硫酸工业
硫酸工业复习
一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备 1．三种原料：硫铁矿（FeS 2）、空气、水。
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SO 2)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（主要成分为FeS 2）作生产硫酸的原料。
2．三步骤（三反应）：
（1） 4FeS 2 +11O 2=== 2Fe 2O 3+8SO 2（高温） （2）2 SO 2+ O 2 ≒ 2 SO 3 （催化剂，加热） （3） SO 3 + H 2O === H 2SO 4
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）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
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
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，实际生产，选定400～500℃作为操作温度，这时速率和二氧化硫的转化率都比较理想。
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，加压对反应有利。但是在常压、400～500℃时，二氧化硫转化率已经很高，加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，故在实际生产中，通常采用常压，并不加压。 二氧化硫接触氧化适宜条件常压、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；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。
（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。三．环境保护与原料的综合利用
1、注意科学实验与实际生产的区别
化工生产必须在遵循科学原理，着重考虑综合经济效益，最大限度地提高劳动生产率、降低成本、保护生态环境。
2、硫酸生产中的“三废”处理
1) 尾气吸收
①用氨水吸收再H2SO4处理：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
②用Na2SO3溶液吸收：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
③用NaOH溶液吸收，再用熟石灰和O2处理；（此方法反应复杂，还可能发生其他反应）SO2+ NaOH = NaHSO3
NaOH +NaHSO3= Na2SO3+ H2O Na2SO3+Ca(OH)2= CaSO3↓+ 2NaOH 2 CaSO3 + O2= 2CaSO4
2)污水处理硫酸厂废水中含硫酸，排放入江河会造成水体污染。通常用消石灰处理：Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。
3)废热利用
第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热，通常在沸腾炉处设废热锅炉，产生的过热蒸汽可用于发电，产生的电能再供应硫酸生产使用（如矿石粉碎、运输，气流、液流等动力用电）。
第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气，生产设备叫热交换器，原料气又将三氧化硫降温，再送入吸收塔。
4）废渣的利用
黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁量高的矿渣可以炼铁。
3、硫酸厂选址的因素
由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，要求硫酸厂建在靠近硫酸消费中心地区；应远离水源和河流的上游，以免工厂的污水污染水源；也不要设置在城镇和居民区盛行风向的上风地带。
例题精讲
例1．在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)；ΔH=-196.6KJ/mol
（1）该反应在接触室中进行，这种生产硫酸的方法叫做接触法（2）在实际生产中，操作温度选定400∽500℃，这是因为___。（3）硫酸工业选定压强通常采用___，作出这种选择的依据是___。（2）温度较低时，反应速率较小；温度过高，二氧化硫的转化率会降低。考虑到催化剂在400～500℃时，活性最大，所以操作温度选定在400～500℃（3）常压；在常压下及400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，若加压会增加设备、投资和能量消耗。例2．接触法制硫酸的炉气组成是SO2占7%，O2占11%，N2占82%，现有100L混合气体进入接触室反应后，总体积变为97.2L。则该
变化过程中SO2转化率是
（A）50% （B）60% （C）70% （D）80%
【解析】设参加反应的二氧化硫体积为2x
2 SO2 + O2≒ 2 SO3体积差（L）
2L 1L 2 L 1L
2X 100L-97.2L=2.8L
X=2.8L二氧化硫的转化率为5.6L÷7L×100%=80%，答案为D。
例3．在下面的框图中，固体A和B都由两种相同的元素组成。在A、B中两种元素的原子个数比分别为1/1和1/2。由D最终可制得E（酸）。（1）分析判断A和B 各是什么物质，写出各自的化学式。（2）写出①～⑦各步反应的化学方程式。
【答案】A、B分别是FeS和FeS2。
①:4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2或4FeS+7O2=== 2Fe2O3+4SO2高温②：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4③：FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑④：SO2+2H2S=3S↓+2H2O ⑤：6FeSO4+3Br2=2Fe2(SO4)3+2FeBr3⑥：Fe2(SO4)3+6KOH=2Fe(OH)3↓+3K2SO4 或FeBr3+3KOH= Fe(OH)3↓+3KBr⑦：2 Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
例4．含FeS265%的硫铁矿在煅烧时有1.8%的硫损失而混入炉渣，二氧化硫转化为三氧化硫的利用率为99%。由这种硫铁矿制2t98%的硫酸，需硫铁矿多少吨？
