接触法制硫酸
化学教案-第五单元 硫酸工业 第一节 接触法制硫酸
化学教案－第五单元硫酸工业第一节接触法制硫酸一、教学目标1.了解硫酸的制备方法之一——接触法；2.掌握接触法制硫酸的原理和主要反应；3.了解接触法制硫酸的工艺流程；4.掌握实际应用中接触法制硫酸的相关知识。
二、教学重点1.掌握接触法制硫酸的主要反应；2.了解接触法制硫酸的工艺流程。
三、教学难点1.掌握接触法制硫酸的催化剂的性质和作用机理；2.了解接触法制硫酸中产生的副产物及其处理方式。
四、教学内容1. 硫酸接触法概述硫酸是一种重要的化工原料，广泛应用于冶金、制药、化肥等工业领域。
接触法制硫酸是目前主要的制酸方法之一，其主要原理是利用催化剂催化气态反应，将硫和氧气在反应器中进行反应生成二氧化硫，再经过进一步催化反应生成三氧化硫，最终与水反应生成硫酸。
2. 接触法制硫酸的反应过程接触法制硫酸的反应过程主要包括以下几个步骤：•硫的催化燃烧反应：硫粉与氧气在催化剂的作用下发生燃烧反应生成二氧化硫；•二氧化硫催化氧化反应：二氧化硫与氧气在催化剂的作用下发生氧化反应生成三氧化硫；•三氧化硫与水反应生成硫酸：三氧化硫与水在反应器中发生反应生成硫酸。
3. 催化剂的选择和作用机理接触法制硫酸的催化剂主要有铂、铑、稀土系列催化剂等。
催化剂的选择和作用机理是制硫酸过程中的关键因素。
催化剂能够有效降低反应温度和提高反应速率，使反应更加高效进行。
4. 接触法制硫酸的工艺流程接触法制硫酸的工艺流程主要包括以下几个步骤：•硫磺的气化：硫磺在气化炉中发生气化反应生成硫气；•硫磺气与空气混合：硫气和空气在混合器中充分混合；•混合气的燃烧和冷却：混合气在燃烧室中发生燃烧反应生成二氧化硫，并在冷却室中进行冷却；•二氧化硫催化氧化：二氧化硫在催化剂的作用下与氧气再次发生反应生成三氧化硫；•三氧化硫与水反应生成硫酸：三氧化硫与水在反应器中反应生成硫酸。
5. 副产物的处理在接触法制硫酸的过程中，除了生成的硫酸以外，还会产生一些副产物，如二氧化氮和二氧化硫的混合物。
工业接触法制硫酸
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
解答：
4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O →H2SO4
FeS2 ～ 2SO2 ～ 2SO3 ～ 2H2SO4
FeS2
～
120
x×80%×(1-5%)×(1-20%)
2H2SO4 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。
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
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
SO2
SO3
主要原料
黄铁矿(硫 磺)、空气
SO2氧化成SO3
吸收SO3生成硫 酸
-----------
98.3% 浓硫酸
主要化学 反应
主要设备
工艺要求
高温
4FeS2 +11 O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
接触法制造硫酸
高温
空气
除 尘
沸腾炉
洗 涤
干 燥
防止催化剂中毒
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫 VO 2SO2+O2 450 C 2SO3 ===
2 5
0
催化剂
5000C
热交换器
接触室
5000C
3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成 145 C SO3 + H2O===H2SO4+79.5kJ
0
尾气
98.3%H2SO4
热 交 5000C 换1500C
A．Na2S溶液和盐酸
C．浓硫酸和Na2SO3
B．KMnO4溶液和盐酸
D．盐酸NaHCO3
3、亚硫酸钠中 +4 价的硫既有氧化性,又有还原 性。 现有试剂：溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、 稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水。 1) 要证明亚硫酸钠具有还原性, 应选用的试剂 溴水 溴水颜色褪去 ________，看到的现象_____________，反应 的离子方程式________________________。 2）要证明亚硫酸钠具有氧化性，应选用的试剂 硫化钠溶液和稀硫酸 ___________，看到的现象___________,反应 黄色沉淀 的离子方程式为_______________________。
沸腾炉
接触室
吸收塔
4.尾气处理
尾气的组成：SO2,O2,N2
氨水法： NH3·2O H
2NH3·2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O H
全过程
?
燃烧1t含硫质量分数为48%的硫铁 矿，在理论上能产生多少吨溶质质 量分数为98%的硫酸？ 假设还有质 量分数为1.5%的硫留在炉渣里。
S
接触法制硫酸
北京四中接触法制硫酸［重点难点］1 .了解工业制硫酸的化学原理、原料、设备和生产过程。
2 .运用化学反应速率和化学平衡理论分析SO2接触氧化的条件。
［知识讲解］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：硫黄黄铁矿其他365%16%19%（有色冶金烟气占4）2 .煨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。
煨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）;AH=-297kJ/molH巧”或者FeSz（s）+iO2（g）=2Fe2O s（s）+2SO2（g）；△H=-853kJ/mol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。
3.炉气净化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，如神、硒等的化合物和矿尘等。
杂质和矿尘都会使催化剂中毒，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。
炉气净化主要除去神、硒等化合物和矿尘；炉气干燥主要除去水蒸气。
二、接触氧化1 .反应原理SO2跟。
2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。
高一化学《接触法制硫酸》教案与高一化学学习方法
高一化学《接触法制硫酸》教案一、教学目标1.理解接触法制硫酸的工业原理和反应方程式。
2.掌握接触法制硫酸的实验操作和注意事项。
3.分析并讨论接触法制硫酸的优缺点及其在工业生产中的应用。
4.培养学生的实验技能和科学思维能力。
二、教学重点1.掌握接触法制硫酸的实验操作和注意事项。
2.分析并讨论接触法制硫酸的优缺点及其在工业生产中的应用。
三、教学内容3.1 接触法制硫酸的原理接触法是一种重要的工业化学反应方法，用于制备硫酸。
接触法制硫酸的原理是将二氧化硫气体和空气通过催化剂的作用，在适宜的温度和压力下，使其发生氧化反应生成硫酸。
