高三化学 硫酸的工业制法--总结.ppt
硫酸的工业制法
1 ．什么是环境？
大气、土地、水、矿产、森林、生物以 及风景游览区、自然保护区、生活居住 区等构成了人类生存的环境
2 ．环境污染包括哪些？
环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤 污染、食品污染等，此外还包括固体废弃物， 放射性噪声等污染。
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3.SO2排放到大气中有哪些危害？
• ①人吸入SO2会发生呼吸道疾病，浓度高达一定程 度时，会使人死亡。 • ②如果SO2与空气中的飘尘接触，或跟氮的氧化物 接触，会部分被氧化为SO3，危害跟严重，这些硫 的氧化物能直接伤害植物叶片，浓度高时，会使 植物枯死。 • ③降水时，硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸 盐随雨雪降到地面，即所谓的“酸雨”。酸雨可 使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其它水生生物；使 土壤酸化、破坏农田、损害农作物、森林；酸雨 还会腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。
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6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
专题4第一第二课时硫酸的工业制备浓硫酸的性质-上学期高一化学苏教版必修第一册
某实验小组试用下图所列各装置设计一个实验，来验证实验 2 的各种产物。
编号
①
②
③
④
装置
1．装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是怎样的？ 提示：实验的目的是要将三种气态产物一一验证出来。由题中所给的各种装置可 知：④是反应发生器；①中有品红溶液，可用来验证 SO2；③中装有某种水溶液， 显然可用来验证 CO2；②是反应管，可验证水蒸气。由于①③中装的都是水溶液， 气流经过后一定会带出水蒸气，所以必须先用②验证产物中的水蒸气，然后再验 证 SO2 和 CO2，不然就不能验证水蒸气一定是反应产物；由于 SO2 和 CO2 都能与 石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊，因此从②出来的气体必须先经过①验证和除 去 SO2 后再进入③验证 CO2，由此可以得出正确的连接顺序应当是④②①③。
2．实验时可观察到①中 A 瓶的溶液褪色，C 瓶的溶液不褪色。A、B、C 三瓶溶液的 作用分别是什么？ 提示：A 瓶中品红溶液褪色，可证明产物中有 SO2，C 瓶溶液不褪色说明进入 C 瓶的气体中已没有 SO2，从而推断出 B 瓶溶液的作用是氧化吸收从 A 瓶出来的气 体中的 SO2，因而 C 瓶溶液的作用是确认气流中 SO2 已被 B 瓶溶液全部吸收。
[问题探讨] 1．如何选择工业制硫酸的方法？
提示：一方面：从原料的来源、反应条件、反应过程等考虑。从硫元素化合价变 化、物质类别两个角度分析物质转变流程：FeS2(S)―→SO2―→SO3―→H2SO4， 一般的燃烧条件不足以使 FeS2 或硫生成 SO3，需要催化剂、450 ℃左右才能使 SO2 转化为 SO3。另一方面：还需要考虑当地资源、工艺流程与设备、原料利用 率、能源消耗、环境保护、污染防治等综合经济效益。如：硫黄制硫酸与硫铁矿 制硫酸进行对比，工艺流程、设备相对简易，炉气杂质少，不产生矿渣，但硫黄 原料价格高于硫铁矿。具体选用何种方案还应根据当地实际条件和要求决定。
(Ⅱ)二氧化硫、硫酸、硫酸盐、硫酸的工业...
