接触法制硫酸课件

接触法制硫酸接触法制硫酸1硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志2怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2因为硫磺做原料成本低，污染少，所以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，黄铁矿的主要成分是FeS2

（二硫化亚铁）⑴⑵⑶怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O23一、接触法制硫酸第一步：造气第二步：二氧化硫的催化氧化第三步：三氧化硫的吸收S+O2SO2

点燃4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

高温2SO2+O22SO3催化剂加热SO3+H2OH2SO4一、接触法制硫酸第一步：造气第二步：二氧化硫的催化氧化第三步4沸腾炉接触室吸收塔净化冷却接触法制硫酸的工业流程沸腾炉接触室吸收塔净化冷却接触法制硫酸的工业流5接触法制硫酸1.造气4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要设备：沸腾炉主要炉产气物SO2O2水蒸气

砷和硒的化合物矿尘使催化剂中毒对设备和生产有不良影响净化措施：除尘洗涤干燥N2

：二氧化硫的制取和净化接触法制硫酸1.造气4FeS2+11O26空气炉气思考：从沸腾炉出来的炉气的成分有哪些?是否直接通入接触室？矿渣思考：黄铁矿石为什么要粉碎？为什么要通入强大的空气流？沸腾炉空气炉气思考：矿渣沸腾炉7接触法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要设备：接触室（转化器）热交换器的工作原理

内有许多平行的金属管道或蛇管（400-500℃,V2O5催化剂）2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)+196.6kJ

二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。

反应后热的SO3蒸汽在管内自上而下流过

冷的SO2与O2混合气体在管外由下而上流过通过管壁进行热交换接触法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反8思考：怎样选择适宜的条件N2思考：从接触室出来的气体成分是什么？温度：400至500摄氏度压强：常压

催化剂：五氧化二矾接触室思考:此处出来的气体是什么成分?说说接触室中热交换器的作用?思考：怎样选择适宜的条件N2思考：从接触室出来的气体成分是什90.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4压强

(MPa)转化率(％)温度(℃)（数据分析）压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO27%，O211%，N282%）；

（1）已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

（2）在400~500℃时，SO2的催化氧化采用常压还是高压?主要原因是为什么？0.10.511040099.299.699.799.10接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑴工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫

三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主11接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑶为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？⑷如何处理尾气？

由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染。

2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥回收利用接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主12吸收塔思考：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？从吸收塔中排出的气体有那些成分？能否直接排入大气？吸收塔思考：吸收三氧化硫为什么不13小结：接触法制硫酸SO2的制备（造气）SO2的催化氧化SO3的吸收沸腾炉接触室

吸收塔S+O2=SO24FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4化学反应速率理论速率、平衡理论、热交换原理逆流吸收原理三原理三阶段三设备三反应小结：接触法制硫酸SO2的制备（造气）SO2的催化氧化SO314接触法制硫酸课件15接触法制硫酸课件16二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理1、“三废”处理(1)尾气吸收①用石灰乳SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O②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；二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理1、“三废17三、硫酸厂厂址的选择选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。例题：A、B、C、D四地的地理位置如图，交通均较为便利，其他地理条件如下：A地是风景旅游城市；B地是硫酸消费中心；C地有较为丰富的黄铁矿资源；D地有少量的硫酸消费。硫酸厂址应选择在

。B三、硫酸厂厂址的选择选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人18重要的硫酸盐1、硫酸钙（CaSO4）CaSO4·2H2O——石膏（生石膏）2CaSO4·H2O——熟石膏转化：生→熟2（CaSO4·2H2O）=2CaSO4·H2O+3H2O△熟→生2CaSO4·H2O+3H2O=2（CaSO4·2H2O）石膏的用途：石膏绷带、模型、水泥等。重要的硫酸盐1、硫酸钙（CaSO4）CaSO4·2H2O—192、硫酸钡（BaSO4）——重晶石用途：医疗上做“钡餐”、白色颜料等3、胆矾（CuSO4·5H2O）用途：配制“波尔多液”，镀铜液等4、明矾（KAl(SO4)2·12H2O)用途：净水剂等5、芒硝（Na2SO4·10H2O）用途：缓泻剂、造纸等2、硫酸钡（BaSO4）——重晶石用途：医疗上做“钡餐”、白20多步计算

某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？高温V2O52SO2+O22SO3△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO3+H2O

H2SO4

分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22H2SO4～得关系式：多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿21多步计算