设需这种硫铁矿的质量为x。
FeS22H2SO4
1202×98
x×65%(1-1.8%)×99% 2t×98% x=189.9t
例5．“绿色化学”要求化学反应，使其尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应中，不符合绿色化学概念的是
A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO
2
+NO+2NaOH=2NaNO
2
+H
2
O C.制硫酸铜：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
D．制硫酸铜：2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O
工业硫酸浓度检测方法
GB 601 标准溶液的制备方法 3 取样方法及有关安全注意事项 3.1 取样方法 3.1.1 从装载硫酸的槽车 （ 船） 中取样，须用细颈铅制圆桶或加重瓶从各取样点 （ 对同 一取样点应从 上、中、下部取样 ） ，采取等量的试液混合成均匀试样，每车 （ 船）取样 量不得少于 500 mL 。 3.1.2 从酸坛中取样，用玻璃管（? 10X 300mm 从总数的3%中取样。小批量时也 样总体积不得少于 500mL 。 3.1.3 将所取试样混合均匀，装入清洁、干燥、具磨口塞的玻璃瓶内，瓶上应粘贴 项目：产品名称、生产厂名、槽车 （ 船） 字、批号、取样日期、取样人 等。 3.2 安全注意事项 由于硫酸是一种具有很强的腐蚀性、烧伤性的强酸，为确保人身和设备的安 样时必须遵守 如下规定。 3.2.1 装、卸或取样时必须穿防护服，戴防护眼镜和防护手套。工作现场应备有应 3.2.2 硫酸应避免与有机物、 金属粉末等接触， 用槽车运输或用金属罐贮放硫酸时， 器附近抽烟，动用明 火。 4 硫酸含量的测定 4.1 方法提要 本方法适用于硫酸纯度的测定。其原理为，以甲基红 -亚甲基蓝为指示剂， 准溶液进行酸碱中和滴定测定硫酸含量。 4.2 试剂 4.2.1 c （NaOH ）=1.0mol/L 氢氧化钠标准溶液：按GB601 —77《标准溶液制备方法》 4.2.2 甲基红-亚甲基蓝指示剂：按 GB 603—77《制剂及制品的制备方法》配制。 4.3 分析步骤 不得少于 3 坛，取 标签，注明如下 全，操作或取 急水源。 禁止在敞口容 用 氢氧化钠标 配制和标定。 1 检测适用范围 本方法适用于接触法、塔式法制取的工业硫酸浓度质量检验。符合一级标准的工业 硫酸， 可用于火力发电厂，作再生 （还原 ）阳离子交换器使用。 2 硫酸浓度检测引用标准 GB 534 工业硫酸 GB 60 3 制剂及制品的制备方法 4.3.1 取10 mL 浓硫酸，注入已知质量的称量瓶内。称其质量 （m ），然后将浓硫酸注 入装有250mL 蒸馏水的500mL 容量瓶里，用水洗涤称量瓶数次，冷却到室温后， 用蒸馏水稀释至刻度，此溶液为待测试 液。 4.3.2 取待测试液20.00mL （三份），加2?3滴甲基红-亚甲基蓝指示剂（4.2.2），用 c （NaOH ）=1.0mol/L 氢 氧化钠标准溶液 （4.2.1） 滴定，溶液由紫红变成灰绿色即为终 点。 4.4 计算及允许差 4.4.1 硫酸含量 x （ 以质量百分数表示 ） 按（1） 式计算： （1） 式中 c （NaOH ） ——氢氧化钠标准溶液的浓度， mol/L ； a （NaOH ） - 滴定待测试液所消耗氢氧化钠标准溶液的体积， mL; —— 12 硫酸的摩尔质量， =49 g/mol ； m --- 试样质量，g; V ——滴定时所取待试液的体积， mL; 500 ——待测试液的总体积， mL 。 4.4.2 允许差 硫酸含量平行测定的允许绝对偏差为 0.2%。
硫酸(50%工业级)(SDS)更新于20170819
化学品安全技术说明书 第一部化学品及企业标识 化学品中文名：硫酸 化学品英文名：sulfuric acid 企业名称：上海锦业环境技术有限公司 企业地址： 邮编: 传真: 联系电话: 021-******** 企业应急电话： 第二部分危险性概述 紧急情况概述：腐蚀、中毒。 GHS危险性类别： 根据化学品分类、警示标签和警示性说明规范系列标准（参阅第十五部分） 皮肤腐蚀/刺激-1A, 严重眼睛损伤/眼睛刺激性-1, 对水环境的危害-急性3, 标签要素： 象形图： 警示词：危险 危险信息：引起严重皮肤灼伤和眼睛损伤。对水生生物有害。 防范说明：密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。
预防措施：在得到专门指导后操作。在未了解所有安全措施之前，切勿操作；穿耐酸防护服，戴橡胶耐酸手套及防护眼镜，禁止一切接触，接触其烟雾时，要佩戴防毒面具，避免吸入酸雾；操作后彻底清洁皮肤，污染的衣物单独存放，清洗备用；保持良好的卫生习惯。密闭操作，注意通风；禁止排入环境。 事故响应：如果皮肤接触，立即脱去所有被污染的衣物，用大量流动清水冲洗皮肤。污染的衣服需洗净后方可重新使用；眼睛接触，立即翻开上下眼睑，用流动清水彻底冲洗；立即就医，不得延迟；如果吸入，迅速将患者转移至空气新鲜处，休息，保持呼吸道通畅，如呼吸困难，给氧;如有呼吸系统症状的，立即进行人工呼吸，就医；食入：用水漱口，不要催吐，给饮牛奶或蛋清，就医；如果泄露，通过围堰收集起来；发生火灾时，使用干粉、二氧化碳、砂土灭火；避免水流冲击物品，以免遇水会放出大量热量发生喷溅而灼伤。 安全储存：硫酸贮罐设置明显的安全标志，保持阴凉、干燥、通风。不与易燃或可燃物、禁配物混储。 废弃处置：泄漏物及时收容或用吸收剂覆盖，按相关法规收集处置。禁止直接排入环境。 物理化学危害： 硫酸，分子式H2SO4，分子量为98，纯粹品是无色油状液体，50%的硫酸，比重1.4（18℃）。熔点10.49℃，沸点338℃，在340℃以上时分解，工业硫酸如含有杂质，则呈黄、棕色等。 遇水大量放热, 可发生沸溅。与易燃物（如苯）和可燃物（如糖、纤维素等）接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。遇电石、高氯酸盐、雷酸盐、硝酸盐、苦味酸盐、金属粉末等猛烈反应，发生爆炸或燃烧。有强烈的腐蚀性和吸水性。 健康危害： 对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。 慢性影响：牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。 环境危害：对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。 燃爆危险：不燃，无特殊燃爆特性。与可燃物接触易着火燃烧。 第三部分成分/组成信息
工业硫酸浓度检测方法