SO2 某些有机色素 △
无色的物质
经SO2漂白的物质长时间光照或受热后, 会恢复原来的颜色,因此,其漂白作用不持久。 漂白本质:SO2与有色物质的化合作用。 浸有浓溴水的滤纸悬在SO2的集气瓶中,滤纸 的红棕色褪去,SO2表现_____性。 还原 SO2通入蓝色石蕊溶液的现象: ___________________________。 蓝色溶液变紫色后又变红色
化学性质
1、具有酸的通性(强酸) H2SO4=2H++SO42Cu(OH)2 CuO ZnO BaCl2 CuSO4 +2H2O CuSO4 +H2O ZnSO4 +H2↑ BaSO4+2HCl
H2SO4
FeS+H2SO4 =FeSO4+H2S↑
紫色石蕊试液 变红
2、难挥发性 实验室制HCl(HF)、HNO3利用了硫酸的难挥发性。 ∆ 2NaCl+H2SO4(浓)==Na2SO4+2HCl↑ 微热 NaNO3+H2SO4(浓)=====NaHSO4+HNO3↑
硫酸的工业制法分析解析
6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
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2．为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾 炉？为什么用这种炉子？
这是因为矿粒燃烧的时候， 从炉底通入强大的空气流， 把矿粒吹得在炉内一定空 间里剧烈沸腾，好象“沸 腾着的液体”一样。因此， 人们把这种炉子叫沸腾炉。 矿粒在这种沸腾情况下， 跟空气充分接触，燃烧快， 反应完全，提高了原料的 利用率。
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三．有关化学计算
•几个概念：化学计算中涉及到工业生产实际中 的“四率”（即转化率、利用率、产率、损失 率）和纯度。 •物质的纯度=（纯物质/不纯物质）×100% •产率=（实际产量/理论产量）×100% •利用率=（实际利用原料量/实际投入原料总量） ×100% •损失率：1-利用率 •在原料中：转化率=利用率
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
第五单元 硫酸工业用
二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化 学平衡知识？ 学平衡知识？
1、经过净化、干燥的炉气中，氧气 、经过净化、干燥的炉气中， 的含量相对要多。 的含量相对要多。 2、选择适宜的反应温度。 、选择适宜的反应温度。 3、选择适宜的反应压强。 、选择适宜的反应压强。
练习2、在硫酸的工业制法中， 练习 、在硫酸的工业制法中，下列生产 操作与说明生产操作的主要原因 两者都正 确的是： 确的是： D
高温
S
FeS2
SO2
O2~~SO3~~H2SO4 、 2、FeS2~~2SO2~~2SO3~~2H2SO4 、
物质纯度、转化率、 物质纯度、转化率、产率的计算方法
一种化合物中，一种元素的转化率等于该化合物的转化率， 一种化合物中，一种元素的转化率等于该化合物的转化率，例如在 FeS2向SO2转化的过程中，若硫元素的转化率为 转化的过程中， 向 转化的过程中 若硫元素的转化率为99%，则FeS2的转化率 ， 的转化率 也为99%。 也为 。 在一种组成固定的混合物中， 在一种组成固定的混合物中，一种组分的转化率等于该混合物的转化 例如在含FeS230%的黄铁矿向 的黄铁矿向SO2转化的过程中，若FeS2的转化率 转化的过程中， 率，例如在含 的黄铁矿向 转化的过程中 的转化率 为85%，则该黄铁矿石的转化率也为 ，则该黄铁矿石的转化率也为85%。 。 在同一个化学反应或多个相关联的化学反应中， 在同一个化学反应或多个相关联的化学反应中，具有个别元素质量守 恒关系的反应物和生成物，反应物的转化率等于生成物的产率， 恒关系的反应物和生成物，反应物的转化率等于生成物的产率，例如在 FeS2向SO2转化的过程中，FeS2的转化率必等于 转化的过程中， 的转化率必等于SO2的产率，在FeS2向 的产率， 向 转化的过程中 的转化率必等于 的产率 向 H2SO4转化的过程中，FeS2的转化率等于 转化的过程中， 的转化率等于H2SO4的产率。 的产率。 转化的过程中 的转化率等于 的产率
【高中化学】硫酸的工业制法PPT课件
原理一、提高原料转化率原理
1、增大反应物的浓度。根据勒夏特列原理，对于达到平衡后的可逆
反应，在其他条件不变时，增大一种反应物的浓度，可使平衡向正反 应方向移动，从而可以提高另一种反应物的转化率。在实际生产中，
常使反应中原料较易得到、价钱比较便宜的反应物的浓度超过反应所
需要的量，从而能提高较贵重原料的利用率。如煅烧黄铁矿制硫酸时， 采用通入过量空气的方法使黄铁矿充分燃烧。 2、逆流吸收原理。用98.3%的浓硫酸吸收时，液体和气体的流向是 相反的，液体自上而下，气体自下而上，使吸收更完全。在热交换中， 冷的和热的气体（或液体），都是采用逆流的方法进行热量交换的。
原理四、经济效益最高原理
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1、热能充分利用原理。硫酸生产过程中三个主要反应都是放
热的，可在制硫酸的工厂设置锅炉来加热水，用生成的水蒸气
发电。在接触氧化时用放出的热量来预热未起反应的空气。
2、循环原理。许多化学反应是可逆的，为了提高原料的利用
率，化学工业上一般把未起反应的原料分离出来再循环使用，
