接觸法制硫酸課件

接觸法制硫酸接觸法制硫酸1硫酸的消費量是一個國家工業(yè)發(fā)達水平的一種標志硫酸的消費量是一個國家工業(yè)發(fā)達水平的一種標志2怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2因為硫磺做原料成本低，污染少，所以世界上主要用硫磺制硫酸，我國由于硫磺礦產(chǎn)資源較少，主要用黃鐵礦為原料，黃鐵礦的主要成分是FeS2

（二硫化亞鐵）⑴⑵⑶怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O23一、接觸法制硫酸第一步：造氣第二步：二氧化硫的催化氧化第三步：三氧化硫的吸收S+O2SO2

點燃4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

高溫2SO2+O22SO3催化劑加熱SO3+H2OH2SO4一、接觸法制硫酸第一步：造氣第二步：二氧化硫的催化氧化第三步4沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻接觸法制硫酸的工業(yè)流程沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻接觸法制硫酸的工業(yè)流5接觸法制硫酸1.造氣4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2高溫主要反應：主要設備：沸騰爐主要爐產(chǎn)氣物SO2O2水蒸氣

砷和硒的化合物礦塵使催化劑中毒對設備和生產(chǎn)有不良影響凈化措施：除塵洗滌干燥N2

：二氧化硫的制取和凈化接觸法制硫酸1.造氣4FeS2+11O26空氣爐氣思考：從沸騰爐出來的爐氣的成分有哪些?是否直接通入接觸室？礦渣思考：黃鐵礦石為什么要粉碎？為什么要通入強大的空氣流？沸騰爐空氣爐氣思考：礦渣沸騰爐7接觸法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反應：主要設備：接觸室（轉化器）熱交換器的工作原理

內有許多平行的金屬管道或蛇管（400-500℃,V2O5催化劑）2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣)+196.6kJ

二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。

反應后熱的SO3蒸汽在管內自上而下流過

冷的SO2與O2混合氣體在管外由下而上流過通過管壁進行熱交換接觸法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反8思考：怎樣選擇適宜的條件N2思考：從接觸室出來的氣體成分是什么？溫度：400至500攝氏度壓強：常壓

催化劑：五氧化二礬接觸室思考:此處出來的氣體是什么成分?說說接觸室中熱交換器的作用?思考：怎樣選擇適宜的條件N2思考：從接觸室出來的氣體成分是什90.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4壓強

(MPa)轉化率(％)溫度(℃)（數(shù)據(jù)分析）壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分數(shù)為：SO27%，O211%，N282%）；

（1）已知SO2的氧化是放熱反應，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結論？

（2）在400~500℃時，SO2的催化氧化采用常壓還是高壓?主要原因是為什么？0.10.511040099.299.699.799.10接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反應：主要設備：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

討論⑴工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫

三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化硫的吸收。接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主11接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反應：主要設備：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

討論⑶為什么硫酸廠的尾氣不能直接排入大氣？⑷如何處理尾氣？

由于尾氣中含有二氧化硫，如直接排入大氣，會造成污染。

2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥回收利用接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主12吸收塔思考：吸收三氧化硫為什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的濃硫酸？濃硫酸為什么必須從塔頂噴下？從吸收塔中排出的氣體有那些成分？能否直接排入大氣？吸收塔思考：吸收三氧化硫為什么不13小結：接觸法制硫酸SO2的制備（造氣）SO2的催化氧化SO3的吸收沸騰爐接觸室

吸收塔S+O2=SO24FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4化學反應速率理論速率、平衡理論、熱交換原理逆流吸收原理三原理三階段三設備三反應小結：接觸法制硫酸SO2的制備（造氣）SO2的催化氧化SO314接觸法制硫酸課件15接觸法制硫酸課件16二、硫酸廠“三廢”的處理及“廢熱”處理1、“三廢”處理(1)尾氣吸收①用石灰乳SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O②用氨水SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

(2)污水處理Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O制石膏(3)廢渣處理黃鐵礦礦渣可用來制造水泥、磚和煉鐵等。2、“廢熱”利用：能量充分利用(1)在接觸室中設熱交換器，預熱SO2和O2。(2)在沸騰爐旁設置“廢熱鍋爐”，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電；二、硫酸廠“三廢”的處理及“廢熱”處理1、“三廢17三、硫酸廠廠址的選擇選擇原則：靠近硫酸消費中心的地區(qū)，避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護要求高的地區(qū)。例題：A、B、C、D四地的地理位置如圖，交通均較為便利，其他地理條件如下：A地是風景旅游城市；B地是硫酸消費中心；C地有較為豐富的黃鐵礦資源；D地有少量的硫酸消費。硫酸廠址應選擇在