反应方程式如下：$$2SO_2(g) + O_2(g) \\rightarrow 2SO_3(g)$$3.2 接触法制硫酸的实验操作1.实验仪器和药品准备：–硫酸三硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)：5g–铈(IV)氧化铜(CeO2)：2g–活性炭：2g–石英管：一根–U型玻璃管：一根–水槽：一只–混合的二氧化硫和空气气体2.实验步骤：–将硫酸三硝酸铋、铈(IV)氧化铜和活性炭按照比例混合均匀，得到催化剂。
–将催化剂装入石英管中。
–将石英管放入水槽中，与混合的二氧化硫和空气气体连接，使气体通过催化剂。
–在U型玻璃管的一端收集生成的硫酸。
3.注意事项：–操作过程中应注意安全，避免接触剧毒的硫酸三硝酸铋和刺激性的二氧化硫气体。
–气体的流速应适当，以保证反应的有效进行。
3.3 接触法制硫酸的优缺点及应用接触法制硫酸具有以下优点： - 反应速度快，适用于大规模工业生产。
- 催化剂的使用可降低反应温度和压力，减少能量消耗。
- 可以在不同的反应条件下进行控制，满足不同需求。
然而，接触法制硫酸也存在一些缺点： - 催化剂对活性氧气的依赖性较高，催化剂失活会影响反应效果。
- 二氧化硫气体具有刺激性和毒性，对环境和人体健康有一定的危害。
接触法制硫酸在工业生产中广泛应用，主要用于制造肥料、药物、染料和塑料等。
接触法制硫酸
接触法制硫酸
3 . 三氧化硫的吸收
主要反应： 主要反应： 主要设备： 主要设备： SO3 (g)+ H2O(l) = H2SO4(l) 吸收塔
△H=-130.3KJ/mol
讨 论
工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？ ⑴ 工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？ 的浓硫酸吸收三氧化硫 用 98. 3 % 的浓硫酸吸收三氧化硫 为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？ ⑵ 为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？ 三氧化硫与水化合时，放出大量热。 三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸
第五单元 硫酸工业
第一节 接触法制 接触法制硫酸
怎样制取硫酸？
S FeS2
O2
SO2
⑴O2
⑵ O2
SO3
⑶ H2O
H2SO4
因为硫磺做原料成本低，污染少，所以 因为硫磺做原料成本低，污染少， 世界上主要用硫磺制硫酸 我国由于硫磺 主要用硫磺制硫酸， 世界上主要用硫磺制硫酸，我国由于硫磺 矿产资源较少，主要用黄铁矿为原料， 黄铁矿为原料 矿产资源较少，主要用黄铁矿为原料，黄 二硫化亚铁） 铁矿的主要成分是 FeS2 （二硫化亚铁）
接触法制硫酸
2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫
主要反应： 主要反应： 2SO2(气) + O2 (气) 气 气 反应条件： 反应条件：
理论上：低温、高压、 理论上：低温、高压、催化剂
2SO3 (气) 气
△H= — 196.6 kJ/mol
不同温度、压强下 不同温度、压强下SO2的平衡转化率 温度
转化 率% 温度0C 压强 MPa
+2 -1
氧
元素被还原， 元素被还原， 氧气
是氧化剂。 是氧化剂。
接触法制硫酸最全版
接触法制硫酸最全版课题：第⼀节接触法制硫酸教学⽬的要求：1、使学⽣掌握接触法制硫酸的化学原理、原料、主要反应、主要设备和流程2、通过SO2接触法氧化的适合条件的选择的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，并能解释硫酸⽣产中的简单问题。
3、培养学⽣处理信息、分析问题的能⼒，提⾼学⽣的语⾔表达能⼒和⽂字表达能⼒。
4、培养学⽣的创新精神、探索精神，能⽤科学的⽅法研究和解决问题，树⽴理论联系实际的辩证唯物主义的思想。
教学重点：接触法制硫酸的化学原理教学难点； SO2的接触法氧化的适宜条件的选择教学⽅法；多谋体动画演⽰和学⽣⾃主讨论课时安排；共2教时第⼀教时教学过程；【设问】硫酸在⼯业和农业⽣产⼯具中的⽤途有哪些?【学⽣看书回答】略【导⼊】硫酸在⼯农业⽣产⼯具中有重要的作⽤,⼤家学习硫酸的⼯业制法.【设问】请同学们根据所学的化学知识写出⽣产硫酸的化学⽅程式.倒推法:H2SO4←SO3←SO2←S(或FeS2)【板书】⼀、原料和原理1、三种原料；（1）硫黄、硫铁矿（FeS2）、⽯膏、有⾊冶⾦烟⽓（SO2）（2）空⽓、（3）⽔。
2、三个主要反应：（我国主要是以硫铁矿为主要原料，硫黄矿的含量少）⑴、4FeS2（s） + 11O2（g）△==2Fe2O3（s） + 8SO2（g）△H== -3412KJ·mol-1或；S（s） + O2（g） SO2（g）（由学⽣学习化学⽅程式的配平，标出电⼦转移的⽅向和数⽬）⑵、2SO2（g） + O2（g）催化剂———→←——— 2SO3（g）△H== -196.6KJ·mol-1⑶、SO3（g）＋ H2O（l） === H2SO4（l）△H== -130.3KJ·mol-1⼆、⽣成过程中的三个阶段（⼀）、造⽓1、反应；4FeS2（s） + 11O2（g）△==2Fe2O3（s） + 8SO2（g）△H== -3412KJ·mol-1或；S（s） + O2（g） SO2（g）2、设备；沸腾炉（出⽰沸腾炉模型）3、⼯作原理；将矿⽯粉碎（问为什么？——增加和空⽓的接触⾯积，加快反应速率，使原料充分利⽤）→进⼊沸腾炉→强空⽓流从沸腾炉的底端吹⼊→矿⽯如沸腾的点燃液体→作⽤；矿⽯燃烧得较充分，提⾼反应速率、提⾼原料的利⽤率。
化学教案-第五单元 硫酸工业 第一节 接触法制硫酸
化学教案－第五单元硫酸工业第一节接触法制硫酸一、教学目标1.了解接触法制硫酸的原理及生产过程。
2.掌握接触法制硫酸的工艺流程及操作条件。
3.培养学生的观察能力、实验能力和分析问题的能力。
二、教学重点与难点1.教学重点：接触法制硫酸的原理、工艺流程及操作条件。
2.教学难点：接触法制硫酸的化学反应原理及平衡移动。
三、教学过程1.导入新课通过提问方式引导学生回顾已学的硫酸制备知识，如硫酸的制备方法、原料等，为新课学习做好铺垫。
2.理论讲解（1）接触法制硫酸的原理：介绍接触法制硫酸的基本原理，包括二氧化硫的氧化、三氧化硫的吸收等。
（2）接触法制硫酸的工艺流程：详细讲解接触法制硫酸的工艺流程，包括沸腾炉、转化器、吸收塔等设备的作用及操作条件。
（3）接触法制硫酸的操作条件：分析接触法制硫酸的操作条件，如温度、压力、空速等，以及这些条件对生产的影响。
3.实验演示通过实验演示接触法制硫酸的模拟过程，让学生直观地了解生产过程中涉及的化学反应和设备。
4.小组讨论（1）接触法制硫酸的优缺点是什么？（2）如何改进接触法制硫酸的工艺，提高产量和降低成本？（3）在实际生产中，如何控制操作条件以保证产品质量和安全生产？（2）学生分享小组讨论的成果，提出自己的观点和疑问。
（3）教师针对学生的疑问进行解答，引导学生深入理解接触法制硫酸的相关知识。
四、作业布置1.复习接触法制硫酸的原理、工艺流程和操作条件。
2.列举接触法制硫酸的优缺点，并提出改进意见。
3.调查了解我国硫酸工业的现状及发展趋势。
五、教学反思本节课通过理论讲解、实验演示和小组讨论等多种教学手段，使学生掌握了接触法制硫酸的原理、工艺流程和操作条件。
在教学过程中，要注意引导学生主动参与，培养学生的实验能力和分析问题的能力。
同时，要关注学生的学习反馈，及时调整教学策略，提高教学效果。
重难点补充：1.教学重点补充接触法制硫酸的原理：通过动画或图示，详细解释二氧化硫氧化为三氧化硫的催化反应过程，以及三氧化硫与水反应硫酸的化学方程式。
接触法制硫酸基础知识精讲
接触法制硫酸基础知识精讲【基础知识精讲】一、制硫酸的原料、原理、设备和生产流程(1)四个“三”①三种主要原料 黄铁矿(或硫黄)，空气，98.3％的硫酸．②三个阶段 造气阶段(制2SO )，接触氧化阶段(2SO 转化为3SO )，三氧化硫吸收阶段(3SO 转化为42SO H 或发烟硫酸)．③三个反应 Ⅰ．)g (SO 2)s (O Fe 21)g (O 411)s (FeS 23222++高温；△H ＝－853kJ/mol 或)g (SO )g (O )s (S 22点燃+；△H ＝－297kJ/molⅢ．)l (SO H )l (O H )g (SO 4223====+；△H ＝－130.3kJ/mol④三种设备 沸腾炉，接触室(含热交换器)，吸收塔．每一个阶段发生一个反应和对应一种设备．(2)生产过程中采取的措施和理由(原理)①将黄铁矿粉碎和在沸腾炉中通入过量的空气 增大黄铁矿和氧气的接触面，使燃烧得更快，更充分．保证接触室中氧化2SO 的用氧．②炉气的净化和干燥 在沸腾炉中燃烧黄铁矿制得的炉气中含有222N O SO 、、、水蒸气以及一些杂质，如砷、硒化合物和矿尘(32O Fe 粉末)等等．矿尘的沉积会阻塞输送气体的管道；杂质和矿尘都会使催化剂中毒而失去催化作用；水蒸气在高温下会腐蚀设备[即↑++2432H 4O Fe Fe 3g O H 4高温）（，危险]．因此从沸腾炉出来的炉气在进入接触室前，必须净化和干燥，除去矿尘、砷硒化合物和水蒸气．这样处理过的混合气体主要含2SO (体积分数7％)，2O (11％)，2N (82％)．③在接触室中使用热交换器 由于2SO 的氧化反应需在400℃～500℃条件下进行．因此，反应前必须把炉气预热到这个温度；又由于此反应是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于3SO 的生成．所以在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，用来把反应生成的热，传递给进入接触室需要预热的炉气，还可以冷却反应后生成的气体．④用98.3％的浓硫酸代替水吸收3SO 由于水面上存在水蒸气，水蒸气与3SO 生成硫酸酸雾将水与3SO 隔开了，故不能用水或稀硫酸吸收3SO ．98.3％的浓硫酸的表面上不存在水蒸气，用它吸收3SO 不会生成硫酸酸雾，又由于3SO 能溶于硫酸中(即得发烟硫酸)，所以，用98.3％的浓硫酸吸收3SO 的效率高，能完全吸收．从吸收塔出来的硫酸是比98.3％的硫酸还浓的硫酸或发烟硫酸．再根据需要，用水或稀硫酸稀释这些浓硫酸，而制得各种浓度的硫酸．在吸收塔中，气液逆流，即98.3％的浓硫酸由上向下流，3SO 气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应，完全溶解．⑤尾气循环氧化和用氨水吸收 将尾气中未氧化的2SO 再次进入接触室氧化，可以提高原料的利用率．由于2SO 氧化是可逆反应，2SO 不可能100％的转化为3SO ，所以需要处理尾气．用氨水吸收尾气可以消除环境污染．O H SO )NH (O H NH 2SO 2324232+====⋅+再让324SO )NH (和硫酸反应：O H SO SO )NH (SO H SO )NH (2242442324+↑+====+得到较为纯净的2SO 又成为制硫酸的原料，424SO )NH (是化肥．(3)制硫酸的生产过程例 在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明操作的主要原因都正确的是( )A ．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧B ．从沸腾炉出来的气体需净化，以提高产品纯度C ．二氧化硫氧化为三氧化硫时需用催化剂，这样可以提高反应速率D ．用98.3％的浓硫酸代替水去吸收三氧化硫，目的是防止酸雾，以便三氧化硫完全吸收分析与解答矿石粉碎的主要目的是使燃烧得更快更充分．净化沸腾炉中出来的气体是除去有害物质，避免矿尘阻塞管道、矿尘和杂质使接触室中的催化剂中毒和水蒸气腐蚀设备．答案 CD二、2SO 氧化成3SO 的条件选择在化工生产上，要求又快又多地获得产品．光快不多不行，光多不快也不行．这里的“快”指的是化学反应速率大，这里的“多”指的是原料的转化率大．故我们必须同时研究外界条件对2SO 的氧化反应速率和化学平衡的影响．并注意这些条件与综合经济效益的关系．根据氧化反应化学方程式：从加快氧化反应速率的角度考虑，可以采用升高反应的温度、增大压强和使用催化剂． 从提高2SO 的转化率的角度考虑，可以采用降低温度和增大压强．催化剂对此无影响． 化学家们和工程师们通过实验探索，并结合综合经济效益进行分析研究，找出的2SO 氧化反应的合适条件是：400℃～500℃的温度、常压、使用催化剂和使用过量的氧气(不要花钱买的原料)．由于在400℃～500℃时，催化剂的活性最好，能保证有大的氧化反应速率；使用过量氧气能增大2SO 的转化率[11:7)O (V :)SO (V 22=]．由于使用上述条件后，常压下2SO 已有快的氧化反应速率和高的转化率，基于降低生产成本和提高经济效益，故就采用常压．三、关于制硫酸中的计算关于制硫酸中的计算通常遇到两种情况：第一由原料计算产品硫酸的质量；第二由产品硫酸计算需要原料的质量．都属于多步反应一次计算．在计算中，理解好两种关系：①原料的利用率有传递关系．如2SO 的利用率可视为S 的利用率，也视为2FeS 的利用率．②产物的产率等于反应物的利用率．如3SO 的产率可视为2SO 的利用率，也可视为S 或2FeS 的利用率．例 燃烧500t 含硫48％的黄铁矿，若在沸腾炉中有2％的2FeS 损失，在接触室中3SO 的产率为96％，计算生成98％的浓硫酸的质量．分析与解答硫第一次(沸腾炉中)利用了98％，第二次(接触室中)利用96％．故有：%98x 98%96%98%48t 50030SO H ____________S 42⨯=⨯⨯⨯ x ＝705.6t答案 生成705.6t 98％的浓硫酸．【重点难点提示】1．化学反应原理及综合经济效益原则．2．2SO 的接触氧化(条件分析)．3．2SO (尾气)的吸收．【典型例题分析】例1 接触法制42SO H 的尾气中2SO 可用碱性溶液氨水吸收，吸收达到饱和后的溶液再与93%的硫酸反应，可放出2SO 并得424SO )NH (溶液．此法可制得较纯2SO ．将424SO )NH (溶液结晶、分离、干燥后可制得固体硫酸铵肥料．(1)写出有关反应的化学方程式；(2)某厂每天排放含2SO 体积分数为0.2%的尾气31000m ，问每天要消耗同温同压下(设标准状况)的氨气多少立方米？可得硫酸铵多少千克？分析与解答 (1)O H SO )NH (O H NH 2SO 2324232+⋅+3422324HSO NH 2OH SO SO )NH (++ O H SO SO )NH (SO H SO )NH (2242442324+↑++ O H 2SO 2SO )NH (SO H HSO NH 2224244234+↑++(2)由上述反应可得)NH (V %2.0m 100011NH ~SO 3332⨯解得33m 20)NH (V =又 132642SO )NH (~SO 24242⨯]SO )NH [(m kg 64104.22%2.010004243⨯⨯⨯-64106424.22%2.010132]SO )NH [(m 33424⨯⨯⨯⨯⨯⨯=- ＝5.89(kg) 答：每天消耗氨气3m 20，可生成硫酸铵5.89kg ．例2 接触法制硫酸的简单流程，如图5－1所示，试填写：(1)主要设备的名称：A_______________、B_______________、C_______________、D_______________．(2)分别写出a →h 各主要物质的化学式：a_______________、b_______________、c_______________、d_______________、e_______________、f_______________、g_______________、h_______________．(3)从设备A 中导出的气体若不净化而直接导入B 设备，则会使____________，这种现象叫做_______________．(4)设备D 上顶喷入的是_______________而不是_______________，这是因为______________________________．(5)从设备D 上部导出的气体g ，工业上叫做_____________，其中的______________用_______________加以回收利用以防止_______________．分析与解答 (1)A ：沸腾炉 B ：接触室 C ：热交换器 D ：吸收塔(2)a ：2FeS b ：空气(2O 、2N ) c ：32O Fe d ：2SO 、2O e ：2SO 、2O f ：3SO g ：2SO h ：42SO H ．(3)从沸腾炉中导出的气体若不净化直接导入接触室，则会使催化剂作用减弱或失去作用，这种现象叫催化剂中毒．(4)吸收塔上顶喷入的是98.3%的42SO H ，而不是水或稀42SO H ，这是因为用水或稀42SO H 作吸收剂时，容易形成酸雾．(5)从吸收塔上部导出的气体，工业上叫尾气，其中的2SO 需用碱液吸收，以防大气污染．例3 图5－2为我国东部季风区某新建城市分布图，城市的四周都有广阔地带．现要在城市附近建一座kW 106以重油或煤炭为燃料的火力发电厂．(1)若该厂以含硫质量分数为2%的重油为燃料，设3dm 1重油(密度为3cm 95.0-⋅)燃烧生成3m 14标准状况下的烟道气，计算烟道气中2SO 的体积分数．(2)请在图5－2中A 、B 、C 、D 、E 、F 处选一最佳建厂处，说明理由．(3)请你预测此工厂将有哪些方面对环境造成污染？(4)请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案．(5)以含硫3.5%的重油为燃料，重油使用量为113h kW dm 18.0--⋅⋅，该厂开工率为(每年实际运转天数)为80%，对烟道气的脱硫回收的2SO 能生产多少千克424SO )NH (？或生产石膏(O H 2CaSO 24⋅)多少千克？若将这些2SO 制成70%的浓42SO H ，可生产这种浓硫酸多少千克？分析与解答 (1)13332mol g 32%2cm g 95.0cm 101)SO (n -⋅⨯⋅⨯⨯=)SO (n mol L 4.22)SO (n V )SO (V 212m 2⋅⋅=⋅=-%095.0L1014)SO (n mol L 4.22V )SO (V 32)(2=⨯⋅⋅=总 (2)应选在D 处建厂．原因：①在季风区，工厂应建在位于垂直于盛行风向的郊外，可尽量减少粉尘、有毒气体对居民区的污染．②在河的下游，水源充足．③紧靠铁路和公路，交通便利．(3)有废气、废渣和废水．(4)①在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝．②根据所产生废水的情况，在建厂的同时，建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备．③根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况，在厂区里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物，搞好厂区绿化保护．在工厂周围和居民区之间建立森林防护林带，尽量选一些生长快、能吸收粉尘和有毒气体的树种作为绿化的主要品种．(5)设能生产424SO )NH (、石膏、浓硫酸的质量分别为x 、y 、z ，则kg10194.4%5.3%80365h 24kW 10dm kg 95.0h kW dm 18.0)S (m 763113⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯⋅⋅=---．由%70z kg 10194.49832SO H ~S y kg10194.417232O H 2CaSO ~Sx kg10194.413232SO )NH (~S7427247424⨯⨯⨯⋅⨯)kg (1073.13213210194.4x 87⨯=⨯⨯= )kg (1025.23217210194.4y 87⨯=⨯⨯= )kg (1083.17.0329810194.4z 87⨯=⨯⨯⨯= 答：生产424SO )NH (、石膏、浓42SO H 的质量分别为kg 1073.18⨯、kg 1025.28⨯、kg 1083.18⨯．【同步达纲练习】1．接触法制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是 ( )A ．把矿石粉碎后再送入沸腾炉B ．沸腾炉中通入过量空气C ．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理D ．接触室内用52O V 作催化剂2．为了提高32SO SO →的转化率，常在接触室内鼓入过量的空气，因此从接触室导出的气体中会有 ( )A ．O H 2、2O 、2N 、3SOB ．3SO 、2N 、2OC ．2SO 、3SO 、2O 、2ND ．S 、Se 、As 等的氧化物3．制取硫酸时，混合气体的组成(体积分数)2SO 占7%，2N 占82%，2O 占11%，将该混合气体100L 送入接触室反应后，其体积变为97.2L(相同条件下)．则此时2SO 的转化率为()A ．80%B ．90%C ．70%D ．60% 4．在生产硫酸的过程中，常用浓硫酸而不用水吸收3SO 是因为 ( )A ．3SO 易溶于浓42SO H 而不易溶于水B ．用浓硫酸吸收速率虽慢但损失3SO 少C ．用水吸收时，易形成酸雾而阻碍3SO 再吸收D ．用水吸收时得不到纯净的硫酸5．一个现代化的企业，应朝着无废物排出的“封闭式生产”的方向努力．对硫酸生产中产生的“三废”根据上述要求，处理方法从经济效率上看不合理的是 ( )A ．用氨水吸收尾气，然后再用硫酸处理得到含量较高的2SO ，返回车间作生产硫酸的原料B ．用2)OH (Ca 处理含有硫酸的废水生产石膏C ．将矿渣作制造水泥的原料或制砖D ．用NaOH 吸收尾气以得新的化工产品32SO Na6．将一定体积的空气通入吸收剂，并测定其电导(电阻的倒数)变化，这种方法可以测定空气中污染物的含量．如测定硫化氢，用硫酸铜溶液吸收，可测定很大浓度范围的硫化氢，但电导变化不大；用溴水吸收，仅适用于低浓度范围，但有很高的灵敏度．现要兼顾吸收容量和灵敏度，测定空气中2Cl 的含量，则最好选用的吸收剂是 ( )A ．KI 溶液B ．溴水C ．32SO Na 溶液D ．NaOH 溶液7．距离地表50km 左右的大气层中，有一层3O 构成的臭氧层，它能吸收大部分由太阳辐射令人皮肤致癌的紫外线．近几年发现地球上空某些地区的臭氧层减少，甚至出现臭氧空洞．臭氧空洞出现的地区主要是 ( )A ．亚洲上空B ．欧洲上空C ．南极洲上空D ．非洲上空8．使臭氧层减少变薄的主要原因是 ( )①火山爆发 ②固体燃料煤的大量使用 ③大量使用塑料 ④大量使用氟里昂制冷剂A ．①②③④B ．②③④C ．③④D ．④9．我国农业因遭受酸雨造成每年损失高达15亿多元(RMB)．为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和2SO 污染控制区划分方案》等法规．(1)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是( )①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤(2)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO浓度．在20世2纪60年代～70年代的10年间，由发电厂排出的SO增加了35%，但由于建造高烟囱的结2果，地面SO浓度降低了30%之多．请你从全球环境保持的角度，分析这种方法是否可取？2简述其理由．(3)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油燃料相比，哪种物质可作为新能源？主要优点又是什么？10．读“我国部分城市空气质量周报(1998年6月)”的有关统计数据(见下表)，解答：(1)经济特区中，空气质量最好的城市是____________；直辖市中，空气质量最差的城市是__________．(2)最容易出现酸雨的城市是_____________．为防治城市出现酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO，工业上将生石灰和含硫煤混合使用，请写出燃烧时，有关“固硫”(不使含2硫化合物进入大气)反应的化学方程式___________________________________________．(3)你认为减少城市酸雨产生的途径可采取的措施是( )①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源注：总悬浮颗粒物为TSP；氮氧化物NOX；二氧化硫为SO2A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①②③④(4)汽车尾气(含有烃类，CO ，2SO 与NO 等物质)是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的特点是使CO 与NO 反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及2SO 的转化．①写出CO 和NO 反应的化学方程式：____________________________．②控制城市空气污染源的方法可以有 ( )A ．开发氢能源B ．使用电动车C ．植树造林D ．戴上呼吸面具11．接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫．为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用．(1)某硫酸厂每天排放的3m 10000(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的2SO ．问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏(O H 2CaSO 24⋅)？(2)如果将一定体积的尾气通入100mL 2mol/L 的氢氧化钠溶液使其完全反应．经测验得溶液含16.7g 溶质．试分析该溶液的成分，并计算确定各成分的物质的量．(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠．调节尾气排放的流量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量．现设)SO (n 2、n(NaOH)、)NaHSO (n 3分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且x )NaOH (n )SO (n 2=，试写出x 在不同取值范围时，)NaHSO (n 3的值或)NaHSO (n 3与)SO (n 2、n(NaOH)间的关系式．参考答案【同步达纲练习】1．AB 2．C 3．A 4．C 5．D 6．C 7．D 8．D9．(1)C (2)不可取．因2SO 的排放总量没有减少，所以形成酸雨的量并未减少，会造成对全球的危害．(3)首先，煤、石油是不易再生的化石燃料，其资源是有限的；其次，燃烧后产生的2SO ，x NO 等严重污染大气，形成酸雨；最后，燃烧产生的2CO (超过正常量)又导致“温室效应”加强，升高地球表面温度，也同样是危害．2H ．第一，2H 可以用水作原料来制取，有广泛的来源；第二，2H 的燃烧热高，放出的热量约为等质量汽油的3倍；第三，2H 燃烧后的产物是水，无污染，且可循环利用．10．(1)厦门，重庆(2)重庆；32CaSO SO CaO +，423CaSO 2O CaSO 2+(3)C(4)①22N CO 2NO 2CO 2++催化剂 ②AB11．(1)153.6kg由硫原子守恒可得)O H 2CaSO (m L %2.010101g 172L 4.22OH 2CaSO ~SO 2434242⋅⨯⨯⨯⋅得 kg 6.153g 10536.1)O H 2CaSO (m 524=⨯=⋅．(2)可能的反应为：O H SO Na NaOH 2SO 2322++① 32NaHSO NaOH SO +② 若按①进行，产物为32SO Na ，g 6.12)SO Na (m 32=若按②进行，产物为3NaHSO ，g 8.20)NaHSO (m 3=因为20.8g ＞16.7g ＞12.6g ，所以反应按①②进行，溶质为32SO Na 和3NaHSO 的混合物．⎪⎩⎪⎨⎧=+=⋅⋅+⋅⋅--mol2.0)SO Na (n 2)NaHSO (n g7.16)SO Na (n mol 126)NaHSO (n mol g 10432332131解得⎩⎨⎧==mol 05.0)SO Na (n mol1.0)NaHSO (n 323(3)如下表。
接触法制硫酸.
直接排入大气？
吸
思考：吸收
三氧化硫为什
收
么不用水和稀
硫酸，而用
98.3%的浓硫
酸？浓硫酸为
塔
什么必须从塔
顶喷下？
小结：接触法制硫酸
速率、平衡理论、
三原理 化学反应速率理论 热交换原理
逆流吸收原理
三阶段
SO2的制备 （造气）
SO2的催化氧化 SO3的吸收
三设备 沸腾炉
接触室
吸收塔
三反应 S+O2=SO2
2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
二、硫酸厂“三废”的处理及“废热” 1处、“理三废”处理
(1)尾气吸收 ①用石灰乳SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
②用氨水SO2+2NH3 +H2O = （NH4）2SO3 （NH4）2SO3 + H2SO4 = （ NH4）2SO4 + SO2↑+ H2O (2)污水处理 Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O 制石膏 (3)废渣处理 黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。 2、 “废热”利用：能量充分利用 (1)在接触室中设热交换器，预热SO2和O2 。 (2)在沸腾炉旁设置“废热锅炉”，产生蒸汽发电；
讨
⑶ 为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？
由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，
论 会造成污染。
⑷如何处理尾气？ 用氨水吸收
2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3
《接触法制硫酸》课件(自制)
吸收塔
全过程
流程图
结束
热交换器示意图
催化剂
2SO2(g) + O2(g)
思考题
△
2SO3(g) ; H= - 196.6KJ / mol
1.从化学平衡的角度分析，合成SO3的反应在什么条件下最有利？ 答：在低温、高压条件下进行反应有利于平衡向右移动，可提 高SO3的产率。 2.从化学反应速率的角度分析，合成SO3的反应在什么条件下最有利？ 答：高温、高压和使用催化剂都可以加快反应速率。 3.从综合经济效益考虑，SO2接触氧化在什么条件下进行最有利？ （通过分析课本中表5-1、表5-2的数据得出结论）
接触室
吸 收 塔
沸腾炉
全过程
流程图
结束
硫酸的工业生产
沸 腾 炉 接 触 室 吸 收 塔
选中所有按钮
净 化
冷却
沸腾炉
接触室
吸收塔
全过程
流程图
结束
三、尾气处理 （循环净化回收）
尾气成分：SO2、O2、N2
1.将尾气再通入接触室，进行二次氧化，然后再次吸收，这样 经两次氧化和两次吸收，剩余的SO2的含量已经很少。 2.工业上选用氨水吸收尾气中的SO2 SO2 + 2NH3 + H2O （NH4）2SO3 + H2SO4 （NH4）2SO3 （NH4）2SO4 + SO2 + H2O
第一节 接触法制硫酸
博白县三中 何媛
一、接触法制硫酸的原料
可用硫黄、黄铁矿（主要成分FeS2)、石膏、有色金属冶炼厂的 烟气（含SO2）等作原料。
二、接触法制硫酸的生产过程
1、造气 ⑴设备：沸腾炉
点燃
（三个阶段）
⑵原理： S(s) + O2(g)
接触法制硫酸
三废是指废气、废水、废渣
硫酸工厂三废的处理有：
1、尾气可用氨水吸收2、污水可用石灰乳处理 3、废渣可作为制水泥的原料
在接触法制硫酸中需要耗费大量的能量,其能量主要来自于生产中中产生的大量废热.此外能量的利用还有:在沸腾炉旁边设置废热锅炉,也可以在接触室里设置热交换装置
从燃烧炉出来的气体叫做炉气，中间含有 粉尘使催化剂失去催化
砷硒化合物 活性（中毒）
H2O（水、O2、N2
净化：除尘、洗涤、干燥
二、接触氧化
设备：接触室
干燥的炉气进入接触室与催化剂（V2O5）接触发生反应
2SO2+O2== ==2SO3（放热）（可逆反应）
热交换器的作用是对净化后的炉气进行预热，对生成的气体进行降温
【注：为什么叫接触反应——因为在催化剂表面反应】
从接触室里出来的气体是SO3、SO2、O2、N2
三、吸收SO3
设备：吸收塔
SO3+H2O====H2SO4（放热）
H2SO4是酸雾，用98.3%浓硫酸吸收酸雾，形成发烟硫酸H2SO4•nSO3，然后再稀释成不同浓度的硫酸。吸收塔中有瓷环，可加热延长作用时间
接触法制硫酸
三原料：【FeS2或S、空气、98.3%浓硫酸】
一、造气
设备：沸腾炉
【注：依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石粉要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧。】
含硫矿石FeS2、S进入沸腾炉发生反应
4FeS2+11O2==高温==2Fe2O3+8SO2（共转移44e-）
接触法制硫酸的关键反应为so2的催化氧化催化机理
文章标题：深度解析接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理1. 接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理在工业生产中，接触法是一种常用的制备硫酸的方法。
而接触法制硫酸的关键反应之一即是SO2的催化氧化反应。
SO2的催化氧化催化机理是制备硫酸过程中的核心环节，了解其机理对于提高硫酸生产效率、降低能耗、减少环境污染等方面具有重要意义。
2. SO2的催化氧化反应原理SO2的催化氧化反应是一种重要的气相反应，在工业中由催化剂协助下进行。
这一反应可以用如下方程式表示：2SO2 + O2 → 2SO3。
3. 催化剂在SO2的氧化反应中的作用催化剂在SO2的氧化反应中发挥着至关重要的作用。
它能够提高反应速率，降低反应活化能，同时还能够调控反应的选择性，使产物选择性地生成所需的SO3。
催化剂的种类、结构和表面性质对于催化活性、稳定性和选择性起着决定性的影响。
4. 接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理接触法制硫酸中SO2的催化氧化催化机理涉及多种反应步骤和中间产物，其中涉及复杂的物理化学过程和催化作用。
在实际生产中，需要根据催化剂性能、反应条件等因素进行优化，以实现高效、稳定的SO2的氧化反应，进而提高硫酸产率。
5. 个人观点和理解在我看来，对于SO2的催化氧化催化机理的深入探究不仅可以帮助理解接触法制硫酸的工艺原理，更有助于发展更高效的催化剂和改进工艺条件，从而提高硫酸生产的效率和环保性。
总结：在本文中，我深入探讨了接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理。
首先介绍了SO2的催化氧化反应原理，接着分析了催化剂在反应中的重要作用，最后针对接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理进行了详细的解析和讨论。
我也共享了个人观点和理解。
通过本文的阅读，读者能够全面、深刻地了解接触法制硫酸的关键反应，以及SO2的催化氧化催化机理。
：从SO2的催化氧化反应原理到催化剂在反应中的作用，再到接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理的详细解析，我们已经了解了接触法制硫酸的关键反应的重要性以及其复杂的物理化学过程和催化作用。
接触法制造硫酸的反应原理和生产过程
接触法制造硫酸的反应原理和生产过程（一）工业生产需从五个方面进行学习1．化学原理：③制H2SO4：SO3+H2O====H2SO42．原料：黄铁矿（主要成分是FeS2）（或者硫）空气、98.3％的浓H2SO43．主要设备：①沸腾炉（制取SO2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H2SO4）②接触室（制取SO3的设备）③吸收塔（制取H2SO4的设备）4．生产工艺流程：①黄铁矿在沸腾炉中燃烧制取SO2②经过净化处理③SO2和O2在接触室中接触五氧化二钒（V2O5），在500℃条件反应生成SO3④SO3在吸收塔中被98.3％的浓H2SO4吸收得到发烟硫酸．5．产品：发烟硫酸（1）溶解SO3的硫酸溶液称为发烟硫酸，这种溶液的溶质是SO3，溶剂是H2SO4．如含20％SO3的发烟硫酸100g，其中含SO3质量：（2）关于“发烟硫酸”名称的来历：因H2SO4中溶解的SO3易挥发，这样挥发出的SO3遇空气中的水蒸气剧烈结合成硫酸的小液滴，就象“发烟”一样，因此我们称溶有SO3的H2SO4溶液为“发烟硫酸”，从前面分析看，在瓶口上方产生的不是“烟”，而是“雾”，所以在学习时不要产生误解．但这个名称长期约定俗成，所以我们现在仍沿用这个名称．（3）得到的发烟硫酸用水或稀H2SO4稀释，便制得各种浓度的硫酸溶液．（二）关于生产过程中的几个问题：1．工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿粉碎？答：该做法是为了增大反应物之间的接触面积，因为反应物之间的接触面积越大，反应速率就越快，制H2SO4时把黄铁矿石粉碎，并在沸腾炉中燃烧，从而加快反应的进行，燃烧也充分．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？答：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翻腾，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．3．黄铁矿石在沸腾炉里燃烧时，为什么要向炉中鼓入过量的空气（氧气）？答：生产上，常使其一反应物的用量（浓度）超过反应所需的量，过量的那种反应物往往是原料中比较易得且价钱比较便宜的．因而能使较贵重的原料更充分利用．在焙烧黄铁矿石制造硫酸时，采用过量的空气使黄铁矿石充分燃烧，就是一例．4．逆流原理在接触法制硫酸过程中有哪些具体的作用？答：在化工生产中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法，如用H2SO4的质量分数为98.3％的浓硫酸吸收三氧化硫，液体和气体的流向是相反的，液体由吸收塔顶部淋下，气体由下向上，使作用更完全．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．硫酸工业中，接触室内使用热交换器，使未进入接触室的SO2和O2得以预热，有利于SO2的转化；从接触室里出来的SO3得以降温，减少了SO3的分解．5．为什么通入接触室的混合气体必须预先净化？如何净化？答：从沸腾炉里出来的炉气中，除SO2、O2、N2外，还有水蒸气，有如含砷、硒的化合物杂质及矿尘，杂质和矿尘会使催化剂失去活性而中毒，水蒸气会跟SO2、SO3形成酸雾，腐蚀管道设备，因此通入接触室的混合气体预先净化．炉气净化过程为：首先经过①除尘（除去矿尘），然后进行②洗涤（洗去砷、硒等的化合物），最后进行③干燥（除去水蒸气）．这样处理过的混合气体主要含有SO2、O2和N2．6．什么是热交换过程？通过热交换器（如图）用来把反应时生成的热，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．7．吸收SO3为什么不直接用水或稀H2SO4，而是用98.3％的浓H2SO4？答：这是因为用水或稀H2SO4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H2SO4作吸收剂，则在吸收过程中不形成酸雾，吸收速率快且吸收充分，有利于SO3的吸收．8．制H2SO4的尾气中含哪些成分？为什么尾气不能直接排入大气中？答：制H2SO4的尾气成分：SO2、O2、N2等由于尾气中含有SO2，如果直接排入大气，会造成环境污染，所以在尾气排入大气之前，必须经回收，净化处理，防止SO2污染空气并充分利用原料．9．硫酸生产过程中三设备的两进两出．从上图可看出：每套设备都有两进两出．沸腾炉：两进：黄铁矿进口和空气进口．两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO2、O2、N2、水蒸气、砷、硒的化合物及矿尘等）接触室：两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO2、O2、N2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO2、O2、N2等）两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO2、O2、N2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO3、SO2、O2、N2等）吸收塔：两进：混合气进口（主要成分：SO3、SO2、O2、N2等）和98.3％的浓H2SO4进口．两出：发烟硫酸出口（主要成分：H2SO4、SO3）和尾气出口（主要成分：SO2、O2、N2等）10．为什么在吸收塔中填满瓷环？答：用质量分数为98.3％的浓H2SO4吸收SO3时，吸收塔里填满瓷环，使液体和气体接触面积增大，提高吸收率．（把这个关系要作为基本常识应用）11．有关化学计算：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，给初学者造成困难．首先要搞清概念：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=利用率其次：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，这样可化难为易．（1）守恒原则，如黄铁矿制硫酸中S原子守恒具体表现形式：FeS2—2H2SO4 S—H2SO4（2）累积原则：工业生产中间过程中各步的转化率、产率可累积到原料或产物上，计算结果不受影响．累积时，习惯上尽量用乘不用除．。
接触法制硫酸
催化剂
SO2 O2 N2 热气
热交换器 催化剂 接触室
SO3(主) O2 N2 SO2
㈢三氧化硫的吸收 1.化学反应原理 SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3kJ/mol 设备: 吸收塔 98.3%H2SO4 2.过程
尾气
过程总结小结
沸腾炉
接触室
吸收塔
燃烧 黄铁矿
沸腾炉
请同学们阅读教材并回答下列问题 [问题1] ⑴.工业上生产硫酸的生产过程分哪几个主要阶段,每 一阶段的化学反应原理是什么?主要生产设备是什么? 每一阶段的生产过程中要注意什么? [问题2] ： ⑴ 燃烧 黄铁矿的炉子为什么称为“沸腾炉”？ ⑵进入接触室的气体为什么要先净化？怎样净化？ ⑶SO2的接触氧化反应在什么条件下最有利？ ⑷接触室里热交换器的作用是什么？ ⑸SO3为什么不用水吸收？且吸收时浓硫酸为什么从塔 顶喷下？ ⑹硫酸厂生产尾气为什么不能直接排入大气？
点燃
设备:
沸腾炉
2.过程
2
沸腾炉
㈡ 接触氧化 1.化学反应原理
SO2 g 1 2 O2 g
设备: 接触室 2.过程 3.反应条件 温度:400℃-500 ℃
压强:常压 SO2 O2 N2 催化剂:V2O3 冷气
催化剂
SO3 g ; H 98kJ / mol
炉气
炉渣
空气
净化后 的炉气
接触室
SO3(SO2,N2,O2)
98.3%浓硫酸
吸收塔
发烟硫酸 水或稀硫酸
催化氧化
各种浓度的硫酸
三 多步反应的计算
例：以含FeS275%的黄铁矿为原料，
用接触法制硫酸，若燃烧黄铁矿中 硫的损失率为10%，二氧化硫的转化 率为90%，三氧化硫的吸收率为95%。 生产20吨98%的浓硫酸，需该黄铁矿 多少吨？
高三化学最新-第五章第一节接触法制硫酸 精品
2SO3(g)；△H ＝
SO3(g)+ H2O(l) = H2SO4(l)；△H ＝－130.3 kJ/mol
二、接触法制硫酸的生产过程
S
硫化物
1 2
SO2
SO3
H2SO4
FeS2 1.二氧 化硫的 制取和 净化 2.二氧 化硫转 化成三 氧化硫 3.三氧 化硫的 吸收和 硫酸的 生成
1. 二氧化硫的制取和净化 4FeS2(s)+11O2(g) ＝ 2Fe2O3(s)+8SO2(g)； △H ＝－3412kJ/mol
沸腾炉
