内容正文:
4.1含硫化合物的性质
第二课时
硫酸的工业制备
浓硫酸的性质
黄帝九鼎神丹经诀
炼石胆取精华法
新课导入
方法:即干馏石胆(5个结晶水的硫酸铜)取其精华。原理为加热含5个结晶水的硫酸铜使其失去结晶水,进一步锻烧白色的硫酸铜,生成黑色的氧化铜和三氧化硫。让生成的三氧化硫和水反应便有硫酸生成。
反应原理
CuSO4·5H2O =△= CuO+SO3↑+5H2O
SO3 + H2O=H2SO4
随着科技的发展,工艺的改进,目前工业制备硫酸主要采用接触法,原料为硫铁矿或硫黄。
课本P93图4-3
硫酸工业主要设备与流程
1.三设备:沸腾炉、接触室、吸收塔。
2.三原料:硫铁矿或硫黄、 空气、98.3%的浓硫酸
3.三原理:
(1)沸腾炉:4FeS2 + 11O2=高温=2Fe2O3 + 8SO2 或S + O2=点燃=SO2
二氧化硫的制取和净化阶段
(2)接触室: 2SO2 + O2 2SO3
二氧化硫转化三氧化硫阶段
(3)吸收塔:SO3 + H2O = H2SO4
三氧硫的吸收和硫酸的生成阶段
思考1:
硫铁矿为什么要粉碎?
增大反应物的接触面积,加快反应。
思考2:
热交换器起什么作用?
可以充分利用这部分热量来预热进入接触室的二氧化硫与氧气的混合气体,同时冷却反应后生成的三氧化硫。
思考3:
为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收?
用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫,再稀释成不同浓度的工业产品。不用水吸收三氧化硫,是为了防止三氧化硫荣誉水时反应放出大量的热导致酸雾,降低吸收效率。
工业生产得到的硫酸一般都是质量分数大于92%的浓硫酸,实际使用时可以根据需要稀释成不同浓度的硫酸。稀硫酸中H2SO4电离成H+和SO42-,具有酸的通性。
思考:由于工业战略发展的需要,某地区打算建厂制备硫酸,项目负责人员正在考虑采用硫黄制酸还是硫铁矿制酸。如果你是负责人,你会收集哪些资料作为依据进行选择?
硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%,制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法,工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少,燃烧生成的气体含杂质少,可免去气体净化的过程,制备过程也不产生矿渣。因此,硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿,具体选用何种硫酸制备工艺