。B三、硫酸廠廠址的選擇選擇原則：靠近硫酸消費中心的地區(qū)，避開人18重要的硫酸鹽1、硫酸鈣（CaSO4）CaSO4·2H2O——石膏（生石膏）2CaSO4·H2O——熟石膏轉化：生→熟2（CaSO4·2H2O）=2CaSO4·H2O+3H2O△熟→生2CaSO4·H2O+3H2O=2（CaSO4·2H2O）石膏的用途：石膏繃帶、模型、水泥等。重要的硫酸鹽1、硫酸鈣（CaSO4）CaSO4·2H2O—192、硫酸鋇（BaSO4）——重晶石用途：醫(yī)療上做“鋇餐”、白色顏料等3、膽礬（CuSO4·5H2O）用途：配制“波爾多液”，鍍銅液等4、明礬（KAl(SO4)2·12H2O)用途：凈水劑等5、芒硝（Na2SO4·10H2O）用途：緩瀉劑、造紙等2、硫酸鋇（BaSO4）——重晶石用途：醫(yī)療上做“鋇餐”、白20多步計算

某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2的利用率為90%，求用1000t黃鐵礦可制得98%的濃硫酸多少噸？高溫V2O52SO2+O22SO3△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO3+H2O

H2SO4

分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22H2SO4～得關系式：多步計算某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦21多步計算

某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2的利用率為90%，求用1000t黃鐵礦可制得98%的濃硫酸多少噸？解：設可制得98%的濃硫酸的質量為xFeS22H2SO4～120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=

1200t答：可制得98%

的濃硫酸1200噸多步計算某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦22接觸法制硫酸習題1．我國在接觸法制硫酸過程中，普遍采用制SO2的方法是[]A．燃燒硫B．燃燒Fe2S3

C．燃燒FeS2D．燃燒CuFeS22．從沸騰爐中出來的爐氣中含有能使催化劑中毒的物質是[]A．SO2B．N2C．砷化物D．水蒸氣3．接觸法制硫酸的尾氣中含有的大氣污染物是[]A．H2SB．CO2C．SO3D．SO24．在接觸法制硫酸過程的各步反應中，等物質的量的反應物發(fā)生電子轉移最多的是[]A．FeS2B．O2C．SO2D．SO3CCDA接觸法制硫酸習題CCDA235．98.3％的濃硫酸（密度1.84g/cm3）的物質的量濃度為[]A．1.84mol/LB．9.8mol/LC．12mol/LD．18.4mol/L6．接觸法制硫酸時，由沸騰爐導出的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥等凈化過程，其理由是[]A．雜質與礦塵會使催化劑中毒B．水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響C．可提高原料的利用率D．可制取濃硫酸7．在4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反應中，被氧化的元素是[]A．只有鐵B．只有硫C．鐵和硫D．氧和鐵DABC5．98.3％的濃硫酸（密度1.84g/cm3）的物質的量濃248．在O2中灼燒0.40g硫和鐵的化合物，使其中的硫全部轉化為SO2，把這些SO2全部氧化并轉化為H2SO4。這些硫酸與20mL、0.50mol/LNaOH溶液完全中和。則原化合物中硫的質量分數(shù)為[]A．30％B．36.4％C．40％D．53.3％9．在FeS2—→SO2的轉化過程中，每轉移1mol電子時產(chǎn)生SO2的體積是（折算為標準狀況）[]A．0.51LB．4.07LC．16.3LD．22.4LBC8．在O2中灼燒0.40g硫和鐵的化合物，使其中的硫全部轉化25練習題：燃燒1噸含二硫化亞鐵90%的黃鐵礦，在理論上能生產(chǎn)多噸98%的硫酸（設有1.5%的硫留在爐渣里）？解析：由工業(yè)生產(chǎn)硫酸的反應方程式可得下列關系式：設：能生成98%的硫酸x噸FeS2→2SO2→

2SO3→2H2SO41202×981t×90%×(1-1.5%)xt×98%

x=1.478練習題：燃燒1噸含二硫化亞鐵90%的黃鐵礦，在理論上能生產(chǎn)多26思考2、工業(yè)制硫酸分幾個階段？每個階段的反應原理是什么？用到什么典型設備？3、SO2的催化氧化怎樣選擇適宜的合成條件？

