工业接触法制硫酸

2.根据化学方程式列出关系式 FeS2 ～ 2SO2 ～ 2SO3 ～ 2H2SO4 3.根据守恒原理进行计算
FeS2 ～ 2H2SO4
120 x×80%×(1-5%)×(1-20%)
2 ×98
1t×98%
练习４:含FeS280%的硫铁矿，煅烧时损失 硫5%，SO2氧化时损失20%硫，求制取1吨 98%的浓硫酸需这种矿石_________吨。
解答： 3.根据硫元素守恒可得： S 32 x×(1-5%)×80% ～ H2SO4 98
50t×98%
练习６、黄铜矿（主要成分CuFeS2 ）是提取 铜的主要原料。 （ 1 ）取12.5g 黄铜矿样品，经测定含 3.60 硫 （ 2 ）已知 2 CuFeS +4O →Cu S+3SO +FeO 2 2 2 2 （杂质不含硫），则矿样中 2的含量为 （炉渣），产物 Cu2S在1200 CuFeS ℃高温下继续反应： 多少？ 2Cu O+2SO ;2Cu2O+Cu2S→6 CuFeS 2S 2S+3O 2→2Cu 2 2 2 -184 64 2完全反应生成2摩尔 Cu+SO2 ,则由 2摩尔CuFeS 12.5Xg 3.60g 铜时，需消耗氧气的物质的量是：
硫酸工业生产的原理
第一步：4FeS2 +11 O2
高温
2Fe2O3 + 8SO2 2SO3
第二步：2SO2 + O2 第三步：SO3 + H2O
催化剂
高温
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 主要原料 主要化学 反应 主要设备 SO2的制取和 净化 黄铁矿(硫 磺)、空气
讨论4、硫酸工厂的三废如何综合利用呢？ 废气处理： 用氨水吸收，再用硫酸处理
制水泥的辅料、制砖、 废渣处理： 用作冶金原料（炼铁）
废液处理： 作劣质硫酸直接使用、 制副产品石膏
环保 工艺 原料
成本
能源 规模 年产4万吨以上
原料、水源 厂址 能源、交通 土地供应、市场需求等
练习３：某工厂利用废铜屑与浓硫酸反应制硫酸 铜，现有两条工艺流程可供选择： 浓H2SO4 蒸发结晶 A． C u CuSO4 硫酸铜晶体 加热 加热 H2SO4 蒸发结晶 B。Cu CuO CuSO4 硫酸铜晶体 试评价两方案的优劣。
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
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 C、二氧化硫氧化成三氧化硫进需要使用 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，以便使三氧化硫吸收完全
接 触 室
讨论１、 SO2转化成SO3的反应特点是什么？第二
催化剂 高温
生产阶段的反应条件是什么？为什么采用这个条件呢？
2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g)+196.6kJ
反应特点：可逆反应；正反应为放热的、 气体体积缩小的反应 高压、 反应条件： 常压、 催化剂 低温、℃、 400-500 催化剂的活性、反应速率、平衡转化率、 设备以及能耗等
生产阶段 主要原料 主要化学 反应 主要设备
SO2的制取和 净化 黄铁矿(硫 磺)、空气
高温 4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
SO2氧化成SO3 ----------催化剂 2SO2+O2 2SO3 400-500℃
吸收SO3生成硫 酸
98.3% 浓硫酸
SO3 +H2O →H2SO4
二、关于硫酸工业综合经济效益的讨论。
原料、能量、规模、厂址、环保
三、有关化工生产的计算
三个反应原理
S
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
SO3 + H2O===H2SO4 1、S~~SO2~~SO3~~H SO 2 4 催化剂 2SO2+O2 △ 2SO3 2、FeS2~~2SO 点燃 2~~2SO3~~2H2SO4 S+O2===SO2 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2
解答：
3.根据硫元素守恒得出关系式：
FeS2 120 x×80% ×(1-5%)×(1-20%) ～ 2H2SO4 2×98 1t×98%
练习５：某化工厂设计院承担某硫酸厂的设计任 务，该厂要求：控制污染和提高生产效率，不再 使用黄铁矿，改用固体硫为原料；每天生产98% 的硫酸50吨，其中SO2的转化率为80%；求每天消 耗含杂质5%的固体硫多少吨？
吸收SO3生成 硫酸 98.3% 浓硫酸
主要原料 黄铁矿(硫磺)、 空气
