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文档简介

1、接触法制造硫酸的生产过程接触法制造硫酸的生产过程SO3H2SO4SO2S硫化物如 FeS2 1 二氧化硫的制取和净化 2 二氧化硫转化成三氧化硫 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成沸腾炉炉气1. 二氧化硫的制取和净化SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质,如As、Se等的化合物和矿尘等等。原料粉碎氧气 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高温除尘除尘洗涤洗涤干燥干燥2. 二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2 2SO3V2O54005000C沸腾炉接触室沸腾炉600C5000C4500C8500C5000C热交换器热交换器催化剂催化剂3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成接触室沸腾炉吸收塔热交换热交

2、换 5000C1500C98.3%H2SO4SO3 + H2O=H2SO4尾气尾气硫酸的工业制法硫酸的工业制法-接触法制硫酸接触法制硫酸阶段原理设备问题讨论造气及净化造气及净化4FeS4FeS2 2+11+11O O2 2= 2Fe= 2Fe2 2O3 3+8S+8SO2 2高温高温S+O2=SO2点燃点燃沸腾炉沸腾炉接触氧化接触氧化接触室接触室SO3的吸收的吸收SO3+H2O=H2SO4 吸收塔吸收塔为什么不用为什么不用水和稀硫酸吸水和稀硫酸吸收收SO3?原料:原料: 空气、黄铁矿或硫磺、空气、黄铁矿或硫磺、98.3%98.3%的硫酸的硫酸2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂三三.硫酸工业尾

3、气的处理硫酸工业尾气的处理(1)碱法: Na2CO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2(2)氨酸法: NH3H2O 2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O (NH4)2SO3+H2SO4 =(NH4)2SO4+H2O +SO2组成组成: SO2、O2、N2稀硫酸具有酸的通性稀硫酸具有酸的通性:1、可以使紫色石蕊试液、可以使紫色石蕊试液 4、与碱反应:、与碱反应:2、与金属反应:、与金属反应: 5、与某些盐反应:、与某些盐反应:3、与金属氧化物:、与金属氧化物:变红变红Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 CuO + 2H+=Cu2+ + H2OCu(OH)2+2H+=

4、Cu2+2H2O Ba2+SO42- = BaSO4稀硫酸:稀硫酸:H2SO4=2H+SO42-一一 物理性质:物理性质:色态:色态:沸点:沸点:密度:密度:溶解性:溶解性:无色无色 粘稠粘稠 油状液体油状液体98%的浓硫酸沸点是的浓硫酸沸点是338典型的高沸点典型的高沸点酸酸(难挥发(难挥发酸酸)98%的浓硫酸密度是的浓硫酸密度是1.84g/cm3典型的高密度酸典型的高密度酸易溶于水,能与水以任意比互溶易溶于水,能与水以任意比互溶注意注意:稀释时,酸入水,并搅拌稀释时,酸入水,并搅拌2 2 浓硫酸的特性浓硫酸的特性1.1.吸水性吸水性实验实验 1:在表面皿上放入少量胆矾,再加入少量浓硫酸:在

5、表面皿上放入少量胆矾,再加入少量浓硫酸现象现象:由由蓝色蓝色晶体变为白色粉末晶体变为白色粉末CuSO45H2O + H2SO4(浓浓)= CuSO4 + H2SO45H2O浓硫酸的特性浓硫酸的特性吸水性吸水性H2、O2、N2、CO、CO2、SO2、HCl、Cl2等等碱性气体碱性气体(NH3)还原性气体(还原性气体(H2S、HI、HBr)可干燥可干燥不可不可干燥干燥2、脱水性、脱水性 浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素,使有机物最终变成黑色的炭氢、氧元素,使有机物最终变成黑色的炭实验实验2 C12H22O11 蔗糖浓硫酸 C + H2O现象现象:变成黑

