高中化学-硫酸的工业
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高中化学知识点规律大全——硫酸工业(1)环境保护与原料的综合利用.化工生产必须保护环境,严格治理“三废”(废气、废水、废渣),并尽可能把“三废”变为有用的副产品,实现原料的综合利用.①尾气吸收.尾气中含有的SO2气体可用氨水吸收:SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2↑ + H2O经反应得到的SO2气体可再进入硫酸厂循环利用,(NH4)2SO4可作肥料.②污水处理.生产过程中的污水里含有的H2SO4等杂质,可用石灰乳中和处理:Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + H2O③废渣的利用.黄铁矿矿渣可作为制造水泥原料或用于制砖;含铁品位高的矿渣,经处理后可炼铁.(2)能量的充分利用.硫酸生产过程中的化学反应都是放热反应,可充分利用这些反应放出的热能(称之为“废热”)来降低生产成本.例如,在沸腾炉旁设置“废热”锅炉,产生蒸汽来发电;在接触室中设热交换装置,利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2使其达到适宜的反应温度.因此,在生产中充分利用“废热”,不仅不需要由外界向硫酸厂供给能量,而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量.(3)生产规模和厂址选择.一般来说,现代化工生产要求有较大的生产规模.化工厂厂址的选择,涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素,应对这些因素综合考虑,权衡利弊,才能作出合理的选择.由于硫酸是腐蚀性液体,不便贮存和运输,因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区.工厂规模的大小,主要由硫酸用量的多少来决定.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.高中化学知识点——硫酸工业第 1 页共 1 页。
硫酸的工业制法三个方程式
硫酸是一种重要的化工原料,在工业上有几种制备方法。
其中最常见的三种制法分别为铁硫矿氧化法、硫三氧化二硫催化剂法和硫酸盐矿石法。
首先是铁硫矿氧化法,其化学方程式为,2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4。
这个过程中,铁硫矿(黄铁矿)被氧化成硫酸铁和硫酸。
其次是硫三氧化二硫催化剂法,其化学方程式为,2SO2 + O2 → 2SO3。
这个过程中,二氧化硫被氧化成三氧化硫,而后者溶于水形成硫酸。
最后是硫酸盐矿石法,其化学方程式为,CaSO4 + 2C + O2 → 2CO2 + 2CO + 2SO2 + CaS。
这个过程中,硫酸盐矿石(石膏)经过还原反应生成二氧化硫,再经过催化氧化反应生成硫三氧化二硫,最终形成硫酸。
这三种工业制法分别从硫化物、二氧化硫和硫酸盐矿石出发,通过不同的化学反应途径最终制得硫酸。
这些方程式展示了硫酸的
工业制备过程,每个方程式都代表着不同的反应路径和条件。
希望这些信息能够满足你的需求。
1、工业制硫酸4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(反应条件:高温)2SO2+O2=2SO3(反应条件:加热,催化剂作用下)SO3+H20=H2SO4(反应条件:常温)在沸腾炉,接触室,吸收塔内完成2、工业制硝酸4NH3+5O2=4NO+6H2O(反应条件:800度高温,催化剂铂铑合金作用下)2NO+O2=2NO23NO2+O2=2HNO3+NO3、工业制盐酸H2+C l2=2HCl(反应条件:点燃)然后用水吸收在合成塔内完成4、工业制烧碱(氯碱工业)2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)5、工业制取粉精2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O6、工业制纯碱(侯氏).侯氏制碱法NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO32)NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NH4HCO3结晶析出)3)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反应条件:加热)7、工业制金属铝2Al2O3=4Al+3O2(反应条件:电解,催化剂为熔融的冰晶石)注:冰晶石化学式为NaAlF68.工业制硅利用反应SiO2+2C==高温== Si+2CO↑能得到不纯的粗硅。
