硫酸工业【知识点+例题+练习】

1、硫酸工业知识要点一、主要知识点1、接触法制硫酸示意图:2、接触法制硫酸的过程和原理:三原料三阶段三反应(均放热)三设备三净化黄铁矿或S造气4FeS+110 =2Fe2O+8SO（高温） 或 S+Q=SO沸腾炉除尘空气接触氧化2S0 +Q=2SO （催化剂）接触室洗涤瘫硫酸三氧化硫吸收SO+H2O= H2SO吸收塔干燥造气：(在 中进行)；(2)接触氧化：(在 中进行);(3) SO的吸收： ( 在 中进行).3、生产过程中提高原料利用率的方法有 、.4、煨烧黄铁矿制得的炉气中含有 ,需要、和,避免.5、应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件：二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体 积缩小

2、的、放热的反应.(1)温度二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断，温度较低对反应有利.但是，温度较低时，反应速率低，考虑催化剂在400500c活性最大，在实际生产中，选定400500c作为操作温度，这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想.(2)压强二氧化硫接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应，根据化学平衡理论判断，加压对反应有利.但 是，在常压、400500c时，二氧化硫的转化率已经很高，加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，故 在实际生产中，通常采用常压操作，并不加压.(3)二氧化硫接触氧化的适宜条件常压、较高温度(400500 C )和催化剂6、接触氧化过程，应用了

3、 设备，其优点是 .7、工业上用 吸收SO,是因为.【注意】(1)依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大 矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧.(2)依据增大廉价易得的反应物的浓度，使较贵重的原料得以充分利用的原理，采用过量的空气使黄铁矿 充分燃烧.(3)通入接触室的混合气体必须预先净化，其原因是：炉气中含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及神、 硒化合物、矿尘等.神、硒化合物和矿尘等会使催化剂中毒；水蒸气对生产和设备有不良影响.因此， 炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理.(4)在接触室里装有热交换器，其作用是在二氧化硫接触氧化时，用放出的热量

4、来加热未反应的二氧化硫 和空气，充分利用热能，节约燃料.(5)不能用水吸收三氧化硫而用 %勺浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，容易形成酸雾，且吸收速度慢.二、有关计算1、由硫酸工业反应原理可推算出，理论上： 1mol S完全转化能生成 mol HaSO, 1mol FeS完全转 化能生成 mol HSO.2、工业制硫酸中的计算问题：(1)关系式法(多步计算的简捷运算方法 广先写出多步反应的化学方程式，然后找出最初反应物和最终生成物之间的 之比，列出关系式，即可一步计算.如：SHSO, FeSH2SO.(2)元素守恒法：原料中某一关键元素理论上若全部转入产物，则两物质中该元素的物质的量 .(3)几个率

5、：矿物的纯度=X100%原料利用率=X100%原料转化率=原料利用率=1-原料损失率产率=X100%(4)多步反应的总转化率 =各步反应转化率的 三、硫酸生产中的“三废”处理硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而排空会严重污染空气.尾气吸收： 用氨水吸收，再用 HSO处理：SO+2NH+HO=(NH)2SO; ( NH) 2SO+HSO=( NH) 2SO+SO T +HO NaSO溶液吸收：NaSG+SG+H2O=2NaHS。 用NaOH液吸收，再用熟石灰和 Q处理；(此方法反应复杂，还可能发生其他反应)SO+ NaOH= NaHSO; NaOH NaH

6、S3= NaSO+ HONaSO+Ca(OH2= CaSO1 + 2 NaOH 2 CaSO+ Q= 2 CaSO(2)污水处理：硫酸厂废水中含硫酸，排放入江河会造成水体污染.通常用消石灰处理：C&OH2+HS(4=CaS(4+2H2O.生成的硫酸钙可制建材用的石膏板.（3）废热利用第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热，通常在沸腾炉处设废热锅炉，产生的过热蒸汽可用于发电，产生的电能再供应硫酸生产使用.第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气，生产设备叫热交换器，原料气又将三氧化硫降温，再送入吸收塔.（4）废渣的利用黄铁矿的矿渣的主要成分是FeO和Si。，可作为制造水泥的原料或用于制砖.含铁量高的矿渣

7、可以炼铁.典型例题1、在硫酸工业生产中，为了有利于SO的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（如右图），图中在a、b、c处流入或流出的气体正确的是（）A a 处 S N2R b 处 SOK Q、N2C、a 处 S OD c 处 SO N22、在接触法制硫酸的工业生产中，下列生产操作及其原因解释二者都正确的是（）A、硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为块状硫铁矿不能燃烧B、SO氧化为SO时需要高压，这样可以提高 SO的转化率C SO氧化为SO时需要使用催化剂，这样可以提高SO的转化率D用%勺浓HaSO吸收SO,可以防止形成酸雾阻碍 SO的吸收3、接触法制硫酸和工业制硝酸分别经过以下的变化：

