接触法制硫酸基础知识精讲
最新初中教案-第一节接触法制硫酸 精品

第一节接触法制硫酸(一)【学习目标】1.了解工业制硫酸的方法、设备及流程2.掌握工业制硫酸适宜条件选择的方法【学习重点】工业制硫酸适宜条件选择的方法【学习难点】工业制硫酸适宜条件选择的方法【学习内容】一、造气工业在制硫酸的过程中大致利用两种物质为原料:或。
它们所发生的热化学反应方程式是:⑴或⑵〖思考〗以硫磺为原料时炉气的成分是什么?以黄铁矿为原料时炉气的成分是什么?为何黄铁矿要粉碎?二、接触氧化⑴已知64 g SO2气体在催化剂存在下,完全转化为SO3气体,同时放出98.3 KJ的热量。
写出该反应的热化学反应方程式。
⑵根据上述反应方程式及有关化学反应速率、化学平衡的知识分析:怎样才能在短时间内制得较多的SO3并使得所耗费的SO2最少。
①从化学反应速率上分析:②从化学平衡的知识分析:⑶把上述分析结果和教材P67中表5—1,5—2所给数据对比判断正误。
除上述诸方面因素以外,工业上实际还考虑了哪些因素?【思考】工业上是如何考虑反应中的能量变化的?(充分利用)【练习】教材P69:二、选择题教材P70:三、问答题第一节接触法制硫酸(二)【学习目标】1.了解工业制硫酸的方法、设备及流程2.掌握有关物质纯度、转化率及产率的计算。
【学习重点】有关物质纯度、转化率及产率的计算`【学习难点】有关物质纯度、转化率及产率的计算【学习内容】三、三氧化硫的吸收阅读教材P68下面回答:⑴从接触室出来的气体主要成分(大量)是什么?还有哪些气体?从吸收塔出来的是哪些气体?是直接排放吗?⑵为了增强吸收效果,工业上采取了哪些措施?①②③四、有关计算1.有关物质纯度的计算例:把1 g含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧;反应完全后得到0.78 g残渣,则此黄铁矿的纯度是多少?2.有关物质转化率的计算例:将1 体积的SO2和3体积的O2混合后,在450℃以上通过V2O5(催化剂),发生以下反应:2 SO2(气)+ O2(气)==2 SO3(气),若同温同压下测得反应前后混合气体密度之比为0.9:1,则SO2的转化率是多少?3.有关物质产率的计算例:工业上用接触法制硫酸时,若所用硫铁矿含硫48%,且生产过程中有2%的硫留在炉渣中,试计算燃烧1吨硫铁矿,在理论上能生产多少吨98%的硫酸?其产率是多少?【练习】1.教材P69:一、填空题2.教材P70:四、计算题。
2019-2020年高三化学 知识点精析精练 接触法制硫酸

2019-2020年高三化学 知识点精析精练 接触法制硫酸 知识归纳 接触法制硫酸的反应原理及生产过程可归纳为:三种原料:黄铁矿(或硫)、空气、98.3%的三个阶段:造气、接触氧化、三氧化硫的吸收mol kJ H SO H O H g SO mol kJ h g SO C C ~O g SO molkJ H g SO s O Fe g O s FeS molkJ H g SO g O s S /3.130);1()1()(/6.196);(2500400)(2/3412);(8)(2)(11)(4/297);()()(42233222322222-=∆+-=∆︒︒+-=∆++-=∆+催化剂高温点燃三套设备:沸腾炉、接触室(含热交换器)、吸收塔几个措施:粉碎矿石、过量空气,热交换,催化转化,逆流、循环、浓酸吸收炉气杂质:矿尘、砷、硒等的化合物,水蒸气几种危害:催化剂中毒,腐蚀设备,影响生产三步净化:除尘、洗涤、干燥学法建议学习化工知识的基本思路是:化学反应原理是化工生产的基础,生产过程是为实现化学反应服务,设备是为完成生产过程服务。
因此,本节应以接触法制硫酸的化学反应原理为主线,讨论制硫酸的反应原料、生产流程和典型设备。
应用化学反应速率和化学平衡理论,结合有关数据,考虑综合经济效益,选择SO 2接触氧化成SO 3的适宜条件。
(常压,400℃~500℃,过量的O 2)潜能开发[例1]用浓硫酸吸收SO 3可得到H 2SO 4·1.5SO 3,若用1 kg 98%的H 2SO 4充分吸收SO 3后再进行稀释,可得98%的H 2SO 4 ( )A .2.77kg B.2.6kg C .2.42kg . D. 2.22kg思路分析⎪⎩⎪⎨⎧−−→−•−−→−−−→−•−−→−kg SO H SO SO H O H kg SO H SO SO H SO H O H SO O H SO 27.0%985.125.2%985.19842342242342422323得份得份 由此计算可得[答案]A[例2]下图是黄铁矿为开始反应物的一系列变化,其中不含硫的反应产物已略去。
