硫酸是怎么生成的?
工业上制造硫酸有两种方法:一种叫做接触法,一种叫做铅室法。铅室法的硫酸浓度低而且往往含有很多杂质,用途受到限制,已逐步被淘汰,目前应用最多的为接触法。
接触法原理是由于二氧化硫和氧气是在催化剂的表面接触时起反应转化成三氧化硫,进而制得硫酸,一般的主要原料是硫铁矿。接触法制造硫酸的主要过程有:
1、造气阶段(二氧化硫的制造),反应装置为沸腾炉,硫铁矿在沸腾炉里燃烧时,就有二氧化硫气体生,反应的化学方程式是:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2、接触氧化阶段,反应装置为接触室,二氧化硫催化氧化成三氧化硫,反应的化学方程式是:
2S02+O2=(钒催化剂)500度=2S03
3、三氧化硫的吸收阶段,反应装置为吸收塔,化学式为:
SO3+H2O=H2SO4
扩展资料:
浓硫酸是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属(甚至包括金和铂),其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。
浓硫酸使用储存注意事项:
1、浓硫酸一般不要大量储存,必要的少量储存由专人保管,储存环境温度不超过35℃,相对湿度不超过85%
2、浓硫酸存在密闭容器中,置于凉爽、干燥、通风处,避免接触氯酸盐、铬酸盐、碳化物、雷酸盐、硝酸盐,金属粉未。
3、防水,避免光照;储存区地面应为耐酸、耐腐蚀的坚固水泥地面,严禁烟火。
4、储存处应使用防爆类电器设备。
5、禁用金属容器储存
6、稀释或制备溶液时,必须在不断搅拌下将硫酸顺着容器内壁缓慢加入水中,禁止将水加入浓硫酸中,以免沸腾和飞溅。
硫酸属于酸,酸能与某些金属氧化物反应或者碱反应生成盐和水。例如:用熟石灰处理硫酸厂的废液:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
与氧化铜反应:H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
这些反应都能生成对应的盐和水。
Cu+H2SO4(浓)CuO+SO2↑+H2O
CuO+
H2SO4(浓)CuSO4+
H2O
该过程的净化反应可表示为:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+
SO2↑+
2H2O
同时反应过程中还伴有一些副反应,如生成有CuS、Cu2S等黑色物质,随着反应的进行,这些物质又被浓硫酸氧化生成硫酸铜、二氧化硫、硫等物质
铁与稀硫酸会发生反应生成硫酸亚铁和氢气,化学反应方程式如下:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
常温下,铁遇到浓硫酸会发生钝化。在表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止进一步的反应,不会腐蚀。化学反应方程式如下:
3Fe+4H2SO4(浓)=Fe3O4+4SO2↑+4H2O
而在加热的情况下,铁与浓硫酸是会发生反应的且被腐蚀的,化学反应方程式如下:
2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(条件:加热)
铁与硫酸的反应分两种情况:当铁是少量的,则生成物为硫酸铁、二氧化硫、水;当铁是足量或过量的,则生成物为硫酸亚铁和氢气。
化学方程式分别是:2Fe+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O、Fe+H2SO4=FeSO4+H2。铁元素一般有+2,+3价,当和氧化性很强的氧化剂反应的时候,是+3价。
如和氟、氯、臭氧等,酸类中和浓硫酸、硒酸、氯酸、溴酸等强氧化性酸反应,表现为+3价。当铁和氧化性较差的氧化剂反应,表现为+2价,如和硫,碘,磷,硒等,酸类中和盐酸,稀硫酸,氢碘酸反应,是+2价。硫酸是一种无机化合物,是硫中最重要的含氧酸。
硫酸与金属反应。
1、常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
2、加热时,浓硫酸可以与除铱,钌之外的所有金属(包括金,铂)反应,生成高价金属硫酸盐,本身被还原成SO2、S、H2S或金属硫化物。
不发生化学反应,只是浓硫酸的稀释,过程会放出大量热。如果把水加入到浓硫酸中,会因为水的量少而受热沸腾而四处飞溅。
拓展资料:
1. 浓硫酸,俗称坏水,化学分子式为H₂SO₄,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。浓硫酸指质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,强腐蚀性,难挥发性,酸性,吸水性等。
2. 由于浓硫酸中含有大量未电离的硫酸分子(强酸溶液中的酸分子不一定全部电离成离子,酸的强弱是相对的),所以浓硫酸具有吸水性、脱水性(俗称炭化,即腐蚀性)和强氧化性等特殊性质;而在稀硫酸中,硫酸分子已经完全电离,所以不具有浓硫酸的特殊化学性质。发烟硫酸是无色或棕色油状稠厚的发烟液体(棕色是因为其中含有少量铁离子),具有强烈刺激性臭味,吸水性很强,与水可以任何比例混合,并放出大量稀释热。所以进行稀释浓硫酸的操作时,应将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中,并不断用玻璃棒搅拌。
3. 除了酸固有的化学性质外,浓硫酸还具有自己特殊的性质,与稀硫酸有很大差别,主要原因是浓硫酸溶液中存在大量未电离的硫酸分子(硫酸分子亦可以进行自偶电离),这些硫酸分子使浓硫酸有很强的性质。
BaCl2
+
H2SO4
=
BaSO4
+
2HCl
硫酸可以和弱酸盐反应,生成弱酸
Na2CO3
+
H2SO4
=
Na2SO4
+
H2CO3(CO2
+
H2O)
铁和浓硫酸反应,因为会钝化,也很难生成3价铁.
可以在稀硫酸中加点氧化剂,比如说通氧气,这样就能形成3价铁了.
2价铁在溶液中是浅绿色,3价铁在溶液中是黄色,溶度高的话就会变成棕色
一般不用看颜色判断,实验室鉴定的方法为加KSCN,有血红色的络合物生成的话为3价铁否则为2价铁
如果这没学的话,可以加入过量的的NaOH,如果一开始有灰绿色迅速变为红褐色沉淀,则说明是2价铁,直接生成红褐色沉淀则是3价铁
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。
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
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)
用98.3%硫酸吸收(吸收塔)
SO3+H2SO4==H2S2O7(焦硫酸)
加水
H2S2O7+H2O==2H2SO4
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。
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。
方法二
制取二氧化硫(沸腾炉)
2
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
亚硫酸氧化得硫酸。