高三化学 硫酸的工业制法--总结
浓硫酸制备知识点总结
浓硫酸制备知识点总结一、硫酸的化学性质和用途硫酸（H2SO4），分子式为H2SO4，是一种无色、无臭、有强烈腐蚀性的液体。
硫酸具有强氧化性和酸性，可与金属反应生成氢气，与碱反应生成盐和水。
硫酸是一种非常重要的化工原料，广泛用于化工、冶金、制药、电镀等领域。
在化肥生产中，硫酸可与氨气反应制取硫酸铵，还可用于制取磷酸肥料。
此外，硫酸还是许多有机合成反应的重要催化剂，如合成酯、酮、醇、醚等。
二、浓硫酸的制备方法1. 浓硫酸的制备方法有浓缩法、吸收法、空气介质法等，其中浓缩法是目前应用最广泛的一种方法。
浓硫酸一般采用浓缩硫酸和稀硫酸配制而成，常用的浓硫酸制备方法有浓缩炉法和浸取法。
2. 浓缩炉法：又称为装料法，是将稀硫酸泵入浓硫酸冷却器，冷却后再经过浓缩塔冷却，形成浓硫酸。
这种方法适用于小型设备，但操作比较复杂。
3. 浸取法：是将稀硫酸浸泡在浓硫酸中，使得稀硫酸中的水分蒸发出来，从而得到浓硫酸。
这种方法操作简单，但生产效率较低。
4. 吸收法：是将硫酸汽通过净化塔，接触到浓硫酸上方的盘式蒸馏器或塔底的浓硫酸，通过硫酸吸收硫酸蒸气，形成浓硫酸。
这种方法适用于大型设备，生产效率高。
5. 空气介质法：是通过空气作为介质，将分离出来的浓硫酸和硫酸雾气与空气交换，并将硫酸雾气通过水吸收器，再用冷却器冷却。
这种方法操作简单，但需要较多的空气。
三、浓硫酸的制备过程1. 浓硫酸制备过程包括原料准备、浓硫酸制备和产品净化三个步骤。
2. 原料准备：原料主要包括浓硫酸、稀硫酸和水。
浓硫酸一般采用98%以上的浓硫酸，稀硫酸的浓度在30%到85%之间，水的纯度要求较高。
3. 浓硫酸制备：在浓硫酸制备过程中，首先将浓硫酸或浓硫酸蒸汽与稀硫酸或硫酸雾气进行接触，使得稀硫酸中的水分蒸发，并与浓硫酸混合成为浓硫酸。
接着通过冷却器冷却，得到所需的浓硫酸。
4. 产品净化：浓硫酸制备完成后，需要对产品进行净化处理，以除去溶解在硫酸中的杂质，提高产品纯度。
硫酸工业制法
硫酸工业制法
硫酸工业制法是利用自然资源制造许多化学产品的一个非常重要的工业过程。
它是一种将硫和酸碱反应，并在高温下生成硫酸的制法。
这种过程可以制造出大量综合材料，如铝硅复合材料，磷酸钙粉末，烟灰，和硫酸盐。
硫酸工业制法的步骤相当简单，包括硫的提取，酸的导入和充气两个阶段。
首先，要从自然界中提取硫，这就是把煤、矿物或者天然气中的硫单独提取出来。
一旦这个过程完成，硫将需要搅拌和氧化，使它能够发生反应，然后也就是酸的导入，也可以用于氧化硫。
在充气过程中，需要将产生的反应物搅拌均匀，最后在高温下再加热。
硫酸工业制法在把硫酸制成产品方面也发挥了重要作用。
它能够把硫酸分解成多种不同的化学反应，使其能够生成不同的化合物，从而制备出不同类型的产品，如磷酸钙、硫酸盐和铝硅复合材料等。
硫酸工业制法对于环境也是有利的。
它能把对环境有害的化学物质，如二氧化硫和一氧化碳等,分解成有用的产品；此外，它也可以减少废水排放和节约能源，从而减少对环境的危害。
硫酸工业制法在普遍应用承受了极大的便利，因此受到广泛的重视，是当今化学产品制造的重要方法。
有经验的专业人员必须按照一定的规则，控制和协调活动，确保制作的质量和安全，确保硫酸工业制法的顺利实施。
硫酸的工业制法
1 ．什么是环境？
大气、土地、水、矿产、森林、生物以 及风景游览区、自然保护区、生活居住 区等构成了人类生存的环境
2 ．环境污染包括哪些？
环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤 污染、食品污染等，此外还包括固体废弃物， 放射性噪声等污染。
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3.SO2排放到大气中有哪些危害？
• ①人吸入SO2会发生呼吸道疾病，浓度高达一定程 度时，会使人死亡。 • ②如果SO2与空气中的飘尘接触，或跟氮的氧化物 接触，会部分被氧化为SO3，危害跟严重，这些硫 的氧化物能直接伤害植物叶片，浓度高时，会使 植物枯死。 • ③降水时，硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸 盐随雨雪降到地面，即所谓的“酸雨”。酸雨可 使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其它水生生物；使 土壤酸化、破坏农田、损害农作物、森林；酸雨 还会腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。
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6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
工业制硫酸的三个步骤
工业制硫酸的三个步骤好啦，今天我们来聊聊一个非常重要的化学品——硫酸。
硫酸在我们的生活中可不是什么“花瓶”，它可是个大忙人，广泛应用于化工、冶金、农业等多个领域。
