某些盐反应生成新酸和新盐与碱中和反应生成盐和水21.(2)浓硫酸和稀硫酸的鉴别观察状态，浓硫酸为油状黏稠液体，而稀硫酸为均一透明液体。利用密度，手掂掂分量，相同体积时浓硫酸的质量大。取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸溶液，能放出大量的热，则为浓硫酸，反之则为稀硫酸。取少量液体，分别加入铁片，能产生气泡的为稀硫酸，无气泡产生的为浓硫酸。用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即使纸炭化变黑的溶液为浓硫酸，不能使其炭化的为稀硫酸。22.取少量试样，投入胆矾，能使蓝色晶体变白的为浓硫酸，使晶体溶解的为稀硫酸。取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热，产生刺激性气味气体且溶液变蓝的为浓硫酸，无明显现象的为稀硫酸。滴入石蕊溶液并微热，浓硫酸先变红然后红色消失，稀硫酸只变红色。23.虽然浓H2SO4有强氧化性，SO2有比较强的还原性，但因H2SO4中的S为6价，SO2中的S为4价，没有中间价态，故浓H2SO4不能氧化SO2。24.取100 mL 18.4 mol/L的H2SO4与Zn反应，当Zn完全溶解时，生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L。将所得的溶液稀释成1 L，测得溶液的H浓度为1 mol/L，则所生成的气体中SO2与H2的体积比约为()A12B21C14 D4125.【解析】Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O，随着H2SO4变稀，又发生反应：ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2，故n(SO2H2)1 mol。依题意，剩余的n(H)1 L1 mol/L1 mol，故剩余的n(H2SO4)0.5 mol，则参加反应的n(H2SO4)0.118.40.51.34(mol)。设生成SO2 x mol，H2 y mol，依据反应的化学方程式有：xy1；2xy1.34，解得x0.34 mol，y0.66 mol，。【答案】A 26.1浓硫酸和2 mol/L的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如下图。分析a、b曲线变化的原因是()27.Aa升华、b冷凝 Ba挥发、b吸水Ca蒸发、b潮解 Da冷凝、b吸水【解析】挥发水分与吸收水分同时存在于溶液界面的两个过程浓硫酸吸水为主，稀硫酸挥发水分为主B项正确。【答案】B28.(1)硫酸工业的工艺流程29.(2)硫酸工业中的有关计算通过由FeS22SO22SO32H2SO4掌握多步反应的化学计算技能，并跟工业生产中的产率、纯度和耗损率相连。关系式法计算题大多与工业生产有关，解题时，一定要仔细审题，应用数学中的集合对应关系，各项有关硫元素的质量分数均可归于黄铁矿的硫元素上。30.不纯物的计算：根据化学方程式的计算，只能以纯净物质的质量代入，进行计算。31.混合物中某一组分的利用率(或损耗率)等于该组分中某元素的利用率(或损耗率)，如FeS2的利用率S的利用率(或FeS2的损耗率S的损耗率)。32.(2009年北京理综)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：33.(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整(2)接触室中发生反应的化学方程式是_。34.(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)_。a为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b过量空气能提高SO2的转化率c使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率d沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量，该反应的热化学方程式是_。35.(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是_。为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)，该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。36.部分测定结果：铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。计算：该铵盐中氮元素的质量分数是_%；若铵盐质量为15.00 g，浓硫酸增加的质量为_。(计算结果保留两位小数)37.【解析】(3)c项催化剂只能加快反应速率，不能影响平衡移动，不会影响转化率。(5)依据题意加入铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变，可知铵盐中应含有H。设NaOH a mol,10 g该铵 38.由于20 g铵盐、30 g铵盐与a mol NaOH反应时NaOH的量均不足，则有：a2yx39.若铵盐为15 g时，此时晶体中含NH为：1.50.1040.156(mol)；H为：1.50.0640.096(mol)，NaOH的物质的量仍比NH和H的物质的量之和小，故此时产生的氨气为0.2320.0960.136(mol)，其质量为0.136172.31(g)。【答案】(1)FeS2(2)2SO2O22SO3(3)abd(4)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)；H130.3 kJ/mol(5)SO2Br22H2O=4H2BrSO14.562.31 g40.2充分煅烧黄铁矿W g，反应后得到固体N g，生成SO2 P g，假设杂质在煅烧过程中不参加反应，黄铁矿的质量分数可表示为()41.【答案】B42.某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)：43.请回答下列问题：(1)D、E两容器中CCl4的作用是_。(2)加热过程中，观察到A容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行，底部有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_，分析可能的原因是_。(3)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热，很快发现C容器中品红溶液褪色，但始终未见D容器中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_。设计实验验证你的猜想_。44.(4)实验结束后，为了减少环境污染，将各容器中的SO2除尽，可采取的操作是_。45.【解析】(1)SO2通入碱溶液中易发生倒吸，但SO2在CCl4中溶解度小，所以CCl4的作用是防止倒吸。(2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知，白色沉淀可能为无水硫酸铜。这是由于浓硫酸浓度较大，含水量少，再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带结晶水析出，只能生成无水硫酸铜。(3)要从SO2易溶于水，产生气体速度快和澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，易生成Ca(HSO3)2的角度来考虑。(4)注意观察A容器的结构特点，可通入空气将各容器中的SO2排入NaOH溶液中。还要注意，此法不能完全赶走B瓶中的SO2，要另外加入NaOH溶液除去。46.【答案】(1)防止倒吸(2)CuSO4浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，且浓硫酸具有吸水作用(3)SO2溶解度较大，澄清石灰水中Ca(OH)2含量低，生成了Ca(HSO3)2溶液取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)(4)打开A容器上的弹簧夹，用注射器向其中通入空气，最后再在B中加入NaOH溶液盖上塞子，振荡即可47.1(2009年福建理综)能实现下列物质间直接转化的元素是()A硅B硫C铜 D铁48.【解析】SiO2、CuO、Fe3O4均不与水反应生成对应的酸或碱，故A、C、D均错。B项，SO2 SO2，SO2H2O=H2SO3，H2SO32NaOH=Na2SO32H2O，可以实现转化，故选B。【答案】B49.2某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3，若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作如下，正确的操作步骤是()加适量H2SO4溶液加金属Na结晶加过量NaOH溶液加强热脱结晶水过滤A BC D【答案】C50.3下列物质既能与浓H2SO4反应又能与NaOH溶液反应的是()AH2S B(NH4)2CO3CNaHSO4 DNa2S【解析】浓H2SO4有强氧化性可与H2S反应：H2SH2SO4(浓)=SSO22H2O。【答案】AB51.4m g Cu与足量浓硫酸完全反应，得到n L SO2(标准状况)，被还原的硫酸是()A BC D只有52.【解析】被还原的硫酸的物质的量等于参加反应的铜的物质的量，等于参加反应硫酸的物质的量的【答案】B53.5在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如右图所示)，按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体为()ASO2BSO3、O2CSO2、O2DSO2、SO3【答案】C54.6根据下图所示回答问题。(1)下图所示装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。55.(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：_。(3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：A中加入的试剂是_，作用是_。B中加入的试剂是_，作用是_。C中加入的试剂是_，作用是除尽_气体。D中加入的试剂是_，作用是_。56.(4)实验时，C中应观察到的现象是_。57.【答案】(1)反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气(2)2H2SO4(浓)C 2H2OCO22SO2(3)无水硫酸铜检验H2O品红溶液检验SO2酸性KMnO4SO2澄清石灰水检验CO2(4)酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽(或不褪成无色)58.