接触法制硫酸

接触法制硫酸硫酸(H2SO4)是一种常见的无机酸,它在工业生产和实验室中具有广泛的应用。
硫酸可以通过不同的方法制备,其中一种常见的方法是接触法制硫酸。
1. 硫酸的基本信息硫酸是一种无色至浅黄色的液体,具有刺激性气味和高度腐蚀性。
它的化学式为H2SO4,分子量为98.09 g/mol。
硫酸是一种强酸,能与许多物质发生反应,常用于水处理、金属清洗、制备肥料等领域。
2. 硫酸的制备方法硫酸可以通过接触法(Contact Process)进行制备,该方法主要包括以下步骤:2.1. 原材料准备制备硫酸的原材料包括硫磺、空气和氧化剂。
硫磺是硫酸的主要原料,它可以从石油炼制过程中分离出来。
空气充当氧化剂,提供制备过程所需的氧气。
2.2. 催化剂的使用在接触法制硫酸的过程中,一个重要的催化剂是二氧化钒(V2O5)。
它能够催化硫磺的氧化反应,加速反应速率。
2.3. 反应槽的设计接触法制硫酸采用多级反应槽的装置。
反应槽通常由耐酸材料制成,以确保它们能够抵抗硫酸的腐蚀。
2.4. 硫磺的燃烧与氧化制备过程的关键步骤是将硫磺燃烧成二氧化硫(SO2),然后将SO2氧化成三氧化硫(SO3)。
燃烧硫磺的反应可由以下方程式表示:S + O2 → SO2然后,SO2继续氧化成SO3,该反应也需要催化剂的存在:2SO2 + O2 ⇌ 2SO32.5. SO3的吸收与硫酸的制备SO3是一种高度活泼的物质,非常难以直接处理。
因此,它需要与水反应以制备硫酸。
制备硫酸的反应可以用以下方程表示:SO3 + H2O → H2SO43. 接触法制硫酸的应用接触法制硫酸是一种重要的工业过程,广泛用于以下领域:•制备肥料:制备硫酸是控制氨基酸肥料和复合肥料酸度的关键步骤。
•水处理:硫酸可以被用作净化饮用水和工业用水,以调节pH值,并去除金属离子和有机物污染物。
•金属清洗:硫酸可以被用作金属清洗溶液,去除表面的氧化物和污渍,从而提供更好的涂层附着力。
•石油炼制:硫酸用于脱硫石油产品,减少尾气中的硫化物排放。
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。
硫酸的工业制法—接触法

硫酸的工业制法—接触法一、素质教育目标(一)知识教学点1.初步掌握接触法制硫酸的化学反应原理。
2.了解接触法制硫酸的生产过程及典型设备。
3.认识环境保护的重要性,了解防止环境污染的初步知识。
4.初步掌握多步反应的计算规律。
(二)能力训练点1.培养学生自学能力、语言表达能力和总结归纳知识的能力。
2.培养学生化学计算的技能。
(三)德育渗透点1.通过多媒体教学,培养学生学习工业化学的兴趣。
2.通过设置问题,激发学生探索新知识的欲望,培养学生的进取精神。
3.培养学生实事求是,具体问题具体分析的科学品质。
4.对学生进行环境保护的教育。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)接触法制硫酸的化学反应原理。
(2)多步反应的计算方法。
2.难点工业生产中的多步化学反应计算。
3.疑点(1)吸收SO为什么不用水,而用98.3%的浓硫酸?3(2)在工业生产中为什么可将中间产物的损失率看成是原料的损失率呢?4.解决办法(1)重点的解决办法在接触法制硫酸的化学反应原理中,重点之重点是制取二氧化硫的反应原理:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2①强调“FeS”的名称及色态。
2中硫的化合价为-1价。
②指出FeS2③从氧化还原角度全面分析上述反应(谁被氧、被还原?谁是氧化剂、还原剂?谁是氧化产物,还原产物?标出电子转移方向及总数)。
(2)难点的解决办法①搞清计算中涉及到的转化率、利用率、产率、损失率、纯度等概念并正确处理它们之间的关系。
②根据元素的守恒原则或多步反应的化学方程式,推导出起始原料与最终产物之间的定量关系式。
(3)疑点的解决办法的不同情①计算机模拟工业生产中分别用98.3%的浓硫酸和水来吸收SO3景,形象、具体地说明了用水做吸收剂时,易形成酸雾,减慢吸收速度,不利于SO3的吸收,所以工业上是采用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的。
②通过分步计算,推导验证中间产物的损失率=原料的损失率。
三、课时安排2课时。
四、教具准备计算机、大屏幕实物投影仪、教鞭、自制教学软件。
硫酸工业 第一节 接触法制硫酸

