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接触法实验装置

发布时间:2023-01-06 04:15:35

A. 高一化学基础知识

卤 素
第一节 氯气
一、氯原子结构:氯原子的原子结构示意图为______由于氯原子最外层有____个电子,容易___(得或失)___个电子而形面8个电子稳定结构,因此氯元素是活泼的非金属元素。
二、氯元素的性质
1、 氯气是____色有_____气味的气体,___毒,可溶于水,密度比空气__。
2、 氯气的化学性质:点燃 与金属反应 2Na + Cl2===2NaCl (___色烟)
点燃 Cu +Cl2===CuCl2 (_______色烟)
点燃H2+Cl2===2HCl (_______色火焰)或光照
与非金属反应 2P+3Cl2===2PCl3 PCl3+Cl2===PCl5 (________色烟雾)
Cl2+H2O===HCl+HClO(有强氧化性的弱酸,漂白性)
与化合物反应 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(漂白粉,有效成份是____)Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO(这个反应证明HClO是弱酸的事实)
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
氯气的用途:消毒、制盐酸、漂白粉、农药等
AgBr用作感光片AgI用作人工降雨
练习:指出以上反应中氧化剂和还原剂,并用单线或双线桥表示电子转移情况。
三、氯气的制法
1、 药品:浓盐酸和二氧化锰
2、 原理:MnO2+4HCl===MnCl2+2H2O+Cl2↑
(求氧化剂和还原剂的物质的量之比为______,当有2mol氯气生成时,有_____HCl被氧化,有___mol电子转移)
3、 装置类型:固+液――
4、 收集方法:用___排空气法或排饱和食盐水法收集。
5、 检验:使湿润的KI淀粉试纸 变 蓝(思考其原因是什么
6、 余气处理:多余的氯气通入____溶液中处理吸收,以免污染环境。
第二节 氯化氢
一、氯化氢的性质
1、物理性质:是一种___色有____气味的氯体,___溶于水(1 :500 体积比)密度比空气大。
2、化学性质:HCl 溶于水即得盐酸,盐酸是一种强酸,具有挥发性和腐蚀性。
3、氯化氢的实验室制法
药品:食盐(NaCl)和浓H2SO4
原理:用高沸点(或难挥发性)酸制低沸点酸(或易挥发性)(与制硝酸的原理相同)微热 NaCl+H2SO4=====NaHSO4+HCl↑
强热 总式:2NaCl+H2SO4====Na2SO4+2HCl↑NaCl+NaHSO4====Na2SO4+HCl↑
(上述说明了条件不生成物不同,要注意反应条件)
装置类型:固+液――收集方法:用向上排空法收集 检验:用 湿润的蓝色石蕊 试纸 余气处理:将多余的气体通入 水 中即可
第四节 卤族元素
1、 原子结构特征:最外层电子数相同,均为7个电子,由于电子层数不同,原子半径不,从F――I原子半径依次增大,因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱,从外界获得电子的能力依次减弱,单质的氧化性减弱。
2、 卤素元素单质的物理性质的比较(详见课本24面页)
物理性质的递变规律:从F2→I2,颜色由浅到深,状态由气到液到固,熔沸点和密度都逐渐增大,水溶性逐渐减小。
3、 卤素单质化学性质比较(详见课本28页)
相似性:均能与H2发生反应生成相应卤化氢,卤化氢均能溶于水,形成无氧酸。
暗 光
H2+F2===2HF H2+Cl2===2HCl
加热 持加热
H2+Br2===2HBr H2+I2====2HI
均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外)
2F2+2H2O==4HF+O2
X2+H2O====HX+HXO (X表示Cl Br I)
递变性:与氢反应的条件不同,生成的气体氢化物的稳定性不同,
HF>HCl>HBr>HI,无氧酸的酸性不同,HI>HBr>HCl>HF.。与水反应的程度不同,从F2 → I2逐渐减弱。注意:萃取和分液的概念
1、 在溴水中加入四氯碳振荡静置有何现象?(分层,下层橙红色上层无色
2、 在碘水中加入煤油振荡静置有何现象?(分层,上层紫红色,下层无色)
卤离子的鉴别:加入HNO3酸化的硝酸银溶液,
Cl-:得白色沉淀。
Ag+ + Cl- ===AgCl↓ Br-:得淡黄色沉淀
Ag+ + Br- ====AgBr↓ I: 得黄色沉淀
Ag+ + I- ====AgI↓
第三章 硫 硫 酸
一、硫的物理性质

