接觸法制硫酸二 人教版

1、接觸法制硫酸二【基礎(chǔ)知識精講】一、制硫酸的原料、原理、設(shè)備和生產(chǎn)流程(1)四個“三”三種主要原料 黃鐵礦(或硫黃)，空氣，98.3的硫酸三個階段 造氣階段(制)，接觸氧化階段(轉(zhuǎn)化為)，三氧化硫吸收階段(轉(zhuǎn)化為或發(fā)煙硫酸)三個反應(yīng)；H853kJ/mol或；H297kJ/mol；H130.3kJ/mol三種設(shè)備 沸騰爐，接觸室(含熱交換器)，吸收塔每一個階段發(fā)生一個反應(yīng)和對應(yīng)一種設(shè)備(2)生產(chǎn)過程中采取的措施和理由(原理)將黃鐵礦粉碎和在沸騰爐中通入過量的空氣 增大黃鐵礦和氧氣的接觸面，使燃燒得更快，更充分保證接觸室中氧化的用氧爐氣的凈化和干燥 在沸騰爐中燃燒黃鐵礦制得的爐氣中含有、水蒸氣以及一

2、些雜質(zhì)，如砷、硒化合物和礦塵(粉末)等等礦塵的沉積會阻塞輸送氣體的管道；雜質(zhì)和礦塵都會使催化劑中毒而失去催化作用；水蒸氣在高溫下會腐蝕設(shè)備即，危險因此從沸騰爐出來的爐氣在進入接觸室前，必須凈化和干燥，除去礦塵、砷硒化合物和水蒸氣這樣處理過的混合氣體主要含(體積分數(shù)7)，(11)，(82)在接觸室中使用熱交換器 由于的氧化反應(yīng)需在400500條件下進行因此，反應(yīng)前必須把爐氣預(yù)熱到這個溫度；又由于此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)環(huán)境的溫度會不斷升高，這不利于的生成所以在接觸室的兩層催化劑之間裝上一個熱交換器，用來把反應(yīng)生成的熱，傳遞給進入接觸室需要預(yù)熱的爐氣，還可以冷卻反應(yīng)后生成的氣體用98

3、.3的濃硫酸代替水吸收 由于水面上存在水蒸氣，水蒸氣與生成硫酸酸霧將水與隔開了，故不能用水或稀硫酸吸收98.3的濃硫酸的表面上不存在水蒸氣，用它吸收不會生成硫酸酸霧，又由于能溶于硫酸中(即得發(fā)煙硫酸)，所以，用98.3的濃硫酸吸收的效率高，能完全吸收從吸收塔出來的硫酸是比98.3的硫酸還濃的硫酸或發(fā)煙硫酸再根據(jù)需要，用水或稀硫酸稀釋這些濃硫酸，而制得各種濃度的硫酸在吸收塔中，氣液逆流，即98.3的濃硫酸由上向下流，氣體由下向上升，兩者在逆流過程中充分反應(yīng)，完全溶解尾氣循環(huán)氧化和用氨水吸收 將尾氣中未氧化的再次進入接觸室氧化，可以提高原料的利用率由于氧化是可逆反應(yīng)，不可能100的轉(zhuǎn)化為，所以需要

4、處理尾氣用氨水吸收尾氣可以消除環(huán)境污染再讓和硫酸反應(yīng)：得到較為純凈的又成為制硫酸的原料，是化肥(3)制硫酸的生產(chǎn)過程例 在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明操作的主要原因都正確的是( )A硫鐵礦燃燒前需要粉碎，因為大塊的硫鐵礦不能燃燒B從沸騰爐出來的氣體需凈化，以提高產(chǎn)品純度C二氧化硫氧化為三氧化硫時需用催化劑，這樣可以提高反應(yīng)速率D用98.3的濃硫酸代替水去吸收三氧化硫，目的是防止酸霧，以便三氧化硫完全吸收分析與解答礦石粉碎的主要目的是使燃燒得更快更充分凈化沸騰爐中出來的氣體是除去有害物質(zhì)，避免礦塵阻塞管道、礦塵和雜質(zhì)使接觸室中的催化劑中毒和水蒸氣腐蝕設(shè)備答案 CD二、氧化成的條件選擇在化