某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？解：设可制得98%的浓硫酸的质量为xFeS22H2SO4～120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=

1200t答：可制得98%

的浓硫酸1200吨多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿22接触法制硫酸习题1．我国在接触法制硫酸过程中，普遍采用制SO2的方法是[]A．燃烧硫B．燃烧Fe2S3

C．燃烧FeS2D．燃烧CuFeS22．从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是[]A．SO2B．N2C．砷化物D．水蒸气3．接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是[]A．H2SB．CO2C．SO3D．SO24．在接触法制硫酸过程的各步反应中，等物质的量的反应物发生电子转移最多的是[]A．FeS2B．O2C．SO2D．SO3CCDA接触法制硫酸习题CCDA235．98.3％的浓硫酸（密度1.84g/cm3）的物质的量浓度为[]A．1.84mol/LB．9.8mol/LC．12mol/LD．18.4mol/L6．接触法制硫酸时，由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程，其理由是[]A．杂质与矿尘会使催化剂中毒B．水蒸气对设备和生产有不良影响C．可提高原料的利用率D．可制取浓硫酸7．在4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反应中，被氧化的元素是[]A．只有铁B．只有硫C．铁和硫D．氧和铁DABC5．98.3％的浓硫酸（密度1.84g/cm3）的物质的量浓248．在O2中灼烧0.40g硫和铁的化合物，使其中的硫全部转化为SO2，把这些SO2全部氧化并转化为H2SO4。这些硫酸与20mL、0.50mol/LNaOH溶液完全中和。则原化合物中硫的质量分数为[]A．30％B．36.4％C．40％D．53.3％9．在FeS2—→SO2的转化过程中，每转移1mol电子时产生SO2的体积是（折算为标准状况）[]A．0.51LB．4.07LC．16.3LD．22.4LBC8．在O2中灼烧0.40g硫和铁的化合物，使其中的硫全部转化25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）？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→2H2SO41202×981t×90%×(1-1.5%)xt×98%

x=1.478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26思考2、工业制硫酸分几个阶段？每个阶段的反应原理是什么？用到什么典型设备？3、SO2的催化氧化怎样选择适宜的合成条件？

4、吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸？6、硫酸厂选择厂址时应注意哪些因素？5、硫酸厂“三废”以及“废热”应怎样处理？1、硫及其化合物之间的相互转化关系H2S←S→SO2→SO3→H2SO4思考2、工业制硫酸分几个阶段？每个阶段的反应原理是什么？27（2007年宁夏理综）31．化学选考题（15分）A.化学与技术工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO27%，O211%，N282%）；（1）已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？（2）在400~500℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？

（填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量？

（填“是”或“否”）；（4）为提高SO3吸收率，实际生产中用

吸收SO3；（5）已知：2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)；△H＝－196.6kJ/mol，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。温度℃压强MPa0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4（2007年宁夏理综）31．化学选考题（15分）A.化学与技28接触法制硫酸接触法制硫酸29硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志30怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2因为硫磺做原料成本低，污染少，所以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，黄铁矿的主要成分是FeS2

（二硫化亚铁）⑴⑵⑶怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O231一、接触法制硫酸第一步：造气第二步：二氧化硫的催化氧化第三步：三氧化硫的吸收S+O2SO2

点燃4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

高温2SO2+O22SO3催化剂加热SO3+H2OH2SO4一、接触法制硫酸第一步：造气第二步：二氧化硫的催化氧化第三步32沸腾炉接触室吸收塔净化冷却接触法制硫酸的工业流程沸腾炉接触室吸收塔净化冷却接触法制硫酸的工业流33接触法制硫酸1.造气4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要设备：沸腾炉主要炉产气物SO2O2水蒸气

砷和硒的化合物矿尘使催化剂中毒对设备和生产有不良影响净化措施：除尘洗涤干燥N2

：二氧化硫的制取和净化接触法制硫酸1.造气4FeS2+11O234空气炉气思考：从沸腾炉出来的炉气的成分有哪些?是否直接通入接触室？矿渣思考：黄铁矿石为什么要粉碎？为什么要通入强大的空气流？沸腾炉空气炉气思考：矿渣沸腾炉35接触法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要设备：接触室（转化器）热交换器的工作原理

内有许多平行的金属管道或蛇管（400-500℃,V2O5催化剂）2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)+196.6kJ