淡黄色的晶体,质脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
二、硫的化学性质
1、 与金属的反应
2Cu+S===Cu2S(黑色不溶于水) Fe+S=====FeS(黑色不溶于水)
(多价金属与硫单质反应,生成低价金属硫化物)
2、 与非金属的反应
点燃
S+O2=====SO2 S+H2=====H2S
第二节 硫的氢化物和氧化物
一、硫的氢化物―――硫化氢
1、 硫化氢的的理性质
H2S是一种具有臭鸡蛋气味、无色、有剧毒的气体,能溶于水,常温常压1体积水能溶解2.6体积的硫化氢。
2、 硫化氢的化学性质:热不稳定性 H2S====H2+S
点燃
可燃性 2H2S+3O2===2H2O+2SO2 (完全燃烧)(火焰淡蓝色) 2H2S+O2===2H2O+2S (不完全燃烧)
还原性 SO2+2H2S=2H2O+3S
3、 氢硫酸
硫化氢的水溶液是一中弱酸,叫氢硫酸,具有酸的通性和还原性。
二、硫的氧化物
1、 物理性质:二氧化硫是一种无色有刺激性气味有毒的气体,易溶于水,常温常压1体积水可溶解40体积的二氧化硫;三氧化硫是一种没有颜色易挥发的晶体,熔沸点低。
2、 化学性质
二氧化硫是一种酸性氧化物,与水直接化合生成亚硫酸,是亚硫酸的酸酐,二氧化硫具有漂白作用,可以使品红溶液腿色,但漂白不稳定。
SO2+H2O ==== H2SO3 (这是一个可逆反应,H2SO3是一种弱酸,不稳定,容易分解成水和二氧化硫。)
3、 二氧化硫的制法 Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
第三节 硫酸的工业制法――接触法
一、方法和原料
方法:接触法
原料:黄铁矿(主要成份是FeS2)、空气、水和浓硫酸
二、反应原理和生产过程
步骤 主要反应 主要设备
点燃
二氧化硫制取和净化 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 沸腾炉
二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2+O2===2SO3 接触室
三氧化硫氧吸收硫酸生成 SO3+H2O=H2SO4 吸收塔
思考:1、为什么制得二氧化硫时要净化?(为了防止催化剂中毒)
2、为什么吸收三氧化硫时用浓硫酸作吸收剂而不用水呢?(用水吸收时易形酸雾,吸收速度慢,不利于吸收,而用浓硫酸吸收时不形成酸雾且吸收干净,速度快。)
第四节 硫酸 硫酸盐
一、浓硫酸的物理性质
98.3%的硫酸是无色粘稠的液体,密度是1.84g/mL,难挥发,与水以任意比互溶
二、浓硫酸的特性
脱水性 与蔗糖等有机物的炭化 吸水性―用作干燥剂 强氧化性
2H2SO4(浓)+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑(此反应表现H2SO4(浓)具有氧化性又有酸性)
H2SO4(浓)+C=CO2↑+H2O+2SO2↑(此反应只表现H2SO4(浓)的氧化性)
注:H2SO4(浓)可使铁、铝发钝化,故H2SO4(浓)可铁或铝容器贮存
四、 硫酸盐
1、硫酸钙CaSO4 石膏CaSO4.2H2O 熟石膏2CaSO4.H2O(用作绷带、制模型等)
2、硫酸锌ZnSO4 皓矾ZnSO4.7H2O(作收敛剂、防腐剂、媒染剂 )
3、硫酸钡BaSO4,天然的叫重晶石,作X射线透视肠胃内服药剂,俗称钡餐。
4、 CuSO4.5H2O, 蓝矾或胆矾,FeSO4.7H2O,绿矾
五、硫酸根离子的检验
先加盐酸酸化后加氯化钡溶液,如果有白色沉淀,则证明有硫酸根离子存在。
第六节 氧族元素
一、氧族元素的名称和符号:氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) 钋(Po)
二、原子结构特点
相同点:最外层都有6个电子;
不同点:核电荷数不同,电子层数不同,原子半径不同
三、性质的相似性和递变性(详见课本91页)
1、 从O→Po单质的熔点、沸点、密度都是逐渐升高或增大
2、 从O→Po金属性渐强,非金属性渐弱。
3、 与氢化合通式:H2R,气体氢化物从H2O→H2Se的稳定性渐弱
4.与氧化合生成RO2型或RO3型的氧化物,都是酸酐,元素最高价氧化物水化物的酸性渐弱。
硫的用途:制硫酸、黑火药、农药、橡胶制品、硫磺软膏 SO2用于杀菌消毒、漂白
第四章 碱金属
第一节 钠
一、碱金属 :锂、钠、钾、铷、铯、钫原子的最外电子层上都只有一个电子,由于它们的氧化物溶解于水都是强碱,所以称这一族元素叫做碱金属。

