硫酸的工业制法
硫酸的工业制法
原 料 粉 碎
炉气
空气
沸腾炉
除 尘
洗 涤
干 燥
②二氧化硫氧化成三氧化硫
发生的反应：2SO2＋O2 生产设备：接触室 得到的气体：三氧化硫、氮气、
V2O5
2SO3
未反应的氧气
和二氧化硫
思考：适宜条件的选择 催化剂：五氧化二矾 （V2O5） 温度：400至500摄 氏度 压强：常压
接 触 室
N2
思考：接触室中热交 换器的作用?从接触 室出来的气体成分是 什么？
硫 酸 的 工 业 制 备 和 环 境 保 护
2．对于接触法制硫酸的生产操作与选择该生产 操作的主要理由都正确的是 ( BD ) A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿 不能燃烧 B．三氧化硫的吸收采取逆流的形式，目的是增 大其与吸收剂的接触面积 C．二氧化硫氧化成三氧化硫时需使用催化剂， 这样可以提高二氧化硫的转化率 D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防 止形成酸雾，以便使其吸收完全
吸 收 塔
98.3%H2SO4
尾气 O2、SO2、N2
98.3%的浓硫酸从 塔顶淋下，气体由 下往上，流向相反 ，充分接触，吸收 更完全，由此看来 工业生产上特别重 视生产的速度及 原料的利用率。
SO3
吸收塔
发烟 H2SO4
3、回收、净化处理尾气，保护环境。
实验室用什么试剂吸收SO2?工业上是否适用?
接触法制硫酸
1、硫酸工业生产的原理
第一步：造气
点燃
S + O2
高温
SO2
2Fe2O3 + 8SO2
催化剂 加热
第二步：接触氧化
4FeS2 +11 O2 2SO2 + O2
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
硫酸的制备和化学性质
硫酸的制备和化学性质硫酸是一种重要的化学物质，在工业生产和实验室中都有广泛的应用。
它是一种无色、无臭的液体，具有强酸性。
本文将探讨硫酸的制备方法以及其化学性质。
1. 硫酸的制备方法硫酸的制备方法有多种，其中最常见的是浓缩硫酸法和铁硫矿氧化法。
浓缩硫酸法是通过浓缩稀硫酸来制备浓硫酸。
首先，将稀硫酸加热，使其蒸发，然后通过冷凝，将蒸汽冷却成液体。
这样就可以得到浓硫酸。
铁硫矿氧化法是利用铁硫矿中的硫化物来制备硫酸。
首先，将铁硫矿破碎成小颗粒，然后在高温下进行氧化反应。
氧化后的产物经过水解，生成硫酸。
2. 硫酸的化学性质硫酸是一种强酸，具有强烈的腐蚀性。
它可以与许多物质反应，产生不同的化学性质。
首先，硫酸可以与金属反应，生成相应的硫酸盐和氢气。
例如，硫酸与铁反应，生成硫酸亚铁和氢气。
这种反应被称为金属与酸的反应。
其次，硫酸可以与碱反应，生成相应的盐和水。
这种反应被称为酸碱中和反应。
例如，硫酸与氢氧化钠反应，生成硫酸钠和水。
此外，硫酸还可以与醇类反应，生成硫酸酯。
这种反应被称为酸醇反应。
例如，硫酸与甲醇反应，生成甲基硫酸甲酯。
另外，硫酸也具有脱水性质。
它可以从许多物质中脱去水分，使它们变干燥。
例如，硫酸可以从蔗糖中脱去水分，将其变成焦糖。
3. 硫酸的应用硫酸在工业生产中有广泛的应用。
它是制造肥料、农药、纤维素和染料等化学品的重要原料。
此外，硫酸还被用于金属表面处理、电池制造和皮革加工等工艺过程中。
在实验室中，硫酸也是一种常用的试剂。
它可以用于调节溶液的酸碱度，催化化学反应，以及进行沉淀和析出等实验操作。
总结：硫酸是一种重要的化学物质，具有强酸性和腐蚀性。
它可以通过浓缩硫酸法和铁硫矿氧化法来制备。
硫酸可以与金属、碱和醇类等物质反应，产生不同的化学性质。
在工业和实验室中，硫酸都有广泛的应用。
了解硫酸的制备方法和化学性质，有助于我们更好地理解和应用这一重要化学物质。
硫酸的工业制法三个方程式
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。
硫酸的工业制备
硫酸的工业制备
9
Dr.Feng
硫酸的工业制备
10
【4】SO3具有酸性氧化物（H2SO4的酸酐）的通性，能与碱 性氧化物，碱等发生反应，如： SO3 + CaO = CaSO4 SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