硫酸工业第一节接触法制硫酸1. 简介硫酸是一种广泛应用于工业生产中的重要化学品,其生产方法主要有接触法、吸收法和盐酸浓缩法等多种。
本文将重点介绍硫酸工业中的接触法制硫酸。
2. 接触法制硫酸原理接触法制硫酸是指通过硫磺的燃烧,产生二氧化硫气体,再通过氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫,最后与水反应生成硫酸的工艺过程。
2.1 硫磺燃烧产生的二氧化硫在接触法制硫酸中,硫磺作为原料,首先需要进行燃烧反应。
硫磺的燃烧条件是需要充足的氧气,当硫磺燃烧时,会产生大量的二氧化硫气体。
2.2 二氧化硫的氧化反应二氧化硫气体通过氧化反应,将二氧化硫转化为三氧化硫。
氧化反应可以使用氧气或者空气作为氧化剂,通过适当的反应温度和催化剂来促进反应速率。
2.3 三氧化硫与水的反应生成硫酸三氧化硫与水发生反应生成硫酸的过程是放热反应,即在反应过程中会产生大量的热量。
这种反应常常需要在特定的温度和压力条件下进行,同时也需要适当的催化剂来促进反应进程。
3. 接触法制硫酸的工艺流程接触法制硫酸的工艺流程主要包括硫磺燃烧、二氧化硫氧化反应和三氧化硫与水反应生成硫酸等步骤。
3.1 硫磺燃烧硫磺作为原料,在充足的氧气条件下进行燃烧,产生二氧化硫气体。
3.2 二氧化硫氧化二氧化硫气体通过氧化反应,转化为三氧化硫。
这一反应需要适当的反应温度和催化剂来促进反应速率。
3.3 三氧化硫与水反应生成硫酸三氧化硫与水发生反应,生成硫酸。
这个反应是放热反应,常需要在特定的温度和压力下进行,并使用适当的催化剂来提高反应速率。
4. 接触法制硫酸工艺的特点接触法制硫酸具有以下特点:4.1 能耗低接触法制硫酸的工艺相比其他制酸方法,能耗较低,对于资源的利用率较高。
4.2 产量大接触法制硫酸的产量较大,能够适应大规模生产需求。
4.3 产品质量稳定接触法制硫酸通过控制不同步骤中的工艺参数,可以实现产品质量的稳定控制。
4.4 适应性广接触法制硫酸的工艺流程灵活,能够适应不同原料、不同工艺条件的要求。
工业接触法制硫酸

作业
课课精练P30-31 第二课时
硫酸工业复习小结
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程
三阶段 、三设备、三反应
二、关于硫酸工业综合经济效益的讨论。
讨论1:我们从哪几方面来考虑硫酸工业的综合 经济效益? 原料、能量、规模、厂址、环保 讨论2、为获得最佳经济效益,只要将三废排 出厂外就行了。这种说法对吗?为什么 不对,因随意排放“三废”会污染环境 讨论3、可能会造成哪些具体的污染? 废气会污染大气,导致酸雨;废渣废液 会污染水体和土壤
生产阶段 主要原料 主要化学 反应 主要设备
SO2的制取和 净化 黄铁矿(硫 磺)、空气
高温 4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
SO2氧化成SO3 ----------催化剂 2SO2+O2 2SO3 400-500℃
吸收SO3生成硫 酸
98.3% 浓硫酸
SO3 +H2O →H2SO4
硫酸工业的知识要点及要求: 1、工业制硫酸的原理、原料、 流程及设备。 2、每一阶段的最佳工艺条件。 掌握如何利用理论知识选择最 佳工艺条件。 3、关于硫酸工业综合经济效益 的讨论。
硫酸工业复习小结
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程
生产阶段
SO2的制-----
解答: 3.根据硫元素守恒可得: S 32 x×(1-5%)×80% ~ H2SO4 98
50t×98%
练习6、黄铜矿(主要成分CuFeS2 )是提取 铜的主要原料。 ( 1 )取12.5g 黄铜矿样品,经测定含 3.60 硫 ( 2 )已知 2 CuFeS +4O →Cu S+3SO +FeO 2 2 2 2 (杂质不含硫),则矿样中 2的含量为 (炉渣),产物 Cu2S在1200 CuFeS ℃高温下继续反应: 多少? 2Cu O+2SO ;2Cu2O+Cu2S→6 CuFeS 2S 2S+3O 2→2Cu 2 2 2 -184 64 2完全反应生成2摩尔 Cu+SO2 ,则由 2摩尔CuFeS 12.5Xg 3.60g 铜时,需消耗氧气的物质的量是:
硫酸的制备知识点总结

硫酸的制备知识点总结硫酸是一种常见且重要的化学物质,在许多工业过程和实验室中都有广泛的应用。
下面,我将为你总结硫酸的制备知识点,帮助你更好地了解这个过程。
1.硫酸的化学性质硫酸的化学式为H2SO4,是一种无色、无臭的稠密液体。
