硫酸,硫酸工业制法

1 1掌握硫酸的性质、用途、制法。掌握硫酸的性质、用途、制法。2.2.理解硫酸工业生产的原理，了解化工理解硫酸工业生产的原理，了解化工 生产化学反应原理的确定原则。生产化学反应原理的确定原则。二、二、硫酸、硫酸工业硫酸、硫酸工业学习目标：学习目标：硫酸是具有硫酸是具有、的二元强的二元强酸。纯净的硫酸为酸。纯净的硫酸为色、色、状液体，状液体，密度比水大，可以任意比例溶于水，溶解密度比水大，可以任意比例溶于水，溶解过程中伴随有过程中伴随有现象。因此，浓硫酸稀现象。因此，浓硫酸稀释时，只能释时，只能，并不断并不断。1 1、硫酸的性质、硫酸的性质不挥发性不挥发性高沸点高沸点无无油油放热放热将浓将浓H2SO4沿玻璃棒注入水中沿玻璃棒注入水中搅拌散热搅拌散热（1）物理性质）物理性质【思考】【思考】(1)浓硫酸具有浓硫酸具有:A.强酸性强酸性B.强氧化性强氧化性C.高沸点、难挥发性高沸点、难挥发性D.脱水性脱水性E.吸水性等性吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将请将答案的字母分别填入括号中答案的字母分别填入括号中(1)用用NaCl固体和浓固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化在加热条件下制氯化氢气体。氢气体。()(2)用磷矿粉主要成分用磷矿粉主要成分Ca3(PO4)2和硫酸反应和硫酸反应制磷酸。制磷酸。()(3)热的浓硫酸分别与铜片、铁片等反应热的浓硫酸分别与铜片、铁片等反应()(4)蔗糖遇浓硫酸变黑、变疏松蔗糖遇浓硫酸变黑、变疏松()(5)常温下可以用铝的容器贮存浓硫酸。常温下可以用铝的容器贮存浓硫酸。()(6)胆矾遇浓硫酸变成白色粉末。胆矾遇浓硫酸变成白色粉末。()(7)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。()CAABDBBDABD（2）浓硫酸的特性）浓硫酸的特性NaClH2SO4NaHSO4HCl高沸点性（用于制挥发性酸）高沸点性（用于制挥发性酸）吸水性（做干燥剂）吸水性（做干燥剂）强酸性（用于强酸制弱酸）强酸性（用于强酸制弱酸）干燥：干燥：O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H4、C2H2等气体。等气体。脱水性脱水性C12H22O11 12C11H2OC2H5OHC2H4H2OC2 H2SO4（浓）浓）CO22SO22H2OCu2 H2SO4（浓）浓）CuSO4SO22H2O强氧化性强氧化性冷的浓冷的浓H H2 2SOSO4 4，如遇铁、铝等金属产生如遇铁、铝等金属产生钝化钝化作用作用例例1对下列事实的解释错误的是对下列事实的解释错误的是()A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性明浓硫酸具有脱水性B.浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定稳定C.常温下，浓硫酸可以用铝制容器贮存，说常温下，浓硫酸可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应明铝与浓硫酸不反应D.反应反应CuSO4+H2S=CuS+H2SO4能进行，说能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸C例例2在一定体积的在一定体积的18 molL1的浓硫酸的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积。则浓硫酸的实际体积（）（）A等于等于50 mL B大于大于50 mL C等于等于100 mL D大于大于100 mLD2、硫酸盐、硫酸盐（1）重要的硫酸盐）重要的硫酸盐一些含有一些含有叫做矾。叫做矾。结晶水的硫酸复盐结晶水的硫酸复盐明矾明矾，绿矾绿矾，皓矾皓矾，胆矾，胆矾，生石膏生石膏，熟石膏，熟石膏,重晶石重晶石。CuSO45H2OFeSO47H2OZnSO47H2OKAl（SO4）212H2OBaSO42CaSO4H2OCaSO42H2O（2）硫酸根离子的检验硫酸根离子的检验用盐酸酸化防止用盐酸酸化防止Ag、CO32、SO32、PO43干扰；干扰；不能选择使用不能选择使用HNO3酸化的酸化的BaCl2或或 Ba(NO3)2溶液，溶液，防止防止SO32、HSO3干扰。干扰。足量足量稀盐酸稀盐酸被检液被检液BaCl2溶液溶液取清液取清液有无白色沉淀有无白色沉淀（有无（有无SO42）例例3检验某未知溶液中是否含有检验某未知溶液中是否含有的下列操作中最合理的是（）的下列操作中最合理的是（）A加入硝酸酸化了的硝酸钡溶液加入硝酸酸化了的硝酸钡溶液B先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液C先加盐酸酸化，再先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液加氯化钡溶液D加入盐酸酸化了的氯化钡溶液加入盐酸酸化了的氯化钡溶液C例例4有一瓶澄清的溶液，其中可能含有有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4+K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3、Cl、I、NO3、CO32、S2、SO42、AlO2、SO32、MnO4，取该溶液进行以下实验：取该溶液进行以下实验：(1)取取PH试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除离子的存在。离子的存在。