不过，生产硫酸的过程可不简单，分为三个关键步骤，我们一起来看看吧。
1. 硫的燃烧首先，咱们得从燃烧硫开始。
这一步就像给硫酸做个开场白，开个好头。
你想啊，硫的燃烧就像是在过节时放烟花，火焰熊熊，红彤彤的。
一般来说，我们把硫放进一个高温的炉子里，给它充足的氧气，嘿嘿，硫就开始“开Party”了。
燃烧过程中，硫和氧气结合，变成了二氧化硫。
这个二氧化硫就像是烟花的烟雾，飘散在空气中，给人一种“哇，这是什么神奇的东西”的感觉。
不过，燃烧硫可不是随便来的，这里面可是有讲究的。
温度得控制得当，氧气供应也要精准，太多太少都不行。
要是氧气不够，硫就会“闹脾气”，烧不完全；而氧气过多，就会浪费资源，得不偿失。
简而言之，硫的燃烧就像是一场完美的舞蹈，得把握好节奏。
2. 二氧化硫的转化接下来，进入第二步，二氧化硫的转化。
这一步就像是给硫酸换衣服，从一件简单的衣服换成华丽的礼服。
为了让二氧化硫变成更厉害的东西，我们得把它和氧气再“搭伙”，在高温高压的条件下进行反应。
这样一来，二氧化硫就会变成三氧化硫，真的是“脱胎换骨”啊。
而这个反应可不简单，它需要一个“催化剂”，就像是派对上的调解者，让二氧化硫和氧气能更好地结合。
通常，我们用的是五氧化二钒，它就像是一个超级“教练”，帮助二氧化硫们找对节奏，快速成团。
经过一番“热舞”，最终变成了三氧化硫。
这时候的三氧化硫就像是走上了时尚的T台，光彩夺目。
3. 硫酸的合成最后一步，硫酸的合成。
这就像是把所有的精彩瞬间凝聚在一起，最终形成一瓶美味的“魔法饮品”。
三氧化硫可不能单独行动，它得和水结合。
我们把三氧化硫缓缓地加入水中，嘿，眼看着就变成了浓浓的硫酸，真的是让人忍不住想给它点个赞。
不过，这一步也有点小“危险”。
三氧化硫和水反应的时候，会释放出大量的热量，俨然一场小型的火山爆发。
工业制硫酸流程及原理
工业制硫酸流程及原理
硫酸是一种重要的化学品，广泛应用于化工、冶金、电子、医药等领域。
工业制硫酸的流程主要包括硫磺燃烧、SO2氧化、SO3吸收和浓缩等步骤。
硫磺燃烧是工业制硫酸的第一步，其化学反应式为S + O2 → SO2。
硫磺经过破碎、筛分等处理后，进入燃烧炉内进行燃烧。
燃烧炉内的温度一般在1200℃左右，硫磺燃烧产生的SO2和燃料中的氧气混合后，进入下一步反应。
SO2氧化是工业制硫酸的关键步骤，其化学反应式为2SO2 + O2 → 2SO3。
SO2和O2在催化剂的作用下，反应生成SO3。
催化剂一般采用铂、钼等金属，以及V2O5、Fe2O3等氧化物。
SO3的生成速率与催化剂的种类、温度、压力等因素有关。
SO3吸收是工业制硫酸的第三步，其化学反应式为SO3 + H2O → H2SO4。
SO3进入吸收塔后，与水反应生成硫酸。
吸收塔内一般采用浓硫酸或硫酸三氧化物作为吸收剂，以提高反应速率和产率。
吸收塔内的温度和压力也会影响反应速率和产率。
浓缩是工业制硫酸的最后一步，其目的是将产生的稀硫酸浓缩至所需浓度。
浓缩过程一般采用蒸发、冷凝等方法，将水分离出来，使硫酸浓度达到98%以上。
浓缩后的硫酸可以直接用于工业生产，也
可以进一步精制，去除杂质和色度。
工业制硫酸的流程包括硫磺燃烧、SO2氧化、SO3吸收和浓缩等步骤。
这些步骤的顺序和条件都对最终产品的质量和产量有重要影响。
因此，在工业生产中，需要严格控制各个步骤的参数，以确保产品的质量和效益。
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工业制备
(S+O2点=燃=SO2)
3.设备：沸腾炉
干燥 洗涤 除尘 净化
原料 粉碎
沸腾炉
炉气
空气 思考：硫铁矿为什么要粉碎？
二、 SO2催化氧化生成SO3—接触氧化
1.反应原理：
催化剂
２SO2+O2 △ ２SO3 2.设备：接触室
温度较高气体
催化剂 (V2O5) 热气体
净化
沸腾炉
SO2、O2 冷气体
热交换器
1、原料 2、环保和成本 3、制备流程
化学工业制备的要求
（1）原料廉价且稳定，降低运输成本。 （2）从环保、成本等角度选择合适的化学反应。 （3）制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量 和剩余物质尽可能加以循环利用，生副产物较少。 （4）制备过程绿色环保，不使用或生成对环境有害 的物质。
SO3
温度较低气体
接触室
思考：沸腾炉中产生的气体通入接触室前为何除尘净ຫໍສະໝຸດ ？使用热交换器意义是什么？
三、SO3的吸收和硫酸的生成
1.反应原理：SO3+H2O==H2SO4 2.设备：吸收塔
思考：浓硫
酸为什么要从 上向下喷下？
思考：工业上并不是直接用水或稀硫酸来吸收SO3， 而是用98.3%的浓H2SO4吸收，为什么？
防止SO3溶于水时反应放出大量热导致酸雾, 降低吸收效率，常用浓硫酸(98.3%)吸收SO3。
沸腾炉
接触室
吸收塔
净
化
冷却
工业接触法制硫酸小结
S
硫化物
SO2
SO3
H2SO4
如FeS2
SO2的制取和净化 SO2转化成SO3 吸收SO3生成硫酸
沸腾炉
接触室
硫酸制作方法
硫酸制作方法硫酸，化学式H2SO4，是一种重要的化工原料，广泛应用于冶金、化工、制药、农业等领域。