6、色的碳变成黑色的碳体积膨胀,疏松多孔体积膨胀,疏松多孔生成了有刺激性气味的气体生成了有刺激性气味的气体?“黑面包黑面包”实验实验放出大量的热放出大量的热 清华学子刘海洋浓硫酸泼熊事件清华学子刘海洋浓硫酸泼熊事件讨论:吸水性与脱水性的区别讨论:吸水性与脱水性的区别吸水性吸水性吸水性是指物质中本身就吸水性是指物质中本身就存有水,浓硫酸直接与水分子结合;存有水,浓硫酸直接与水分子结合;脱水性脱水性浓硫酸将有机物中的氢、氧浓硫酸将有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。元素按水的比例脱去。3、强氧化性:、强氧化性:(1)与金属反应)与金属反应 演演 示示 实实 验验实验实验3实验现象实验现象: : 常温下

7、常温下, ,无明显现象无明显现象 加热后加热后, ,品红溶液褪色品红溶液褪色, ,反应后其生成的反应后其生成的水溶水溶液呈现蓝色液呈现蓝色Cu + 2H2SO4(浓)(浓)= CuSO4+ SO2 +2H2O 0+6+4+2失失2e-得得2e-氧化性氧化性酸性酸性分析分析1在此反应过程中,浓硫酸表现了什么性质?在此反应过程中,浓硫酸表现了什么性质? 分析分析2随着反应的进行,浓硫酸的浓度有何改变?随着反应的进行,浓硫酸的浓度有何改变? 针对训练针对训练向向50mL 18mol/L的硫酸的硫酸溶液中加入足量铜片并加热,充分溶液中加入足量铜片并加热,充分反应后,被还原的硫酸的物质的量反应后,被还原

8、的硫酸的物质的量为为( ) A、小于、小于0.45mol B、等于、等于0.45molC、在、在0.45mol和和0.90mol之间之间 D、大于、大于0.90mol E、小于、小于0.90molA 2、常温下铁、铝等和浓硫酸接触时能够使常温下铁、铝等和浓硫酸接触时能够使金属表面生成一层致密的氧化膜而阻止了反金属表面生成一层致密的氧化膜而阻止了反应,从而发生应,从而发生冷的浓硫酸能用铁或铝的容器贮存冷的浓硫酸能用铁或铝的容器贮存 钝化钝化拓展信息拓展信息 1、在加热时几乎能与除了、在加热时几乎能与除了铂铂、金金以外的任何其他金属反应,且能将变价金属以外的任何其他金属反应,且能将变价金属的单质氧

9、化到较高的价态,例如的单质氧化到较高的价态,例如:2Ag+2H2SO4(浓)(浓)= Ag2SO4+SO2+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)浓) =Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O03氧化一些非金属氧化一些非金属C+2H2SO4 (浓浓)=CO2+2SO2 +2H2O 0氧化性氧化性+4+6+4失失4e-得得22e-1. H2SO4(浓)浓)+ 2HBr = Br2+SO2+2H2O H2SO4(浓)浓)+ 2HI= I2+SO2+2H2O2. H2SO4(浓)浓)+ H2S = S+SO2 +2H2O与低价化合物的反应与低价化合物的反应注意:浓硫酸与金属反应时,产生的是相应的硫酸注意

10、:浓硫酸与金属反应时,产生的是相应的硫酸盐(高价)、二氧化硫和水;与非金属反应时,产盐(高价)、二氧化硫和水;与非金属反应时,产物是该非金属的最高价氧化物(或酸)、二氧化硫、物是该非金属的最高价氧化物(或酸)、二氧化硫、和水。和水。思考:比较稀、浓思考:比较稀、浓H2SO4的氧化性的氧化性 稀稀H2SO4 浓浓H2SO4表现氧化表现氧化性的微粒性的微粒还原产物还原产物氧化能力氧化能力 +1 HH2SO2等等较弱较弱强强 +6 S4.难挥发性: 用于制挥发性强酸(盐酸、硝酸)2NaCl+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+2HClH2SO4(浓)浓)+ 2HBr = Br2+SO2+2H2OH2S

