高中化学 硫酸工业生产的原理
高中化学选修2课件
SO2(g)
催化剂 加热
第二步：催化氧化
2SO2 (g) + O2 (g) 第三步：吸收 SO3(g)+ H2O(l)
2SO3(g) H2SO4(l)
（二）硫酸工业生产的原理
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以黄铁矿（FeS2）为原料 第一步：造气 高温 8SO2（g）+ 2Fe2O3（s） 4FeS2（s）+ 11O2 （g） 第二步：催化氧化 2SO2 (g) + O2 (g) 第三步：吸收
三个主要设备: 沸 腾 炉、接 触 室、吸收塔
发烟硫酸是浓度超过100%的硫酸,也 就是它含有游离的三氧化硫气体 .浓硫酸一般指浓度大于75%的硫酸.
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三、生产中反应条件的控制
1、影响化学反应速率的因素有哪些？ 反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的 反应）、催化剂 2、什么是化学平衡？ 指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆 反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度 保持不变的状态。
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新课标人教版高中化学课件系列
选修2 化学与技术 第一章 走进化学工业
第一节 化工生产过程中的基本问题 第1课时
走进化学工业
2
化工生产过程中的基本问题
复习回顾:
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硫酸的性质
• (1)物理性质：硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水 的油状液体。 • 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫 水 中，并_______ 浓硫酸 倒入____ 不断搅拌 。 酸时应该把______ • (2)化学性质： 吸水 性、______ 脱水 性和 • 浓硫酸具有酸性、______ 强氧化 性。 ______
三、生产中反应条件的控制
越高 ； 思考压强的增大，SO2的转化率_____ 那么是否压强越高越好呢？ 根据平衡移动原理，加压对提高 SO 2 的转化率 有利，但在常压、400~500℃时，SO2的转化率已经很 高，加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。 应选择压强：（2）常压
高中化学选修2之知识讲解_化工生产过程中的基本问题_基础-
化工生产过程中的基本问题【学习目标】1、认识工业上生产硫酸的反应原理；2、以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题；3、认识平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
【要点梳理】【：炔烃和气态烃燃烧#化学性质】 要点一、接触法制硫酸2．原料：黄铁矿（主要成分是FeS 2）（或者硫）、空气、98.3%的H 2SO 4。
3．主要设备：①沸腾炉（制取SO 2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H 2SO 4）；②接触室（制取SO 3的设备）；③吸收塔（制取H 2SO 4的设备）。
4．生产工艺流程：要点诠释：硫酸生产过程中三设备的两进两出；每套设备都有两进两出。
（1）沸腾炉两进：黄铁矿进口和空气进口。
两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO 2、O 2、N 2、水蒸气以及一些杂质，砷、硒等的化合物及矿尘等）。
（2）接触室两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。
两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）。