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
第一步：4FeS2 +11 O2
高温
2Fe2O3 + 8SO2
氧化剂： O2
还原剂： FeS2
Fe2O3 、SO2 氧化产物： 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。
硫酸工业的知识要点及要求： 1、工业制硫酸的原理、原料、 流程及设备。 2、每一阶段的最佳工艺条件。 掌握如何利用理论知识选择最 佳工艺条件。 3、关于硫酸工业综合经济效益 的讨论。
硫酸工业复习小结
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
SO2氧化成SO3 -----------
作业
课课精练P30-31 第二课时
高温 催化剂 2SO2+O2 2SO3 4FeS2 +11 O2 → 400-500℃ 2Fe2O3 + 8SO2
SO3 +H2O→H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
铁矿粉碎， 工艺要求 炉气净化
用两层催化剂 用98.3%的浓 用热交换器 硫酸吸收SO 3
--------
矿渣、矿尘、 主要排放 洗涤液
尾气
解析；方案A有两点不足：生成的二氧化硫 对大气有污染；参加反应的硫酸利用率只 有50%，方案B克服了两点不足，故方案B 更合理。
练习３：某工厂利用废铜屑与浓硫酸反应制硫酸铜，现有两条工 艺流程可供选择： A．Cu
浓H2SO4 蒸发结晶
CuSO4
H2SO4
硫酸铜晶体
蒸发结晶
加热 加热
B。Cu
CuO
CuSO4
硫酸铜晶体
实验证明铜不能在低温下与氧气反应，也不能与 稀硫酸共热反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀 硫酸中并通入空气来制取硫酸铜溶液的。
写出铜屑在此状态下被溶解的化学方程式： 2 Cu + O2 + 2 H2SO4
△
→ 2 CuSO4 + 2 H2O
硫酸工业
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程 三阶段 、三设备、三反应
硫酸工业复习小结
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程
三阶段 、三设备、三反应
二、关于硫酸工业综合经济效益的讨论。
讨论1：我们从哪几方面来考虑硫酸工业的综合 经济效益？ 原料、能量、规模、厂址、环保 讨论2、为获得最佳经济效益，只要将三废排 出厂外就行了。这种说法对吗？为什么 不对，因随意排放“三废”会污染环境 讨论3、可能会造成哪些具体的污染？ 废气会污染大气，导致酸雨；废渣废液 会污染水体和土壤
5摩尔
由已知反应方程式可得： 2 CuFeS2 +5O2→2Cu+4SO2+2FeO
总结:
一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程
1、三个生产阶段； 造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。 2、三个反应： 3、三个设备；沸腾炉、接触室、吸收塔。 二、关于硫酸工业综合经济效益的讨论。 原料、能量、规模、厂址、环保 三、有关化工生产的计算
高温
练习４:含FeS280%的硫铁矿，煅烧时损失 硫5%，SO2氧化时损失20%硫，求制取1吨 98%的浓硫酸需这种矿石_________吨。
解答： 1.写出各步反应的化学方程式
4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O →H2SO4
沸腾炉
接触室
用两层催化剂 用热交换器
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吸收塔
矿石粉碎 工艺要求 炉气净化
矿渣、矿尘、 主要排放 洗涤液
吸 收 塔
生产阶段 主要原料 主要化学 反应 主要设备
SO2的制取和 净化 黄铁矿(硫 磺)、空气
SO2氧化成SO3 -----------
吸收SO3生成硫 酸 98.3% 浓硫酸
高温 4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
SO2氧化成SO3 ----------催化剂 2SO2+O2 2SO3 400-500℃
吸收SO3生成硫 酸 98.3% 浓硫酸
SO3 +H2O →H2SO4
沸腾炉
接触室
吸收塔
矿石粉碎 工艺要求 炉气净化
主要排放
矿渣、矿尘、 洗涤液
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