二、钠的物理性质:钠质软,呈银白色,密度比水小,熔点低,是热和电的良导体。
三、钠的化学性质
1、 与非金属反应
4Na+O2====2Na2O (Na2O不稳定)
2Na+O2====Na2O2 (Na2O2稳定)
2Na+Cl2===2NaCl
2Na+S====Na2S ( 发生爆炸)
2、与化合物反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑(现象及原因:钠浮于水面,因钠密度比水小;熔成小球,因钠熔点低;小球游动发出吱吱声,因有氢气产生;加入酚酞溶液变红,因有碱生成)
Na与CuSO4溶液的反应
首先是钠与水反应2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
然后是2NaOH+ CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4(有蓝色沉淀)
注:少量的钠应放在煤油中保存,大量的应用蜡封保存。
第二节 钠的化合物
一、钠的氧化物(氧化钠和过氧化钠)
Na2O+H2O===2NaOH (Na2O是碱性氧化物)
2 Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ( Na2O2不是碱性氧化物、Na2O2是强氧化剂,可以用来漂白)
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑(在呼吸面具或潜水艇里可用作供氧剂
二、钠的其它重要化合物1、硫酸钠 芒硝(Na2SO4.10H2O) 用作缓泻剂
2、碳酸钠 Na2CO3 用作洗涤剂
3、碳酸氢钠 NaHCO3 作发孝粉和治胃酸过多
注:碳酸钠和碳酸氢钠的比较
水溶性:Na2CO3 比NaHCO3大
与HCl反应速度NaHCO3 比Na2CO3快
热稳定性NaHCO3受热易分解Na2CO3不易分解
2 NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(常用此法除杂)
第三节 碱金属元素
一、物理性质(详见课本107页)
银白色,柔软,从Li→Cs熔沸点降低
二、性质递变规律Li Na K Rb Cs
原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,与水反应越来越剧烈,生成的碱的碱性渐强。
三、焰色反应
1、 定义:多种金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈特殊的颜色
2、 用品:铂丝、酒精灯、试剂
3、 操作:灼烧→蘸取试剂→放在火焰上观察火焰颜色→盐酸洗净→灼烧。注:焰色反应可用来鉴别物质 记住:钠――黄色 钾――紫色(透过蓝色钴玻璃)