8、 FeS- SG H2SO, NH-N8 NO HNOR都是化合反应下列说法正确的是 （）.A、所有变化都是氧化-还原反应C反应都要用催化剂 4、接触法制硫酸的原料是 ,生产过程的化学反应原理： .5、硫酸最古老的生产方法是：把绿矶装入反应容器中加强热，会流出油状物，并放出有刺激性气味的气体，反应容器中的固体变为红色.这个变化过程可用两个化学方程式表示, .6、在氧气中灼烧由硫、铁元素组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20 mL1 mol L-1的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸，则原混合物中硫的质量分数约为 .7、含FeS80%勺硫铁矿，煨烧时损失硫 5% SO氧化成

9、SO时利用率为98%问生产1 t 98%的硫酸，需要这种硫铁矿多少t ?100吨，可以制得8、取1g含SiQ和FeS的矿石样品，在氧气中充分燃烧，残余固体质量为，用这种矿石98%勺H2SO多少吨？（设生产过程中硫损失 2%）经典练习1、目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及（）A、SOR NOC CODD可吸入颗粒物2、下列说法中不正画.的是（）A、硫酸工业的尾气必须回收、净化处理，主要为了充分利用原料B、“酸雨”中主要含有硫的氧化物以及所形成的硫酸及硫酸盐C大气中，大量的 SO来源于煤和石油燃烧、金属矿石的冶炼n消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放3

10、、以下烟气经净化处理后，可用做气体燃料的有（）硫酸工业尾气硝酸工业尾气高炉煤气焦炉煤气 炼钢过程中产生的棕色烟气煨烧石灰石的气体产物A、RC口4、为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO,工业上将生石灰和含硫煤混合使用.请写出燃烧时，有关“固硫”（不使含硫化合物进入大气）反应的化学方程式： .5、“绿色化学” （GreenChemistry）的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径.下列各项属于“绿色化学”的是（）A、处理废弃物B治理污染点G减少有毒物质D杜绝污染源6、大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染分一次污染

11、物和二次污染物.二次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化， 或与环境中的其它物质发生反应， 生成新的污染物.如2NO Q=2NO, 则NO就是二次污染物，由 NO导致的污染就是 NO的二次污染.下列物质 SONONOHClCO不 易导致二次污染的是A、RCn只有7、对于可逆反应 2SO（g）+Q（g） 2 SO（g） , AH= mol.下列说法中正确的是A、达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等B、达到平衡时，反应物和生成物的物质的量保持不变C、加入催化剂，可以提高 SO的转化率D升高温度，可以提高 SO的转化率8、在容积相等的甲乙两个密闭容器中，分别都充入2mol SO和1mol

12、Q,使它们在相同温度下发生反应2SO（g）+Q（g） 2 SO（g）.设在反应过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，达到平衡后，如 甲容器中SO的转化率为25%则乙容器中SO的转化率应当是（）A、25%R 25%D 无法判断9、接触法制硫酸生产过程中，假如进入接触室的原料气为100n3,反应后体积减少为 92R3,已知原料气中SO Q、N2的体积比为20:15:65 ,则SO的转化率为（）.A、90%R 80%C 70%口 60%10、在一定条件下，某密闭容器发生如下反应：2SO(g)+O(g) 2 SO(g) , 件mol,反应达到平衡后 SO、O、SO的物质的量之比为 3:2:5

13、 ,保持其它条件不变，升温后重新达到平衡，S Q的物质的量分别为 2 a mol和a mol,则此时容器内 SO的物质的量应为 ().A、 15-molR 149-molC 13-molH 129-mol11、硫酸是无机“三大强酸”之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志.工业制硫酸的 工艺流程如下图：据图回答下列问题：(1)写出用黄铁矿(主要含FeS)造气的化学反应方程式 .(2)写出A B物质的名称：A, B.(3)催化氧化之前对 SO和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是 ,选用B进入吸收塔吸收SO的优点是.(4) SO的催化氧化是一个可逆反应，采取适宜的反应条件有利于生产的进行.实际生产中，下列哪些 生产条件或措施考虑到了平衡移动原理 (填字母).A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎B.使用V2Q作催化剂C.催化反应室中温度选择 400500 CD.净化后的炉气中要有过量的空气E.催化氧化在常压下进行F.将尾气中的SO循环利用(5)某硫酸工厂每天消耗黄铁矿石 (含FeS质量分数60%)20吨，生产中三阶段的转化率依次为98% 95%98%则该工厂一天能生产 B的质