（3）吸收塔两进：混合气进口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）和98.3%的H 2SO 4进口。
两出：供稀释用硫酸出口（主要成分：H 2SO 4、SO 3）和尾气出口（主要成分：SO 2、O2、N 2等）。
5．SO 2接触氧化适宜条件的选择（1）温度：SO 2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断可知，此反应在温度较低的条件下进行最为有利。
但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益来考虑，对生产不利。
在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，因为在这个温度范围内，反应速率和SO 2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
硫酸及硫酸生产原理
硫酸及硫酸生产原理硫酸（H2SO4）是一种无色透明的液体，常用于许多工业过程中，如肥料制造、化学品生产和石油炼制。
它是世界上最重要的化工原料之一，其生产原理主要包括硫磺氧化法和非金属硫酸铜法。
1.硫磺氧化法硫磺氧化法是最常用的硫酸生产方法之一、硫磺（S）在高温下被气体氧（O2）氧化生成二氧化硫（SO2），然后二氧化硫在催化剂存在下与空气氧反应生成三氧化硫（SO3）。
SO3会与水反应生成硫酸。
硫磺的氧化反应：S+O2→SO2二氧化硫氧化为三氧化硫的反应：2SO2+O2⇌2SO3SO3与水生成硫酸的反应：SO3+H2O→H2SO4这个过程主要分为两个步骤：硫磺的氧化和硫 trioxide（SO3）的水合。
硫磺的氧化通常在燃烧炉中进行，燃烧时需要控制温度和氧气供应。
硫 trioxide的水合需要催化剂的存在，常见的催化剂有氧化铥或五氧化二磷。
2.非金属硫酸铜法非金属硫酸铜法是另一种硫酸的生产方法。
它主要涉及到硫酸铜（CuSO4）的氧化还原反应。
硫酸铜与硫酸反应生成二氧化硫和Cu2+离子，在还原剂的作用下Cu2+离子还原为Cu+离子并生成硫酸。
然后，硫酸被进一步氧化为H2SO4硫酸铜与硫酸反应生成二氧化硫和Cu2+离子的反应：CuSO4+H2SO4⇌SO2+Cu^2＋+2H2OCu2+离子还原为Cu+离子生成硫酸的反应：Cu^2＋+H2SO4→Cu++H2SO4硫酸的氧化反应：2H2SO4+O2→2H2O+2SO3这种方法相对于硫磺氧化法来说，生产过程相对简单。
然而，硫酸铜生产通常需要使用更多的能量和化学品，并且产生的二氧化硫是一种环境有害物质。
无论是硫磺氧化法还是非金属硫酸铜法，都需要密切控制反应条件，以获得较高的产率和纯度。
此外，两种方法都需要进行后续的分离和净化步骤，以去除杂质和浓缩硫酸。
总之，硫酸的生产原理主要包括硫磺氧化法和非金属硫酸铜法。
这些方法可以在工业生产中大规模应用，并为许多行业提供关键的化工原料。
硫酸合成过程流程
硫酸合成过程流程
1. 引言
本文档旨在介绍硫酸的合成过程及其流程。
硫酸是广泛应用于工业、农业和化学领域的重要化工品。
2. 硫酸合成原理
硫酸的合成是基于硫的氧化反应。
常用的硫酸合成方法是通过硫磺或硫的氧化得到。
3. 硫酸合成过程流程
硫酸的合成过程可以分为以下几个步骤：
步骤一：硫的燃烧
将硫磺或硫粉末燃烧，生成二氧化硫（SO2）气体。
这一步通常在硫磺燃烧炉中进行。
步骤二：硫的氧化
将生成的二氧化硫气体与空气中的氧气反应，生成三氧化硫（SO3）气体。
步骤三：硫酸的吸收
将三氧化硫气体通过吸收剂中，通常使用浓硫酸作为吸收剂。
此过程中，三氧化硫气体与浓硫酸发生反应，生成硫酸。
步骤四：硫酸的浓缩
将合成得到的硫酸通过蒸馏等方法进行浓缩，达到所需的浓度。
4. 结论
硫酸的合成过程流程是一个基于硫的氧化反应的过程。
通过硫
磺或硫的燃烧，生成二氧化硫气体，再将其氧化为三氧化硫气体。
最后，将三氧化硫气体与浓硫酸反应，生成硫酸。
经过浓缩处理，
最终得到所需浓度的硫酸。
以上是硫酸合成过程的简要介绍，希望能对您有所帮助。
如有
需要进一步了解，可以参考相关文献。
【高中化学】硫酸的工业制法PPT课件
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。 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。
原理四、经济效益最高原理