B. I.目前,我国采用“接触法”制硫酸,设备如图所示: (1)图中设备A的名称是_____________,该设备中主

Ⅰ.(1)沸腾炉 4FeS 2 +11O 2 Na 2 CO 3 + CO 2 ↑+ H 2 O

C. 小明设计了如图所示的实验装置来证明氧化铜也能加快过氧化氢溶液的分解,并与相同条件下MnO2的催化效果做

(1)本题中要注意:不论用哪一种方法,都要形成液封.方法一必须夹上弹簧夹,还要加水浸没长颈漏斗的下端,形成液封.方法二和方法三中要注意针筒或吸球造成的内外的压强差.第二个装置中也要注意内外压强差.加药品的先后顺序:先加CuO后滴加H2O2
故答案为:方法一:在乳胶管上夹弹簧夹,向长颈漏斗内加水,至形成液封,再加适量水,静置一段时间后,若长颈漏斗液面与试管内液面差保持不变,说明气密性良好.(或方法二:在试管内加入适量水,形成液封后,用针筒接在乳胶管上,当针筒外拉或内推时,若看到试管内有气泡或长颈漏斗下端出现稳定的液柱,说明气密性良好.方法三:用洗耳球或吸球代替针筒进行如上操作.)
加药品的先后顺序:先加CuO后滴加H2O2
(2)因为1升水能溶解30毫升的氧气,因此防止氧气溶在水中.
故答案为:防止O2溶于水.
(3)本实验的设计意图是比较反应速率的快慢,实验时间均以生成30mL气体为准.
故答案为:生成30mL氧气所需要的时间.
(4)本题要抓住催化剂的特点“一变、二不变”.即改变其它反应的化学反应速率,本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变,就可以设计有关的实验步骤.
故答案为:(答案合理即可)

实验步骤设计这一步骤的目的
把上述混合物,过滤所得固体晾干后称重CuO的质量在反应前后是否保持不变
将所得固体重新与过氧化氢溶液混合,观察是否依旧加快过氧化氢溶液分解CuO的化学性质在反应前后是否保持不变

D. 用图甲所示装置可测定SO2转化为SO3的转化率.(1)实验时,甲中橡胶管所起的作用是______.(2)为使SO2

(1)甲中橡胶管将分液漏斗和烧瓶相连,烧瓶和外界大气相连,这样橡胶管可以维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等,使液体能顺利滴下,故答案为:维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等,使液体能顺利滴下;
(2)先加热V2O5,后滴加浓硫酸,能保证生成的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫,使SO2有较高的转化率,故选A;
(3)图甲将二氧化硫获得以后,要将之干燥,用浓硫酸干燥即可,三氧化硫在常温下是固体,可以用冰水将之冷凝,但是二氧化硫的量会剩余,不会完全转化,所以加上装置C或是E来确定二氧化硫的剩余量,故答案为:B;A;C或E;
(4)二氧化硫转化为三氧化硫的反应是放热反应,温度升高,会使化学平衡逆向移动,降低SO2的转化率,故答案为:降低;
(5)用amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸反应,会获得二氧化硫amol,继续通入O2一段时间后,称得(Ⅲ)装置增重bg,剩余二氧化硫的质量是bg,所以二氧化硫的转化率=

反应掉的二氧化硫
所有二氧化硫的总量
×100%=
a?
b
64
a
×100%,故答案为:
a?
b
64
a
×100%;
(6)“接触法”制硫酸,现在沸腾炉中将黄铁矿氧化为二氧化硫,然后再在B中将二氧化硫转化为三氧化硫,所以b处所含气体又未转化的二氧化硫,生成的三氧化硫以及剩余的空气,故答案为:沸腾炉;SO3、SO2、O2、N2

E. 工业接触法制硫酸的简单流程图如下: (1)写出装置甲的名称________。要使黄铁矿充分和迅速地燃烧,工业

(1)沸腾炉把黄铁矿粉碎成细小的矿粒和从炉底通入强大的空气流(2)常压常压时SO 2 的转化率已经很高,采用高压对SO 2 的转化率提高不大却会大大增加设备成本(3)外里(4)水与SO 3 反应放出大量的热,容易形成酸雾,不利于SO 3 吸收(5)在沸腾炉中矿石由上向下落,空气由下往上升在吸收塔中98.3%浓硫酸自上而下流,SO 3 等气体自下向上升

