如何制取硫酸
一般制法
实验室制法
1.可以用FeSO4.7H2O加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。
2.可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
自然制法
酸雨能产生硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)与大气中的水反应,生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸又与大气中的氧气反应,生成硫酸(H2SO4),落到地面
[3]
其他硫酸制备工艺
(1)氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法
(2)采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺
(3)草酸生产中含硫酸废液的回收利用
(4)从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺
(5)从氧化钛生产过程中排出的废硫酸溶液的再生方法
(6)从稀硫酸中分离有机磷化合物和其它杂质的方法
(7)从制备2-羟基-4-甲硫基丁酸(MHA)工艺的含硫副产物中回收硫酸的方法
(8)催化氧化回收含有机物废硫酸的方法
(9)电瓶用硫酸生产装置
(10)二氧化硫源向硫酸的液相转化方法
(11)沸腾炉焙烧硫磺制备硫酸的方法
(12)沸腾炉掺烧硫磺生产装置中稀酸的回收利用
(13)高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法
(14)高温浓硫酸液下泵耐磨轴套
(15)高效阳极保护管壳式浓硫酸冷却器
(16)节能精炼硫酸炉装置
(17)精苯再生酸焚烧制取硫酸的方法
(18)利用废硫酸再生液的方法和装置
(19)利用含硫化氢的酸性气体与硫磺联合制取高浓度硫酸
(20)利用含硫化氢的酸性气体制取高浓度硫酸[6]
工业制法
通用方法
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。
1.制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫(接触室)
2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3(可逆反应)
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)
4.加水
H2S2O7+H2O=2H2SO4
5.提纯
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。[6]
二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。[6]
目前实验室制取硫酸有三种办法:
1、可以用FeSO4·7H2O加强热,用加冰水混合物的U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。
2、可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
3、另一种少为人知的方法是,先把12.6摩尔浓度的盐酸加入焦亚硫酸根(S2O52-),接着把所产生的气体打入硝酸,这会释出棕色/红色的气体,当再无气体产生时就代表反应完成。
一般制取硫酸:
加强热灼烧七水合硫酸亚铁,用冷凝管冷却气体,用氢氧化钠吸收尾气。冷凝管内即可收集到约29.5%的稀硫酸(内含极少的亚硫酸杂质)
或者想办法将二氧化硫氧化,譬如使用氧化性高的双氧水(通入二氧化硫).
或者盐酸与可溶的焦亚硫酸盐反应,产生气体通入硝酸,生成红棕色气体(请及时排出并尾气收集),当排出的气体由红棕色变为无色,代表反应完成,溶液部分即是硫酸(主要含有硝酸杂质)
工业上是塔式法或者接触法制取硫酸的,但都是制取二氧化硫,氧化成三氧化硫,吸收
只不过塔式法是用硝酸氧化吸收,可得较稀的硫酸
而接触法是用氧气氧化(五氧化二钒作为催化剂),用较稀硫酸吸收,制取得98.5%的浓硫酸
(2)铅室法:取硫化铁或硫,置于特制炉中烧灼,导其所生之二氧化硫气体,和以水蒸气、空气及氧化氮而入铅室。氧化氮制自氨之氧化成以硫酸分解智利硝石而得。在铅室中之作用,最初一步为二氧化硫、氧化氮、氧气、水蒸气的结合,生成氮,氮氨基酸(NITROSYLSULPHURIC ACID),因水分的存在,立即分解为硫酸,重新放出氧化氮。二氮化硫所以变为二氧化硫者,乃二氧化硫与氮的各种氧化物作用而来,继即硝基硫酸(nitrosulphurie acid)及氮氧基硫酸。由此法所得的铅室酸须再用铅,铂,瓮,耐酸饯,熔制石英,耐酸砖等材料所制的器具蒸浓之。
(3)接触法制硫酸的反应原理:燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度后催化剂的作用下氧化成三氧化硫,在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程:以硫铁矿为原料时步骤如下
(a)二氧化硫的制取和净化:硫铁 矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 从沸腾炉里出来的气体叫炉气,其中含二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质,如砷、硒等化合物矿尘等,杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用。这种现象叫催化剂幅。水蒸气对设备和生产也有不良影响。为此在进行氧化反应前,炉气必须通过除尘洗涤(除去硒、砷等化合物)干燥等净化设备应除去有害杂质,净化后的混合气体主要含二氧化硫,氧气和氮气。
(b)二氧化硫氧化成三氧化硫,二层催化剂中装有一个热交换器,用来把硫酸的工业制法
(c)三氧化硫的吸收和硫酸的生成:为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫,在吸收塔里一氧化硫从塔下部通入98.3%的硫酸从塔顶喷下,成品硫酸从塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后浓度增大,然后把它用水稀释成稀硫酸,配制成各浓度的硫酸。
(d)尾气中的二氧化硫回收:从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气,用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染,尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法
SO2+2NH3+H2O =====(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫,硫酸铵可制成肥料。
实验室制法
可以用FeSO4·7H2O加强热,用加冰水混合物的U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收;也可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
工业制法:
1、制取二氧化硫(沸腾炉)
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
3、亚硫酸氧化得硫酸。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。
注意事项
硫酸与皮肤接触需要用大量水冲洗,再涂上3%~5%碳酸氢钠溶液冲,迅速就医。溅入眼睛后应立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。迅速就医。吸入蒸气后应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。迅速就医。误服后应用水漱口,给饮牛奶或蛋清,迅速就医。
2.将二氧化硫通入双氧水中,方程式为:SO2+H2O2=H2SO4(此法实验制备硫酸,工业上不采用。因为过氧化氢比硫酸更贵)
只适合少量制取。希望我的答案能帮到楼主,纯手打望采纳。欢迎追问。
装置包括:热源(煤气灶)、蒸馏瓶(圆底烧瓶)、蒸馏头、冷凝管、尾接管、接收瓶(另一个烧瓶),其他还有铁架、水管、塞子等。所有接口必须是磨口的,严防硫酸蒸汽泄漏。
如果没有这些东西的话,劝你不要折腾了,没做过蒸馏实验的话很容易出事的。完事了整个装置的洗涤也是一件费力的事。
其实有一个简单的方法,就是电解。两根碳棒(可以从废弃的干电池中提取),一个电源,慢慢电解。电解硫酸溶液就相当于电解水,最终可以得到较浓的溶液。方法比较安全,缺点就是慢。
SO3+H2O=H2SO4
工业上制硫酸,先将硫磺或黄铁矿(FeS2)煅烧,生成SO2,再将SO2在接触室中以V2O5作催化剂用氧气氧化,得到SO3,再用在吸收塔中用98%的硫酸吸收SO3生成发烟硫酸。得到的发烟硫酸用水稀释可以得到不同浓度的硫酸。
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫(国内黄铁矿较多,所以常用黄铁矿)
S+O2═点燃═SO2
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3
接触氧化为三氧化硫
2SO2+O2═2SO3(用五氧化二钒做催化剂且该反应为可逆反应)
用98.3%硫酸吸收
xSO3+H2SO4═H2SO4
·
x
SO3(硫酸分子结合若干个三氧化硫分子,形成发烟硫酸)
SO3+H2SO4═H2S2O7(焦硫酸)
加水
H2SO4·x
SO3+xH2O═(x+1)H2SO4
H2S2O7+H2O═2H2SO4
提纯工艺
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品浓硫酸.
其他方法
磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。较为经典的制法还有利用草酸和硫酸亚铁反应FeSO4+H2C2O4=H2SO4+FeC2O4↓(但草酸铁极细比较难以过滤)