【5】SO3中S处于最高价态，故具有较强的氧化性。
硫酸的工业制备
7
S单质的性质
【1】淡黄色固体，俗名硫磺，不溶于水，易溶于酒精，CS2
硫酸的工业制备
2
很Niubility的总结(偷自此人 三原料：硫铁矿（或硫磺）、空气、水 三反应: 4FeS2 + 11O2 高2温Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 催化△剂2SO3 SO3 + H2O = H2SO4
三条件：高温（400-500℃）、催化剂（V2O5）、常压 三阶段：SO2的制取与净化、SO2催化氧化成SO3、SO3的吸收和
方法二：氨水法 SO2 + 2NH3·H2O = (NH4)2SO3 + H2O 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4(一种氮肥)硫酸的工业制备5一个问题引发的“血案”
【Q】为什么用浓硫酸吸收SO3,而不用水吸收？
硫酸的工业制备
6
SO3的性质 【1】常温下，SO3是一种无色固体 【2】SO3易与水化合，放出大量的热，形成酸雾。 【3】SO3能与浓硫酸反应，生成H2SO4·SO3
3S + 6KOH △ 2K2S + K2SO3 + 3H2O
硫酸的工业制备
8
H S的性质 2 【1】无色，有臭鸡蛋气味，剧毒，能溶于水，水溶液称氢硫酸
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
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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4FeS
2
+11O22Fe2O3
+8SO2
沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）
（2）SO2氧化成SO3
2SO2 + O2
2SO3
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)2SO3
NH3 + 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。
浓硫酸能把纸张、木材、蔗糖等有机物中的氢、氧元素，按水分子里的氢、氧原子个数比（2∶ 1）脱出，使其碳化。
如： C 12H 22O 11 浓
H SO 24−→−−− 12C + 11H 2O 蔗糖
3、浓硫酸的氧化性。
硫酸分子中S 6
+有较强的得电子能力，故浓硫酸有较强的氧化性，加热时其氧化性增强。
（1）与金属的反应：在加热的条件下，绝大部分金属（除Pt 、Au 外）能被浓H 2SO 4氧化到高价态，同时H 2SO 4被还原成SO 2（一般情况下），反应中没有氢气生成。
Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Hg + 2H 2SO 4 (浓)
HgSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O
Zn + 2H 2SO 4 (浓) ZnSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O
（2）常温时浓H 2SO 4使铁、铝钝化。
加热时铁、铝可与浓硫酸剧烈反应。
2Fe + 6H 2SO 4 (浓)
Fe 2 (SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O
2Al + 6H 2SO 4 (浓) Al 2(SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O （3）与非金属的反应 C + 2H 2SO 4 ( 浓) 2SO 2 ↑ + CO 2 ↑+ 2H 2O S + 2H 2SO 4 (浓)
3SO 2 ↑ + 2H 2O