1、脱水性：可被浓硫酸脱水的物质一般为含 氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸 屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成 了黑色的炭（炭化）。 如C12H22O11===12C + 11H2O
2.吸水性： 就硫酸而言，吸水性有很多用处，比如 很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是 良好的干燥剂。 这个与脱水性有很大的不 同：脱水性一般反应前没有水，而是H、O 元素以个数比2：1的形式形成水，从有机 物中出来。 除此之外浓硫酸还具有难挥发性（高沸点 ）、酸性和稳定性。
如用接触法制取中把未反应的（不能排放到空气中）加以回收
再通入接触室中继续参加反应，以保证原料的充分利用。
福建省晋江市季延中学高三化学一轮专题复习《硫酸的制备和性质》
福建省晋江市季延中学高三化学一轮《硫酸的制备和性质》专题复习一、硫酸的工业制法目前工业：接触法制硫酸（1） 接触法制硫酸的生产阶段、典型设备、反应原理、归纳完成下表：（2）（2）尾气的吸收。
通常工业上是用氨水来吸收SO 2，其反应式为：SO 2+2NH 3·H 2O=(NH 4)2SO 3+H 2O,(NH 4)2SO 3+SO 2+H 2O=2NH 4HSO 3,二、硫酸的性质（1）硫酸的物理性质纯硫酸是 的液体，沸点高，密度 比水，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。
（2）硫酸的化学性质1、吸水性：H 2SO 4＋nH 2O ＝＝H 2SO 4·nH 2O〖注意〗“水”可以是混合气体中的水蒸气，也可以是结晶水合物中的结晶水！2、脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的H 、O 元素按H 2O 的组成从有机物中“脱离”出来，结合成水分子。
如：C 12H 22O 11(蔗糖)＝＝12C ＋11H 2O ，所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。
※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸，正确的处理方法是。
〖对比〗吸水性和脱水性的区别。
3、强氧化性：a 冷的浓硫酸使Fe 、Alb 活泼性在H 、Au 除外） Cu+H 2SO 4(浓4+SO 2↑+2H 2O浓H 2SO 4c与非金属反应：C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2Od 能与其他还原性物质反应2.硫酸盐三、硫酸的用途（1）制磷肥、氮肥等肥料，也可用于除锈，还可制实验价值较大的硫酸盐等；（2）利用其吸水性，在实验室浓硫酸常用作剂；（3）利用浓硫酸的高沸点、难挥发性，常用作制取各种挥发性酸，如：气体；（4）利用其脱水性，常用作脱水剂。
【巩固练习】1. 绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。
绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”，因此它既能够充分利用资源，又能够防止污染。
高三化学工业流程题目总结(带答案)
2．下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式。
（2）写出上图中部分装置的作用：甲：①混合SO2和O2；②；丙和丁：。
（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；②（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于；丙和丁相当于。
（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率3．氨在国民经济中占有重要的地位。
现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料。
例如，农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的；氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。
（1）下图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图：设备A的名称是，设备B的名称是。
（2）硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，籽了防止污染大气可以用纯碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：Na2CO3+2NO2====NaNO2+NaNO3+CO2但在实际生的中这种方法处理后尾气中的氮的氧化物含量仍难以降到排放标准，历此，也常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气主要成分而除去。
写出甲烷与NO2反应的化学反应方程式：。
（3）常压法生产出的硝酸浓度低，尾气中氮的氧化物含量高，对环境会有严重污染。
工业制硫酸工艺流程
工业制硫酸工艺流程
制硫酸是一种重要的工业过程,主要分为以下几个步骤:
1. 原料准备
主要原料包括硫磺、空气和水。
硫磺可以来自天然硫磺矿或石油精炼副产品。
2. 硫磺燃烧
将硫磺与热空气在燃烧炉中充分燃烧,生成二氧化硫气体。