硫酸的制备方法有多种，常见的包括铁矾石法、氧化硫法、硫磺氧化法等。
下面将介绍几种常见的硫酸制作方法。
一、铁矾石法。
铁矾石法是一种传统的硫酸制备方法。
其原理是通过铁矾石（FeSO4）的氧化反应得到硫酸。
具体步骤如下：1. 将铁矾石粉碎成粉末状；2. 将铁矾石与稀硫酸混合，生成硫酸铁；3. 将硫酸铁加热至一定温度，使其分解生成二氧化硫和三氧化硫；4. 通过氧化反应得到硫酸。
铁矾石法制备硫酸的优点是工艺简单，原料易得，但存在废水污染严重的缺点。
二、氧化硫法。
氧化硫法是一种较为常用的硫酸制备方法。
其原理是通过氧化硫气得到二氧化硫，再将二氧化硫氧化成三氧化硫，最终生成硫酸。
具体步骤如下：1. 将硫磺燃烧生成二氧化硫；2. 将二氧化硫与空气混合，通过催化剂催化氧化成三氧化硫；3. 将三氧化硫溶解在水中，生成硫酸。
氧化硫法制备硫酸的优点是反应过程简单，产品纯度高，但存在硫磺燃烧产生的二氧化硫污染环境的问题。
三、硫磺氧化法。
硫磺氧化法是一种现代化的硫酸制备方法。
其原理是通过硫磺的氧化反应得到二氧化硫，再将二氧化硫氧化成三氧化硫，最终生成硫酸。
具体步骤如下：1. 将硫磺加热至熔化状态，生成蒸气；2. 将硫磺蒸气与空气混合，通过催化剂催化氧化成二氧化硫；3. 将二氧化硫再氧化成三氧化硫，最终生成硫酸。
硫磺氧化法制备硫酸的优点是反应过程环保，产品纯度高，但存在设备投资大的缺点。
综上所述，硫酸的制备方法有多种，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际生产中，可以根据原料的来源、工艺条件和环保要求选择合适的制备方法。
希望本文介绍的硫酸制作方法对您有所帮助。
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沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉
沸
腾
炉
接触室
低温
接
SO2 O2
触
室
高温 SO2 O2
SO3 SO2 O2
吸
吸收塔
收
塔
三原料 三选择 三杂质 三危害
总
结
黄铁矿(或硫磺) 空气
98.3%的硫酸
压强:常压 矿尘
温
催化剂
度:400~500℃
砷,硒化合物 水蒸气
影响生产
催化剂中毒
腐蚀设备
六、掌握多步计算的技能---（相当关系式计算） （原子守恒）
高温ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
催化剂
2SO2 + O2 加 热 2SO3
SO3 + H2O
FeS2
2SO2 2SO3
H2SO4
2H2SO4
多步计算
在多步计算中重点掌握元素守恒。在反应过程中， 可以把中间步骤的损失归结为原料或目标产物的 损失。
• 例：含FeS2 72%的黄铁矿石在煅烧的时候，有2%的 硫受到损失而混入炉渣，在SO2的氧化、吸收过程中， 产率为98%，则由这种黄铁矿石10t可以制得98%的硫 酸多少吨？
氧 化 硫 转 化 成 三 氧 化 硫
SO3
H2SO4
3 三 氧 化 硫 的 吸 收 和 硫 酸 的 生 成
1. 二氧化硫的制取和净化(造气）
高温
4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)
原
料
炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及
一些杂质，如As、Se等的
粉
碎
化合物和矿尘等等。
3、废渣的利用
三阶段
三反应
三净化 三原理 三设备 工业三废
总
造气
结
接触氧化
SO3的吸收
4FeS2+11O2=== 2SO2+O2===2S SO3 +
2Fe2O3+8SO2 O3
H2O===H2SO4
除尘
洗涤
干燥
热交换
循环利用
逆流吸收
沸腾炉
接触室
吸收塔
废渣
废气
废水
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4， (NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4
放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料， 硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸 铵肥料。
2、污水处理
• 生产过程中的污水，含有硫酸等杂质。 • Ca(OH) 2 ＋ H2SO4 == CaSO4 ＋ 2H2O
• 解析：该题的解题关键是：转化成硫酸的硫来自硫铁 矿系。式抓 ，住 即了 ：这Fe一S2点—就—可以2S找出—F—eS22H和2HSO2S4O有4之2%间S的损关失 即FeS2利用率为98%。
•解：设可制得98%的硫酸质量为x
• FeS2 ——————
120 10t×72%×98%×98% X=11.5t 答：（略）
一、接触法制造硫酸的反应原理
S
硫化物 如 FeS2
SO2
SO3
H2SO4
SO3 + H2O===H2SO4