(2)取出部分溶液，加入少量取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，及数滴新制氯水，经振荡后经振荡后CCl4层呈紫红色，可以排除层呈紫红色，可以排除离子的存在。离子的存在。(3)另取出部分溶液逐渐加入另取出部分溶液逐渐加入NaOH溶液溶液,使溶液从使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则又可以排除溶液均无沉淀产生，则又可以排除离子的离子的存在。存在。CO32S2AlO2SO32Fe3MnO4NO3Mg2+Al3+NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3、Cl、I、NO3、CO32、S2、SO42、AlO2 SO32、MnO4(4)取出部分上述碱性溶液加取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后溶液后,有白有白色沉淀生成，证明色沉淀生成，证明离子存在，又可排除离子存在，又可排除离子存在。离子存在。(5)将将(3)得到的碱性溶液加热，有气体放出，该得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验事实确定：根据上述实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子是该溶液中肯定存在的离子是。还不能确定是否存在的离子是还不能确定是否存在的离子是。Ba2+SO42NH4+IK+、Na+、ClBa2+H2SO4SO3SO2S硫化物如 FeS2SO3+H2O=H2SO4S+O2=SO2点燃2SO2+O2=2SO3催化剂4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(早期生产早期生产)高温高温（1）三个反应原理）三个反应原理4、硫酸的工业制法、硫酸的工业制法（2）三个生产阶段）三个生产阶段SO3H2SO4SO2S硫化物如 FeS2 1造造气气2接接触触氧氧化化3三三氧氧化化硫硫的的吸吸收收（3）三个生产设备）三个生产设备矿渣矿渣SO2、O298%H2SO4 尾气尾气SO2、O2SO3热交换器热交换器空气空气炉气炉气思考：思考：从沸腾炉出来从沸腾炉出来的气体的气体 SO2是否纯净？如是否纯净？如果不纯净，如果不纯净，如何除杂和净化何除杂和净化？矿渣思考：思考：焙烧焙烧黄铁矿的炉黄铁矿的炉子为什么叫子为什么叫沸腾炉？黄沸腾炉？黄铁矿为什么铁矿为什么要粉碎？为要粉碎？为什么通入强什么通入强大的空气流大的空气流？燃烧黄铁？燃烧黄铁矿为什么不矿为什么不要多加燃料要多加燃料？思考：思考：适宜条件的选择N2接接触触室室思考：思考：接触室中热交接触室中热交换器的作用换器的作用?从接触从接触室出来的气体成分是室出来的气体成分是什么？什么？催化剂：五氧化二矾（V2O5）温度：400至500摄氏度压强：常压吸吸收收塔塔思考：思考：吸收三吸收三氧化硫为什么不氧化硫为什么不用水和稀硫酸，用水和稀硫酸，而用而用98.3%的浓的浓硫酸？浓硫酸为硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶什么必须从塔顶喷下？喷下？1.三个生产阶段：三个生产阶段：2.三个反应：三个反应：3.三个设备：三个设备：4.三种有害杂质：三种有害杂质：5.三个净化过程：三个净化过程：6.接触室中三个反应条件：接触室中三个反应条件：7.三个化工生产原理：三个化工生产原理：造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。沸腾炉、接触室、吸收塔。沸腾炉、接触室、吸收塔。矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气除尘、水洗和干燥除尘、水洗和干燥催化剂催化剂V2O5、温度温度400500、1个大气压个大气压增大反应的接触面积原理、增大反应的接触面积原理、热交换原理、逆流原理热交换原理、逆流原理【总结】【总结】硫酸工业生产中的硫酸工业生产中的“七个三七个三”例例55在在硫硫酸酸的的工工业业制制法法中中，下下列列生生产产操操作作与与说说明生产操作的主要原因二者都是正确的是明生产操作的主要原因二者都是正确的是 （）（）A硫硫铁铁矿矿燃燃烧烧前前需需要要粉粉碎碎，因因为为大大块块的的硫硫铁铁矿矿不能在空气中燃烧不能在空气中燃烧B从从沸沸腾腾炉炉出出来来的的炉炉气气需需净净化化，因因为为炉炉气气中中SO2会与杂质反应会与杂质反应CSO2氧氧化化为为SO时时需需使使用用催催化化剂剂，这这样样可可以以提高提高SO2的转化率的转化率DSO用用98.3%的的浓浓H2SO4吸吸收收，目目的的是是防防止形成酸雾，以便使止形成酸雾，以便使SO3吸收完全吸收完全D(4)生产中三废的处理生产中三废的处理1、尾气吸收、尾气吸收SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3 +H2SO4=CaSO4+SO2+H2O得到的得到的SO2含量较高，可返回用作原料。含量较高，可返回用作原料。2、污水处理、污水处理一般用熟石灰中和酸性废水。一般用熟石灰中和酸性废水。3、废渣的利用、废渣的利用炉炉渣渣、矿矿灰灰炼铁的原料炼铁的原料提炼贵重有色金属提炼贵重有色金属制造水泥、造砖制造水泥、造砖例例6接触法法生产接触法法生产H2SO4的过程中，对的过程中，对“废气、废气、废水、废渣、废液废水、废渣、废液”的处理正确的是（的处理正确的是（）尾气用石灰水处理尾气用石灰水处理污水用石灰乳处理污水用石灰乳处理废废渣用来造水泥、炼铁渣用来造水泥、炼铁设置设置“废热废热”锅炉产生蒸锅炉产生蒸汽、供热或发电汽、供热或发电A只有只有B只有只有C只有只有DD