4.1 工业制硫酸 课件 2025-2026学年高一上学期化学苏教版必修第一册

该高中化学课件聚焦硫酸工业制备的接触法流程，涵盖造气、转化、吸收三阶段的反应原理、设备及条件控制，通过课前预习（古代绿矾/胆矾加热制硫酸）与观看视频总结现代工业制法，构建“古代-现代”制备方法的学习支架，帮助学生衔接历史与工业流程知识。 其亮点在于融合科学思维与科学态度，通过问题讨论（如沸腾炉粉碎矿石增大接触面积、吸收塔用浓硫酸防酸雾）培养证据推理能力，结合三废处理（废气氨水吸收、废渣炼铁）渗透环保责任。模块设计从生产过程到习题巩固，学生能深化工业流程理解，教师可借视频与探究问题提升教学互动性。

硫酸的用途与工业制备 专题四 硫与环境保护 高一上学期 目标丨Aims 01.掌握硫酸的工业制备方法 02.掌握工业流程的解题思路 硫酸的工业制备 A. 第一部分丨PART ONE 课前预习 早在1 000多年前，我国就已采用加热　　　　　      　　　或　　　　　     　　　的方法来制取硫酸。目前工业制备硫酸主要采用　　　    　　　，以　　                　　或　　              　　为原料制备硫酸。 绿矾 胆矾 接触法 硫磺 黄铁矿 观看视频总结硫酸的工业制法 生产过程 1. 造气阶段 如何使矿石煅烧充分？ 4FeS2 + 11O2 ═══ 2Fe2O3 + 8SO2 高温 粉碎矿石 增大接触面积，加快化学反应速率 通入足量空气 燃烧充分，提高原料利用率 对流操作 矿石粉与空气充分接触 设备：沸腾炉 炉渣 炉气 生产过程 1. 造气阶段 4FeS2 + 11O2 ═══ 2Fe2O3 + 8SO2 高温 炉气的组成较为复杂，含有SO2、O2、N2、粉尘、水气、砷化物等物质。 堵塞管道 形成酸雾腐蚀设备 使催化剂性能降低甚至失去催化作用。 催化剂中毒 除尘 净化 干燥 炉气 SO2(7%) 、O2(11%)、N2(82%) 300~350℃ 35℃ 生产过程 2. 转化阶段 2SO2 + O2 2SO3（放热反应） 反应条件的选择——浓度 V2O5 475℃ 通入过量空气，提高二氧化硫的转化率。 设备：转化器 反应物SO2和O2中，一般过量的物质是什么？ SO2转化为SO3时放出热量，利用热交换器传递热量，使热量充分交换。 预热反应前的气体，冷却反应后的气体。 35℃ 440℃ 反应物SO2转化为SO3时会放出热量，如何使混合气体的温度尽可能保持在催化剂的活性温度呢？ 生产过程 3. 吸收阶段 SO3 + H2O ═══ H2SO4 吸收在吸收塔内进行，SO3从塔底通入，98.3%的硫酸从塔顶喷下，两者逆流接触。经过吸收可制得发烟硫酸、浓硫酸等不同产品。 使液体和气体充分接触，促使其完全吸收。 设备：吸收塔 吸收塔内为什么要填充空心瓷环？ 防止形成酸雾，影响吸收的速率。 课堂探究 一、硫酸的用途与工业制备 重点理解 探究学习 2. 硫酸的工业制备： 沸腾炉 接触室 吸收塔 黄铁矿 (FeS2) 空气 (高速空气流) ⑴流程 ⑵设备 沸腾炉 吸收塔 高温 造气：4FeS2 + 11O2 ═══ 2Fe2O3 + 8SO2↑ 转化： 2SO2 + O2 2SO3 V2O5 475℃ 吸收： SO3 + H2O ═══ H2SO4 工业制硫酸的反应原理和生产过程 沸腾炉 转化器 吸收塔 工业制硫酸的反应原理和生产过程 特殊设备 原料预处理 加快反应速率 提高燃烧效率 提高产出 充分利用原料 沸腾炉 转化器 吸收塔 工业制硫酸的反应原理和生产过程 热交换器 改变反应条件 热量充分交换 改变反应平衡 充分利用能量 提高产出 提高原子利用率 沸腾炉 转化器 吸收塔 工业制硫酸的反应原理和生产过程 浓硫酸吸收 填充瓷环 提高反应速率 提高原子利用率 提高产出 充分利用原料 气液对流 问题讨论 (1)向沸腾炉中加入硫铁矿时，为什么要把矿石粉碎？ ____________________________________________________________________ (2)炉气在进入接触室之前为什么要净化？ ______________________________________________________________________ (3)接触室中装有热交换器，其作用是什么？ _____________________________________________________________________(4)在接触室里，选择什么样的条件？ ___________________________________________________________________ (5)在吸收塔内，吸收SO3为什么不用水而用98.3%的浓硫酸？ ________________________________________________________________________ (6)在接触室里和吸收塔内形成哪两个逆流？ ________________________________________________________________________ 增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 除去砷化物等杂志，防止催化剂中毒。干燥，防止形成酸腐蚀设备。防止粉尘堵塞管道。 利用反应放热预热二氧化硫和氧气，冷却生成的三氧化硫 V2O5催化剂，加热至400--500°，常压 防止三氧化硫溶于水放热，形成酸雾降低吸收效率 接触室中热气体和管道冷气逆流，吸收塔中三氧化硫和喷洒的浓硫酸逆流。 三废处理 B. 第二部分丨PART TWO 2.工业制硫酸中的“三废”处理 (1)废气：①尾气中主要含有N2、O2、SO2，直接排放会污染大气。 ②常见的处理方法有碱液吸收法等。用氨水吸收：                                                                                              、                                                                                                             。当吸收液中NH4HSO3达一定浓度后，再与浓硫酸反应放出SO2气体，生成硫酸铵：                                                                                                 。(NH4)2SO4作肥料，SO2重新通入接触室被氧化，循环利用。 (2)废液：呈酸性，用石灰乳处理污水。 (3)废渣：含Fe2O3，可用作炼铁原料，或用作制水泥、制砖的原料等。 SO2+NH3.H2O=NH4HSO3 SO2+2NH3.H2O=(NH4)2SO3+H2O NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2+2H2O 硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药等,工业上一般以硫黄或其他含硫矿物如黄铁矿(主要成分FeS2)为原料制备硫酸,其制备原理示意图如下。下列说法不正确的是(　　)   A.用黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O2 B.SO2氧化成SO3时,加催化剂能使SO2全部转化为SO3 C.用98.3%的浓硫酸吸收SO3目的是防止形成酸雾,以使SO3吸收完全 D.为减少SO2对大气的污染,可选用CaO作固硫剂把尾气中的SO2以CaSO4的形式固定 2Fe2O3+8SO2 对点练习 B (2024·扬州邗江一中期末)我国工业上一般以黄铁矿为原料来制备硫酸。工业制硫酸涉及下列反应: ①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2; ③SO3+H2O 下列有关工业制硫酸的说法正确的是(　　) A.1 mol FeS2参与反应转移电子的物质的量为11 mol B.反应①中FeS2既是氧化剂又是还原剂 C.从沸腾炉中出来的气体可直接进入接触室 D.在吸收塔中用水吸收SO3 ②2SO2+O2 2SO3 H2SO4 A 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在接触法制硫酸中，矿石粉碎的目的是为了增大反应物的接触面积， 使反应更充分。                          (        ) (2)在吸收塔内，是用浓硫酸吸收SO3而不是用水，目的是为了防止形成酸雾， 腐蚀设备。                      (        ) (3)SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，可以使SO2全部转化为SO3。                                                            (        ) (4)从沸腾炉出来的SO2气体直接进入接触室，无需除杂。                                                                               (        ) √ √ × × 感谢您的观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $