工业制H2SO4的方法!
硫酸之一
硫酸(H2SO4)三氧化硫和水的化合物。依照三氧化硫的含量不同,可分为含水硫酸、无水硫酸和发烟硫酸。当SO3与H2O的分子比小于1时为含水硫酸,其溶质质量分数小于100%;分子比等于1时为无水硫酸,其浓度为100%;分子比大于1时为发烟硫酸,其溶质质量分数大于100%。无水硫酸为一种无色透明、有强腐蚀性的油状液体,密度1.8269g/cm3(25℃),熔点10.36℃,沸点330℃。纯硫酸受热时放出SO3,当溶质质量分数达到98.3%时,成为恒沸溶液,其沸点为338℃,密度1.834g/cm3(25℃)。浓硫酸溶于水可形成一系列水合物H2SO4·nH2O(n=1、2、4、6、8),这些水合物都很稳定;所以有强烈的吸水性,是广泛使用的干燥剂和脱水剂。浓硫酸的水合过程放出大量热,每摩H2SO4溶解时放热为85.5kJ,在稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸慢慢地经玻璃棒导入水中,并不断搅拌,浓硫酸能从一些碳、氢、氧元素组成的有机物中将氢氧两元素按水的组成比脱去。如:
HCOOHH2O+CO↑
C12H22O1111H2O+12C
热的浓硫酸是强氧化剂,可跟许多金属或非金属作用而被还原为SO2或S。如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
Al、Fe、Cr在冷、浓H2SO4中发生钝化。稀硫酸是很弱的氧化剂,不与非金属反应。具有酸的通性。硫酸是重要的化工产品之一,大量用于化学肥料工业(占硫酸总产量的50%以上)。还用于农药、医药、染料、合成纤维、冶金、石油炼制、炸药、无机盐以及其他许多化工产品的生产,是实验室常用的试剂。工业上大规模生产硫酸有接触法和硝化法两种:
硝化法SO2+NO2==SO3+NO
SO3+H2O==H2SO4
硝化法生产的硫酸的质量分数只有76%,而接触法可以生产98%以上的硫酸,采用最多。
硫酸之二
三氧化硫和水的化合物,无水硫酸的化学式为H2SO4。依照三氧化硫含量的不同,可分为含水硫酸、无水硫酸和发烟硫酸。SO3与H2O的分子比小于1时叫含水硫酸,浓度小于100%;分子比等于1时叫做无水硫酸,硫酸质量分数为100%;分子比大于1时叫发烟硫酸,质量分数大于100%。无水硫酸为一种无色透明、有强腐蚀性的油状液体,密度1.8269g/cm3(25℃),凝固点10.36℃,330℃时沸腾。98.3%的硫酸为硫酸和水的共沸物,其相对密度为1.834(18℃),338℃时沸腾;到444℃时硫酸蒸气基本上完全分解为SO3和H2O。
化学性质 ①有强烈的水合作用,硫酸可以与水结合,形成水合晶体H2SO4·xH2O(x=1,2,4,6,8)。浓硫酸溶于水时产生大量的热,若不慎将水倾入浓硫酸中,可能引起暴沸,使酸溅出。因此,稀释硫酸的方法只能是将浓硫酸慢慢倾入搅拌下的水中。强烈的水合作用使浓硫酸成为一种很好的干燥剂和脱水剂,它可使许多有机物质碳化。②
为二氧化硫、硫,甚至硫化氢。与浓硫酸不同,稀硫酸是很弱的氧化剂,不与非金属反应,与活泼金属反应时放出氢气。
工业制法 先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:
2SO2+O2→2SO3
这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O—→H2SO4+2NO
根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法。现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸,采用最多。
应用硫酸是最重要的化工产品之一,它的产量是衡量一个国家化学工业生产能力的标志之一。硫酸大量(占硫酸总产量的50%以上)用于化学肥料工业,还用于农药、医药、染料、合成纤维、冶金、石油炼制、炸药、无机盐及其他许多化工产品的生产。
将二硫化亚铁放在沸腾焙烧炉煅烧,生成的二氧化硫再导入接触室,在接触室里放了两层催化剂,二氧化硫从上而下,经过催化剂时遇到氧气化合成三氧化硫,三氧化硫从下往上进入吸收塔,在吸收塔顶向下喷出浓硫酸,那么三氧化硫就和浓硫酸水合,生成一糸列的水合物:硫酸、一水硫酸、四水硫酸、焦硫酸等等,甚至到发烟(实际上是发雾)的程度,叫发烟浓硫酸。工业生产出来的发烟硫酸是纯净物。即是硫酸和三氧化硫的稳定的水合物。在硫酸工业发展历史上,开始时,是用水吸收三氧化硫,但造成大量酸雾,产量不高,后来经过反复实验,用浓硫酸吸收三氧化硫效果很好,产量高浓度更大,何乐而不为呢?
2、应该将浓硫酸缓慢顺器壁倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
3、应为浓盐酸中的分子HCl极易挥发,而且易溶于水,打开瓶盖后,挥发出来的HCl气体分子,结合空气中的水蒸气,就是我们所看见的白雾
4、NaOH易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,干燥的NaOH晶体在空气中先是表面出现水珠变得潮湿,这个过程叫做潮解,然后在吸收空气中的CO2生成Na2CO3的水和物,最后碳酸钠晶体风化,形成粉末装固体 Ca(OH)2在空气中的变化较为复杂,最后生成颗粒较大的CaCO3
SO2与O2常温常压下就可以反应,只是反应速率低了,转化率也低,加压降温有利于反应的发生。
工业上制取SO3来制硫酸是,主要利用V2O5做催化剂,来催化氧化:2SO2+O2==V2O5==2SO3,另外Pt也有很好的催化效果,只是成本较高,由于加压需要一定的成本,且V2O5催化有较好的效果,所以一般不再加压和降温(降温过低SO3液化会不利于SO2、O2与V2O5接触,且不利于将SO3气体导入其后的溶液中)。
资料拓展
农作物是农业上栽培的各种植物。包括粮食作物_经济作物(油料作物、蔬菜作物、花、草、树木)两大类。"人以食为天",表达了人与食物的关系,合理的膳食搭配才能给人类带来健康。农作物的生长,离不开科学的科技生产技术,以及新型工业制造出来的能辅助农业生产的机械设备。
历史:《齐民要术》是北魏时期的中国杰出农学家贾思勰所著的一部综合性农书,也是世界农学史上最早的专著之一书中正文分成10卷,92篇,收录1500年前中国农艺、园艺、造林、蚕桑、畜牧、兽医、配种、酿造、烹饪、储备,以及治荒的方法,书中援引古籍近200种,所引《_胜之书》、《四民月令》等现已失传的汉晋重要农书,后人只能从此书了解当时的农业运作。
转基因:所谓转基因植物,就是将人工分离和修饰过的外源基因导入到需要改良的生物体的基因组中,使之产生新的性状,如抗虫、抗病、抗旱、抗寒、高产、优质等,从而达到改造生物的目的.转基因是一项高技术、也是一个新产业,具有广阔的发展前景。中央对发展农业转基因提出了明确的要求,在研究上大胆,坚持自主创新;在推广上慎重,做到确保安全;在管理上严格,坚持依法监管。
我国是全球最早开发和应用转基因作物的国家之一,商业化种植的转基因农作物主要是转基因棉花,还有小面积的转基因马铃薯和南瓜。
随着农业生物技术的迅猛发展,新技术对生态环境的负面影响已越来越引起普遍关注,转基因植物的安全性问题便是其中争论的焦点。所谓转基因植物,就是将人工分离和修饰过的外源基因导入到需要改良的生物体的基因组中,使之产生新的性状,如抗虫、抗病、抗旱、抗寒、高产、优质等,从而达到改造生物的目的。不过,由于转基因植物的外源基因可通过植物的花粉或种子等途径在种群之间漂移扩散,有可能产生超级杂草或使其他植物的性状发生意外的变化,并给人类生态环境和生物多样性带来威胁,因此,如何解决转基因植物的安全性就成为亟待解决的难题。
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