1 检测适用范围 本方法适用于接触法、塔式法制取的工业硫酸浓度质量检验。符合一级标准的工业硫酸，可用于火力发电厂，作再生(还原)阳离子交换器使用。 2 硫酸浓度检测引用标准 GB 534 工业硫酸 GB 603 制剂及制品的制备方法 GB 601 标准溶液的制备方法 3 取样方法及有关安全注意事项 3.1 取样方法 3.1.1 从装载硫酸的槽车(船)中取样，须用细颈铅制圆桶或加重瓶从各取样点(对同一取样点应从上、中、下部取样)，采取等量的试液混合成均匀试样，每车(船)取样量不得少于500 mL。 3.1.2 从酸坛中取样，用玻璃管(φ10×300mm)从总数的3%中取样。小批量时也不得少于3坛，取样总体积不得少于500mL。 3.1.3 将所取试样混合均匀，装入清洁、干燥、具磨口塞的玻璃瓶内，瓶上应粘贴标签，注明如下项目：产品名称、生产厂名、槽车(船)字、批号、取样日期、取样人等。 3.2 安全注意事项 由于硫酸是一种具有很强的腐蚀性、烧伤性的强酸，为确保人身和设备的安全，操作或取样时必须遵守如下规定。 3.2.1 装、卸或取样时必须穿防护服，戴防护眼镜和防护手套。工作现场应备有应急水源。 3.2.2 硫酸应避免与有机物、金属粉末等接触，用槽车运输或用金属罐贮放硫酸时，禁止在敞口容器附近抽烟，动用明火。 4 硫酸含量的测定 4.1 方法提要 本方法适用于硫酸纯度的测定。其原理为，以甲基红-亚甲基蓝为指示剂，用氢氧化钠标准溶液进行酸碱中和滴定测定硫酸含量。 4.2 试剂 4.2.1 c(NaOH)=1.0mol/L氢氧化钠标准溶液：按GB 601—77《标准溶液制备方法》配制和标定。 4.2.2 甲基红-亚甲基蓝指示剂：按GB 603—77《制剂及制品的制备方法》配制。 4.3 分析步骤 4.3.1 取10 mL浓硫酸，注入已知质量的称量瓶内。称其质量(m)，然后将浓硫酸注入装有250mL蒸馏水的500mL容量瓶里，用水洗涤称量瓶数次，冷却到室温后，用蒸馏水稀释至刻度，此溶液为待测试液。 4.3.2 取待测试液20.00mL(三份)，加2～3滴甲基红-亚甲基蓝指示剂(4.2.2)，用 c(NaOH)=1.0mol/L 氢氧化钠标准溶液(4.2.1)滴定，溶液由紫红变成灰绿色即为终点。 4.4 计算及允许差 4.4.1 硫酸含量x(以质量百分数表示)按(1)式计算： (1) 式中 c(NaOH)——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L； a(NaOH)——滴定待测试液所消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL； ——12硫酸的摩尔质量， =49 g/mol； m——试样质量，g； V——滴定时所取待试液的体积，mL； 500——待测试液的总体积，mL。 4.4.2 允许差 硫酸含量平行测定的允许绝对偏差为0.2%。
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法 硫酸 硫酸盐 一、硫酸的工业制法——接触法 2、尾气的吸收，可用氨水吸收 2NH 3 + H 2O + SO 2 = (NH 4)2SO 3 NH 3 + H 2O + SO 2 = NH 4HSO 3 将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH 4)2SO 4，并回收了SO 2。 3、生产简要流程 4、有关物质纯度、转化率、产率的计算 物质的纯度 不纯物中所含纯物质的质量 不纯物质的总质量 100% 5、多步递进反应的关系式计算法 遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。 二、浓硫酸的特性 硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。稀硫酸具有酸类的通性（H +的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。 1、浓硫酸的吸水性。 浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H 2SO 4·nH 2O （n = 1,2,4,6,8）。同时放出大量的热。这些水合物很稳定。利用浓H 2SO 4的吸水性，可以做干燥剂。浓H 2SO 4能干燥
H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。 2、浓硫酸的脱水性。 浓硫酸能把纸张、木材、蔗糖等有机物中的氢、氧元素，按水分子里的氢、氧原子个数比（2∶ 1）脱出，使其碳化。如： C 12H 22O 11 浓 H SO 24?→??? 12C + 11H 2O 蔗糖 3、浓硫酸的氧化性。 硫酸分子中S 6 +有较强的得电子能力，故浓硫酸有较强的氧化性，加热时其氧化性增强。 （1）与金属的反应：在加热的条件下，绝大部分金属（除Pt 、Au 外）能被浓H 2SO 4氧化到高价态，同时H 2SO 4被还原成SO 2（一般情况下），反应中没有氢气生成。 Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Hg + 2H 2SO 4 (浓) HgSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Zn + 2H 2SO 4 (浓) ZnSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O （2）常温时浓H 2SO 4使铁、铝钝化。加热时铁、铝可与浓硫酸剧烈反应。 2Fe + 6H 2SO 4 (浓) Fe 2 (SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O 2Al + 6H 2SO 4 (浓) Al 2(SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O （3）与非金属的反应 C + 2H 2SO 4 ( 浓) 2SO 2 ↑ + CO 2 ↑+ 2H 2O S + 2H 2SO 4 (浓) 3SO 2 ↑ + 2H 2O 2P + 5H 2SO 4(浓) 2H 3PO 4 + 5SO 2 ↑ + 2H 2O （4）与具有还原性的化合物反应 H 2S + H 2SO 4 (浓) = S + SO 2 ↑ + 2H 2O 2HBr + H 2SO 4 (浓) = Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2O 8HI + H 2SO 4(浓) = 4I 2 + H 2S ↑ + 4H 2O 5、硫酸的性质与作用的联系。 （1）硫酸的酸性实际上就是硫酸中H +的性质 Zn + H 2SO 4 (稀) = ZnSO 4 + H 2 ↑ CuO + H 2SO 4 = CuSO 4 + H 2O 2NaOH + H 2SO 4 = Na 2SO 4 + H 2O （2）硫酸可与弱酸盐反应，表现出硫酸的强酸性。 FeS + H 2SO 4 (稀) = FeSO 4 + H 2S ↑
