工业如何制硫酸?
第一步:矿石氧化反应场所:沸腾炉反应方程式:4FeS2+11O2=高温=2FeO3+8SO2 第二步:气体氧化反应场所:接触室反应方程式:2SO2+O2=催化剂加热=2SO3 第三步:吸收液体反应场所:吸收塔放映方程式:H2O+SO3==H2SO4【实际用98%的浓硫酸吸收】
主要方程式:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
硫酸(化学式:H 2SO 4), 硫的最重要的 含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,10.36℃时 结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用 塔式法和 接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作 脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的 腐蚀性和 氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业 原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、 洗涤剂、 蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作 化学试剂,在有机合成中可用作 脱水剂和 磺化剂。
将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3
这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。
根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。
接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。
硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。
主要方程式:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
高中化学硫酸的工业制备简单流程
工业制硫酸有两种方法:
1.制取二氧化硫(沸腾炉),然后在接触室接触氧化为三氧化硫,再用浓度为98.3%的硫酸吸收三氧化硫得到焦硫酸,焦硫酸加水得到硫酸。最后提纯。
2. 先制取二氧化硫(沸腾炉),再将二氧化硫溶于水变成亚硫酸,最终将亚硫酸氧化获得硫酸。
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
方法一:
1.制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫(接触室)
2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3(可逆反应)
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)
4.加水
H2S2O7+H2O=2H2SO4
5.提纯
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。
二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
1、制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
3、亚硫酸氧化得硫酸。
参考资料