5、工生產(chǎn)上，要求又快又多地獲得產(chǎn)品光快不多不行，光多不快也不行這里的“快”指的是化學(xué)反應(yīng)速率大，這里的“多”指的是原料的轉(zhuǎn)化率大故我們必須同時研究外界條件對的氧化反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響并注意這些條件與綜合經(jīng)濟效益的關(guān)系根據(jù)氧化反應(yīng)化學(xué)方程式：從加快氧化反應(yīng)速率的角度考慮，可以采用升高反應(yīng)的溫度、增大壓強和使用催化劑從提高的轉(zhuǎn)化率的角度考慮，可以采用降低溫度和增大壓強催化劑對此無影響化學(xué)家們和工程師們通過實驗探索，并結(jié)合綜合經(jīng)濟效益進行分析研究，找出的氧化反應(yīng)的合適條件是：400500的溫度、常壓、使用催化劑和使用過量的氧氣(不要花錢買的原料)由于在400500時，催化劑的活性最好，能保證有大的

6、氧化反應(yīng)速率；使用過量氧氣能增大的轉(zhuǎn)化率由于使用上述條件后，常壓下已有快的氧化反應(yīng)速率和高的轉(zhuǎn)化率，基于降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟效益，故就采用常壓三、關(guān)于制硫酸中的計算關(guān)于制硫酸中的計算通常遇到兩種情況：第一由原料計算產(chǎn)品硫酸的質(zhì)量；第二由產(chǎn)品硫酸計算需要原料的質(zhì)量都屬于多步反應(yīng)一次計算在計算中，理解好兩種關(guān)系：原料的利用率有傳遞關(guān)系如的利用率可視為S的利用率，也視為的利用率產(chǎn)物的產(chǎn)率等于反應(yīng)物的利用率如的產(chǎn)率可視為的利用率，也可視為S或的利用率例 燃燒500t含硫48的黃鐵礦，若在沸騰爐中有2的損失，在接觸室中的產(chǎn)率為96，計算生成98的濃硫酸的質(zhì)量分析與解答硫第一次(沸騰爐中)利用了98，第

7、二次(接觸室中)利用96故有：x705.6t答案 生成705.6t 98的濃硫酸【重點難點提示】1化學(xué)反應(yīng)原理及綜合經(jīng)濟效益原則2的接觸氧化(條件分析)3(尾氣)的吸收【典型例題分析】例1 接觸法制的尾氣中可用堿性溶液氨水吸收，吸收達到飽和后的溶液再與93%的硫酸反應(yīng)，可放出并得溶液此法可制得較純將溶液結(jié)晶、分離、干燥后可制得固體硫酸銨肥料(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；(2)某廠每天排放含體積分數(shù)為0.2%的尾氣，問每天要消耗同溫同壓下(設(shè)標準狀況)的氨氣多少立方米？可得硫酸銨多少千克？分析與解答 (1)(2)由上述反應(yīng)可得解得又 5.89(kg)答：每天消耗氨氣，可生成硫酸銨5.89kg例

8、2 接觸法制硫酸的簡單流程，如圖51所示，試填寫：(1)主要設(shè)備的名稱：A_、B_、C_、D_(2)分別寫出ah各主要物質(zhì)的化學(xué)式：a_、b_、c_、d_、e_、f_、g_、h_(3)從設(shè)備A中導(dǎo)出的氣體若不凈化而直接導(dǎo)入B設(shè)備，則會使_，這種現(xiàn)象叫做_(4)設(shè)備D上頂噴入的是_而不是_，這是因為_(5)從設(shè)備D上部導(dǎo)出的氣體g，工業(yè)上叫做_，其中的_用_加以回收利用以防止_分析與解答 (1)A：沸騰爐 B：接觸室 C：熱交換器 D：吸收塔(2)a： b：空氣(、) c： d：、 e：、 f： g： h：(3)從沸騰爐中導(dǎo)出的氣體若不凈化直接導(dǎo)入接觸室，則會使催化劑作用減弱或失去作用，這種現(xiàn)象

9、叫催化劑中毒(4)吸收塔上頂噴入的是98.3%的，而不是水或稀，這是因為用水或稀作吸收劑時，容易形成酸霧(5)從吸收塔上部導(dǎo)出的氣體，工業(yè)上叫尾氣，其中的需用堿液吸收，以防大氣污染例3 圖52為我國東部季風區(qū)某新建城市分布圖，城市的四周都有廣闊地帶現(xiàn)要在城市附近建一座以重油或煤炭為燃料的火力發(fā)電廠(1)若該廠以含硫質(zhì)量分數(shù)為2%的重油為燃料，設(shè)重油(密度為)燃燒生成標準狀況下的煙道氣，計算煙道氣中的體積分數(shù)(2)請在圖52中A、B、C、D、E、F處選一最佳建廠處，說明理由(3)請你預(yù)測此工廠將有哪些方面對環(huán)境造成污染？(4)請你用物理、化學(xué)、生物等方面的知識設(shè)計一個保護環(huán)境、控制污染的方案(5

10、)以含硫3.5%的重油為燃料，重油使用量為，該廠開工率為(每年實際運轉(zhuǎn)天數(shù))為80%，對煙道氣的脫硫回收的能生產(chǎn)多少千克？或生產(chǎn)石膏()多少千克？若將這些制成70%的濃，可生產(chǎn)這種濃硫酸多少千克？分析與解答 (1)(2)應(yīng)選在D處建廠原因：在季風區(qū)，工廠應(yīng)建在位于垂直于盛行風向的郊外，可盡量減少粉塵、有毒氣體對居民區(qū)的污染在河的下游，水源充足緊靠鐵路和公路，交通便利(3)有廢氣、廢渣和廢水(4)在附近建一個礦渣水泥廠或磚廠，變廢為寶根據(jù)所產(chǎn)生廢水的情況，在建廠的同時，建一個利用化學(xué)分解和生物降解的廢水處理設(shè)備根據(jù)該廠將產(chǎn)生粉塵和有毒氣體較嚴重的情況，在廠區(qū)里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等

11、能吸收有毒氣體的植物，搞好廠區(qū)綠化保護在工廠周圍和居民區(qū)之間建立森林防護林帶，盡量選一些生長快、能吸收粉塵和有毒氣體的樹種作為綠化的主要品種(5)設(shè)能生產(chǎn)、石膏、濃硫酸的質(zhì)量分別為x、y、z，則由答：生產(chǎn)、石膏、濃的質(zhì)量分別為、【同步達綱練習】1接觸法制硫酸的生產(chǎn)過程中，下列措施能提高硫酸產(chǎn)率的是 ( )A把礦石粉碎后再送入沸騰爐B沸騰爐中通入過量空氣C對爐氣進行除塵、洗滌、干燥處理D接觸室內(nèi)用作催化劑2為了提高的轉(zhuǎn)化率，常在接觸室內(nèi)鼓入過量的空氣，因此從接觸室導(dǎo)出的氣體中會有 ( )A、B、C、DS、Se、As等的氧化物3制取硫酸時，混合氣體的組成(體積分數(shù))占7%，占82%，占11%，將該

12、混合氣體100L送入接觸室反應(yīng)后，其體積變?yōu)?7.2L(相同條件下)則此時的轉(zhuǎn)化率為 ( )A80%B90%C70%D60%4在生產(chǎn)硫酸的過程中，常用濃硫酸而不用水吸收是因為 ( )A易溶于濃而不易溶于水B用濃硫酸吸收速率雖慢但損失少C用水吸收時，易形成酸霧而阻礙再吸收D用水吸收時得不到純凈的硫酸5一個現(xiàn)代化的企業(yè)，應(yīng)朝著無廢物排出的“封閉式生產(chǎn)”的方向努力對硫酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”根據(jù)上述要求，處理方法從經(jīng)濟效率上看不合理的是 ( )A用氨水吸收尾氣，然后再用硫酸處理得到含量較高的，返回車間作生產(chǎn)硫酸的原料B用處理含有硫酸的廢水生產(chǎn)石膏C將礦渣作制造水泥的原料或制磚D用NaOH吸收尾氣以得新

