硫酸工业(上课用).ppt

第三单元：硫酸工业,一、接触法制硫酸的化学反应原理,三反应：,三原料：,黄铁矿（或硫磺）、空气、水,工业制硫酸分几个阶段？每个阶段的反应原理是什么？用到什么典型设备？,三阶段：,三设备：,沸腾炉、接触室、吸收塔,二、接触法制硫酸的生产工艺,沸腾焙烧炉,流程1：1、硫铁矿的燃烧,思考：硫铁矿石为什么要粉碎？为什么要通入强大的空气流？,思考：从沸腾炉出来的炉气的能否直接通入接触室？,思考：怎样选择适宜的条件,N2,思考：从接触室出来的气体成分是什么？,温度：450摄氏度左右压强：常压催化剂：五氧化二矾,接触室,思考:此处出来的气体是什么成分?说说接触室中热交换器的作用?,P34问题解决2,流程2：接触氧化,接触室,沸腾炉,接触室,沸腾炉,SO2、N2、O2,SO3、SO2、N2、O2,吸收塔,逆流吸收,流程3：三氧化硫的吸收,【问题】为什么不用水来吸收三氧化硫？,常用98.3%的硫酸作吸收剂！,P35交流与讨论,炉,三、硫酸工业的三废治理,化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。,2.尾气吸收：,3.污水处理：,1.废渣的利用：,氨水法：NH3H2O,2NH3H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O,NH3H2O+SO2NH4HSO3,(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,练习,1工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉内导出的炉气，要经过净化的理由是（）A为了减少对大气的污染B防止催化剂中毒C炉气还含有一些其他有用成分，以便综合利用D为了制得更纯的H2SO4,B,2对于接触法制硫酸的生产操作与说明生产操作的主要理由两者都正确的是()A硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧。B三氧化硫的吸收采取逆流的形式，目的是增大其与吸收剂的接触面积。C二氧化硫氧化成三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率。D三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使其吸收完全。,BD,【例1】下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。试填写下列空白：（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式。（2）写出上图中部分装置的作用：甲：混合SO2和O2；。丙和丁：。（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；。（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于；丙和丁相当于。（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是。A硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应C二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率D三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率,干燥SO2和O2,观察气泡以调节通入SO2和O2体积比,吸收SO3并做对照实验,浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水，SO3充分被浓硫酸吸收,接触室,吸收塔,D,【例2】（1）生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为：2FeSO47H2O=Fe2O3+SO2+SO3+14H2O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫（加热装置已略去）。其中b为干燥的试管。试管b中得到的主要产物是_，检验该产物的方法是（结合离子方程式简要说明）_。,为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂是，简述相应的实验现象及结论。所得硫酸的理论浓度（溶质的质量分数）为_。,H2SO4,取少量溶液于试管中，滴入紫色石蕊试液，溶液变红色；另取样，滴入BaCl2溶液产生白色沉淀。证明产物是硫酸。,29.5%,（3）随着化学工业的发展，“接触法”全面替代了“绿矾热分解法”，请你从综合效益的角度指出“接触法”制硫酸的优势：,生产成本低、原料易得、原料利用率高；硫酸浓度高；对环境污染小；放出热量可以再利用,品红溶液,溶液褪色,【例3】工业接触法制硫酸的流程如下图所示：（1）从沸腾炉出来的气体经净化干燥处理后进入接触室，其气体体积组成是：SO27%，O211%，N282%。从接触室出来的气体中SO3的体积分数为7%，则SO2的转化率为。（2）每100gSO3气体与H2O完全反应放出热量162.9kJ，该反应的热化学方程式为。(3)某硫酸厂每天用含FeS26