3. 制取三氧化硫
将二氧化硫气体与过量空气在催化剂存在下进行催化氧化反应,生成三氧化硫。
4. 吸收生成硫酸雾
三氧化硫与浓硫酸在吸收塔中发生反应,生成硫酸雾。
5. 硫酸雾冷凝
硫酸雾经过冷凝系统冷凝成浓硫酸溶液。
6. 浓缩及精制
将浓硫酸溶液进一步浓缩至产品硫酸浓度,并除去杂质。
7. 储存及运输
产品硫酸储存于专用储罐,经装车槽车或铁路罐车运输至用户。
整个工艺过程需要严格控制各个参数,同时采取多种环保措施处理废气等污染物。
工艺中还涉及大量热能物料循环利用,以提高能源利用效率。
工业化学-第二章硫酸工业
第
2
章
硫酸工业
2.2 二氧化硫炉气的制备
2.2.2 硫铁矿沸腾焙烧的主要操作条件
2、矿料粒度——颗粒大小及其分布
颗粒愈小，与氧接触面积愈大，而生成的氧化铁层愈薄，
因而反应速度愈快，矿渣残硫量愈低。
颗粒大小分布愈均匀，愈不易发生粗颗粒沉积于床层下部， 使焙烧效果降低的问题；粒度过细会增加炉气含尘量。一般， 平均粒度为0.24~0.70mm。
硫酸产能的增长
80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 2002年 总计 2003年 2004年 硫铁矿制酸 2005年 烟气制酸 2006年 其它 硫磺制酸
硫酸产能比例
21%
1% 48%
30%
硫磺制酸
硫铁矿制酸
烟气制酸
其它
二氧化硫的制取 黄铁矿的沸腾焙烧
4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2Fe2O3 + 3310kJ/mol
其放热量约为标准煤的23.6%，属强放热反应。在正常生产 条件下，反应热即可维持系统在高温下的热量平衡，而不必添
加燃料或其它能源。
2、焙烧反应是不可逆的气-固相非均相反应。 当温度足够高，氧气足够多，反应可进行完全。
第
沸腾炉的过渡段加入二次空气，可适当降低炉底风速，并有
利于使燃烧更加完全。
第
2
章
硫酸工业
2.3 炉气的净化
2.3.1 炉气净化的主要方法 1、炉气成分
SO2，N2，O2 及有害杂质：矿尘（可能堵塞设备和管道，
减低催化剂活性），As2O3（使催化剂中毒）， SeO2（使催 化剂中毒，使成品带色）， HF（腐蚀设备衬里、填料及催化
苏教版高中化学必修一课件4.1.2硫酸的制备和性质
且温度最低，于是得到A处温度最高，C处最低，在工
业生产浓硫酸时，吸收塔中是用98.3%的浓硫酸来吸
收SO3的，从吸收塔中出来的气体是空气和未反应的 SO2，应再循环利用进入接触室。 答案:（1）4FeS2+11O=高2=8温=SO=2+2Fe2O3沸腾炉 （2）SO3、SO2、O2C、B、A （3）98.3%浓硫酸接触室
【典例2】下列关于浓硫酸的说法中，正确的是 A.浓硫酸与铜共热的反应中，浓硫酸既表现出强氧化 性，又表现出酸性 B.浓硫酸与金属活动性顺序表中氢后面的金属反应生 成的一般是SO2，与氢前面的金属反应生成的气体一 般是H2 C.浓H2SO4具有吸水性，可以干燥任何气体
D.浓H2SO4是一种难挥发性酸，而HCl、HI、H2S是挥发 性酸，可以用浓H2SO4与NaCl、KI、FeS等反应制取 HCl、HI、H2S等气体 【思路点拨】解答本题掌握好浓硫酸的特性——吸水 性、脱水性、强氧化性是关键！
知识点一：硫酸的制法 1.接触法生产H2SO4的过程中，对“三废”处理正确的 是（） ①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来制水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸气、供热或发电 A.只有①②B.只有①③④ C.只有①②③D.全部
【解析】选D。接触法制硫酸的工业中，废气、废水 等里面都含有有毒物质，所以在排出之前都要处理， 其方法就是①②，而在生产过程中，有很多热量被浪 费，可以进行处理，废渣中有大量的铁，所以可以用 来炼铁，而其中的硅酸盐可用来制水泥。
设可制得98%的浓硫酸的质量为x，由
4FeS2+11O=高2=温8=S=O2+2Fe2O3；
2SO2+O22SO3；SO3+H2O====H2SO4 得关系式：FeS2～2H2SO4 1202×98 82.5tx×98% 2，1×29得08 出= 8xx×2=.9581%t37.5t。 答案：137.5t
工业制硫酸的工艺流程
工业制硫酸的工艺流程
《工业制硫酸的工艺流程》
工业制硫酸是一项重要的化工生产过程，其工艺流程包括硫磺燃烧、稀释、吸收、浓缩和结晶等阶段。
以下是一般工业制硫酸的操作步骤：
1. 硫磺燃烧：首先，将硫磺粉末燃烧生成二氧化硫气体。
硫磺燃烧反应的化学方程式是：
S + O2 → SO2
2. 稀释：将二氧化硫气体和空气以一定的比例稀释，以便进行后续的吸收和处理。
3. 吸收：将稀释后的二氧化硫气体通过吸收塔，用稀释的硫酸或氢氧化钠溶液进行吸收，生成硫酸或硫酸钠溶液。
4. 浓缩：通过蒸发器或其它设备，将稀释的硫酸或硫酸钠溶液进行浓缩，得到某一浓度的硫酸或硫酸钠。
5. 结晶：在合适的温度和压力下，通过冷却结晶或者蒸发结晶的方式，使得硫酸或硫酸钠结晶，并进行提纯和干燥处理，得到成品硫酸。
除了上述基本的工艺流程外，工业制硫酸的生产还需要考虑设备的选型和操作参数的控制，以确保生产过程的安全和稳定。
同时，对废气和废水的处理也是工业制硫酸生产中需要重点考
虑的环保问题。
总之，工业制硫酸的工艺流程涉及反应、分离、浓缩和干燥等多个步骤，需要综合考虑原料、能耗、安全和环保等因素，以满足市场的需求和国家的标准。
硫酸工业的知识要点及要求1、工业制硫酸的原理、原料、流程.