13、的化工產(chǎn)品6將一定體積的空氣通入吸收劑，并測定其電導(dǎo)(電阻的倒數(shù))變化，這種方法可以測定空氣中污染物的含量如測定硫化氫，用硫酸銅溶液吸收，可測定很大濃度范圍的硫化氫，但電導(dǎo)變化不大；用溴水吸收，僅適用于低濃度范圍，但有很高的靈敏度現(xiàn)要兼顧吸收容量和靈敏度，測定空氣中的含量，則最好選用的吸收劑是 ( )AKI溶液B溴水C溶液DNaOH溶液7距離地表50km左右的大氣層中，有一層構(gòu)成的臭氧層，它能吸收大部分由太陽輻射令人皮膚致癌的紫外線近幾年發(fā)現(xiàn)地球上空某些地區(qū)的臭氧層減少，甚至出現(xiàn)臭氧空洞臭氧空洞出現(xiàn)的地區(qū)主要是 ( )A亞洲上空B歐洲上空C南極洲上空D非洲上空8使臭氧層減少變薄的主要原因是 (

14、 )火山爆發(fā) 固體燃料煤的大量使用 大量使用塑料 大量使用氟里昂制冷劑ABCD9我國農(nóng)業(yè)因遭受酸雨造成每年損失高達15億多元(RMB)為了有效控制酸雨，目前國務(wù)院已批準了酸雨控制區(qū)和污染控制區(qū)劃分方案等法規(guī)(1)你認為減少酸雨的產(chǎn)生可采取的措施是 ( )少用煤作燃料 把工廠煙囪造高 燃料脫硫 在已酸化的土壤中加石灰 開發(fā)新能源ABCD(2)在英國進行的一個研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面濃度在20世紀60年代70年代的10年間，由發(fā)電廠排出的增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面濃度降低了30%之多請你從全球環(huán)境保持的角度，分析這種方法是否可??？簡述其理由(3)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃

15、料，其主要缺點是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油燃料相比，哪種物質(zhì)可作為新能源？主要優(yōu)點又是什么？10讀“我國部分城市空氣質(zhì)量周報(1998年6月)”的有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)(見下表)，解答：(1)經(jīng)濟特區(qū)中，空氣質(zhì)量最好的城市是_；直轄市中，空氣質(zhì)量最差的城市是_(2)最容易出現(xiàn)酸雨的城市是_為防治城市出現(xiàn)酸雨，降低煤燃燒時向大氣排放的，工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合使用，請寫出燃燒時，有關(guān)“固硫”(不使含硫化合物進入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式_(3)你認為減少城市酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是 ( )少用煤作燃料 把工廠煙囪造高 燃料脫硫 在已酸化的土壤中加石灰 開發(fā)新能源注：總懸浮顆粒物為TSP；氮氧化物NOX；二氧

16、化硫為ABCD(4)汽車尾氣(含有烴類，CO，與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染物，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的特點是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及的轉(zhuǎn)化寫出CO和NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_控制城市空氣污染源的方法可以有 ( )A開發(fā)氫能源B使用電動車C植樹造林D戴上呼吸面具11接觸法制硫酸排放的尾氣中，含少量的二氧化硫為防止污染大氣，在排放前設(shè)法進行綜合利用(1)某硫酸廠每天排放的(標準狀況)尾氣中含0.2%(體積分數(shù))的問用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，假設(shè)硫元素不損失，理論上可得到多少千克石膏

17、()？(2)如果將一定體積的尾氣通入100mL 2mol/L的氫氧化鈉溶液使其完全反應(yīng)經(jīng)測驗得溶液含16.7g溶質(zhì)試分析該溶液的成分，并計算確定各成分的物質(zhì)的量(3)工廠在尾氣處理制石膏的過程中，中間產(chǎn)物是亞硫酸氫鈉調(diào)節(jié)尾氣排放的流量，以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質(zhì)的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量現(xiàn)設(shè)、n(NaOH)、分別表示二氧化硫、氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的物質(zhì)的量，且，試寫出x在不同取值范圍時，的值或與、n(NaOH)間的關(guān)系式x參考答案【同步達綱練習】1AB 2C 3A 4C 5D 6C 7D 8D9(1)C (2)不可取因的排放總量沒有減少，所以形成酸雨的量并未減少，會造成對全球的危害(3)首先，煤、石油是不易再生的