它具有强酸性,可与碱反应生成盐和水,并可与金属反应产生氢气。
2.硫酸的制备方法硫酸的制备方法有多种,常用的有浓缩法、吸收法和接触法等。
3.浓缩法浓缩法是最常见和经济的硫酸制备方法之一。
其步骤如下:•首先,将硫磺或硫化氢气体与空气反应生成二氧化硫(SO2)。
•然后,将二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫(SO3)。
•最后,将三氧化硫与水反应生成硫酸(H2SO4)。
4.吸收法吸收法是一种利用硫酸的吸湿性制备硫酸的方法,其步骤如下:•首先,将硫磺或硫化氢气体与空气反应生成二氧化硫(SO2)。
•然后,将二氧化硫气体通入硫酸溶液中,发生吸收反应生成亚硫酸(H2SO3)。
•最后,将亚硫酸通过氧化反应转化为硫酸(H2SO4)。
5.接触法接触法是一种利用催化剂加速反应速率的硫酸制备方法,其步骤如下:•首先,将硫磺或硫化氢气体与空气反应生成二氧化硫(SO2)。
•然后,将二氧化硫气体与氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫(SO3)。
•最后,将三氧化硫与水反应生成硫酸(H2SO4)。
6.硫酸的应用领域硫酸广泛应用于冶金、化工、制药、农业等众多领域。
它可用于制备肥料、染料、洗涤剂、炸药等化学品,也可用于电镀、电池制造、纺织等工业过程。
总结:硫酸的制备是一个重要的化学过程,有多种不同的方法可供选择。
浓缩法、吸收法和接触法是最常用的制备方法,每种方法都有其独特的步骤和特点。
硫酸具有强酸性和广泛的应用领域,是许多工业和实验室中不可或缺的化学物质。
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接触法制硫酸基础知识精讲【基础知识精讲】一、制硫酸的原料、原理、设备和生产流程(1)四个“三”①三种主要原料 黄铁矿(或硫黄),空气,98.3%的硫酸.②三个阶段 造气阶段(制2SO ),接触氧化阶段(2SO 转化为3SO ),三氧化硫吸收阶段(3SO 转化为42SO H 或发烟硫酸).③三个反应 Ⅰ.)g (SO 2)s (O Fe 21)g (O 411)s (FeS 23222++高温;△H =-853kJ/mol 或)g (SO )g (O )s (S 22点燃+;△H =-297kJ/molⅢ.)l (SO H )l (O H )g (SO 4223====+;△H =-130.3kJ/mol④三种设备 沸腾炉,接触室(含热交换器),吸收塔.每一个阶段发生一个反应和对应一种设备.(2)生产过程中采取的措施和理由(原理)①将黄铁矿粉碎和在沸腾炉中通入过量的空气 增大黄铁矿和氧气的接触面,使燃烧得更快,更充分.保证接触室中氧化2SO 的用氧.②炉气的净化和干燥 在沸腾炉中燃烧黄铁矿制得的炉气中含有222N O SO 、、、水蒸气以及一些杂质,如砷、硒化合物和矿尘(32O Fe 粉末)等等.矿尘的沉积会阻塞输送气体的管道;杂质和矿尘都会使催化剂中毒而失去催化作用;水蒸气在高温下会腐蚀设备[即↑++2432H 4O Fe Fe 3g O H 4高温)(,危险].因此从沸腾炉出来的炉气在进入接触室前,必须净化和干燥,除去矿尘、砷硒化合物和水蒸气.这样处理过的混合气体主要含2SO (体积分数7%),2O (11%),2N (82%).③在接触室中使用热交换器 由于2SO 的氧化反应需在400℃~500℃条件下进行.因此,反应前必须把炉气预热到这个温度;又由于此反应是放热反应,随着反应的进行,反应环境的温度会不断升高,这不利于3SO 的生成.所以在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器,用来把反应生成的热,传递给进入接触室需要预热的炉气,还可以冷却反应后生成的气体.④用98.3%的浓硫酸代替水吸收3SO 由于水面上存在水蒸气,水蒸气与3SO 生成硫酸酸雾将水与3SO 隔开了,故不能用水或稀硫酸吸收3SO .98.3%的浓硫酸的表面上不存在水蒸气,用它吸收3SO 不会生成硫酸酸雾,又由于3SO 能溶于硫酸中(即得发烟硫酸),所以,用98.3%的浓硫酸吸收3SO 的效率高,能完全吸收.从吸收塔出来的硫酸是比98.3%的硫酸还浓的硫酸或发烟硫酸.再根据需要,用水或稀硫酸稀释这些浓硫酸,而制得各种浓度的硫酸.在吸收塔中,气液逆流,即98.3%的浓硫酸由上向下流,3SO 气体由下向上升,两者在逆流过程中充分反应,完全溶解.⑤尾气循环氧化和用氨水吸收 将尾气中未氧化的2SO 再次进入接触室氧化,可以提高原料的利用率.