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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，
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 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。
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。
高中化学 专题二 从自然资源到化学品 第三单元 硫酸工业学案 苏教版2
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。
高中化学人教版 选修2化学与技术实验手册
高中化学人教版选修2化学与技术实验手册实验一硫酸工业制取模拟实验实验二合成氨工业实验三纯碱的制备实验四天然水的净化实验五电解饱和食盐水实验六电镀铜实验七高分子化合物的性质实验八肥皂的制取及合成洗涤剂的性能探究实验一硫酸工业制取模拟实验【实验目的】1.通过实验模拟，掌握接触法制取硫酸的反应原理，探究生产过程中原料的选择、反应条件的控制、能量的利用、工业尾气的处理等工业生产知识。
2.通过组装实验装置，提高实验操作技能。
【实验准备】一.预备知识1．硫酸工业的化学反应原理①制取SO2：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 或S+O2SO2②制取SO3：2SO2+O22SO3③制H2SO4：SO3+H2O====H2SO42．硫酸工业的原料黄铁矿（主要成分是FeS2）（或者硫）、空气、98.3％的浓H2SO43．硫酸工业的主要设备①沸腾炉：制取SO2的设备②接触室：制取SO3的设备③吸收塔：制取H2SO4的设备4．硫酸工业生产的产品：发烟硫酸①溶解SO3的硫酸溶液称为发烟硫酸，这种溶液的溶质是SO3，溶剂是H2SO4。
②关于“发烟硫酸”名称的来历：因H2SO4中溶解的SO3易挥发，这样挥发出的SO3遇空气中的水蒸气剧烈结合成硫酸的小液滴，就象“发烟”一样，因此我们称溶有SO3的H2SO4溶液为“发烟硫酸”，从前面分析看，在瓶口上方产生的不是“烟”，而是“雾”，但这个名称长期约定俗成，所以我们现在仍沿用这个名称。
③得到的发烟硫酸用水或稀H2SO4稀释，便制得各种浓度的硫酸溶液。
5．硫酸工业生产中有关反应条件的控制①工业上接触法制硫酸中为加快反应速率，要先将黄铁矿粉碎，这样可以增大反应物之间的接触面积，因为反应物之间的接触面积越大，反应速率就越快；把黄铁矿石粉碎，并在沸腾炉中燃烧，也可以使矿石燃烧更充分。
②矿粒在燃烧的时候，从炉底通入强大的空气流，把矿粒吹得在炉内一定空间里剧烈翻腾，好象“沸腾着的液体”一样，因此，人们把这种炉子叫沸腾炉。
沪科版高中化学《硫酸工业》
练习3:含FeS280%的硫铁矿，煅烧时损失 硫5%，SO2氧化时损失20%硫，求制取1 吨98%的浓硫酸需这种矿石_________吨。
解答： 1.写出各步反应的化学方程式
4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O →H2SO4
2.根据化学方程式列出关系式
FeS2 ～ 2SO2 ～ 2SO3 ～ 2H2SO4
3.根据守恒原理进行计算
FeS2
～
2H2SO4
120
2×98
x×80%×(1-5%)×(1-20%) 1t×98%
练习4：某化工厂设计院承担某硫酸厂的设计任务， 该厂要求：控制污染和提高生产效率，不再使用 黄铁矿，改用固体硫为原料；每天生产98%的硫 酸50吨，其中SO2的转化率为80%；求每天消耗含 杂质5%的固体硫多少吨？
练习2：某工厂利用废铜屑与浓硫酸反应制硫酸
铜，现有两条工艺流程可供选择：
浓H2SO4
蒸发结晶
A．Cu
CuSO4
硫酸铜晶体
加热
加热 H2SO4 蒸发结晶
B。Cu
CuO
CuSO4
硫酸铜晶体
试评价两方案的优劣。
解析；方案A有两点不足：生成的二氧化硫 对大气有污染；参加反应的硫酸利用率只 有50%，方案B克服了两点不足，故方案B 更合理。
2SO2+O2
2SO3
400-500℃
SO3 +H2O →H2SO4
主要设备 沸腾炉
接触室
吸收塔
铁矿粉碎，加热，
工艺要求 高速空气，炉气净 化。
用两层催化剂，用热 交换器 ，400-500℃， 常压，V2O5.