硫酸工业
第三章硫酸工业 1、答：主要工序： （1）硫铁矿选矿及焙烧(制备SO2)：原理：4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3 （2）炉气净化：除尘→洗涤（除砷硒化合物,HF,酸雾等）→干燥：除水蒸气（3）SO2催化氧化：SO2+0.5 O2?SO3 （4）SO3吸收：nSO3(g)+H2O(l) = H2SO4(l)+(n-1)SO3(l) （5）回收SO2及污水处理 焙烧原理： 第一步是硫铁矿中的有效成分FeS2受热分解（高于400℃）成FeS和单体硫。这一步是吸热反应，温度越高对FeS2分解反应越有利。 2FeS2=2FeS＋S2 第二步是分解出的单体硫与空气燃烧，生成SO2 S2＋2O2=2SO2 硫铁矿在释出硫磺后，剩下的硫化铁在氧分压为3.04 kPa以上时，生成红棕色的Fe2O3 FeS＋7O2=2Fe2O3＋4SO2 当氧含量在1％左右时，则生成棕黑色的Fe3O4 3FeS＋5O2=Fe3O4＋3SO2 主要反应 总反应方程式： 4FeS2＋11O2=8SO2＋2Fe2O3 3FeS2＋8O2=6SO2＋Fe3O4 副反应： 2FeS2＋7O2=Fe2(SO4)3＋SO2 硫铁矿中所含Cu、Pb、Zn、Co、Cd、As、Se等的硫化物，在焙烧后一部分成为氧化物 2、答： 1、催化剂——钒催化剂 V2O5 5%～9%，为活性组份。K2O 9%～13% NaO 1%～5%，碱金属盐为助催化剂。SO3 10%—20% SiO2 50%～70%，为载体。制成环形、球形、或粒状 2、温度：Tb—Tm 即催化剂起燃温度与耐热极限温度之间，即活性温度范围内420-600℃。从t—X*—γ关系曲线可知：存在最佳反应温度Tma（反应速率最大） 反应温度原则：在催化剂活性温度范围内催化剂床层温度应沿最佳温度线变化：即先高后低原则 3、SO2原始浓度：根据硫酸生产总费用最少原则，进入SO2转化器浓度存在最佳浓度：7%～7.5% 4、压力：P↑→X*↑SO2↑（平衡转化率），设备尺寸减小 不利条件：加压对设备要求提高，反应压力最好在常压 5、最佳转化率
3.1硫酸工业制备
第一节接触法制硫酸 ●教学目标 1.了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。 2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。 一、反应原理 1.S＋O2===SO2 3.SO3＋H2O===H2SO4 现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。 4FeS2＋11O2 高温 =====2Fe2O3＋8SO2 如以石膏为原料的第一步反应就是：2CaSO4＋C ? ====2CaO＋2SO2↑＋CO2 二、工业制硫酸的生产流程。 工业上制硫酸主要经过以下几个途径： 1、以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。 沸腾炉示意图 矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。 ［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？ 这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。
问题：1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？ 2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？ ［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。 2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。 三、生产设备及工艺流程 2.接触室 根据化学反应原理，二氧化硫的氧化是在催化剂存在条件下进行的，目前工业生产上采用的是钒催化剂。二氧化硫同氧气在钒催化剂表面上与其接触时发生反应，所以，工业上将这种生产硫酸的方法叫做接触法制硫酸。 二氧化硫发生催化氧化的热化学方程式为： ［提问］SO2的接触氧化在什么条件下反应可提高SO2的转化率？ SO2的氧化为一可逆反应。根据勒夏特列原理，加压、降温有利于SO2转化率的提高。 实际生产中反应条件：常压下400℃～500℃。为什么？？ 二氧化硫在接触室里是如何氧化成三氧化硫的呢？ 经过净化、干燥的炉气，通过接触室中部的热交换器被预热到400℃～500℃,通过上层催化剂被第一次氧化，因为二氧化硫的催化氧化是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于三氧化硫的生成。接触室中部安装的热交换器正是把反应生成的热传递给接触室里需要预热的炉气，同时降低反应后生成气体的温度，使之通过下层催化剂被第二次氧化。这是提高可逆反应转化率的一种非常有效的方法。 3.吸收塔 二氧化硫在接触室里经过催化氧化后得到的气体含三氧化硫一般不超过10%，其余为N2、O2及少量二氧化硫气体。这时进入硫酸生产的第三阶段，即成酸阶段。其反应的热化学方程式为： SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3 kJ/mol 从反应原理上看，硫酸是由三氧化硫跟水化合制得的。事实上，工业上却是用98.3%的浓H2SO4来吸收SO3的，为什么要这样操作呢？
工业制硫酸
工业制硫酸 1．原料：主要有硫铁矿、（或者硫磺）、空气、有色金属冶炼的烟气、石膏等。 2．生产流程 (1)SO 2的制取 (设备：沸腾炉) ①原料为硫黄：S ＋O 2 =====点燃SO 2， ②原料为硫铁矿：4FeS ＋11O 2=====高温 8SO 2＋2Fe 2O 3。 (2)SO 2的催化氧化 (设备：接触室)： 2SO 2+O 22SO 3 (3)SO 3的吸收 (设备：吸收塔)： SO 3＋H 2O===H 2SO 4。注意：工业上用98％的浓硫酸吸收SO 3 ，这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。 3．三废的利用 (1)尾气吸收 废气中的SO 2用氨水吸收，生成的(NH 4)2SO 4作化肥，SO 2循环使用。 