单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,接触法制硫酸,接触法制硫酸,1,硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志,硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志,2,怎样制取硫酸,？,H,2,SO,4,SO,3,SO,2,S,FeS,2,H,2,O,O,2,O,2,O,2,因为硫磺做原料成本低，污染少，所以,世界上,主要用,硫磺,制硫酸，,我国,由于硫磺矿产资源较少，主要用,黄铁矿,为原料，黄铁矿的主要成分是,FeS,2,（二硫化亚铁）,怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2,3,一、接触法制硫酸,第一步：造气,第二步：二氧化硫的催化氧化,第三步：三氧化硫的吸收,S +O,2,SO,2,点燃,4FeS,2,+11 O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,高 温,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,加 热,SO,3,+H,2,O H,2,SO,4,一、接触法制硫酸第一步：造气第二步：二氧化硫的催化氧化第三步,4,沸 腾 炉,接 触 室,吸 收 塔,净化,冷 却,接触法制硫酸的工业流程,沸 腾 炉接 触 室吸 收 塔净化冷 却接触法制硫酸的工业流,5,接 触 法 制 硫 酸,1.造气,4FeS,2,+11O,2,=2Fe,2,O,3,+8SO,2,高温,主要反应：,主要设备：,沸腾炉,主,要,炉,产,气,物,SO,2,O,2,水蒸气,砷和硒的化合物,矿尘,使催化剂中毒,对设备和生产有不良影响,净化措施：,除尘,洗涤,干燥,N,2,：二氧化硫的制取和净化,接 触 法 制 硫 酸1.造气4FeS2+11O2,6,空气,炉气,思考：,从沸腾炉出来的炉气的成分有哪些,?,是否直接通入接触室？,矿渣,思考：,黄铁矿石为什么要粉碎？为什么要通入强大的空气流？,沸腾炉,空气 炉气思考：矿渣沸腾炉,7,接 触 法 制 硫 酸,2.二氧化硫氧化成三氧化硫,主要反应：,主要设备：,接触室（转化器）,热交换器的工作原理,内有许多平行的金属管道或蛇管,（400-500,V,2,O,5,催化剂）,2SO,2,(气)+O,2,(气)2SO,3,(气)+196.6 kJ,二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，,接触室和接触法的名称由此而得。,反应后热的SO,3,蒸汽在,管内,自上而下流过,冷的SO,2,与O,2,混合气体在,管外,由下而上流过,通过管壁进行热交换,接 触 法 制 硫 酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反,8,思考：怎样选择适宜的条件,N,2,思考：,从接触室出来的气体成分是什么？,温度：,400至500摄氏度,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?,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什,9,0.1,0.5,1,10,400,99.2,99.6,99.7,99.9,500,93.5,96.9,97.8,99.3,600,73.7,85.8,89.5,96.4,压强,(MPa),转化率,(,),温度,(),（,数据分析,）,压强及温度对SO,2,转化率的影响如下表 （原料气各成分的体积分数为：,SO,2,7%，O,2,11%，N,2,82%）；,（1）已知SO,2,的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？,（2）在400500时，SO,2,的催化氧化采用常压还是高压?主要原因是为什么？,0.10.5110400 99.299.699.799.,10,接 触 法 制 硫 酸,3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成,主要反应：,主要设备：,吸收塔,SO,3,+H,2,O=H,2,SO,4,讨,论,工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？,为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？,用 98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫,三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸,作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化,硫的吸收。,接 触 法 制 硫 酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主,11,接 触 法 制 硫 酸,3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成,主要反应：,主要设备：,吸收塔,SO,3,+H,2,O=H,2,SO,4,讨,论,为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？,如何处理尾气？,由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染。,2NH,3,+H,2,O+SO,2,=(NH,4,),2,SO,3,用氨水吸收,(NH,4,),2,SO,3,+H,2,SO,4,=(NH,4,),2,SO,4,+H,2,O+SO,2,化肥,回收利用,接 触 法 制 硫 酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主,12,吸 收 塔,思考：,吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？,从吸收塔中排出的气体有那些成分？能否直接排入大气？,吸 收 塔思考：吸收三氧化硫为什么不,13,小结：接触法制硫酸,SO,2,的制备（造气）,SO,2,的催化氧化,SO,3,的吸收,沸腾炉,接触室,吸收塔,S+O,2,=SO,2,4FeS,2,+11O,2,=2Fe,2,O,3,+8SO,2,2SO,2,+O,2,=2SO,3,SO,3,+H,2,O=H,2,SO,4,化学反应速率理论,速率、平衡理论、热交换原理,逆流吸收原理,三原理,三阶段,三设备,三反应,小结：接触法制硫酸SO2的制备（造气）SO2的催化氧化SO3,14,接触法制硫酸课件,15,接触法制硫酸课件,16,二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理,1、“三废”处理,(1)尾气吸收 用石灰乳SO,2,+Ca(OH),2,=CaSO,3,+H,2,O,CaSO,3,+H,2,SO,4,=CaSO,4,+SO,2,+H,2,O,用氨水SO,2,+2NH,3,+H,2,O =（NH,4,）,2,SO,3,（NH,4,）,2,SO,3,+H,2,SO,4,=（NH,4,）,2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,(2)污水处理 Ca(OH),2,+H,2,SO,4,=CaSO,4,+2H,2,O 制石膏,(3)废渣处理 黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。