由于2SO 氧化是可逆反应,2SO 不可能100%的转化为3SO ,所以需要处理尾气.用氨水吸收尾气可以消除环境污染.O H SO )NH (O H NH 2SO 2324232+====⋅+再让324SO )NH (和硫酸反应:O H SO SO )NH (SO H SO )NH (2242442324+↑+====+得到较为纯净的2SO 又成为制硫酸的原料,424SO )NH (是化肥.(3)制硫酸的生产过程例 在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明操作的主要原因都正确的是( )A .硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能燃烧B .从沸腾炉出来的气体需净化,以提高产品纯度C .二氧化硫氧化为三氧化硫时需用催化剂,这样可以提高反应速率D .用98.3%的浓硫酸代替水去吸收三氧化硫,目的是防止酸雾,以便三氧化硫完全吸收分析与解答矿石粉碎的主要目的是使燃烧得更快更充分.净化沸腾炉中出来的气体是除去有害物质,避免矿尘阻塞管道、矿尘和杂质使接触室中的催化剂中毒和水蒸气腐蚀设备.答案 CD二、2SO 氧化成3SO 的条件选择在化工生产上,要求又快又多地获得产品.光快不多不行,光多不快也不行.这里的“快”指的是化学反应速率大,这里的“多”指的是原料的转化率大.故我们必须同时研究外界条件对2SO 的氧化反应速率和化学平衡的影响.并注意这些条件与综合经济效益的关系.根据氧化反应化学方程式:从加快氧化反应速率的角度考虑,可以采用升高反应的温度、增大压强和使用催化剂. 从提高2SO 的转化率的角度考虑,可以采用降低温度和增大压强.催化剂对此无影响. 化学家们和工程师们通过实验探索,并结合综合经济效益进行分析研究,找出的2SO 氧化反应的合适条件是:400℃~500℃的温度、常压、使用催化剂和使用过量的氧气(不要花钱买的原料).由于在400℃~500℃时,催化剂的活性最好,能保证有大的氧化反应速率;使用过量氧气能增大2SO 的转化率[11:7)O (V :)SO (V 22=].由于使用上述条件后,常压下2SO 已有快的氧化反应速率和高的转化率,基于降低生产成本和提高经济效益,故就采用常压.三、关于制硫酸中的计算关于制硫酸中的计算通常遇到两种情况:第一由原料计算产品硫酸的质量;第二由产品硫酸计算需要原料的质量.都属于多步反应一次计算.在计算中,理解好两种关系:①原料的利用率有传递关系.如2SO 的利用率可视为S 的利用率,也视为2FeS 的利用率.②产物的产率等于反应物的利用率.如3SO 的产率可视为2SO 的利用率,也可视为S 或2FeS 的利用率.例 燃烧500t 含硫48%的黄铁矿,若在沸腾炉中有2%的2FeS 损失,在接触室中3SO 的产率为96%,计算生成98%的浓硫酸的质量.分析与解答硫第一次(沸腾炉中)利用了98%,第二次(接触室中)利用96%.故有:%98x 98%96%98%48t 50030SO H ____________S 42⨯=⨯⨯⨯ x =705.6t答案 生成705.6t 98%的浓硫酸.【重点难点提示】1.化学反应原理及综合经济效益原则.2.2SO 的接触氧化(条件分析).3.2SO (尾气)的吸收.【典型例题分析】例1 接触法制42SO H 的尾气中2SO 可用碱性溶液氨水吸收,吸收达到饱和后的溶液再与93%的硫酸反应,可放出2SO 并得424SO )NH (溶液.此法可制得较纯2SO .将424SO )NH (溶液结晶、分离、干燥后可制得固体硫酸铵肥料.(1)写出有关反应的化学方程式;(2)某厂每天排放含2SO 体积分数为0.2%的尾气31000m ,问每天要消耗同温同压下(设标准状况)的氨气多少立方米?可得硫酸铵多少千克?分析与解答 (1)O H SO )NH (O H NH 2SO 2324232+⋅+3422324HSO NH 2OH SO SO )NH (++ O H SO SO )NH (SO H SO )NH (2242442324+↑++ O H 2SO 2SO )NH (SO H HSO NH 2224244234+↑++(2)由上述反应可得)NH (V %2.0m 100011NH ~SO 3332⨯解得33m 20)NH (V =又 132642SO )NH (~SO 24242⨯]SO )NH [(m kg 64104.22%2.010004243⨯⨯⨯-64106424.22%2.010132]SO )NH [(m 33424⨯⨯⨯⨯⨯⨯=- =5.89(kg) 答:每天消耗氨气3m 20,可生成硫酸铵5.89kg .