粗硅需进行精制,才能得到高纯度硅。
首先,使Si跟Cl2起反应:Si+2Cl2=SiCl4(400 ℃~500 ℃)生成的SiCl4液体通过精馏,除去其中的硼、砷等杂质。
然后,用H2还原SiCl4:SiCl4+2H2==高温== Si+4HCl这样就可得到纯度较高的多晶硅。
9.硅酸盐工业(制普通玻璃)生石灰(高温煅烧石灰石)CaCO3 =高温= CaO+CO2↑玻璃工业(玻璃窑法)Na2CO3 + SiO2 =高温= Na2SiO3 +CO2↑CaCO3 + SiO2 =高温= CaSiO3 +CO2↑10.高炉炼铁Fe2O3+3C=2Fe+3CO[也可以生成CO2]11.工业制取水煤气C+H2O=CO+H22.粗铜的精炼电解:阳极用粗铜阳极:Cu-2e-=Cu2+阴极:Cu2++2e-=Cu13、工业制氨气3H2+N2=2NH3(反应条件:高温高压催化剂作用下)注:催化剂为铁触媒氯气中学二氧化锰浓盐酸加热工业电解食盐水氯化氢中学直接买/浓硫酸氯化钠加热(溴化氢同)工业氢气氯气燃烧氟化氢实验室氟化钙浓硫酸共热溴碘中学直接买工业海水中的离子相应电解/氧化还原氧气中学高锰酸钾加热/氯酸钾二氧化锰加热/双氧水二氧化锰/ 工业压缩空气二氧化硫中学硫酸(稍浓)加亚硫酸盐/铜,浓硫酸加热工业硫铁矿,黄铜矿,硫燃烧三氧化硫工业二氧化硫氧气钒催化剂氧化硫酸工业三氧化硫溶于98%硫酸得到发烟硫酸,稀释氮气中学无工业压缩空气氨中学氨水一般自己买,氨气消石灰氨盐加热(推荐氯化铵)/浓氨水工业氮气氢气催化反应硝酸中学有个二氧化氮溶于水的反应,不过一般自己买工业氨氧化成一氧化氮再生成NO2(还有电弧生成氮氧化物的方法)然后好像是溶与浓硝酸再稀释硅中学无工业二氧化硅,碳高温还原铝中学无工业电解氧化铝加冰晶石助熔钠,镁,钙电解铜实验室氢气还原氧化铜工业粗铜碳还原法精铜电解精炼铁实验室氢气还原工业生铁碳还原法钢生铁精炼过氧化氢工业分有机法和过氧化钡法在惰性电极上,各种离子的放电顺序:阴极(夺电子的能力):Au3+ >Ag+>Hg2+ >Cu2+ >Pb2+ >Fa2+ >Zn2+ >H+ >Al3+>Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+阳极(失电子的能力):S2- >I- >Br–>Cl- >OH- >含氧酸根注意:若用金属作阳极,电解时阳极本身发生氧化还原反应(Pt、Au除外)有机酸酸性的强弱:乙二酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚>HCO3-在室温(20C。
1、硫酸被人们誉为“化学工业之母”,在国民生产中发挥着重要作用,硫酸的产量是衡量一个国家化学工业水平的标志。
工业上生产硫酸包括三步:(1)第一步,在沸腾炉中煅烧黄铁矿,反应如下:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,该反应的氧化产物是,当生成8 mol SO2时转移电子的物质的量为。
(2)第二步,在接触室中发生如下反应:2SO2+O2 2SO3。
某科技小组的同学在一个恒温恒容的容器中模拟该反应,他们分两次进行实验,第一次向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2,反应达平衡后测得SO2的转化率为α1,第二次向容器中加入3 mol SO2、1.5 mol O2, 反应达平衡后测得SO2的转化率为α2,则α1α2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)第三步,在吸收塔中将SO3转化成硫酸。
硫酸是化学实验中的常用试剂:①浓硫酸可以与多种物质发生化学反应,试写出浓硫酸与铜发生反应的化学方程式。
②有Na、Mg、Al、Cu四种金属,若两两混合后取混合物14 g与足量稀硫酸反应,产生标准状况下H25.6 L,则此混和物的组合方式最多有种。
2、硫酸在生产中有广泛的应用,某厂以硫铁矿为主要原料生产硫酸。