催化剂
2SO2+O2==△=2SO3
点燃
S+O2===SO2 4FeS2+11O2=高=温=2Fe2O3+8SO2
二、接触法制造硫酸的生产过程
S
硫化物 如 FeS2
SO2
2
1
二
二 氧 化 硫 的 制 取 和 净 化
2NO+ O2===2NO2
三、环境保护
环境污染：大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。
工业上的三废：废水、废渣、废气
1.尾气处理
尾 (1)气碱的法组：成N：a2SCOO23,O2,N2
NO(2a2)氨2C酸O3法+：SON2=H=3·=HN2Oa2SO3+C 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO 3+H2O
硫黄 65%
黄铁矿 16%
其他 19%
• 2．煅烧黄铁矿 将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在
专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使 其燃烧，就可以得到SO2。
煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。 造气阶段的反应原理：
• S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H= -297kJ/mol
• 或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g)； △H= -853kJ/mol
SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的 反应，表5-2的数据说明，增大气体压强，能相 应提高SO2的平衡转化率，但提高得并不多。考 虑到加压对设备的要求高，增大投资和能量消耗； 而且，常压下4000C~5000C时， SO2的平衡转 化率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压操作， 并不加压。
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3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成
1450C
尾气
SO3 + H2O===H2SO4
98.3%H2SO4
沸腾炉
热 交 5000C 换1500C
接触室 生产流程动态演示
吸收塔
补充材料：硫酸的其它生产办法
1. 2(FeSO4·7H2O)===Fe2O3+SO2+SO3+14H2O 2. SO2+NO2+H2O===H2SO4+NO
2H2SO4
196 x×98%
练习：KKP102(7)
再见！
• 一、造气 1．原料 接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属
冶炼厂的烟气（含有一定量的SO2）等作原料。
从原料成本、环境保护等角度考虑，硫黄是制硫酸的 首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少，主要用黄铁矿作 原料。
世界硫酸产量的60%以上来自硫黄，另一方面，由于 有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则，有色金属冶 炼烟气制酸的产量逐年增加。相反，黄铁矿制酸的比重却 呈下降趋势，90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：
氧气
除洗
干
尘涤
燥
沸腾炉
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
2SO2+O2=4V5=20O0C=5 2SO3
思考
4500C 8500C
催化剂
5000C
<600C
热交换器
沸腾炉
5000C
接触室
下一步
因为请S同O学2们接阅触读氧教化材是P6一6-个68页放有热关反内应容，，根据化 学平衡理论讨判论断S，O2接此触反氧应化在的温最度有较利条低件的条件下进 行有利。但是，温度较低时反应速率低，从综合 经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定 4000C~5000C作为操作温度。
3．尾气的吸收:
尾气的组成：SO2,O2,N2
通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为： SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3, 当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟
浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸 铵溶液。反应式：