SO 2＋2NH 3＋H 2O===(NH 4)2SO 3或SO 2＋NH 3＋H 2O===NH 4HSO 3 (NH 4)2SO 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4＋SO 2↑＋H 2O 或2NH 4HSO 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4＋2SO 2↑＋2H 2O (2)污水处理 废水可用Ca(OH)2中和，发生反应为SO 2＋Ca(OH)2===CaSO 3↓＋H 2O 。 (3)废渣的处理 作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。 4.反应条件： 2SO 2+O 22SO 3 放热 可逆反应（低温、高压会提升转化率） 转化率、控制条件的成本、实际可能性。 即选：400℃～500℃，常压，五氧化二钒 （V 2O 5 ）作催化剂。 5．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下： 人工固氮技术——合成氨 1．反应原理 N 2+3H 22NH 3 ΔH ＜0 反应特点：(1)该反应为可逆反应。(2)正反应为气体体积减小的反应。(3)正反应为放热反应。 2．条件的选择 结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜条件是：(1)压强：20MPa ～50MPa ； (2)温度：500℃ ； (3)催化剂：铁触媒 ；(4)循环操作：反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N 2、H 2再通过循环压缩机送入合成塔。 3．生产流程 (1)造气 ①N 2：可用分离液态空气获得。 催化剂 催化剂 催化剂 高温高压
工业制备硫酸方法的演变
工业制备硫酸方法的演变 一、铅室法（1764---1900） 1、铅室法的基本原理是利用高级氮氧化物（主要是三氧化二氮）使二氧化硫氧化并生成硫酸：SO2+N2O3+H2O—→H2SO4+2NO 生成的一氧化氮又迅速氧化成高级氮氧化物：2NO+O2—→2NO2 NO+NO2—→N2O3 因此，在理论上，氮氧化物 仅起着传递氧的作用，本身并无 消耗。 2、衰败的原因 用铅室法制得的硫酸浓度 低而且往往含有很多杂质，用途 受到限制，这也是铅室法被淘汰 的重要因素（见硫酸工业发展 史）。 二、接触法制硫酸（1831---2011,现在很少用了） 1、接触法制硫酸的原料是黄铁矿。废气的吸收用到了生石灰。 2、接触法制硫酸可以分成三个阶段:造气、接触氧化、三氧化硫的吸收。 造气所用的设备是沸腾炉,进入燃烧炉的应该是硫磺或者是经过粉碎的黄铁矿和空气,反应方程为 S(s)+O2 (g)==点燃==SO2(g) ΔH= -297kJ/mol FeS2(s)+11/4 O2(g)==高温==1/2 Fe2O3(g)+2SO2(g) ΔH=-853kJ/mol 从燃烧炉出来的气体叫做炉气.除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒,进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响。 净化、干燥的炉气进入接触室与催化剂接触发生反应,反应方程式为 SO2(g)+1/2O2(g) ==催化剂== SO3(g)；ΔH=98.3kJ/mol (反应条件为400摄氏度到500摄氏度,五氧化二钒做催化剂.) 3、吸收三氧化硫是在吸收塔中进行的,踏中堆有瓷环.一般用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸。
硫酸工业
基本无机化工之一。主要产品有浓硫酸、稀硫酸、发烟硫酸、液体三氧化硫、蓄电池硫酸等，也生产高浓度发烟硫酸、液体二氧化硫、亚硫酸铵等产品。 硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。早期的硫酸工业都采用硝化法，设备生产强度低，产品浓度只有60％～76％。20世纪以来，硝化法逐渐被接触法所取代。目前采用硝化法的已为数不多（见硫酸工业发展史）。 生产硫酸的原料有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫磺、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。 世界硫酸工业硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门，近年世界硫酸产量仍逐年增长。1970年世界硫酸产量91152kt，1980年143010kt，1984年147557kt。美国硫酸产量居世界第一位，1984年生产硫酸35863kt，约占世界总产量的24％。其次是苏联, 1984年生产硫酸 25300kt。近年来发展中国家硫酸产量增长很快。摩洛哥1970年生产硫酸275kt，居世界第28位,1984年硫酸产量增加到4295kt,已跃居世界第6位。巴西和墨西哥的硫酸产量也分别上升到世界第11位和第12位。硫酸的最大消费者在各国均是化肥工业。从1983年一些国家硫酸消费分配(表1)中，可以看出化肥用酸在硫酸消费总量中所占比例。 硫酸工业 从1983年一些国家硫酸生产原料比例（表2）中，可以看出全世界和各国硫酸工业原料的构成。近年来，世界硫磺市场供不应求，硫磺价格不断上升。许多国家对用硫铁矿及其他原料制硫酸给予了重视。以硫磺为主的原料结构将逐渐向多种原料结构发展。 硫酸工业 现代硫酸生产技术主要特点如下： ①强化生产，降低投资。以硫磺制酸为例, 进转化器的二氧化硫浓度已从70年代设计值10.5％提高到12％。转化器催化剂层的气体流速从0.36m／s提高到0.45m／s。由于气体浓度和流速的提高，使生产设备尺寸减小，建设投资降低。 ②降低系统阻力, 节约动力消耗。传统的柱状催化剂改为环形催化剂，使阻力最大的设备──转化器压力降减小一半；对于干燥、吸收塔采用大开孔率的填料支承结构和降低填料层高度；使设备配置紧凑，缩短气体管线长度。所有这些措施都使生产系统阻力降低，从而节省了动力的消耗。 ③提高余热利用效率。新建硫酸厂都将含硫原料燃烧热和转化反应热，用来生产中压过热蒸汽，并用于发电。最近，美国孟山都环境化学公司开发用三氧化硫吸收反应热,生产低压蒸汽的技术,使硫酸工业余热利用效率大大提高。对于硫磺制酸，余热回收效率已达到90％～95％。
工业硫酸生产工艺及用能特点