已知:①550℃时,△H=-196.6KJ.mol-1②一定温度下,硫铁矿在空气中煅烧可能发生下列反应(设空气中N2与O2的体积比为4:1):,(1) 550℃时,6.4 g SO2(g)与足量O2(g)充分反应生成SO3(g),放出热量9.83kJ (填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)欲使反应①的平衡向正反应方向移动,下列措施可行的是。
(填字母)a.向平衡混合物中充入Ar b.向平衡混合物中充入O2c.改变反应的催化剂d.降低反应的温度(3)为使FeS2完全生成Fe2O3,生产时要使用过量的空气,则当空气过量50%时,所得炉气中SO2的体积分数是多少?(4)720 g纯净的FeS2在空气中完全煅烧,所得固体中Fe和O的物质的量之比n(Fe):n(O)=6: ,此时消耗空气为mol。
第三单元硫酸工业1.掌握接触法制硫酸的化学原理,能写出各阶段反应的化学方程式和需要控制的反应条件,能依据反应的各个阶段说明生产中反应物和生成物之间的数量关系.2.了解接触法制硫酸的生产工艺,了解各阶段反应的主要设备、工艺要求,结合反应原理理解各阶段生产条件控制的必要性与方法。
浓硫酸也能泼出《清明上河图》?增城高级中学的化学老师黄秉均教学数十载,凭着扎实的化学知识和绘画功底,竟然用浓硫酸独创出一种“酸蚀版”的《清明上河图》,画中各类人物、小桥流水、街头商铺用硫酸勾画得惟妙惟肖.由于浓硫酸有强氧化性、吸水性、脱水性等特性,加上他深爱画画,功底比较扎实,于是他便一直琢磨着将两种自己都熟悉的事物联系起来.“我将浓硫酸稀释后,用毛笔蘸上,然后在木板上画画,之后用红外线灯反复加热,硫酸将木板内的水分子吸收后,颜色变得深浅不一.”黄秉均说,加热温度越高,颜色就越深,最后就达到如水墨画一样的效果了.错误!一、接触法制硫酸的化学原理第一步:硫黄或硫铁矿的燃烧氧化。
化学方程式为S+O2错误!SO2或者4FeS2+11O2错误!2Fe2O3+8SO2。
第二步:二氧化硫的催化氧化。
化学方程式为2SO2+O22SO3。
第三步:三氧化硫的吸收。
化学方程式为SO3+H2O===H2SO4。
二、硫酸的生产工艺1.硫黄或硫铁矿的燃烧从硫铁矿制造二氧化硫,是先将矿物粉碎,放入沸腾焙烧炉中,从该炉下部通入空气,在高温下鼓入炉中的空气把矿石小颗粒扬起,呈沸腾状燃烧氧化。
硫铁矿沸腾焙烧得到的炉气中除了含有二氧化硫外,还含有多种杂质.这些杂质有的使催化剂中毒、失效,有的对反应设备有腐蚀作用,有的使制得的硫酸带色。
所以,从沸腾焙烧炉出来的高温炉气需要经过冷却、除尘和酸洗。
焙烧工序产生的矿渣和粉尘,经冷却增湿后,被送到钢铁厂作为炼铁原料。
2.二氧化硫的催化氧化精制得到的炉气补充空气后送入装有钒催化剂的接触室,氧化生成三氧化硫。
二氧化硫的催化氧化是一个放热的可逆反应。
H Cl 散热铁片合成塔里的燃烧器H 2Cl 2HCl 合成塔结构图视孔视孔一、盐酸的制备1.原理:氯气在氢气中燃烧,HCl 气体溶于水,得到盐酸。
2.设备3.生产过程:如上图,先通入________,点燃,再通入_________,让氯气在氢气的包裹中燃烧,生成氯化氢气体。
这样操作的目的是:_________________________________________ 工业浓盐酸略带黄色,是因为_______________的缘故。
二、硫酸的制备1.接触法:二氧化硫跟氧气在催化剂表面上接触时发生反应生成三氧化硫,所以这种生产硫酸的方法,称为接触法。
2.原料:黄铁矿(或硫磺)、空气 3.设备:知识梳理常见物质的工业制备4.生产过程:(三个阶段、三个反应、三套设备) (1)SO 2的制取(_________炉)原理:___________________________________________________(黄铁矿燃烧反应是放热的,故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料,矿石粉碎是为了扩大反应物的接触面,通入持续大量的空气流可以加快反应,提高原料利用率。
)净化:除尘(防止堵塞反应管道)→洗涤(除去杂质,防止__________________________)→干燥(防止腐蚀设备)。
(2)SO 2的催化氧化制取SO 3(_________室)原理:2522222+高温+V O SO O SO Q 垐垎噲垐 利用化学反应速率、化学平衡原理,选择适宜的反应条件如下:温度:400C ︒~500C ︒(选择原因:_____________________________________________________________________________________。
)压强:常压(选择原因:_________________________________。