例2 接触法制硫酸的简单流程,如图5-1所示,试填写:(1)主要设备的名称:A_______________、B_______________、C_______________、D_______________.(2)分别写出a →h 各主要物质的化学式:a_______________、b_______________、c_______________、d_______________、e_______________、f_______________、g_______________、h_______________.(3)从设备A 中导出的气体若不净化而直接导入B 设备,则会使____________,这种现象叫做_______________.(4)设备D 上顶喷入的是_______________而不是_______________,这是因为______________________________.(5)从设备D 上部导出的气体g ,工业上叫做_____________,其中的______________用_______________加以回收利用以防止_______________.分析与解答 (1)A :沸腾炉 B :接触室 C :热交换器 D :吸收塔(2)a :2FeS b :空气(2O 、2N ) c :32O Fe d :2SO 、2O e :2SO 、2O f :3SO g :2SO h :42SO H .(3)从沸腾炉中导出的气体若不净化直接导入接触室,则会使催化剂作用减弱或失去作用,这种现象叫催化剂中毒.(4)吸收塔上顶喷入的是98.3%的42SO H ,而不是水或稀42SO H ,这是因为用水或稀42SO H 作吸收剂时,容易形成酸雾.(5)从吸收塔上部导出的气体,工业上叫尾气,其中的2SO 需用碱液吸收,以防大气污染.例3 图5-2为我国东部季风区某新建城市分布图,城市的四周都有广阔地带.现要在城市附近建一座kW 106以重油或煤炭为燃料的火力发电厂.(1)若该厂以含硫质量分数为2%的重油为燃料,设3dm 1重油(密度为3cm 95.0-⋅)燃烧生成3m 14标准状况下的烟道气,计算烟道气中2SO 的体积分数.(2)请在图5-2中A 、B 、C 、D 、E 、F 处选一最佳建厂处,说明理由.(3)请你预测此工厂将有哪些方面对环境造成污染?(4)请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案.(5)以含硫3.5%的重油为燃料,重油使用量为113h kW dm 18.0--⋅⋅,该厂开工率为(每年实际运转天数)为80%,对烟道气的脱硫回收的2SO 能生产多少千克424SO )NH (?或生产石膏(O H 2CaSO 24⋅)多少千克?若将这些2SO 制成70%的浓42SO H ,可生产这种浓硫酸多少千克?分析与解答 (1)13332mol g 32%2cm g 95.0cm 101)SO (n -⋅⨯⋅⨯⨯=)SO (n mol L 4.22)SO (n V )SO (V 212m 2⋅⋅=⋅=-%095.0L1014)SO (n mol L 4.22V )SO (V 32)(2=⨯⋅⋅=总 (2)应选在D 处建厂.原因:①在季风区,工厂应建在位于垂直于盛行风向的郊外,可尽量减少粉尘、有毒气体对居民区的污染.②在河的下游,水源充足.③紧靠铁路和公路,交通便利.(3)有废气、废渣和废水.(4)①在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂,变废为宝.②根据所产生废水的情况,在建厂的同时,建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备.③根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况,在厂区里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物,搞好厂区绿化保护.在工厂周围和居民区之间建立森林防护林带,尽量选一些生长快、能吸收粉尘和有毒气体的树种作为绿化的主要品种.(5)设能生产424SO )NH (、石膏、浓硫酸的质量分别为x 、y 、z ,则kg10194.4%5.3%80365h 24kW 10dm kg 95.0h kW dm 18.0)S (m 763113⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯⋅⋅=---.