黄铁矿(硫磺)、 空气
-----------
98.3% 浓硫酸
主要化学 反应
主要设备
工艺要求
主要排放
硫酸工业生产的原理
高温
第一步：4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
氧化剂： O2 氧化产物：Fe2O3 、SO2
还原剂： FeS2 还原产物：Fe2O3 、SO2
如果有4摩尔的FeS2参加反应，电子转移为 44 摩尔。
硫酸工业生产的原理
高温
第一步：4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
第二步：2SO2 + O2
催化剂 高温
2SO3
第三步：SO3 + H2O
H2SO4
硫酸生产的三大设备 硫酸工业生产流程动画
沸腾炉 接触室 吸收塔
沸 腾 炉
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程
生产阶段
SO2的制取和 净化
吸收塔
主要排放
矿渣、矿尘、 洗涤液
--------
接 触 室
讨论１、 SO2转化成SO3的反应特点是什么？第二
生产阶段的反应条件是什么？为什么采用这个条件呢？
催化剂
2SO2(g) + O2(g) 高温 2SO3(g);
△H=- 196.6kJ/mol 反应特点：可逆反应；正反应为放热的、 气体体积缩小的反应
净 化
冷却
练习2、在硫酸的工业制法中，下列生产 操作与说明生产操作的主要原因 两者都正
确的是： D
A、硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫铁 矿不能沸腾燃烧
B、从沸腾炉出来的气体需要净化，因为炉 气中二氧化硫会与杂质反应
高三化学硫酸人教实验版知识精讲
⾼三化学硫酸⼈教实验版知识精讲⾼三化学硫酸⼈教实验版【本讲教育信息】⼀. 教学内容：硫酸1、硫酸⼯业2、硫酸⼆. 复习重点和难点1、掌握浓硫酸的性质（吸⽔性、脱⽔性和强氧化性）。
2、掌握稀硫酸的化学性质。
3、掌握硫酸根离⼦的检验⽅法。
4、掌握硫酸⼯业的化学反应原理，了解硫酸的⽤途及硫酸⼯业的⽣产设备与流程。
三. 教学过程（⼀）硫酸⼯业硫酸是硫的重要化合物，硫酸是化学⼯业的基本原料。
硫酸有重要的⽤途，硫酸的产量是⼀个国家化学⼯业⽣产能⼒的标志之⼀。
1、基本⽣产原理（1）以硫为原料制备⼆氧化硫以硫为原料制备⼆氧化硫的化学⽅程式：S+ O2 SO2以黄铁矿为原料制备⼆氧化硫的化学⽅程式：分析：以黄铁矿为原料制硫酸，⽣产中产⽣的废弃物太多，处理成本⾼；以硫为原料制硫酸⽐以黄铁矿为原料制硫酸⽣产流程短、设备简单、三废治理量⼩、劳动⽣产率⾼、易于设备⼤型化。
所以以黄铁矿为原料制硫酸的⼯艺逐步被淘汰。
（2）利⽤催化氧化将⼆氧化硫氧化为三氧化硫2SO2＋O2催化剂加热2SO３分析：该反应是可逆反应，⼆氧化硫和氧⽓不能全部转化为三氧化硫。
该反应是放热反应，温度越⾼，反应速率越⼤，⼆氧化硫的转化率越⼩，⼯业上常⽤400~500℃⾼温的原因是在此温度下，催化剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提⾼单位时间内SO3的产率。
该反应的正反应是⼀个⽓态物质计量数增⼤的反应，压强越⼤，反应速率越⼤，⼆氧化硫的转化率越⼤，⼯业上选⽤常压的原因是常压下平衡混合⽓体中SO3的体积分数已达91%，若再加压，对设备动⼒系统要求⾼，成本⾼，加压已⽆实际意义。
（3）三氧化硫转化为硫酸SO 3+H2O=H2SO 4分析：三氧化硫与⽔反应，放出⼤量的热，⽤⽔或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于⽓体三氧化硫被进⼀步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全。
为避免形成酸雾影响吸收效率，实际⽣产中⽤98%浓硫酸吸收三氧化硫，不⽤⽔或稀硫酸。
有关硫酸知识点总结图
有关硫酸知识点总结图硫酸的制备方法硫酸的制备方法主要有两种：硫磺氧化法和硫酸盐氧化法。
1. 硫磺氧化法硫磺氧化法是制备硫酸的主要方法之一。
它的化学反应式为：S + O2 + 2H2O -> H2SO4硫磺在空气中加热后，会与氧气反应生成二氧化硫（SO2），再与空气中的氧气进一步反应生成硫酸。
硫磺氧化法是比较常用的工业生产方法，但也存在环境污染和能源消耗较大的问题。
2. 硫酸盐氧化法另一种制备硫酸的方法是硫酸盐氧化法，即利用硫酸盐来制备硫酸。
其中，二氧化硫（SO2）是通过熔融硫酸盐（如石膏）加热而得到溶液。
制备过程如下：CaSO4 + C -> CaO + SO2 + CO2CaO + H2SO4 -> CaSO4 + H2O通过以上反应，可得到硫酸。
硫酸的物理性质硫酸是一种无色、无臭的油状液体，有极强的腐蚀性。
在常温下，硫酸呈浓缩的状况，但随着温度的升高，它可以逐渐变成无水的状况。
此外，在纯硫酸中，会有一些杂质和不溶性物质。
硫酸的化学性质硫酸具有极强的腐蚀性，可以和许多物质发生化学反应。