4、吸收三氧化硫為什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的濃硫酸？6、硫酸廠選擇廠址時應注意哪些因素？5、硫酸廠“三廢”以及“廢熱”應怎樣處理？1、硫及其化合物之間的相互轉化關系H2S←S→SO2→SO3→H2SO4思考2、工業(yè)制硫酸分幾個階段？每個階段的反應原理是什么？27（2007年寧夏理綜）31．化學選考題（15分）A.化學與技術工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時，利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是一個關鍵步驟。壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分數(shù)為：SO27%，O211%，N282%）；（1）已知SO2的氧化是放熱反應，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結論？（2）在400~500℃時，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：（3）選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉化率？

（填“是”或“否”），是否可以增大該反應所放出的熱量？

（填“是”或“否”）；（4）為提高SO3吸收率，實際生產(chǎn)中用

吸收SO3；（5）已知：2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)；△H＝－196.6kJ/mol，計算每生產(chǎn)1萬噸98%硫酸所需要的SO3質量和由SO2生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量。溫度℃壓強MPa0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4（2007年寧夏理綜）31．化學選考題（15分）A.化學與技28接觸法制硫酸接觸法制硫酸29硫酸的消費量是一個國家工業(yè)發(fā)達水平的一種標志硫酸的消費量是一個國家工業(yè)發(fā)達水平的一種標志30怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2因為硫磺做原料成本低，污染少，所以世界上主要用硫磺制硫酸，我國由于硫磺礦產(chǎn)資源較少，主要用黃鐵礦為原料，黃鐵礦的主要成分是FeS2

（二硫化亞鐵）⑴⑵⑶怎樣制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O231一、接觸法制硫酸第一步：造氣第二步：二氧化硫的催化氧化第三步：三氧化硫的吸收S+O2SO2

點燃4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

高溫2SO2+O22SO3催化劑加熱SO3+H2OH2SO4一、接觸法制硫酸第一步：造氣第二步：二氧化硫的催化氧化第三步32沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻接觸法制硫酸的工業(yè)流程沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻接觸法制硫酸的工業(yè)流33接觸法制硫酸1.造氣4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2高溫主要反應：主要設備：沸騰爐主要爐產(chǎn)氣物SO2O2水蒸氣

砷和硒的化合物礦塵使催化劑中毒對設備和生產(chǎn)有不良影響凈化措施：除塵洗滌干燥N2

：二氧化硫的制取和凈化接觸法制硫酸1.造氣4FeS2+11O234空氣爐氣思考：從沸騰爐出來的爐氣的成分有哪些?是否直接通入接觸室？礦渣思考：黃鐵礦石為什么要粉碎？為什么要通入強大的空氣流？沸騰爐空氣爐氣思考：礦渣沸騰爐35接觸法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反應：主要設備：接觸室（轉化器）熱交換器的工作原理

內有許多平行的金屬管道或蛇管（400-500℃,V2O5催化劑）2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣)+196.6kJ

二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。

反應后熱的SO3蒸汽在管內自上而下流過

冷的SO2與O2混合氣體在管外由下而上流過通過管壁進行熱交換接觸法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反36思考：怎樣選擇適宜的條件N2思考：從接觸室出來的氣體成分是什么？溫度：400至500攝氏度壓強：常壓

催化劑：五氧化二礬接觸室思考:此處出來的氣體是什么成分?說說接觸室中熱交換器的作用?思考：怎樣選擇適宜的條件N2思考：從接觸室出來的氣體成分是什370.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4壓強

(MPa)轉化率(％)溫度(℃)（數(shù)據(jù)分析）壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分數(shù)為：SO27%，O211%，N282%）；

（1）已知SO2的氧化是放熱反應，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結論？

（2）在400~500℃時，SO2的催化氧化采用常壓還是高壓?主要原因是為什么？0.10.511040099.299.699.799.38接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反應：主要設備：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

討論⑴工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫

三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化硫的吸收。接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主39接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反應：主要設備：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

討論⑶為什么硫酸廠的尾氣不能直接排入大氣？⑷如何處理尾氣？

由于尾氣中含有二氧化硫，如直接排入大氣，會造成污染。

2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥回收利用接觸法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主40吸收塔思考：吸收三氧化硫為什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的濃硫酸？濃硫酸為什么必須從塔頂噴下？從吸收塔中排出的氣體有那些成分？能否直接排入大氣？吸收塔思考：吸收三氧化硫為什么不41小結：接觸法制硫酸SO2的制備（造氣）SO2的催化氧化SO3的吸收沸騰爐接觸室