) 催化剂:____________(采用多段催化氧化)接触室里有热交换器,充分利用了能源。
高中常见化学工业制法方程式1、工业制硫酸4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(反应条件:高温)2SO2+O2=2SO3(反应条件:加热,催化剂作用下)SO3+H20=H2SO4(反应条件:常温)在沸腾炉,接触室,吸收塔内完成2、工业制硝酸4NH3+5O2=4NO+6H2O(反应条件:800度高温,催化剂铂铑合金作用下)2NO+O2=2NO23NO2+O2=2HNO3+NO3、工业制盐酸H2+Cl2=2HCl(反应条件:点燃)然后用水吸收在合成塔内完成4、工业制烧碱2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)5、工业制纯碱(侯氏)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NaHCO3结晶析出)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反应条件:加热)6、工业制氨气3H2+N2=2NH3 (反应条件:高温高压催化剂作用下)注:催化剂为铁触媒7、工业制金属铝2Al2O3=4Al+3O2 (反应条件:电解,催化剂为熔融的冰晶石)注:冰晶石化学式为NaAlF6氮族元素——氮气和磷酸一. 氮气1. 物理性质:无色无味气体2. 化学性质:①氧化性:N2+3H2==可逆、高温高压、催化剂==2NH3N2+3Mg==点燃==Mg3N2②还原性:N2+O2==放电==2NO③氮的固定:将游离态的氮(N2)转化为化合态的氮的过程二. 氨气1. 分子结构:氮分子是空间三角锥型分子,是极性分子(空间对称的分子都是非极性分子)2. 物理性质:无色有刺激性气味的气体,极易溶于水(1:700),易液化3. 化学性质:①溶于水显弱碱性:NH3+H2O==可逆==NH3·H2O==可逆==NH4+ + OH-②与酸反应:NH3+HCL====NH4CL③还原性(催化氧化):4NH3+5O2==高温、催化剂==4NO+6H2O(4NH3+3O2(纯氧)==点燃==2N2+6H2O)4. 实验室制法:①药品:氯化铵晶体、熟石灰固体②反应方程式:2NH4CL+Ca(OH)2==加热==CaCL2+2NH3↑+2H2O③装置:固固混合不加热型(与氧气相似)→改为:固固混合加热型④收集:向下排空气法⑤验满:Ⅰ.用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)Ⅱ.将沾有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(有白烟生成)⑥尾气处理:用稀硫酸吸收5. 工业制法:参见25楼6. 铵盐的性质:①受热易分解:NH4CL==加热==NH3↑+HCL↑NH4HCO3==加热==NH3↑+CO2↑+H2O②与碱反应:NH4NO3+NaOH==加热==NaNO3+H2O+NH3↑NH4NO3+NaOH(固)==加热或不加热==NaNO3+H2O+NH3↑NH4NO3+NaOH==不加热==NaNO3+NH3·H2O7. NH4+的鉴别方法:把氢氧化钠(或其它强碱)溶液加到某物质的固体或液体里;加热后生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,就可以判断该物质是铵盐,即含铵根..三. 氮的氧化物1.NO的性质:易被O2氧化:2NO+O2==2NO2 现象:无色气体变为红棕色2.NO2的性质:易溶于水,且与水反应3NO2+H2O==2HNO3+NO3.NO、O2、H2O气体完全溶于水的反应:4NO+3O2+2H2O==4HNO34.NO2、O2、H2O气体完全溶于水的反应:4NO2+O2+2H2O==4HNO32.6 镁、铝——明矾净水明矾学名:十二水合硫酸铝钾分子式:KAl(SO4)2·12H2O又称:白矾净水原理:明矾在水中可以电离出两种金属离子:KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-而Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:Al3+ + 3H2O ==可逆== Al(OH)3(胶体)+ 3H+氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。