主要的化学性质包括：1. 与金属的反应硫酸可以和金属发生置换反应，生成相应的金属硫酸盐和氢气。
这种反应对金属有腐蚀作用。
2. 与碱性物质的反应硫酸是一种强酸，所以它能够和碱反应生成盐和水的中和反应。
3. 与有机物的反应硫酸在有机合成中有重要的应用，可以用来进行酯化和硫酸酯化反应，生成有机硫酸酯。
硫酸的应用硫酸有许多重要的应用，主要包括以下几个方面：1. 用于生产肥料硫酸是化肥生产的重要原料，可以和氢氧化钙反应生成硫酸钙，用于土壤的改良和植物的生长。
2. 用于工业生产硫酸可以用于制造清洁剂、肥皂和其他化学品，也可以用于金属加工和腐蚀清除。
3. 用于储能硫酸铅蓄电池是电动汽车和太阳能储能系统中常见的一种电池，其中使用的是硫酸电解质。
硫酸的危害硫酸是一种具有强酸性和腐蚀性的化合物，对人体和环境都有一定的危害。
硫酸的工业制法(共11张PPT)
干燥 洗涤 除尘
原料(yuánli粉ào碎) (fěn suì)
1）.造气—沸腾炉
高温
4FeS2+11O2==2 Fe2O3+8SO2
炉气
气(kōngqì)
沸腾炉
第七页，共11页。
2） 接触(jiēchù)氧化 -----接触
(jiēchù)室
（1）反应
（(fǎ2n）yìn设g)备原理
2SO2+O2=4V5=20O0C=5 2SO3
化学工业(huàxué gōngyè)之母：硫酸
第一页，共11页。
硫酸(liú suān)的工业 制备
第二页，共11页。
我国古代制硫酸(liú suān)的 方法：
2F4 e △ F S2 O e O 3 S2 O S3 O Cu4S △ O Cu S O 3 O
SO 3H 2OH 2S4 O
吸收时，不用水吸收SO3而是用98.3 % 的浓H2SO4吸收，为什么？
工业上是用98%硫酸来吸收三氧化硫(sān yǎnɡ huà liú) ，不用水吸收因为如果用 水的话，会形成硫酸的烟雾，将三氧化硫 (sān yǎnɡ huà liú)溶于浓硫酸中可以避 免这种情况。
第十页，共11页。
4）.尾气(wěi qì) 处理
尾气的组成(zǔ chénɡ)：SO2,O2,N2、 少量SO3等
回收利用(lìyòng)
碱液吸收法：NH3·H2O
2NH3+H2O+SO2==(NH4)2SO 3
第十一页，共11页。
第三页，共11页。
常见(chánɡ jiàn)的 含硫矿物
（1）三种(sān zhǒnɡ)原料：
碱液吸收法：NH3·H2O
大单元二 第五章 第20讲 硫酸 硫酸盐-2025年高考化学大一轮复习(人教版)【配套PPT课件】
整合 必备知识
1.常见的硫酸盐
名称
化学式
用途
重晶石
__B_a_S_O_4__
白色颜料、胃肠镜的内服药剂等
石膏 _C_a_S_O__4·_2_H__2O__
医学、工业、建筑等使用的材料
胆矾 _C_u_S_O__4·_5_H__2O__ 媒染剂、杀虫剂、消毒剂、饲料添加剂和镀铜电解液等
明矾 _K_A__l(_S_O__4)_2_·1_2_H__2O__
提升 关键能力
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO：HCOOH―H――2S―O――4―浓→CO＋H2O：_浓__硫__酸__的__脱__ _水__性__。 (7)浓硫酸与蔗糖制取“黑面包”的实验：_浓__硫__酸__的__脱__水__性__、__强__氧__化__性__。
提升 关键能力
2.下列有机反应中都要使用硫酸。其中使用浓硫酸的是_(_1_)(_2_)_(3_)_(填序号，下同)，使
黑，之后无明显现象
品红溶液褪色
提升 关键能力
3.下列说法正确的是 A.常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸，可用铜制容器盛放浓硫酸 B.②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量相等
√C.依据②，可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2
D.①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率
提升 关键能力
常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化，可以用铁制容器盛放浓硫酸，故A错误； 随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低，Cu与稀硫酸不反应，而Fe能与稀硫 酸反应生成氢气，则②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量不可能 相等，故B错误； ②中在加热条件下，铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色，说 明反应中生成SO2，故C正确。
提升 关键能力
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SO3
吸收塔
发烟 H2SO4
不用水或稀硫酸吸收!
