硫酸的工业制法PPT课件 (人教课标版)

硫酸的工业制法
学习目标
硫酸的性质简要 硫酸的工业制备原理 硫酸的制取流程 硫酸的其他制取方法 现场练兵
学习目标
1．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，并了解 生产过程和几个典型设备，以及生产中的一些 重要操作。 2．理解接触氧化反应条件的选择原理，加深对 化学反应速率和化学平衡知识的理解。 3．通过有关硫酸工业的计算，进一步巩固多步 反应的化学原理。 4．通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及 生产规模、厂址的选择等的讨论，认识环境保 护的重要性，培养良好的环境保护意识。
吸收时，在吸收塔里填满瓷环，使液体和气体的接触面积增大，
提高吸收率。
2、选择合适的催化剂。实际生产中，许
多进行很慢的反应，不符合工业生产的要
求，在使用催化剂后，使化学反应速率大
大加快，从而缩短了化学反应达到平衡的
时间。在430℃下，转化为的转化率可达到
98%左右，如不使用催化剂，需很长时间
才能达到平衡，如使用了催化剂，在数小
3、综合利用“三废”：废水、废气和废渣。 如硫酸工业上，尾气中可用浓氨水吸收制得氮肥 或释放出循环使用，还可以用石灰乳吸收尾气中 的制得石膏。
4、生产规模和厂址的选择。由于硫酸是腐蚀 性液体，不便储存和运输，因此要求把硫酸厂建 在靠近硫酸消耗量大的地区。硫酸厂选址应避开 人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区
2、逆流吸收原理。用98.3%的浓硫酸吸收时，液体和气体的流向是 相反的，液体自上而下，气体自下而上，使吸收更完全。在热交换中， 冷的和热的气体（或液体），都是采用逆流的方法进行热量交换的。
原理二、增大反应速率原理
1、增大反应物之间的接触面积。制造硫酸时把黄铁矿粉碎，
并在沸腾炉中燃烧，从而加快反应的进行。用98.3%的浓硫酸
原理一、提高原料转化率原理
1、增大反应物的浓度。根据勒夏特列原理，对于达到平衡后的可逆 反应，在其他条件不变时，增大一种反应物的浓度，可使平衡向正反 应方向移动，从而可以提高另一种反应物的转化率。在实际生产中， 常使反应中原料较易得到、价钱比较便宜的反应物的浓度超过反应所 需要的量，从而能提高较贵重原料的利用率。如煅烧黄铁矿制硫酸时， 采用通入过量空气的方法使黄铁矿充分燃烧。
尾气的处理
由于二氧化硫的危害如此之大，因而在尾气排入大气之前 要经回收、净化处理，以防止二氧化硫污染空气并充分利
用原料。 SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3
100%的硫酸熔沸点： 熔点10℃ 沸点290℃。 98.3%硫酸的熔沸点：熔点：10℃ 沸点：338℃
1、脱水性：可被浓硫酸脱水的物质一般为含 氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸 屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成 了黑色的炭（炭化）。
如C12H22O11===12C + 11H2O
2.吸水性： 就硫酸而言，吸水性有很多用处，比如
和弱酸； 可与碱反应生成相应的硫酸盐和水； 可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应的硫酸盐和氢气； 加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。 强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO4 2-
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硫酸的制备原理
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、 硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三 种主要原料。
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浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应 该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。” 若将浓 硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生“发烟”现象,这 样含有SO3的硫酸称为“发烟硫酸"。
但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一 部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶 液的） 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到 98.3%的浓度。
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原理四、经济效益最高原理
1、热能充分利用原理。硫酸生产过程中三个主要反应都是放 热的，可在制硫酸的工厂设置锅炉来加热水，用生成的水蒸气 发电。在接触氧化时用放出的热量来预热未起反应的空气。 2、循环原理。许多化学反应是可逆的，为了提高原料的利用 率，化学工业上一般把未起反应的原料分离出来再循环使用， 如用接触法制取中把未反应的（不能排放到空气中）加以回收 再通入接触室中继续参加反应，以保证原料的充分利用。
，浓硫酸可以与除金、铂之外的 所有金属反应，
生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2 ；
②热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到
其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。
③浓硫酸具有强氧化性，实验室制取H2S、HBr、
HI等还原性气体不能选用浓硫酸。只表现出
氧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性
二、稀硫酸
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可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水； 可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应，生成相应的硫酸盐
时内就可能达到平衡 。
原理三、生产工艺条件优化原理
1、原料气的组成。为了提高的转化率和加快反应速 率，在原料气中要通入过量的空气，以增大氧气的体 积分数，可以大幅度地提高的转化率和设备生产能力。
2、选择合适的温度和压强进行反应。转变成，最好 在400℃~500℃进行，压强选择常压（因常压下的转 化率就已经很高了）。实际生产中一般综合考虑反应 特点和化学平衡移动原理并结合设备条件，选择最适 宜的温度和压强，以利于反应的进行。
1.燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 S+O2=（点燃）SO2 4FeS2+11O2=（高温）8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫 2SO2+O2=(△，V2O5)2SO3（该反应为可逆反应）
3.用98.3%硫酸吸收 SO3+H2SO4=H2S2O7（焦硫酸）
4.加水 H2S2O7+H2O=2H2SO4
很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是 良好的干燥剂。 这个与脱水性有很大的不 同：脱水性一般反应前没有水，而是H、O 元素以个数比2：1的形式形成水，从有机 物中出来。 除此之外浓硫酸还具有难挥发性（高沸点 ）、酸性和稳定性。
浓 硫 酸
表现出酸性
3、强氧化性：
和氧化性
①常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化；加热时