F. 硫酸工业制法的历史

硫酸工业已有 200多年的历史。早期的硫酸生产采用硝化法,此法按主体设备的演变又有铅室法和塔式法之分。19世纪后期,接触法获得工业应用,目前已成为生产硫酸的主要方法。
早期的硫酸生产 15世纪后半叶,B.瓦伦丁在其著作中,先后提到将绿矾与砂共热,以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年,英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产,器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物,产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸,此即硝化法制硫酸的先导。
硝化法的兴衰 1746年,英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座6ft(lft=0.3048m)见方的铅室,这是世界上第一座铅室法生产硫酸的工厂。1805年前后,首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石,使铅室法实现了连续作业。1827年,著名的法国科学家J.-L.盖-吕萨克建议在铅室之后设置吸硝塔,用铅室产品(65%H2SO4)吸收废气中的氮氧化物。1859年,英国人J.格洛弗又在铅室之前增设脱硝塔,成功地从含硝硫酸中充分脱除氮氧化物,并使出塔的产品浓度达76%H2SO4。这两项发明的结合,实现了氮氧化物的循环利用,使铅室法工艺得以基本完善。
18世纪后半期,纺织工业取得重大的技术进步,硫酸被用于亚麻织品的漂白、棉织品的酸化和毛织品的染色。吕布兰法的成功,又需大量地从硫酸和食盐制取硫酸钠。迅速增长的需求为初兴的硫酸工业开拓了顺利发展的道路。
早期的铅室法工厂都以意大利西西里岛的硫磺为原料,随着硫酸需求的不断增加,原料供应日益紧张。19世纪30年代起,英、德等国相继改用硫铁矿作原料。其后,利用冶炼烟气生产硫酸也获得成功。原料来源的扩大,适应了当时以过磷酸钙和硫酸铵为主要产品的化肥工业的兴起,从而使硫酸工业获得更大的发展。1900年世界硫酸产量(以100%H2SO4计)已达4.2Mt。1916年,美国田纳西炼铜公司建成了一套日产 230~270t(以100%H2SO4计)的铅室法装置。它拥有四个串联的铅室,每个铅室的容积为15600m3,这是世界上容积最大的巨型铅室。由于庞大的铅室生产效率低、耗铅多和投资高,19世纪后半期起,不断有人提出各种改进的建议和发明,终于导致以填充塔代替铅室的多种塔式法装置的问世。
1911年,奥地利人C.奥普尔在赫鲁绍建立了世界上第一套塔式法装置。六个塔的总容积为600m3,日产14t硫酸(以100%H2SO4计)。1923年,H.彼德森在匈牙利马扎罗瓦尔建成一套由一个脱硝塔、两个成酸塔和四个吸硝塔组成的七塔式装置,在酸液循环流程及塔内气液接触方式等方面有所创新,提高了生产效率。
在苏联和东欧,曾广泛采用五塔式流程。到50年代,苏联又开发了更为强化的七塔式流程,即增设成酸塔和吸硝塔各一座,其生产强度比之老式的塔式法装置有了成倍的提高,而且可以用普通钢材代替昂贵的铅材制造生产设备。
铅室法产品的浓度为 65%H2SO4,塔式法则为76%H2SO4。在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时,产品中还含有多种杂质。40年代起,染料、化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫酸和发烟硫酸的需要量迅速增加,许多工业部门对浓硫酸产品的纯度也提出了更高的要求,因而使接触法逐渐在硫酸工业中居于主导地位。
后来居上的接触法 1831年,英国的P.菲利普斯首先发明以二氧化硫和空气混合,并通过装有铂粉或铂丝的炽热瓷管制取三氧化硫的方法。1870年,茜素合成法的成功导致染料工业的兴起,对发烟硫酸的需要量激增,为接触法的发展提供了动力。1875年,德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建成第一座生产发烟硫酸的接触法装置。他曾以铅室法产品进行热分解取得二氧化硫、氧和水蒸气的混合物,冷凝除水后的余气通过催化剂层,制成含43%SO3的发烟硫酸。
1881发起,德国巴登苯胺纯碱公司的R.克尼奇对接触法进行了历时10年的研究,在各种工艺条件下系统地测试了铂及其他催化剂的性能,并在工业装置上全面解决了以硫铁矿为原料进行生产的技术关键。当时的接触法装置都使用在较低温度下呈现优良活性的铂催化剂。但其价格昂贵、容易中毒而丧失活性(见催化剂中毒、催化活性)。为此,早期的接触法装置,无论从硫化矿或硫磺为原料,都必须对进入转化工序的气体预先进行充分的净化,以除去各种有害杂质。1906年,美国人F.G.科特雷耳发明高压静电捕集矿尘和酸雾的技术在接触法工厂获得成功,成为净化技术上的重要突破。
第一次世界大战的爆发,使欧美国家竞相兴建接触法装置,产品用于炸药的制造。这对接触法的发展颇具影响。1913年,巴登苯胺纯碱公司发明了添加碱金属盐的钒催化剂,活性较好,不易中毒,且价格较低,在工业应 用中显示了优异的成效。从此,性能不断有所改进的钒催化剂相继涌现,并迅速获得广泛应用,终于完全取代了铂及其他催化剂。
近30年的发展 第二次世界大战以后,硫酸工业取得了较大的发展,世界硫酸产量不断增长。