由%70z kg 10194.49832SO H ~S y kg10194.417232O H 2CaSO ~Sx kg10194.413232SO )NH (~S7427247424⨯⨯⨯⋅⨯)kg (1073.13213210194.4x 87⨯=⨯⨯= )kg (1025.23217210194.4y 87⨯=⨯⨯= )kg (1083.17.0329810194.4z 87⨯=⨯⨯⨯= 答:生产424SO )NH (、石膏、浓42SO H 的质量分别为kg 1073.18⨯、kg 1025.28⨯、kg 1083.18⨯.【同步达纲练习】1.接触法制硫酸的生产过程中,下列措施能提高硫酸产率的是 ( )A .把矿石粉碎后再送入沸腾炉B .沸腾炉中通入过量空气C .对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理D .接触室内用52O V 作催化剂2.为了提高32SO SO →的转化率,常在接触室内鼓入过量的空气,因此从接触室导出的气体中会有 ( )A .O H 2、2O 、2N 、3SOB .3SO 、2N 、2OC .2SO 、3SO 、2O 、2ND .S 、Se 、As 等的氧化物3.制取硫酸时,混合气体的组成(体积分数)2SO 占7%,2N 占82%,2O 占11%,将该混合气体100L 送入接触室反应后,其体积变为97.2L(相同条件下).则此时2SO 的转化率为()A .80%B .90%C .70%D .60% 4.在生产硫酸的过程中,常用浓硫酸而不用水吸收3SO 是因为 ( )A .3SO 易溶于浓42SO H 而不易溶于水B .用浓硫酸吸收速率虽慢但损失3SO 少C .用水吸收时,易形成酸雾而阻碍3SO 再吸收D .用水吸收时得不到纯净的硫酸5.一个现代化的企业,应朝着无废物排出的“封闭式生产”的方向努力.对硫酸生产中产生的“三废”根据上述要求,处理方法从经济效率上看不合理的是 ( )A .用氨水吸收尾气,然后再用硫酸处理得到含量较高的2SO ,返回车间作生产硫酸的原料B .用2)OH (Ca 处理含有硫酸的废水生产石膏C .将矿渣作制造水泥的原料或制砖D .用NaOH 吸收尾气以得新的化工产品32SO Na6.将一定体积的空气通入吸收剂,并测定其电导(电阻的倒数)变化,这种方法可以测定空气中污染物的含量.如测定硫化氢,用硫酸铜溶液吸收,可测定很大浓度范围的硫化氢,但电导变化不大;用溴水吸收,仅适用于低浓度范围,但有很高的灵敏度.现要兼顾吸收容量和灵敏度,测定空气中2Cl 的含量,则最好选用的吸收剂是 ( )A .KI 溶液B .溴水C .32SO Na 溶液D .NaOH 溶液7.距离地表50km 左右的大气层中,有一层3O 构成的臭氧层,它能吸收大部分由太阳辐射令人皮肤致癌的紫外线.近几年发现地球上空某些地区的臭氧层减少,甚至出现臭氧空洞.臭氧空洞出现的地区主要是 ( )A .亚洲上空B .欧洲上空C .南极洲上空D .非洲上空8.使臭氧层减少变薄的主要原因是 ( )①火山爆发 ②固体燃料煤的大量使用 ③大量使用塑料 ④大量使用氟里昂制冷剂A .①②③④B .②③④C .③④D .④9.我国农业因遭受酸雨造成每年损失高达15亿多元(RMB).为了有效控制酸雨,目前国务院已批准了《酸雨控制区和2SO 污染控制区划分方案》等法规.(1)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是( )①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A.①②③B.②③④⑤C.①③⑤D.①③④⑤(2)在英国进行的一个研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面SO浓度.在20世2纪60年代~70年代的10年间,由发电厂排出的SO增加了35%,但由于建造高烟囱的结2果,地面SO浓度降低了30%之多.请你从全球环境保持的角度,分析这种方法是否可取?2简述其理由.(3)用传统的煤、石油作燃料,其主要缺点是什么?与传统的煤、石油燃料相比,哪种物质可作为新能源?主要优点又是什么?10.读“我国部分城市空气质量周报(1998年6月)”的有关统计数据(见下表),解答:(1)经济特区中,空气质量最好的城市是____________;直辖市中,空气质量最差的城市是__________.(2)最容易出现酸雨的城市是_____________.