吸收塔S+O2=SO24FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4化學反應速率理論速率、平衡理論、熱交換原理逆流吸收原理三原理三階段三設備三反應小結：接觸法制硫酸SO2的制備（造氣）SO2的催化氧化SO342接觸法制硫酸課件43接觸法制硫酸課件44二、硫酸廠“三廢”的處理及“廢熱”處理1、“三廢”處理(1)尾氣吸收①用石灰乳SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O②用氨水SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O

(2)污水處理Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O制石膏(3)廢渣處理黃鐵礦礦渣可用來制造水泥、磚和煉鐵等。2、“廢熱”利用：能量充分利用(1)在接觸室中設熱交換器，預熱SO2和O2。(2)在沸騰爐旁設置“廢熱鍋爐”，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電；二、硫酸廠“三廢”的處理及“廢熱”處理1、“三廢45三、硫酸廠廠址的選擇選擇原則：靠近硫酸消費中心的地區(qū)，避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護要求高的地區(qū)。例題：A、B、C、D四地的地理位置如圖，交通均較為便利，其他地理條件如下：A地是風景旅游城市；B地是硫酸消費中心；C地有較為豐富的黃鐵礦資源；D地有少量的硫酸消費。硫酸廠址應選擇在

。B三、硫酸廠廠址的選擇選擇原則：靠近硫酸消費中心的地區(qū)，避開人46重要的硫酸鹽1、硫酸鈣（CaSO4）CaSO4·2H2O——石膏（生石膏）2CaSO4·H2O——熟石膏轉化：生→熟2（CaSO4·2H2O）=2CaSO4·H2O+3H2O△熟→生2CaSO4·H2O+3H2O=2（CaSO4·2H2O）石膏的用途：石膏繃帶、模型、水泥等。重要的硫酸鹽1、硫酸鈣（CaSO4）CaSO4·2H2O—472、硫酸鋇（BaSO4）——重晶石用途：醫(yī)療上做“鋇餐”、白色顏料等3、膽礬（CuSO4·5H2O）用途：配制“波爾多液”，鍍銅液等4、明礬（KAl(SO4)2·12H2O)用途：凈水劑等5、芒硝（Na2SO4·10H2O）用途：緩瀉劑、造紙等2、硫酸鋇（BaSO4）——重晶石用途：醫(yī)療上做“鋇餐”、白48多步計算

某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2的利用率為90%，求用1000t黃鐵礦可制得98%的濃硫酸多少噸？高溫V2O52SO2+O22SO3△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO3+H2O

H2SO4

分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22H2SO4～得關系式：多步計算某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦49多步計算

某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2的利用率為90%，求用1000t黃鐵礦可制得98%的濃硫酸多少噸？解：設可制得98%的濃硫酸的質量為xFeS22H2SO4～120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=

1200t答：可制得98%

的濃硫酸1200噸多步計算某硫酸廠用80%FeS2的黃鐵礦50接觸法制硫酸習題1．我國在接觸法制硫酸過程中，普遍采用制SO2的方法是[]A．燃燒硫B．燃燒Fe2S3

C．燃燒FeS2D．燃燒CuFeS22．從沸騰爐中出來的爐氣中含有能使催化劑中毒的物質是[]A．SO2B．N2C．砷化物D．水蒸氣3．接觸法制硫酸的尾氣中含有的大氣污染物是[]A．H2SB．CO2C．SO3D．SO24．在接觸法制硫酸過程的各步反應中，等物質的量的反應物發(fā)生電子轉移最多的是[]A．FeS2B．O2C．SO2D．SO3CCDA接觸法制硫酸習題CCDA515．98.3％的濃硫酸（密度1.84g/cm3）的物質的量濃度為[]A．1.84mol/LB．9.8mol/LC．12mol/LD．18.4mol/L6．接觸法制硫酸時，由沸騰爐導出的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥等凈化過程，其理由是[]A．雜質與礦塵會使催化劑中毒B．水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響C．可提高原料的利用率D．可制取濃硫酸7．在4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反應中，被氧化的元素是[]A．只有鐵B．只有硫C．鐵和硫D．氧和鐵DABC5．98.3％的濃硫酸（密度1.84g/cm3）的物質的量濃528．在O2中灼燒0.40g硫和鐵的化合物，使其中的硫全部轉化為SO2，把這些SO2全部氧化并轉化為H2SO4。這些硫酸與20mL、0.50mol/