现代的硫酸生产技术也有显著的进步。50年代初,联邦德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术。联邦德国的法本拜耳公司于1964年率先实现两次转化工艺的应用,又于1971年建成第一座直径4m的沸腾转化器。1972年,法国的于吉纳-库尔曼公司建造的第一座以硫磺为原料的加压法装置投产,操作压力为500kPa,日产550t(100%H2SO4)。1974年,瑞士的汽巴-嘉基公司为处理含0.5%~3.0%SO2的低浓度烟气,开发一种改良的塔式法工艺,并于1979年在联邦德国建成一套每小时处理10km3焙烧硫化钼矿烟气(0.8%~1.5%SO2)的工业装置。
中国硫酸工业的发展 1874年,天津机械局淋硝厂建成中国最早的铅室法装置,1876年投产,日产硫酸约2t,用于制造无烟火药。1934年,中国第一座接触法装置在河南巩县兵工厂分厂投产。
1949年以前,中国硫酸最高年产量为 180kt(1942)。1983年硫酸产量达8.7Mt(不包括台湾省),仅次于美国、苏联,居世界第三位。1951年,研制成功并大量生产钒催化剂,此后还陆续开发了几种新品种。1956年,成功地开发了硫铁矿沸腾焙烧技术,并将文氏管洗涤器用于净化作业。1966年,建成了两次转化的工业装置,成为较早应用这项新技术的国家。在热能利用、环境保护、自动控制和装备技术等方面,也取得了丰硕成果

G. 利用硫的转化,本人设计了一套实验装置,来制取固态SO3并模拟工业接触法制硫酸的部分步骤。求讨论其可行性

首先我得说你制取氧气的方法不好,用氯酸钾制出的氧气中含有不少氯气,最终制出的硫酸不纯,实际上工业生产时使用的是空气.
第二,你的氧化硫的装置不合理,硫的熔点不高,在酒精灯灯焰的加热下,很快就会变成液体,但是不会燃烧,况且你放在平玻璃管中,它会顺着玻璃管流向两侧(这个结论我用实验验证过)
第三,你的V2O5放在玻璃管底部,与SO3的接触面积很小,势必会导致催化效率的底下,你可以把V2O5负载在硅藻土或玻璃纤维上,然后做成疏松的团状放置于玻璃管中.还有,V2O5在酒精灯的火焰温度下是不会产生蒸汽的,但使用时也要小心防止中毒.
第四,NaOH可以略去,SO3和水反应的很快,基本不会有尾气跑出来.但我觉得你应该用低浓度的H2O2溶液,因为SO2不会被催化完全,它在水中的溶解度比SO3小的多,可能会有尾气排出(如果有NaOH也可以用水,但是原料利用率不如H2O2)
好了,暂时先想到这么多