工业硫酸生产工艺及用能特点 工业硫酸生产工艺及用能特点 （一）生产工艺流程 硫酸被誉为“化学工业之母”，广泛用于各个工业部门。硫酸的生产在早期采用硝化法，设备生产效率低，产品浓度低。目前，硝化法逐渐被接触法所取代。 接触法是冶炼烟气制酸主要的生产方法，普遍采用钒触媒做催化剂，由于钒触媒对烟气成分及有害杂质有严格要求，所以原料不同，产生不同的接触法制酸工艺，综合起来，接触法制酸的基本过程如下： 原料处理——SO2炉气制取——净化——SO2转化——SO3吸收——尾气吸收 首先从含硫原料中制造出含有二氧化硫和氧气的气体，然后将含二氧化硫和氧气的气体接触氧化成三氧化硫气体（转化过程），再将三氧化硫与水结合即生产出硫酸（吸收过程）。转化过程必须采用触媒催化，吸收过程采用浓硫酸吸收，三氧化硫与浓硫酸中的水分结合再补充适量水制成成品硫酸。 硫酸的生产根据使用含硫原料的不同可以分为3大类：硫磺制酸、硫铁矿制酸和烟气制酸。 1. 硫磺制酸 硫磺制酸主要工序包括熔硫工序、焚硫工序、转化吸收工序。工艺上一般采用快速熔硫、液硫机械过滤、机械雾化焚硫技术，采用“3+1”或“3+ 2”两转两吸工艺，并采用中压锅炉和省煤器回收焚硫和转化工序的余热，产生中压过热蒸汽。 熔硫工序：外购硫磺经皮带输送至快速熔硫槽，通过间接加热、搅拌成为液体硫磺，溢流至粗硫槽后，经粗硫泵打入经过液硫过滤器过滤，过滤后的合格液硫进入中间槽，经中间槽泵打到液硫贮罐贮存以备焚硫工段使用。在熔硫过程中由低压蒸汽提供热源。
成品酸 图1 硫磺制酸工艺流程图 焚硫工序：来自熔硫工序的精制液硫，由液硫泵加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉，焚硫所需的空气经空气鼓风机鼓入干燥塔，在干燥塔内与98%浓硫酸逆向接触，吸收空气中的水分，然后进入焚硫炉与硫蒸气混合燃烧生成含SO212%左右、温度在1000℃左右的的高温炉气，经余热锅炉回收热量后，温度降至430℃左右进入转化工序。 转化吸收工序：转化吸收普遍使用两转两吸工艺，以“3+1”两转两吸工艺为例，经余热锅炉回收热量后的炉气先进入转化器一段催化剂床层进行反应，出口气体温度升至600℃左右，然后进入高温过热器降温再进入转化器二段催化剂床层进行反应；二段出口气体温度升高后进入换热器换热降
工业制硫酸
●备课资料 一、接触法制硫酸的五个“三” 1.三阶段：利用的原料为黄铁矿(FeS2)和空气，反应中其分三个阶段，二氧化硫的制取、二氧化硫氧化成三氧化硫、三氧化硫的吸收和硫酸的生成。 2.三原理：(三方程)： ①4FeS2＋11O2 高温 2Fe2O3＋8SO2 ③SO3＋H2O===H2SO4 3.三设备： 结合三个阶段，有三种设备：沸腾炉(为使硫铁矿充分和迅速地燃烧，把硫铁矿粉碎成细小的矿粒后，放在特制的炉子里燃烧。当燃烧的时候，从炉底通入强大的空气流，把矿粒吹得在炉内一定空间里剧烈沸腾，好像“沸腾的液体”一样，因此，此种炉子称沸腾炉)；接触室(把生成的SO2和O2混合气体加热到一定温度400～500℃，通入装有催化剂的接触室，因为催化剂又称触媒，所以该设备称接触室)；吸收塔(通过接触室出来的SO3直接送入吸收塔，以便形成硫酸。SO3和H2O直接化合制得硫酸，但在吸收塔里不是直接用水来吸收SO3，因为用水作吸收剂时，容易形成酸雾并放出大量的热，吸收速度慢，不利于吸收SO3。在吸收塔中，是用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的)。 4.三原理 热交换原理(把在反应中放出的热量传递给原料，使之预热，主要在接触室中体现)；逆流生产原理(反应物固体从上往下运动、气体从下往上运动，逆向进料，充分反应)；连续生产原理(自开工之日起到炉子报废止不得停工，连续生产)。 5.三净化 除去炉气中含有的水及砷、硒的化合物、矿尘等。净化时通过三种装置：除尘室、洗涤塔、干燥塔。 二、生产硫酸的原料 生产硫酸所用原料主要有：硫、硫铁矿、硫酸盐和含硫工业废物。 硫硫是生产硫酸所用的主要原料之一。用硫作原料时由于杂质少，所以生产比较简单，基建费、操作费比用其他原料要低得多。在资本主义国家以硫为原料的硫酸产量已超过60%(美国占82%)。以日本为例，从1971年才开始用硫作原料，至1977年，以硫为原料的硫酸产量已达16%以上。我国过去很少用硫作原料，1957年仅1.8%，1982年达到16%。近年来，由于硫铁矿的大量开采和采用冶金废气，从国外进口的硫已逐年减少，1986年仅占4%。 硫铁矿硫铁矿也是生产硫酸所用的主要原料。我国、西德、苏联都用它作主要原料。在我国用硫铁矿生产的硫酸约占总产量的70%。硫铁矿有三种：普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫铁矿。普通硫铁矿呈金黄色，有金属光泽，含硫25～52%，铁35～44%。其余是杂质如铜、锌、铅、砷、镍、钴、碲等的硫化物，钙、镁的硫酸盐、碳酸盐以及石英等。生产硫酸用的硫铁矿含硫一般不少于30%。广东云浮硫铁矿是我国最大的矿山，硫铁矿含硫约37%。浮选硫铁矿是浮选铜或锌的硫化物矿所选出的废物，所以又称尾砂，其含硫量一般为30～40%。含煤硫铁矿是采煤或选煤时得到的废物，一般含硫35～40%，含碳10～20%。 为了提高使用硫铁矿的经济效益，许多国家都在矿山进行选矿，使矿石含硫量达到50%。
硫酸工业发展史
摘要:介绍了硫酸的发展历史及运用现代先进技术生产硫酸的原料结构及产业政策,硫酸工业的重要技术进展对环境保护的影响和未来应采取的对策。 硫酸是最重要的基础化工原料之一,主要用于制造磷肥及无机化工原料,其次作为化工原料广泛应用于有色金属的冶炼、石油炼制和石油化工、橡胶工业以及农药、医药、印染、皮革、钢铁工业的酸洗等。但是硫酸工业污染严重,硫酸工业的每一次技术进步都是在提高硫利用率的同时,减少废气、废水的排放,提高废热利用效率,做到资源利用率的最大化。 硫酸工业发展史 硫酸工业已有200多年的历史。8世纪左右，阿拉伯人干馏绿矾（FeSO4·7H2O）得到一种腐蚀性液体，该液体即为硫酸。15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中，先后提到将绿矾与砂共热，以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导。16世纪初，在波西米亚（Bohemia）开始以硫酸铁干馏法制造发烟硫酸。 1746年，英国人J.罗巴克依照以上方法，在伯明翰建成一座6英尺（lft=0.3048m)见方的铅室，以间歇方式制造硫酸。成为世界上最早的铅室法制酸工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法实现了连续作业。1810年，英国人金·赫尔克开始采用连续方式焚硫，这是连续法生产硫酸的开端。 19世纪30年代，英国和德国相继开发成功以硫铁矿为原料的制酸技术。之后，利用冶炼烟气制酸亦获成功。 第二次世界大战后，硫酸需求量迅速增加，硫酸工业发展逐渐加快。生产技术的发展主要表现为：生产装置的大型化，开发和采用生产强度更高的新型反应技术和新型单元操作设备，生产控制自动化，节能与废热利用，新型材料的采用等。20世纪50年代初，德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术；1964年，德国拜耳公司首先采用两转两吸技术；1971年，德国拜耳公司又首先建成一座直径4m的沸腾床转化器；1972年，法国尤吉纳-库尔曼公司建成第一座以硫磺为原料的加压法装置，装置操作压力为0.5Mp,日产酸550t(100%H2SO4)；20世纪80年代初，前苏联学者提出非稳态转化器，1982年实现工业化。其它还有：低温位废热利用的发展，环状及含铯低起活温度新型催化剂的应用，三废治理及综合利用等，都标志着硫酸生产技术的进展。 硫酸工业的生产技术进展 1 二次转化工艺 一次转化流程的转化率较低,仅95%左右,排放尾气的二氧化硫浓度可达到14500mg/m3,直接排放会严重污染环境,需要进行氨(碱)吸收处理。我国于1965年在上海硫酸厂首先采用两次转化技术并获得成功,该技术随后在全国推广应用并不断完善和发展。1989年南化研究院完成了/3+20两次转化工业试验,使二氧化硫转化率进一步提高到99.7%以上。排放尾气二氧化硫浓度在877mg/m3以下,满足960mg/m3 的排放标准。由此可见,二次转化工艺的应用,促进了硫酸工业的发展,同时降低了硫酸企业排放废气的污染物浓度,改善了大气环境质量。 2 稀酸洗净化 目前国内制酸净化流程有水洗和酸洗两种,水洗工艺是我国为发展硫酸所独创的净化工艺,除砷、除氟效率高,对发展我国硫酸工业起了重大作用;但耗水量大、污水排放量大、硫资源损失大等,对新建工程已不再推荐水洗流程。
如何测定工业硫酸的含量
工业用尿素硫酸盐含量的测定 目视比浊法 Urea for use—Determination of sulphate content Visible turbidmetric method 1 主题内容与适用范围 本标准规定用目视比浊发法测定尿素中硫酸盐含量。 本标准适用于由氨和二氧化碳合成制得的工业用尿素中硫酸盐含量的测定。 2 引用标准 GB/T 602 化学试剂杂质测定用标准溶液的制备 3 原理 在酸性介质中，加入氯化钡溶液，与硫酸根离子生成硫酸钡白色悬浮微粒所形成的浊度与标准浊度进行比较，确定试样中硫酸盐的含量。 4 试剂和溶液 分析中，除非另有说明，限用分析纯试剂、蒸馏水或相同纯度的水。 4.1 氯化钡（GB 652），5%溶液； 4.2 盐酸（GB 622），c(HCl)=3mol/L溶液； 4.3 硫酸标准溶液，1mL含0.1mg硫酸盐（），按GB/T 602配制。 5 仪器 一般实验室仪器和 5.1 比色管，容积为50mL，10支。 6 分析步骤 6.1 标准比浊液的制备 于数支50mL比色管中，分别加入0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00，3.50mL 硫酸盐标准溶液，加5mL盐酸溶液，加水至40mL，待用。 6.2 测定 称量约10g试样，精确到0.1g，溶于25～30mL热水中，加20mL盐酸溶液，加热煮沸1～2min，若溶液浑浊，用紧密滤纸过滤，并用热水洗涤3～4次，滤液和洗液收集于100mL 容量瓶中，冷却，用水稀释至刻度，混匀。
吸取试液25.0mL于50mL比色管中，加水至40mL，与6.1条制备标准比浊管同时，在不断摇动下，滴加5mL氯化钡溶液，用水稀释至刻度，摇匀后放置20min，与标准管进行比较。 7 分析结果的计算 试样中硫酸盐含量x以硫酸根（）计，用质量百分数（%）表示，按下式计算： x= 式中：V——与试验部分浊度相同的标准比浊液中硫酸盐标准溶液的体积，mL； m——试样的质量，g。 所得结果应表示至四位小数。
工业硫酸检测方法
工业硫酸 本标准适用于工业用硫酸. 分子式: H2SO4 相对分子质量:98.08(按1985年国际原子量) 目录 1技术要求2检验方法3附录B 用密度测… 技术要求 工业硫酸应符合下列要求 项目指标 特种硫酸浓硫酸发国硫酸 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 硫酸（H2SO4）含量，% ≥92.5或98.0 92.5或98.0 92.5或98.0 92.5或98.0 游离三氧化硫（SO3）含量，% ≥20.0 20.0 20.0 灰分，% ≤0.02 0.03 0.03 0.10 0.03 0.03 0.10 铁（Fe）含量，% ≤0.005 0.010 0.010 0.010 0.010 0.030 砷（As）含量，% ≤8*10-5 0.0001 0.005 0.0001 0.0001 铅（Pb）含量，% ≤0.001 0.01 0.01 汞（Hg）含量，% ≤0.0005 氮氧化物（以N计）含量，% ≤0.0001 二氧化硫（SO2）含量，% ≤0.01 氯（Cl）含量，% ≤0.001 透明度，mm ≥160 50 50 色度，ml ≤ 1.0 2.0 2.0 检验方法 1、硫酸含量的测定和发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定 ①本方法为GB11198.1-89《工业硫酸硫酸含量的测定和发烟硫酸中游离三氧化硫含量的计算滴定法》。此标准参照采用国际标准ISO910-1977《工业硫酸和发烟硫酸——总酸度的测定和发烟硫酸中游离三氧化硫含量计算——滴定法》。 1.1 方法原理 以甲基红-次甲基蓝为指示剂，用氢氧化钠标准溶液中和滴定，以测得硫酸含量。或由测得的硫酸含量换算成游离三氧化硫含量。 1.2 试剂和溶液 氢氧化钠（GB629）标准溶液：c(NaOH)＝0.5mol/L；甲基红-次甲基蓝混合指示剂。 1.3 仪器 玻璃安瓿球（直径约15mm，毛细管端长约60mm）。 1.4 称样和试液的制备 1.4.1 特种硫酸和浓硫酸 用已称量的带磨口盖的小称量瓶，称取约0.7g试样（称准至0.0001g）小心移入盛有50ml 水的250ml锥形瓶中，冷却至室温，备用。 1.4.2 发烟硫酸
硫酸工业综述
硫酸工业 摘要:在当今社会,人们的生活已经离不开硫酸工业了,硫酸工业无处不在。 关键词：世界硫酸工业；我国硫酸工业；起源；发展；未来趋势。 硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。早期的硫酸工业都采用硝化法，设备生产强度低，产品浓度只有60～76%。20世纪以来，硝化法逐渐被接触法所取代。生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料[18]。 起源：硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门，世界硫酸产量仍在逐年增长。世界硫酸工业起源于两百多年以前。1746年，英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座6ft （lft=0.3048m)见方的铅室,这是世界上第一座铅室法生产硫酸的工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法（硝化法）实现了连续作业。然而，这不是最早的制造硫酸的实例。早在15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中,先后提到将绿矾与砂共热,以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导[20]。1874年，天津机械局淋硝厂建成中国最早的铅室法装置，1876年投产，日产硫酸约2t，用于制造无烟火药。这是我国最早的硫酸生产工厂。 硝化法制硫酸的一种方法，硫酸工业发展史上最古老的工业生产方法，因以铅制的方形空室为主要设备而得名。铅室法曾作为硫酸的唯一制造法盛行于世，历时100多年。传统的硝化法制硫酸中，其关键反应为NO2+SO2=NO+SO3,2NO+O2=2NO2，SO3+H2O=H2SO4。 铅室法生产硫酸工艺流程
