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1、本文由选校网专业频道贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。选校网www.xuanxiao.com高考频道专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库高中化学58个考点精讲20,硫酸工业环境保护,复习重点1.接触法制硫酸的生产过程和化学原理.2.保护环境难点聚焦一,接触法制硫酸的原理,过程及典型设备,空气,水.1.三种原料:硫铁矿(FeS2)利用接触法制硫酸一般可以用硫黄,黄铁矿,石膏,有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等.其中用硫黄作原料成本低,对环境污染少.但我国硫黄资源较少,主要用黄铁矿
2、(主要成分为FeS2)作生产硫酸的原料.2.三步骤,三反应:(1)4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2(高温)(2)2SO2+O2≈2SO3(催化剂,加热)(3)SO3+H2O===H2SO4,3.三设备:(1)沸腾炉(2)接触室(3)合成塔4.三原理:化学平衡原理,热交换原理,逆流原理.(1)增大反应物浓度,增大反应物间接触面积,能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动,以充分提高原料利用率.(2)热交换原理:在接触室中生成的热量经过热交换器,传递给进入接触室的需要预热的混合气体,为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件.
3、(3)逆流原理:液体由上向下流,气体由下向上升,两者在逆流过程中充分反应.接触法制硫酸的原理,过程及典型设备三原料黄铁矿或S空气98.3%浓硫酸三阶段造气接触氧化三氧化硫吸收三反应(均放热)4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2(高温)或S+O2=SO22SO2+O2≈2SO3(催化剂)SO3+H2O===H2SO4三设备沸腾炉接触室(含热交换器)吸收塔三净化除尘洗涤干燥接触法制硫酸示意图:5.应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件选校网www.xuanxiao.com专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库选校网www.xu
4、anxiao.com高考频道专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的,放热的反应.(1)温度二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应,根据化学平衡理论判断,温度较低对反应有利.但是,温度较低时,反应速率低,考虑催化剂在400∽500℃活性最大,在实际生产中,选定400～500℃作为操作温度,这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想.(2)压强二氧化硫接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应,根据化学平衡理论判断,加压对反应有利.但是,在常压,400～500℃时,二氧化硫的转化率已经很高,加压必须增加设备,
5、增大投资和能量消耗,故在实际生产中,通常采用常压操作,并不加压.(3)二氧化硫接触氧化的适宜条件常压,较高温度(400～500℃)和催化剂6.接触法制硫酸中应注意的几个问题(1)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.(2)依据增大廉价易得的反应物的浓度,使较贵重的原料得以充分利用的原理,采用过量的空气使黄铁矿充分燃烧.(3)通入接触室的混合气体必须预先净化,其原因是:炉气中含有二氧化硫,氧气,氮气,水蒸气以及砷,硒化合物,矿尘等.砷,硒化合物和矿尘等会使催化剂中毒
6、;水蒸气对生产和设备有不良影响.因此,炉气必须通过除尘,洗涤,干燥等净化处理.(4)在接触室里装有热交换器,其作用是在二氧化硫接触氧化时,用放出的热量来加热未反应的二氧化硫和空气,充分利用热能,节约燃料.(5)不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸,若用水或稀硫酸吸收,容易形成酸雾,且吸收速度慢.二,有关计算1.物质纯度,转化率,产率的计算(1)物质纯度(%)=不纯物质中含纯物质的质量÷不纯物质的总质量×100%(2)原料利用率(%)=实际参加反应的原料量÷投入原料总量×100%(或转化率)(3)产率(%)=实际产量÷理论产量×100%(4)化
7、合物中某元素的损失率=该化合物的损失率2.多步反应计算(1)关系式法:先写出多步反应的化学方程式,然后找出反应物和生成物之间物质的量(或质量)之比,列出关系式,即可一步计算.选校网www.xuanxiao.com专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库选校网www.xuanxiao.com高考频道专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库(2)元素守衡法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系.找出此关系的简便方法,就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系,如:FeS2～2H2SO4,S～H2SO4.若已知(欲求)FeS2含量
8、,用前面的关系式,若已知(欲求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率,三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)进