接触室
SO3
吸收塔
成品硫酸
4.三废处理
（1）废气处理（SO2）
①碱法：Na2CO3
Na2CO3+SO2 ＝ Na2SO3+CO2
②氨吸收法：
2NH3＋H2O＋SO2==(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
（2）污水处理（硫酸等） Ca(OH)2+H2SO4 = CaSO4+2H2O （3）废渣处理
温度较高的气体
热气体
冷气体 温度较低的气体
热交换器
3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成 SO3(g)+ H2O(l) = H2SO4(l)； △H ＝－130.3 kJ/mol
98.3%H2SO4
用水、稀硫 酸吸收会形 成酸雾。而 高于98.3％ 的硫酸本身 可放出SO3
尾气
热 交 5000C 换1500C
高中三年级 化学
第五章 硫酸工业
第一节 接触法制硫酸
授课者 :刘惠平
引
言
硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先 硫酸大量用于化肥和农药的生产，如每生产1吨 的过磷酸钙要消耗360公斤硫酸，化肥生产消耗 占硫酸产量的50%以上；在有机合成工业中，硫 酸用于各种磺化反应和硝化反应，生产醚、酯、 有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中， HF、H3PO4等的生产及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸 盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业中； 国防工业中，如生产炸药；石油工业、染料、 人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加 工工业等许多部门，都要用到硫酸。既然需要 这么多硫酸，那么怎样制取呢？
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的三个重要阶段、反应原理及主要设备的名称、构造和作用。
（2）能说明黄铁矿锻烧前粉碎的原因，通入强大空气流的目的、炉气净化的原因和方法。
（3）能说明热交换器怎样进行热交换，吸收塔怎样吸收三氧化硫的。
（4）能解释和说明加快和充分吸收三氧化硫的措施。
（6）能说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施，增强环境意识作环境保护的宣传者、行动者。
（8）掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。
【教学重点】接触法制硫酸的化学反应原理，环境污染的危害及环境保护的重要性。
【教学难点】主要设备的构造和物料流动的方式、有关的化工生产原理。
【教学过程】
[投影]学习目标即教学目标
[叙述引入]同学们，我们初中学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。
它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。
[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。
可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。
[设疑引入]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。
[投影板书]课题、标题及原理
[衔接过渡]接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。
[投影板书]第一阶段及反应原理
[讲述]分析讲述黄铁矿燃烧反应的方程式，交代配平方法（奇偶法）
[出示模型]讲解沸腾炉的构造。
[动画显示]沸腾炉内物料进出方式
[投影]思考讨论
1．焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？黄铁矿为什么要粉碎？为什么通入强大的空气流？燃烧黄铁矿为什么不要多加燃料？
2．为什么通入接触室的混全气体必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？
[强调讲述]黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。
[衔接过渡]被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400~500℃，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。
[投影板书]第二阶段及有关反应原理
[反馈矫正]根据学生讨论情况，说明书写方程式，注意事项，交代清楚反应的特点，说明高温和使用催化剂可以加快反应，缩短生产时间，提高效率。
[动画显示]气体流向。
[投影]填空
3．接触室中热交换气的作用是_______________________________________________ 4．从接触室出来的气体成分是_________，原因是_____________________________
二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。
[衔接过渡]从接触室内出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
[投影板书]第三阶段及反应原理
[投影]5．吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸而用98.3%的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？
[讲解]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，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。
[出示模型]讲解吸收塔构造。
[动画显示]三氧化硫的吸收过程。
[总结归纳、动画显示]设备流程、生产流程。
[投影]6．接触法制硫酸分几个阶段？有几个重要反应？几种典型设备？几种净化方式？几个地方运用逆流原理？几个地方采用了加快反应的措施？几个地方采用了充分利用原料的措施？
[投影]练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？
[试题分析]本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解。
解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式：
设：能生成98%的硫酸x吨
fes2 → 2so2 → 2so3 → 2h2so4
120 2×98
1t×90%×(1-1.5%) xt×98%
x=1.478
这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。
[设疑过渡]从吸收塔出来的气体叫尾气，其成分是什么？能否直接排入大气？另外，黄铁矿燃烧后的矿渣能否弃置，这是我们研究的另一重点内容，即环境保护。
[设疑深入]二氧化硫污染环境到底会造成什么样的危害呢？
8．环境污染分为哪几类？工业三废包含哪几方面？防止和消除环境污染的根本途径是什么？[投影]环境污染的分类
环境污染
大气
水工业三废（废气、废水、废渣）
土壤农药、化肥及生活用品
……
[播音]录音资料1：环境污染的危害
录音资料2：环境政策
录音资料3：环境的治理及保护
[播放] 录像资料1：环境污染的危害
录像资料2：环境的治理及保护
[强调指出]我们每位同学都要做环境的坚定保护者，从我做起，从小事做起，从现在做起，注意环境保护的宣传，坚信，环境问题必将随着科学技术的进一步发展，而得到人类有效的解决，那时，祖国的天空会更蓝，河流会更清。