硫酸的制备1
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硫酸的性能、应用及其制备(1)物性硫酸分子式H2SO4;英文名Sulfuric Acid;相对分子质量98.208。
为无色透明粘稠状液体,能与水和醇相混溶,同时放出大量热。
具有极强的吸水性和氧化性,能使棉布、纸张、木材等脱水碳化。
密度(25℃)为1.84g/ml。
(2)应用超净高纯级硫酸为强酸性清洗、腐蚀剂,在集成电路制作过程中应用最多,主要用于超大规模集成电路工艺技术的生产。
超净高纯级硫酸可与过氧化氢配制使用,残留在基片及相关设备上的有机污染物会对正常生产产生不良的影响,硫酸结合过氧化氢或臭氧可用于在沉积金属前去除基片表面上的有机污染物。
(3)生产工艺路线A.精馏法精馏是利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。
工业硫酸一般是微黄色黏稠液体,内含大量金属杂质离子和二氧化硫、亚硫酸根、有机物等。
工业硫酸在精馏提纯前需进行化学预处理,即在预处理槽中加入适量强氧化剂(高锰酸钾、重铬酸钾等),使硫酸中的还原性杂质氧化成硫酸和二氧化碳,再将处理后的硫酸加入石英精馏塔内进行精馏。
由于金属杂质离子主要以硫酸盐的形式存在,硫酸盐的沸点很高,在精馏的过程中会和蒸馏残液一起留在釜底,可以很容易被除去。
待精馏速度稳定后,收集成品在储罐内,再用微孔滤膜过滤,除去微细固体颗粒杂质,最后在超净工作台内分装成品。
硫酸制备工艺路线示意图见图2-1。
图2-1 硫酸制备工艺路线示意图目前,中国电子级硫酸的生产一般采用精馏法,常压精馏的温度高达330 ℃,对设备材质要求较高;减压精馏的温度为175~190 ℃,压力为1.33~2.67 kPa。
精馏法能耗大,成本高,有些杂质难以除去,产生的废气、酸雾对人体有害,不利于环境保护,只适合于小规模生产。
B.气体吸收法气体吸收法是将提纯后的三氧化硫直接用超纯水或者超纯硫酸吸收,三氧化硫的提纯是产品达标的关键。
首先,向发烟硫酸(硫酸的质量分数为24%~70%)中添加适量的过氧化氢溶液,使其中的二氧化硫(含量应低于10 mg/kg)氧化为三氧化硫,随后将发烟硫酸加入到降膜蒸发器中,在90~130 ℃蒸发,蒸发出来的三氧化硫气体经过除雾器,除去其中夹带的微量硫酸、亚硝酰基硫酸,通入高度纯化的惰性气体,混合后进入吸收塔用电子级超纯水或超纯硫酸直接吸收,冷却后即得到超纯硫酸产品。
教案:硫酸的制备和性质(温州中学化学组:谢昭全)【学习目标】1.了解工业上生产硫酸的基本原理2.掌握稀硫酸的性质3.理解浓硫酸的三大特性3.了解硫酸的用途【设计意图】通过实验探究理解浓硫酸的特性【重点和难点】浓硫酸的特性【教学过程】一、硫酸的工业制法硫酸的工业制法在中国已经有上千年历史,中国历史上制取硫酸有胆矾法和绿矾法,故硫酸俗名绿矾油。
现代制取硫酸则一般采用接触法。
接触法制硫酸的主要原料:含硫物质(硫磺矿或硫铁矿,我国由于硫磺矿资源较少,故用硫铁矿为原料制硫酸)、空气、水。
无论是用硫铁矿还是硫磺为原料,都有三个主要步骤、三个主要设别和三个反应原理1.三个步骤:造气、氧化、吸收2.三个设备沸腾炉(若以硫磺为原料则为焚硫炉)、接触室(接触法这个名称由此而来)、吸收塔3.三个反应FeS 2+11O 28SO 2+2Fe 2O 3、 2SO 2 +O 2 2SO 3 、SO 3 +H 2O ═H 2SO 4 几点说明:沸腾炉名称的由来接触室名称的由来吸收剂为浓硫酸而不是纯水或稀硫酸由于第二步反应为可逆反应,故尾气中含二氧化硫,必须进行尾气处理二、硫酸的物理性质1.(纯)浓硫酸:无色、粘稠、油状液体2.沸点338℃,属高沸点、难挥发酸(可用来制取低沸点、易挥发酸)3.常用浓硫酸的几个数据:质量分数(可见其溶解性如何?)、密度、物质的量浓度4.水溶性:跟水任意比互溶,溶解时放出大量热【思考】如何稀释浓硫酸?浓硫酸粘到皮肤上应如何处理?三、稀硫酸的性质——酸的通性1.与指示剂作用2.与活泼金属作用(强调不与Cu 作用)3.与碱4.与碱性氧化物5.与盐【讨论】浓、稀硫酸中所含有的粒子是否相同?不同,稀硫酸中主要含氢离子和硫酸根离子及水的粒子,不含硫酸分子;浓硫酸中由于水太少,不足以让硫酸分子发生电离,故主要含硫酸分子。