30%工业硫酸的分析方法
题目：30%工业硫酸的分析方法 一、基本原理 以甲基红一次甲基蓝为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液中和滴定以测得硫酸含量. 二、实验试剂和仪器 试剂：氢氧化钠固体、30%工业硫酸、甲基红固体、亚甲基蓝固体无水乙醇、基准邻苯二甲酸氢钾固体 仪器：三个150ml锥形瓶、碱式滴定管、分析天平、托盘天平、一个50ml、两个250ml 容量瓶、25ml移液管、胶头滴管、玻璃棒、50ml 量筒 三、实验步骤 1、溶液的配制 0.1%甲基红–亚甲基蓝混合指示剂的配制：0.12g甲基红+0.08g亚甲基蓝混合混合溶解于100mL无水乙醇中（0.2%甲基红乙醇溶液+0.1g亚甲基蓝乙醇溶液，V/V=1：1，变色点pH=5.4，5.2（红紫）→5.4（灰蓝）→5.6（绿），保存于棕色瓶中） 0.3 mol/L氢氧化钠溶液的配制：快速称取3克的氢氧化钠固体，溶于蒸馏水中，移入250ml容量瓶配中，再用去离子水稀释至刻度30%工业硫酸的稀释：移取3ml30%工业硫酸置于250ml的容量瓶里，用去离子水稀释至刻度。 2、滴定 （1）氢氧化钠的标定：取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二
甲酸氢钾约1.5克三份（称准确至0.0001g ），分别置于150ml 锥形瓶中，加新沸过的冷水50ml ，振摇，使其尽量溶解；加酚酞指示液2滴，用氢氧化钠滴定至呈红色30s 不消失。平行三次，计算出NaOH 的平均浓度。 （2）硫酸含量的滴定：用移液管从配置好的硫酸溶液中移取25ml 大的硫酸置于锥形瓶中，加入2—3滴0.1%甲基红-亚甲基蓝混合指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈灰绿色为终点，记下体积。平行测定3次。 3、计算 （1）氢氧化钠溶液的浓度：)a (c OH N =)(m 458K O H C /（MV ） 式中：)a (c OH N ——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L; )(m 458K O H C —— 邻苯二甲酸氢钾的质量，g ； V ——滴定消耗氢氧化钠标准溶液体积，ml ； M ——邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值，204g/mol （2）硫酸的含量：W=[M ×)a (c OH N ×V1]/（2p ×V2） ×100℅ 式中:W ——工业硫酸溶液中硫酸的含量 V1——滴定耗用的氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，ml C （NaOH ）——氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度的数值，mol/L V2——移取的硫酸式样的体积，ml p ——硫酸试样的密度的数值，1.218g/cm3 M ——硫 酸的摩尔质量的数值，98.07g ∕mol 取 平 行 测定结果的算术平均值为测定结果
硫酸工业详细讲解专题
中学化学竞赛试题资源库——硫酸工业 A 组 1．在硫酸工业生产中，SO 3的吸收过程是在吸收塔（如右图） 中进行的，吸收塔里还装入大量瓷环。下列有关说法中，不正确 的是 A 从①处通入SO 2，整个吸收操作采取逆流的形式 B 从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C 从③处导出的气体只含有少量SO 2，可直接排入大气 D 从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸 2．含杂质SiO 2的硫铁矿样品1g ，用充足的O 2燃烧后称重为 0.8g ，则硫铁矿中含硫量为 A 10% B 22% C 32% D 40% 3．工业上燃烧硫铁矿制取硫酸（按触法），若要生产1.6t 98%的浓硫酸需要标况下的 空气（设空气中氧气占1/5）多少立方米? A 2240m 3 B 4480m 3 C 3360m 3 D 5600m 3 4．含FeS 2 86%的黄铁矿燃烧时损失硫5%，由SO 2转化为SO 3时转化率为99%，问 生产98%的硫酸1t ，需黄铁矿多少吨 A 0.742 B 0.85 C 0.845 D 1 5．含FeS 2 A%的黄铁矿Wt ，在用接触法硫酸的过程中，损失硫C%，可制得浓度为 B%的硫酸为 A B C WA 30%)1(49-t B B C WA 3200)100(49+t C B WAC 30%49t D B WAC 40%30t 6．充分煅烧黄铁矿Wg ，反应后得到固体Ng ，生成SO 2 Pg ，假设杂质在煅烧过程中 不参加反应，则黄铁矿的百分含量可表示为 A N P 1615×100% B W P 1615×100% C W N W )(3-×100% D W N W 3)(-×100% 7．在氧气中燃烧0.4g 硫和铁组成的化合物样品，使其中硫全部转化为SO 2，又全部 转化为硫酸，这些硫酸可以跟20mL 0.5mol/L 的NaOH 溶液完全中和，原化合物中硫的百 分含量是 A 40% B 46% C 53% D 73% 8．含SO 2：8%、O 2：10%和N 2：82%的混合气体（体积比）进入接触室后，总 体积变为原来的97.2%，则SO 2的转化率为 A 50% B 60% C 70% D 75% 9．现有1L 含SO 3为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/mL ），要把它稀释为浓度为95% 的硫酸，需加入水的体积约为 A 120mL B 180mL C 241mL D 300mL 10．用浓硫酸吸收SO 3可得到H 2SO 4·SO 3，若用1.00g 98%的硫酸溶液充分吸收SO 3 后，再进行稀释，可得到98%的硫酸质量为 A 1.98g B 2.00g C 2.22g D 2.42g