• 由于反应SO3+H2O= H2SO4是一个放热 反应，如果用水或稀硫酸吸收SO3，放出的 热量会使溶液形成大量的酸雾，不利于SO3 的吸收，所以工业上用98.3%的浓酸吸收 SO3，然后在水或稀硫酸中稀释浓硫酸，制 得各种浓度的硫酸产品。
③三氧化硫跟水化合生成硫酸
2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4， (NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4
放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料， 硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸 铵肥料。
2、污水处理
• 生产过程中的污水，含有硫酸等杂质。 • Ca(OH) 2 ＋ H2SO4 == CaSO4 ＋ 2H2O
• 解析：该题的解题关键是：转化成硫酸的硫来自硫铁 矿系。式抓 ，住 即了 ：这Fe一S2点—就—可以2S找出—F—eS22H和2HSO2S4O有4之2%间S的损关失 即FeS2利用率为98%。
•解：设可制得98%的硫酸质量为x
• FeS2 ——————
120 10t×72%×98%×98% X=11.5t 答：（略）
发生的反应
4FeS2＋11O2 == 2高F温e2O3＋8SO2
生产设备 沸腾炉
原 料
炉气
粉 碎 空气
除
洗
干
尘
涤
燥
沸腾炉
• 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？
讨 论 • 为什么要从炉底通入强大空气流？
• 从燃烧炉中出来的气体叫做炉气，用燃 烧黄铁矿制得的炉气含有SO2、O2、N2 、水蒸气以及一些杂质，如砷、硒等的 化合物和矿尘等。杂质和矿尘都会使钒 催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有 不良影响，因此，在进行下一步氧化反 应前，必须对炉气进行净化。
硫黄 65%
黄铁矿 16%
其他 19%
• 2．煅烧黄铁矿 将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在
专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使 其燃烧，就可以得到SO2。
煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。 造气阶段的反应原理：
• S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H= -297kJ/mol
• 或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g)； △H= -853kJ/mol
一、接触法制造硫酸的反应原理
S
硫化物 如 FeS2
SO2
SO3
H2SO4
SO3 + H2O===H2SO4
催化剂
2SO2+O2==△=2SO3
点燃
S+O2===SO2 4FeS2+11O2=高=温=2Fe2O3+8SO2
二、接触法制造硫酸的生产过程
3
2 1
S
硫化物 如 FeS2
SO2
二
二 氧 化 硫 的 制 取 和 净 化
2NO+ O2===2NO2
三、环境保护
环境污染：大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。
工业上的三废：废水、废渣、废气
1.尾气处理
尾 (1)气碱的法组：成N：a2SCOO23,O2,N2
NO(2a2)氨2C酸O3法+：SON2=H=3·=HN2Oa2SO3+C 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO 3+H2O
2H2SO4
196 x×98%
练习：KKP102(7)
再见！
• 一、造气 1．原料 接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属
冶炼厂的烟气（含有一定量的SO2）等作原料。
从原料成本、环境保护等角度考虑，硫黄是制硫酸的 首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少，主要用黄铁矿作 原料。
世界硫酸产量的60%以上来自硫黄，另一方面，由于 有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则，有色金属冶 炼烟气制酸的产量逐年增加。相反，黄铁矿制酸的比重却 呈下降趋势，90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：
• 黄铁矿粉碎的目的：一是燃烧迅速，二是 燃烧充分，提高原料的利用率。
沸腾炉的名称是因为从炉底通入的强 大空气流，在炉内一定空间里把矿粒吹得 剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”，所以 ，人们把这种燃烧炉叫做沸腾炉。
在此阶段中，空气是过量的，目的就 是让黄铁矿充分反应。
2、硫酸生产过程简介
①二氧化硫的制取和净化
• 1．反应原理 SO2跟O2是在催化剂（如V2O5）表面