(由此引出浓硫酸肯定有不催化剂△同于稀硫酸的性质)四、浓硫酸的(三大)特性【实验1】将铜片与浓硫酸混合加热,将产生的气体通入品红现象:铜片溶解、有气泡产生,品红溶液褪色原理:Cu+2H2SO4 (浓)CuSO4+SO2↑+2H2O稀硫酸不能氧化铜而浓硫酸能氧化铜,其中起氧化作用的是其中的硫元素,可见浓硫酸中硫元素的氧化性比稀硫酸中H的氧化性强,这样的酸称作氧化性酸1.强氧化性浓硫酸的强氧化性主要体现在四个方面(1)能氧化某些H后金属如铜(2)能氧化某些非金属如炭(3)常温下能Al、Fe等金属钝化(4)与H前金属反应时无氢气放出【实验2】向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3mL浓硫酸,搅拌。
稀硫酸的正确制备方法
稀硫酸是一种常用于实验室和工业领域的化学品,它可以用于电池、纺织、食品加工等多种行业。
然而,稀硫酸的制备过程需要遵循一定的标准和程序,否则可能会导致其质量不稳定,影响后续的应用效果。
以下是稀硫酸的正确制备方法:
1. 准备所需材料:硫酸(浓度为98%)、去离子水、玻璃容器、磁力搅拌器、温度计、称量仪器等。
2. 在玻璃容器中加入所需量的硫酸,再逐渐加入同等量的去离子水,注意加水时要缓慢,避免因加水过快而发生剧烈反应。
3. 使用磁力搅拌器将溶液搅拌均匀,同时测量溶液的温度,确保其在制备过程中始终保持在室温下。
4. 在溶液中加入适量的去离子水,直至硫酸的浓度达到所需浓度为止。
在此过程中,需要注意浓度的变化,以确保最终制得的稀硫酸浓度稳定。
5. 制备完成后,将制得的稀硫酸过滤并保存在干燥的玻璃瓶中。
总之,制备稀硫酸需要注意硫酸的浓度、加水的速度、搅拌的均匀度等多个因素,只有在严格遵循制备程序的前提下,才能保证制得的稀硫酸质量稳定、性能优良。
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硫酸的制备方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:硫酸,化学式为H2SO4,是一种广泛应用的强酸,常用于各种工业生产、实验室研究以及农业生产中。
硫酸是一种无色、无臭、具有强烈腐蚀性的液体,能与许多物质发生化学反应。
制备硫酸的方法有多种,其中最常见的方法是通过硫磺氧化反应制备。
硫酸的制备方程式为:S(s) + O2(g) + H2O(l) -> H2SO4(aq)这个方程式表明,硫磺(S)在氧气(O2)的存在下与水(H2O)发生反应,生成硫酸(H2SO4)溶液。
制备硫酸的过程包括几个步骤:第一步:将硫磺加热至熔化状态,使其成为液态硫磺。
接着将液态硫磺缓慢地滴入浓硝酸(HNO3)中,在这个过程中,硫磺逐渐溶解到硝酸中。
第二步:将所得的硫酸溶液置于冷却装置中,让其冷却至室温。
在这一过程中,硝酸的浓度逐渐下降,硫酸的浓度逐渐增加。
第三步:将所得的硫酸溶液进行浓缩和精炼,直至得到所需的硫酸产品。
值得注意的是,制备硫酸的过程中需要特别注意安全措施,因为硫酸具有腐蚀性强的特点,对皮肤和眼睛都有较强的刺激性。
在操作过程中,需要戴上防护眼镜、手套等防护用具,并注意避免硫酸溶液飞溅或溅在皮肤上。
除了硫磺氧化法,制备硫酸的方法还包括氧化二氧化硫和过氧化氢等方法。
氧化二氧化硫制备硫酸的方程式为:SO2(g) + H2O2(l) -> H2SO4(aq)硫酸的制备方法多种多样,选择适合自己需要的制备方法进行生产。