H. 用锌粒与稀硫酸制氢气的实验装置

(1)检查装置气密性后,先在有孔塑料板上加锌粒,再通过长颈漏斗倒入稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式:Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑;
(2)图示方法是排水法收集气体,氢气可用排水法收集是因为氢气难溶于水;
(3)该装置可通过止水夹的关闭控制反应的随时发生和停止,打开夹子,固液接触产生气体,关闭夹子,试管内压强增大,将硫酸压入长颈漏斗,反应终止;实验室制取二氧化碳用大理石和盐酸常温反应,不需加热,也可用此发生装置;
(4)实验室制取大量CO 2 气体不能用稀硫酸和大理石为原料,因为 稀硫酸和大理石反应生成CaSO 4 微溶于水,使大理石和硫酸隔绝,阻止反应继续进行,所以不能用块状的大理石和稀硫酸反应,但大理石粉末与硫酸能充分接触,所以可用于制取二氧化碳;
故答案为:(1)锌粒;通过长颈漏斗倒入稀硫酸;Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑;
(2)排水法;氢气难溶于水;
(3)能随时控制反应的发生和停止;可以;实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应,也不需加热;
(4)碳酸钙与硫酸反应生成微溶性的硫酸钙,会覆盖在块状大理石表面,使大理石和硫酸隔绝,阻止反应继续进行,所以不能用块状的大理石和稀硫酸反应,但大理石粉末与硫酸能充分接触,故可用于制取二氧化碳.

I. 工业制H2SO4的方法!

硫酸之一

硫酸(H2SO4)三氧化硫和水的化合物。依照三氧化硫的含量不同,可分为含水硫酸、无水硫酸和发烟硫酸。当SO3与H2O的分子比小于1时为含水硫酸,其溶质质量分数小于100%;分子比等于1时为无水硫酸,其浓度为100%;分子比大于1时为发烟硫酸,其溶质质量分数大于100%。无水硫酸为一种无色透明、有强腐蚀性的油状液体,密度1.8269g/cm3(25℃),熔点10.36℃,沸点330℃。纯硫酸受热时放出SO3,当溶质质量分数达到98.3%时,成为恒沸溶液,其沸点为338℃,密度1.834g/cm3(25℃)。浓硫酸溶于水可形成一系列水合物H2SO4·nH2O(n=1、2、4、6、8),这些水合物都很稳定;所以有强烈的吸水性,是广泛使用的干燥剂和脱水剂。浓硫酸的水合过程放出大量热,每摩H2SO4溶解时放热为85.5kJ,在稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸慢慢地经玻璃棒导入水中,并不断搅拌,浓硫酸能从一些碳、氢、氧元素组成的有机物中将氢氧两元素按水的组成比脱去。如:

HCOOHH2O+CO↑

C12H22O1111H2O+12C

热的浓硫酸是强氧化剂,可跟许多金属或非金属作用而被还原为SO2或S。如:

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O

H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O

Al、Fe、Cr在冷、浓H2SO4中发生钝化。稀硫酸是很弱的氧化剂,不与非金属反应。具有酸的通性。硫酸是重要的化工产品之一,大量用于化学肥料工业(占硫酸总产量的50%以上)。还用于农药、医药、染料、合成纤维、冶金、石油炼制、炸药、无机盐以及其他许多化工产品的生产,是实验室常用的试剂。工业上大规模生产硫酸有接触法和硝化法两种:

硝化法SO2+NO2==SO3+NO

SO3+H2O==H2SO4

硝化法生产的硫酸的质量分数只有76%,而接触法可以生产98%以上的硫酸,采用最多。

硫酸之二

三氧化硫和水的化合物,无水硫酸的化学式为H2SO4。依照三氧化硫含量的不同,可分为含水硫酸、无水硫酸和发烟硫酸。SO3与H2O的分子比小于1时叫含水硫酸,浓度小于100%;分子比等于1时叫做无水硫酸,硫酸质量分数为100%;分子比大于1时叫发烟硫酸,质量分数大于100%。无水硫酸为一种无色透明、有强腐蚀性的油状液体,密度1.8269g/cm3(25℃),凝固点10.36℃,330℃时沸腾。98.3%的硫酸为硫酸和水的共沸物,其相对密度为1.834(18℃),338℃时沸腾;到444℃时硫酸蒸气基本上完全分解为SO3和H2O。

化学性质 ①有强烈的水合作用,硫酸可以与水结合,形成水合晶体H2SO4·xH2O(x=1,2,4,6,8)。浓硫酸溶于水时产生大量的热,若不慎将水倾入浓硫酸中,可能引起暴沸,使酸溅出。因此,稀释硫酸的方法只能是将浓硫酸慢慢倾入搅拌下的水中。强烈的水合作用使浓硫酸成为一种很好的干燥剂和脱水剂,它可使许多有机物质碳化。②

为二氧化硫、硫,甚至硫化氢。与浓硫酸不同,稀硫酸是很弱的氧化剂,不与非金属反应,与活泼金属反应时放出氢气。

工业制法 先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:

2SO2+O2→2SO3

这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:

SO2+N2O3+H2O—→H2SO4+2NO

根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法。现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸,采用最多。

应用硫酸是最重要的化工产品之一,它的产量是衡量一个国家化学工业生产能力的标志之一。硫酸大量(占硫酸总产量的50%以上)用于化学肥料工业,还用于农药、医药、染料、合成纤维、冶金、石油炼制、炸药、无机盐及其他许多化工产品的生产。

J. 实验室怎么制取三氧化硫

答:实验室一般用接触法制取三氧化硫。

接触法制三氧化硫

目的:制取三氧化硫,了解三氧化硫的性质,认识硫酸的生产过程。

用品:铁夹、气唧、反应管、安瓿、蒸发皿。

硫粉、浓硫酸、蒸馏水、氯化钡溶液、盐酸、紫色石蕊试液、重铬酸铵、粗食盐。

准备:仪器按图10—18进行安装。将2克硫粉,放在蒸发皿中加热,待熔化时,加入2克石棉绒,用玻棒搅拌,使石棉绒均匀沾上熔硫,成为硫棉。趁热撕成蚕豆大小块,冷却后备用。

实验装置:
http://zhjyx.hfjy.net.cn/Resource/Book/E/XXCKS/TS012024/image/74.gif

用1克重铬酸铵晶体,放在试管中,使其受热分解成Cr2O3。继续加热至干燥,装入反应管细管部分。Cr2O3两边,用细铜丝阻塞。

操作:酒精灯加热催化剂3分钟后,用镊子夹持硫棉一块,点燃。置于反应管粗管中,塞上连有气唧的橡皮塞。微微掀动气唧,鼓入空气,使硫继续燃烧生成二氧化硫。

当SO2与空气的混和物通过催化剂时,能见到催化剂红热,同时在反应管右部导管口有白烟冒出。

当SO3通过水吸收器时,产生大量酸雾而冒“烟”,通过浓硫酸吸收器时无此现象。

取下水、浓硫酸吸收器,将SO3通入安瓿,并将安瓿没入冰盐水中冷却。片刻即可观察到白色SO3晶体生成。反应管与吸收器连接处的乳胶管,由于炭化而变黑。

在上述通SO3的蒸馏水中,加入BaCl2溶液,立即出现浑浊。用盐酸酸化,浑浊不消失。

注意事项:

1.鼓气不要太急太快,要使硫棉充分燃烧。

2.欲制SO3晶体,导管和安瓿要极为干燥(要预先烘过,用橡皮塞封口,用时打开)。

3.装置中乳胶接头要短,以免腐蚀炭化。

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