为防治城市出现酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO,工业上将生石灰和含硫煤混合使用,请写出燃烧时,有关“固硫”(不使含2硫化合物进入大气)反应的化学方程式___________________________________________.(3)你认为减少城市酸雨产生的途径可采取的措施是( )①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源注:总悬浮颗粒物为TSP;氮氧化物NOX;二氧化硫为SO2A.①②③B.②③④⑤C.①③⑤D.①②③④(4)汽车尾气(含有烃类,CO ,2SO 与NO 等物质)是城市空气的污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO 与NO 反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及2SO 的转化.①写出CO 和NO 反应的化学方程式:____________________________.②控制城市空气污染源的方法可以有 ( )A .开发氢能源B .使用电动车C .植树造林D .戴上呼吸面具11.接触法制硫酸排放的尾气中,含少量的二氧化硫.为防止污染大气,在排放前设法进行综合利用.(1)某硫酸厂每天排放的3m 10000(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的2SO .问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(O H 2CaSO 24⋅)?(2)如果将一定体积的尾气通入100mL 2mol/L 的氢氧化钠溶液使其完全反应.经测验得溶液含16.7g 溶质.试分析该溶液的成分,并计算确定各成分的物质的量.(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是亚硫酸氢钠.调节尾气排放的流量,以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量的最佳比值,从而提高亚硫酸氢钠的产量.现设)SO (n 2、n(NaOH)、)NaHSO (n 3分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量,且x )NaOH (n )SO (n 2=,试写出x 在不同取值范围时,)NaHSO (n 3的值或)NaHSO (n 3与)SO (n 2、n(NaOH)间的关系式.参考答案【同步达纲练习】1.AB 2.C 3.A 4.C 5.D 6.C 7.D 8.D9.(1)C (2)不可取.因2SO 的排放总量没有减少,所以形成酸雨的量并未减少,会造成对全球的危害.(3)首先,煤、石油是不易再生的化石燃料,其资源是有限的;其次,燃烧后产生的2SO ,x NO 等严重污染大气,形成酸雨;最后,燃烧产生的2CO (超过正常量)又导致“温室效应”加强,升高地球表面温度,也同样是危害.2H .第一,2H 可以用水作原料来制取,有广泛的来源;第二,2H 的燃烧热高,放出的热量约为等质量汽油的3倍;第三,2H 燃烧后的产物是水,无污染,且可循环利用.10.(1)厦门,重庆(2)重庆;32CaSO SO CaO +,423CaSO 2O CaSO 2+(3)C(4)①22N CO 2NO 2CO 2++催化剂 ②AB11.(1)153.6kg由硫原子守恒可得)O H 2CaSO (m L %2.010101g 172L 4.22OH 2CaSO ~SO 2434242⋅⨯⨯⨯⋅得 kg 6.153g 10536.1)O H 2CaSO (m 524=⨯=⋅.(2)可能的反应为:O H SO Na NaOH 2SO 2322++① 32NaHSO NaOH SO +② 若按①进行,产物为32SO Na ,g 6.12)SO Na (m 32=若按②进行,产物为3NaHSO ,g 8.20)NaHSO (m 3=因为20.8g >16.7g >12.6g ,所以反应按①②进行,溶质为32SO Na 和3NaHSO 的混合物.⎪⎩⎪⎨⎧=+=⋅⋅+⋅⋅--mol2.0)SO Na (n 2)NaHSO (n g7.16)SO Na (n mol 126)NaHSO (n mol g 10432332131解得⎩⎨⎧==mol 05.0)SO Na (n mol1.0)NaHSO (n 323(3)如下表。