在操作过程中,一定要遵守安全规范,做好防护工作,以确保生产过程的安全和顺利进行。
希望通过本文的介绍,能更好地了解硫酸的制备方法和安全注意事项。
【字数不足,可以自行补充相关内容】。
第二篇示例:硫酸(化学式:H2SO4)是一种无机酸,它是一种无色、无臭的油状液体,非常强酸,能与大部分金属反应生成相应的硫酸盐。
硫酸在工业生产中有着非常重要的应用,在化工、金属加工、药品制造等领域都有着广泛的用途。
硫酸的制备是化工生产中的一个重要环节,下面我们将介绍硫酸的制备方程式。
第一节接触法制硫酸●教学目标1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。
2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论,复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识,训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。
一、反应原理1.S+O2===SO23.SO3+H2O===H2SO4现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主,部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。
4FeS2+11O2高温=====2Fe2O3+8SO2如以石膏为原料的第一步反应就是:2CaSO4+C∆====2CaO+2SO2↑+CO2二、工业制硫酸的生产流程。
工业上制硫酸主要经过以下几个途径:1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。
沸腾炉示意图矿石粉碎成细小的矿粒,是为了增大与空气的接触面积,通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分,从而提高原料的利用率。
[设问]黄铁矿经过充分燃烧,以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。
但这种炉气往往不能直接用于制取SO3,这是为什么呢?这是因为炉气中常含有很多杂质,如N2,水蒸气,还有砷、硒的化合物及矿尘等。
这些杂质有些是对生产不利的,如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒,水蒸气对设备也有不良影响,因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题:1.N2对硫酸生产没有用处,为什么不除去?2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢?[答案]1.N2对硫酸的生产没有用处,但也没有不利之处,若要除去,势必会增加生产成本,从综合经济效益分析没有除去的必要。
2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度,而提高另一种反应物二氧化硫的转化率,从而有利于SO2的进一步氧化。
三、生产设备及工艺流程2.接触室根据化学反应原理,二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的,目前工业生产上采用的是钒催化剂。
二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应,所以,工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。
化学硫酸知识点总结硫酸是一种重要的化学品,广泛应用于工业生产、化学实验和其他领域。
本文将从硫酸的性质、制备、应用等方面对硫酸的知识点进行总结。
