接触法制硫酸二 人教版

1、接触法制硫酸二【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”三种主要原料 黄铁矿(或硫黄)，空气，98.3的硫酸三个阶段 造气阶段(制)，接触氧化阶段(转化为)，三氧化硫吸收阶段(转化为或发烟硫酸)三个反应；H853kJ/mol或；H297kJ/mol；H130.3kJ/mol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)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的用氧炉气的净化和干燥 在沸腾炉中燃烧黄铁矿制得的炉气中含有、水蒸气以及一

2、些杂质，如砷、硒化合物和矿尘(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，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(体积分数7)，(11)，(82)在接触室中使用热交换器 由于的氧化反应需在400500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用98

3、.3的浓硫酸代替水吸收 由于水面上存在水蒸气，水蒸气与生成硫酸酸雾将水与隔开了，故不能用水或稀硫酸吸收98.3的浓硫酸的表面上不存在水蒸气，用它吸收不会生成硫酸酸雾，又由于能溶于硫酸中(即得发烟硫酸)，所以，用98.3的浓硫酸吸收的效率高，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，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应，完全溶解尾气循环氧化和用氨水吸收 将尾气中未氧化的再次进入接触室氧化，可以提高原料的利用率由于氧化是可逆反应，不可能100的转化为，所以需要

4、处理尾气用氨水吸收尾气可以消除环境污染再让和硫酸反应：得到较为纯净的又成为制硫酸的原料，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、氧化成的条件选择在化

5、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，找出的氧化反应的合适条件是：400500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400500时，催化剂的活性最好，能保证有大的

6、氧化反应速率；使用过量氧气能增大的转化率由于使用上述条件后，常压下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：原料的利用率有传递关系如的利用率可视为S的利用率，也视为的利用率产物的产率等于反应物的利用率如的产率可视为的利用率，也可视为S或的利用率例 燃烧500t含硫48的黄铁矿，若在沸腾炉中有2的损失，在接触室中的产率为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

7、二次(接触室中)利用96故有：x705.6t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的接触氧化(条件分析)3(尾气)的吸收【典型例题分析】例1 接触法制的尾气中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，可放出并得溶液此法可制得较纯将溶液结晶、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)某厂每天排放含体积分数为0.2%的尾气，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)(2)由上述反应可得解得又 5.89(kg)答：每天消耗氨气，可生成硫酸铵5.89kg例

8、2 接触法制硫酸的简单流程，如图51所示，试填写：(1)主要设备的名称：A_、B_、C_、D_(2)分别写出ah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： b：空气(、) c： d：、 e：、 f： g： 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

9、叫催化剂中毒(4)吸收塔上顶喷入的是98.3%的，而不是水或稀，这是因为用水或稀作吸收剂时，容易形成酸雾(5)从吸收塔上部导出的气体，工业上叫尾气，其中的需用碱液吸收，以防大气污染例3 图52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，设重油(密度为)燃烧生成标准状况下的烟道气，计算烟道气中的体积分数(2)请在图52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

10、)以含硫3.5%的重油为燃料，重油使用量为，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能生产多少千克？或生产石膏()多少千克？若将这些制成70%的浓，可生产这种浓硫酸多少千克？分析与解答 (1)(2)应选在D处建厂原因：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在河的下游，水源充足紧靠铁路和公路，交通便利(3)有废气、废渣和废水(4)在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝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

11、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、石膏、浓硫酸的质量分别为x、y、z，则由答：生产、石膏、浓的质量分别为、【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接触室内用作催化剂2为了提高的转化率，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、B、C、DS、Se、As等的氧化物3制取硫酸时，混合气体的组成(体积分数)占7%，占82%，占11%，将该

12、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)则此时的转化率为 ( )A80%B90%C70%D60%4在生产硫酸的过程中，常用浓硫酸而不用水吸收是因为 ( )A易溶于浓而不易溶于水B用浓硫酸吸收速率虽慢但损失少C用水吸收时，易形成酸雾而阻碍再吸收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，返回车间作生产硫酸的原料B用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

13、的化工产品6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，测定空气中的含量，则最好选用的吸收剂是 ( )AKI溶液B溴水C溶液DNaOH溶液7距离地表50km左右的大气层中，有一层构成的臭氧层，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 (

14、 )火山爆发 固体燃料煤的大量使用 大量使用塑料 大量使用氟里昂制冷剂ABCD9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 ( )少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源ABCD(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浓度在20世纪60年代70年代的10年间，由发电厂排出的增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了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？简述其理由(3)用传统的煤、石油作燃

15、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，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 ( )少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源注：总悬浮颗粒物为TSP；氮氧化物NOX；二氧

16、化硫为ABCD(4)汽车尾气(含有烃类，CO，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的转化写出CO和NO反应的化学方程式：_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(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的问用氢氧化钠溶液、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

17、()？(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、n(NaOH)、分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且，试写出x在不同取值范围时，的值或与、n(NaOH)间的关系式x参考答案【同步达纲练习】1AB 2C 3A 4C 5D 6C 7D 8D9(1)C (2)不可取因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