11、O4(浓)浓)+ 2HI= I2+SO2+2H2O课堂练习课堂练习: 1、硫酸具有下列性质:硫酸具有下列性质:在水溶液中电离,并呈强在水溶液中电离,并呈强酸性,酸性,浓硫酸具有吸水性,浓硫酸具有吸水性,浓硫酸具有脱水性,浓硫酸具有脱水性,浓硫酸具有强氧化性。在下列变化中,硫酸体现的浓硫酸具有强氧化性。在下列变化中,硫酸体现的性质为(填序号):性质为(填序号):把浓硫酸露置在空气中,质量会增加把浓硫酸露置在空气中,质量会增加。( )铜跟浓硫酸共热,产生二氧化硫气体铜跟浓硫酸共热,产生二氧化硫气体。( )把锌粒入稀硫酸里,会产生氢气把锌粒入稀硫酸里,会产生氢气。( )用浓硫酸干燥用浓硫酸干燥H H

12、2 2、O O2 2、ClCl2 2等,但不能用来干燥等,但不能用来干燥NHNH3 3、HIHI、H H2 2S S等气体。(等气体。( )纸张、布片、蔗糖等浓硫酸会慢慢变黑。纸张、布片、蔗糖等浓硫酸会慢慢变黑。 ( )浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑。浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑。( )常温下可用铁或铝制容器贮存浓硫酸。(常温下可用铁或铝制容器贮存浓硫酸。( )2 2、下列关于浓硫酸与稀硫酸的叙述中,、下列关于浓硫酸与稀硫酸的叙述中,正确的是正确的是 ( ) A A、常温时都能与铁发生反应,放出气体常温时都能与铁发生反应,放出气体 B B、加热时都能与铜发生反应,放出气体加热

13、时都能与铜发生反应,放出气体 C C、都能作为气体的干燥试剂都能作为气体的干燥试剂 D D、硫元素化合价都是硫元素化合价都是6 6价价启发思维:启发思维:1.考虑每个装置在检考虑每个装置在检验过程中所起的作用?验过程中所起的作用?2.考虑这些产物时应考虑这些产物时应有怎样的先后顺序?有怎样的先后顺序?3.检验检验CO2时怎样排除时怎样排除SO2的干扰?的干扰?C+2H2SO4(浓)(浓)=CO2+2SO2 +2H2OC与浓硫酸反应产物的鉴别与浓硫酸反应产物的鉴别C+2H2SO4(浓)(浓)=CO2+2SO2 +2H2O比较比较SO2与与CO2、SO3SO2CO2SO3主要物性主要物性与水反应与

14、水反应与碱反应与碱反应紫色石蕊紫色石蕊品红品红鉴定存在鉴定存在氧化性氧化性还原性还原性与与Na2O2作用作用CO2+H2O H2CO2 弱酸弱酸SO2+H2O H2SO3 中强酸中强酸Ca(OH)2 CaSO3 Ca(HSO3)2 清液清液 白白 清液清液SO2 SO2 Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2 清液清液 白白 清液清液CO2 CO2 无色、有刺激性气体、易液化无色、有刺激性气体、易液化易溶于水易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体。熔点(无色固体。熔点(16.8)沸点)沸点(44.8) SO3+H2O=H2SO4 强酸强酸SO3+Ca(OH)2=CaSO4(微溶微溶)能使品红褪色能使品红褪色又能使澄清石灰水变浑浊又能使澄清石灰水变浑浊不能使品红褪色不能使品红褪色但能使澄清石灰水变浑浊但能使澄清石灰水变浑浊SO2+2H2S=2S+2H2O CO2+2Mg = 2MgO+CCO2+C = 2CONa2O2+SO2=Na2SO4有有无无2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2变红变红 变红变红 变红变红 褪色褪色 不褪色不褪色 不褪色不褪色 若将若将SOS

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