一、硫酸的性质1. 物理性质硫酸为无色、透明、沸点337℃,密度1.84g/cm³,易溶于水并放出大量热量。
2. 化学性质(1)和金属的反应:硫酸能与金属发生反应,生成相应的硫酸盐和氢气。
例如:H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2↑(2)与碱的反应:硫酸能与碱发生中和反应,生成相应的盐和水。
例如:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O(3)脱水性:硫酸具有很强的脱水性,能够使许多物质脱水,如脱水醇生成烯烃等。
(4)氧化性:浓硫酸是一种氧化剂,能够与许多物质发生氧化反应。
二、硫酸的制备1. 浓硫酸的制备浓硫酸通常采用铁的接触法进行制备,主要步骤包括将浓硫酸蒸气通入浓硫酸中,然后将浓硫酸和蒸汽混合气体通过铁丝塞的塔体进行接触反应。
2. 稀硫酸的制备稀硫酸的制备方法有很多,一般采用恩格勒法或铁法,也可以用硫和水的氧化反应生成二氧化硫然后再与氧气进一步反应制备硫酸。
三、硫酸的应用1. 工业上的应用硫酸是一种重要的工业原料,广泛用于矿山冶炼、化肥生产、有机合成、电镀等领域。
其中,硫酸最主要的用途是用作化肥、废水处理、矿山浸出和石油冶炼等。
2. 化学实验室中的应用硫酸也是实验室中常用的试剂,用于调节溶液的pH值,进行有机合成反应,还可以用作干燥剂和脱水剂等。
四、硫酸的安全性硫酸具有强酸性和腐蚀性,对皮肤、眼睛和呼吸系统都有一定的危害。
在使用硫酸时,应穿戴好防护装备并注意通风,避免接触皮肤、呼吸道和眼睛。
五、硫酸的环境影响硫酸的环境影响主要表现在两个方面:一是其腐蚀性和毒性对环境造成直接伤害,二是硫酸在大气和水循环中形成酸雨,对土壤、湖泊等造成一定污染,影响自然环境和生态平衡。
结语硫酸是一种重要的化学品,其性质、制备和应用都具有重要意义。
硫酸简介硫酸(化学式:H₂SO₄)是一种常见的无机化合物,是一种无色、无臭的沉淀,具有强酸性。
硫酸是世界上生产量最大的化工产品之一,广泛用于工业、农业和日常生活中。
本文将详细介绍硫酸的性质、制备、应用以及安全注意事项。
性质硫酸是一种二元酸,由硫、氧和氢元素组成。
它的分子式为H₂SO₄,相对分子质量为98.09 g/mol。
硫酸是一种强酸,具有很高的电离度。
在水中完全离解,生成氢离子(H⁺)和硫酸根离子(SO₄²⁻)。
硫酸具有腐蚀性,能够与许多有机和无机物反应。
制备硫酸的制备方法有多种,常用的有浓缩硫酸法和铁与硫的反应法。
浓缩硫酸法1.首先,将硫磺加入到浓硫酸中,用搅拌棒搅拌均匀。
2.将混合物加热至150℃以上,使硫磺完全溶解并发生反应。
3.进行高温煅烧,去除生成的二氧化硫(SO₂),得到浓硫酸。
铁与硫的反应法1.将铁粉与硫粉混合均匀。
2.在加热的条件下,铁与硫发生反应,生成二氧化硫和硫化铁。
3.过滤得到硫化铁。
4.将硫化铁与浓硫酸反应,生成硫酸。
应用硫酸在许多领域都有广泛的应用。
工业1.硫酸是许多化学工业过程中的重要原料,如制造肥料、染料和药物。
它用于合成磷酸二氢钾、硫胺素等。
2.硫酸也是制造含有硫酸铅的蓄电池的重要原料。
农业1.硫酸是一种常用的肥料,可以为土壤提供硫元素,促进植物生长。
2.硫酸还可用作土壤酸化剂,在一些土壤酸性较高的地区使用,调节土壤pH值。
日常生活1.硫酸是许多清洁剂和消毒剂中的成分,具有杀菌和去污能力。
2.硫酸用于炼油过程中的脱硫,去除燃料中的硫化物。
安全注意事项使用硫酸时需要注意以下安全事项:1.硫酸具有腐蚀性,不要直接接触肌肤和眼睛,避免引起灼伤。
2.在操作硫酸时应穿戴适当的个人防护装备,如手套、护目镜、防护服等。
3.硫酸应储存在密闭的容器中,避免与空气和水接触,防止生成腐蚀性气体。
4.硫酸废液需要经过专门处理,并遵守相关的废物处理法规。
结论硫酸是一种重要的无机化合物,具有强酸性和广泛的应用。