,2、“废热”利用：能量充分利用,(1)在接触室中设热交换器，预热SO,2,和O,2,。,(2)在沸腾炉旁设置“废热锅炉”，产生蒸汽发电；,二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理 1、“三废,17,三、硫酸厂厂址的选择,选择原则：靠近硫酸,消费,中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。,例题：A、B、C、D四地的地理位置如图，交通均较为便利，其他地理条件如下：A地是风景旅游城市；B地是硫酸消费中心；C地有较为丰富的黄铁矿资源；D地有少量的硫酸消费。硫酸厂址应选择在,。,B,三、硫酸厂厂址的选择选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人,18,重要的硫酸盐,1、硫酸钙（CaSO,4,）,CaSO,4,2H,2,O,石膏（生石膏）,2CaSO,4,H,2,O,熟石膏,转化：,生熟,2（CaSO,4,2H,2,O,）=2CaSO,4,H,2,O+3 H,2,O,熟生,2CaSO,4,H,2,O+3 H,2,O,=2（CaSO,4,2H,2,O,）,石膏的用途：,石膏绷带、模型、水泥等。,重要的硫酸盐1、硫酸钙（CaSO4）CaSO4 2H2O,19,2、硫酸钡（BaSO,4,）,重晶石,用途：医疗上做“钡餐”、白色颜料等,3、胆矾（CuSO,4,5H,2,O,）,用途：配制“波尔多液”，镀铜液等,4、明矾（,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,),用途：净水剂等,5、芒硝（Na,2,SO,4,10H,2,O,）,用途：缓泻剂、造纸等,2、硫酸钡（BaSO4）重晶石用途：医疗上做“钡餐”、白,20,多 步 计 算,某硫酸厂用80%FeS,2,的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS,2,的,利用率为90%，求用1000 t 黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？,高温,V,2,O,5,2SO,2,+O,2,2SO,3,4FeS,2,+11O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,SO,3,+H,2,O,H,2,SO,4,分析：,4FeS,2,8SO,2,8SO,3,8H,2,SO,4,FeS,2,2H,2,SO,4,得关系式：,多 步 计 算 某硫酸厂用80%FeS2 的黄铁矿,21,多 步 计 算,某硫酸厂用80%FeS,2,的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS,2,的,利用率为90%，求用1000 t 黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？,解：设可制得98%的浓硫酸的质量为 x,FeS,2,2H,2,SO,4,120,196,(1000t)(80%)(90%),(x)(98%),120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%),x=,1200 t,答：可制得98%,的浓硫酸 1200吨,多 步 计 算 某硫酸厂用80%FeS2 的黄铁矿,22,接触法制硫酸习题,1我国在接触法制硫酸过程中，普遍采用制SO,2,的方法是 ,A燃烧硫 B燃烧Fe,2,S,3,C燃烧FeS,2,D燃烧CuFeS,2,2从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是 ,ASO,2,BN,2,C砷化物 D水蒸气,3接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是 ,AH,2,S BCO,2,CSO,3,DSO,2,4在接触法制硫酸过程的各步反应中，等物质的量的反应物发生电子转移最多的是 ,AFeS,2,BO,2,CSO,2,DSO,3,C,C,D,A,接触法制硫酸习题CCDA,23,598.3的浓硫酸（密度1.84g/cm,3,）的物质的量浓度为 ,A1.84mol/L B9.8mol/L,C12mol/L D18.4mol/L,6接触法制硫酸时，由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程，其理由是 ,A杂质与矿尘会使催化剂中毒,B水蒸气对设备和生产有不良影响,C可提高原料的利用率,D可制取浓硫酸,7在4FeS,2,+11O,2,=2Fe,2,O,3,+8SO,2,的反应中，被氧化的元素是 ,A只有铁 B只有硫,C铁和硫 D氧和铁,D,A B,C,598.3的浓硫酸（密度1.84g/cm3）的物质的量浓,24,8在O,2,中灼烧0.40g硫和铁的化合物，使其中的硫全部转化为SO,2,，把这些SO,2,全部氧化并转化为H,2,SO,4,。这些硫酸与20mL、0.50mol/L NaOH溶液完全中和。则原化合物中硫的质量分数为 ,A30 B36.4 C40 D53.3,9在FeS,2,SO,2,的转化过程中，每转移1mol电子时产生SO,2,的体积是（折算为标准状况）,A0.51L B4.07L C16.3L D22.4L,B,C,8在O2中灼烧0.40g硫和铁的化合物，使其中的硫全部转化,25,练习题：,燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？,解析：,由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式：,设：能生成,98%,的硫酸,x,吨,FeS,2,2SO,2,2SO,3,2H,2,SO,4,120 298,1t90%(1-1.5%)xt98%,x=1.478,练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多,26,思考,2、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？,3、SO,2,的催化氧化怎样选择适宜的合成条件？,4、吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸？,6、硫酸厂选择厂址时应注意哪些因素？,5、硫酸厂“三废”以及“废热”应怎样处理？,1、硫及其化合物之间的相互转化关系,H,2,S,S SO,2,SO,3,H,2,SO,4,思考2、工业制硫酸分几个阶段？每个阶段的反应原理是什么？,27,（2007年宁夏理综）31化学选考题（15分）A.化学与技术,工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO,2,转化为SO,3,是一个关键步骤。压强及温度对SO,2,转化率的影响如下表（,原料气各成