2P + 5H 2SO 4(浓) 2H 3PO 4 + 5SO 2 ↑ + 2H 2O （4）与具有还原性的化合物反应 H 2S + H 2SO 4 (浓) = S + SO 2 ↑ + 2H 2O
2HBr + H 2SO 4 (浓) = Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2O 8HI + H 2SO 4(浓) = 4I 2 + H 2S ↑ + 4H 2O
4、浓H 2SO 4氧化性与稀H 2SO 4氧化性的比较
浓H 2SO 4
稀H 2SO 4
硫酸的存在形式
硫酸分子H 2SO 4
H +和SO 42－
起氧化作用的元素 硫酸分子中S 6
+ H + 能够氧化哪些物质 金属、非金属、有还原性的化合物 较活泼的金属（H 前的金属）
还原产物 一般是SO 2 H 2 氧化性强弱
强
弱
5、硫酸的性质与作用的联系。
（1）硫酸的酸性实际上就是硫酸中H +的性质 Zn + H 2SO 4 (稀) = ZnSO 4 + H 2 ↑ CuO + H 2SO 4 = CuSO 4 + H 2O 2NaOH + H 2SO 4 = Na 2SO 4 + H 2O
（2）硫酸可与弱酸盐反应，表现出硫酸的强酸性。
FeS + H 2SO 4 (稀) = FeSO 4 + H 2S ↑
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4(浓) 3CaSO4↓ + 2H3PO4
2CH3COONa + H2SO4(浓) = Na2SO4 + 2CH3COOH
（3）硫酸的难挥发性（或称高沸点性）可以用硫酸与易挥发酸的盐反应来制取易挥发的酸，或者说可以用硫酸与低沸点酸的盐反应来制取低沸点的酸。
NaCl (固) + H2SO4 (浓) NaHSO4 + HCl ↑
2NaCl(固) + H2SO4 (浓) Na2SO4 + 2HCl↑
NaNO3(固) + H2SO4 (浓) NaHSO4 + HNO3↑
在这些反应中是硫酸的难挥发性（即高沸点性）与酸性的共同表现。
（4）硫酸的稳定性：硫酸对热的稳定性强，可以用硫酸与不稳定酸的盐反应来制取不稳定酸。
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2↑
不稳定酸分解后可得到相应的气体。
（5）浓H2SO4的吸水性：在实验室用浓H2SO4做干燥剂；或把少量研细的胆矾放入浓H2SO4中，胆矾会逐渐变为白色。
这些都是浓H2SO4吸水性的表现。
（6）浓H2SO4的脱水性：浓H2SO4使蔗糖、纤维素等碳化，是浓H2SO4脱水性的表现。
（7）浓H2SO4与C、S、H2S、HBr、HI等反应时，只表现出氧化性。
（8）浓H2SO4与Cu、Ag等金属反应，或与NaBr、FeS等还原性化合物反应时，是浓H2SO4的氧化性与酸性的共同体现。
2NaBr + 3H2SO4 (浓) = 2NaHSO4 + Br2↑ + SO2↑ + 2H2O
2FeS + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 2S ↓ + 3SO2↑ + 6H2O
三、硫酸根离子的检验
1、所用试剂：BaCl2溶液（或Ba(NO3)2溶液）和稀盐酸。
2、原理：Ba2+与SO42－结合生成的BaSO4，即不溶于水也不溶于稀HCl或稀HNO3。
3、操作方法：取样→加试剂→观察与描述现象→根据现象得出结论。
4、加入试剂的顺序，为了防止溶液中可能存在的Ag+、SO32－、CO32－等离子的干扰，应在待检液中先加入足量稀HCl，若无沉淀和气泡时，再加入BaCl2溶液，此时若出现白色沉淀，则可肯定原试液中必定含有SO42－。
俗名化学式颜色主要用途
生石膏CaSO4·2H2O 白色制水泥、熟石膏
熟石膏2CaSO4·H2O 白色制模型、石膏绷带
皓矾ZnSO4·7H2O 无色收敛剂、防腐剂、媒染剂、制白色颜料重晶石BaSO4白色钡餐
绿矾FeSO4·7H2O 浅绿色制墨水、媒染剂
胆矾CuSO4·5H2O 蓝色农药
明矾KAl(SO4)2·12H2O 无色净水剂
芒硝Na2SO4·7H2O 无色制玻璃原料，造纸工业，缓泻剂。