二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。

反应后热的SO3蒸汽在管内自上而下流过

冷的SO2与O2混合气体在管外由下而上流过通过管壁进行热交换接触法制硫酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反36思考：怎样选择适宜的条件N2思考：从接触室出来的气体成分是什么？温度：400至500摄氏度压强：常压

催化剂：五氧化二矾接触室思考:此处出来的气体是什么成分?说说接触室中热交换器的作用?思考：怎样选择适宜的条件N2思考：从接触室出来的气体成分是什370.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4压强

(MPa)转化率(％)温度(℃)（数据分析）压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO27%，O211%，N282%）；

（1）已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

（2）在400~500℃时，SO2的催化氧化采用常压还是高压?主要原因是为什么？0.10.511040099.299.699.799.38接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑴工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫

三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主39接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑶为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？⑷如何处理尾气？

由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染。

2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥回收利用接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主40吸收塔思考：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？从吸收塔中排出的气体有那些成分？能否直接排入大气？吸收塔思考：吸收三氧化硫为什么不41小结：接触法制硫酸SO2的制备（造气）SO2的催化氧化SO3的吸收沸腾炉接触室

吸收塔S+O2=SO24FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4化学反应速率理论速率、平衡理论、热交换原理逆流吸收原理三原理三阶段三设备三反应小结：接触法制硫酸SO2的制备（造气）SO2的催化氧化SO342接触法制硫酸课件43接触法制硫酸课件44二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理1、“三废”处理(1)尾气吸收①用石灰乳SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O②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；二、硫酸厂“三废”的处理及“废热”处理1、“三废45三、硫酸厂厂址的选择选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。例题：A、B、C、D四地的地理位置如图，交通均较为便利，其他地理条件如下：A地是风景旅游城市；B地是硫酸消费中心；C地有较为丰富的黄铁矿资源；D地有少量的硫酸消费。硫酸厂址应选择在

。B三、硫酸厂厂址的选择选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人46重要的硫酸盐1、硫酸钙（CaSO4）CaSO4·2H2O——石膏（生石膏）2CaSO4·H2O——熟石膏转化：生→熟2（CaSO4·2H2O）=2CaSO4·H2O+3H2O△熟→生2CaSO4·H2O+3H2O=2（CaSO4·2H2O）石膏的用途：石膏绷带、模型、水泥等。重要的硫酸盐1、硫酸钙（CaSO4）CaSO4·2H2O—472、硫酸钡（BaSO4）——重晶石用途：医疗上做“钡餐”、白色颜料等3、胆矾（CuSO4·5H2O）用途：配制“波尔多液”，镀铜液等4、明矾（KAl(SO4)2·12H2O)用途：净水剂等5、芒硝（Na2SO4·10H2O）用途：缓泻剂、造纸等2、硫酸钡（BaSO4）——重晶石用途：医疗上做“钡餐”、白48多步计算

某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？高温V2O52SO2+O22SO3△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO3+H2O

H2SO4

分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22H2SO4～得关系式：多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿49多步计算

某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？解：设可制得98%的浓硫酸的质量为xFeS22H2SO4～120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=

1200t答：可制得98%

的浓硫酸1200吨多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿50接触法制硫酸习题1．我国在接触法制硫酸过程中，普遍采用制SO2的方法是[]A．燃烧硫B．燃烧Fe2S3

C．燃烧FeS2D．燃烧CuFeS22．从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是[]A．SO2B．N2C．砷化物D．水蒸气3．接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是[]A．H2SB．CO2C．SO3D．SO24．在接触法制硫酸过程的各步反应中，等物质的量的反应物发生电子转移最多的是[]A．FeS2B．O2C．SO2D．SO3CCDA接触法制硫酸习题CCDA515．98.3％的浓硫酸（密度1.84g/cm3）的物质的量浓度为[]A．1.84mol/LB．9.8mol/LC．12mol/LD．18.4mol/L6．接触法制硫酸时，由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程，其理由是[]A．杂质与矿尘会使催化剂中毒B．水蒸气对设备和生产有不良影响C．可提高原料的利用率D．可制取浓硫酸7．在4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反应中，被氧化的元素是[]A．只有铁B．只有硫C．铁和硫D．氧和铁DABC5．98.3％的浓硫酸（密度1.84g/cm3）的物质的量浓528．在O2中灼烧0.40g硫和铁的化合物，使其中的硫全部转化为SO2，把这些SO2全部氧化并转化为H2SO4。这些硫酸与20mL、0.50mol/