上接触时发生反应的，所以，这种生产硫 酸的方法叫做接触法。
从沸腾炉出来的气体主要有：SO2、 O2、N2，它们进入接触室，发生氧化反应 ：
②二氧化硫氧化成三氧化硫
发生的反应：2SO2＋O2
生产设备：接触室
V2O5 2SO3
得到的气体：三氧化硫、氮气、 未反应的氧气 和二氧化硫
1．SO3的吸收
• 吸收过程是在吸收塔里进行的。从接 触室出来的气体，主要是SO3、N2以及未起 反应的O2和SO2。SO3与H2O化合生成 H2SO4。H2SO4虽然由SO3跟H2O化合制得 的，但工业上并不直接用H2O或稀H2SO4来 吸收SO3。
98.3%H2SO4
尾气 O2、SO2、N2
2．SO2接触氧化反应条件选择
• （1）温度 在具体实际生产中，温度低了反应速率就低，更为重
要的是催化剂活性在低温时不高，从综合经济效益考虑， 温度过低对生产不利。
在实际生产中，选定400℃～500℃作为操作温度， 因为在这个温度范围内，催化剂的活性（反应速率）和 SO2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
3、废渣的利用
三阶段
三反应
三净化 三原理 三设备 工业三废
总
造气结Βιβλιοθήκη 接触氧化SO3的吸收
4FeS2+11O2=== 2SO2+O2===2S SO3 +
2Fe2O3+8SO2 O3
H2O===H2SO4
除尘
洗涤
干燥
热交换
循环利用
逆流吸收
沸腾炉
接触室
吸收塔
废渣
废气
废水
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉
沸
腾
炉
接触室
低温
接
SO2 O2
触
室
高温 SO2 O2
SO3 SO2 O2
吸
吸收塔
收
塔
三原料 三选择 三杂质 三危害
总
结
黄铁矿(或硫磺) 空气
98.3%的硫酸
压强:常压 矿尘
温
催化剂
度:400~500℃
砷,硒化合物 水蒸气
影响生产
催化剂中毒
腐蚀设备
六、掌握多步计算的技能---（相当关系式计算） （原子守恒）
氧 化 硫 转 化 成 三 氧 化 硫
SO3
H2SO4
三 氧 化 硫 的 吸 收 和 硫 酸 的 生 成
1. 二氧化硫的制取和净化(造气）
高温
4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)
原
料
炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及
一些杂质，如As、Se等的
粉
碎
化合物和矿尘等等。
用氨吸收法回收二氧化硫(氨酸法) 2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3 (NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +H2O + SO2↑
氧气
除洗
干
尘涤
燥
沸腾炉
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
2SO2+O2=4V5=20O0C=5 2SO3
思考
4500C 8500C
催化剂
5000C
<600C
热交换器
沸腾炉
5000C
接触室
下一步
因为请S同O学2们接阅触读氧教化材是P6一6-个68页放有热关反内应容，，根据化 学平衡理论讨判论断S，O2接此触反氧应化在的温最度有较利条低件的条件下进 行有利。但是，温度较低时反应速率低，从综合 经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定 4000C~5000C作为操作温度。
3．尾气的吸收:
尾气的组成：SO2,O2,N2
通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为： SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3, 当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟
浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸 铵溶液。反应式：
SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的 反应，表5-2的数据说明，增大气体压强，能相 应提高SO2的平衡转化率，但提高得并不多。考 虑到加压对设备的要求高，增大投资和能量消耗； 而且，常压下4000C~5000C时， SO2的平衡转 化率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压操作， 并不加压。
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（2）压强
•
理论上：接触氧化是一个体积缩小的反应，增大压强
平衡向正反应方向移动，可提高SO2的转化率。
实际上：常压操作，并不加压。
原因有两点：一是在常压时SO2的平衡转化率已经很 高，增大压强后，SO2的平衡转化率提高得并不多；二是 加压对设备的要求高且耗能多，这样将增大投资和能量消 耗。
• 进入接触室的SO2和O2需要加热，而接触 氧化生成SO3时放出热量，反应环境温度会 不断升高，用热交换器将这些热量来预热