如何处理固体硫酸?
1 废硫酸的回收再用废硫酸中硫酸浓度较高,可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质,同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。1.1 浓缩法该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中,使其中的有机物发生氧化、聚合等反应,转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去,从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛,技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法,下面分别加以介绍。1.1.1 高温浓缩法淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生,其中H2SO4质量分数为65%~75%、三氯乙醛质量分数为1%~3%、其它有机杂质的质量分数为1%。该厂将其沉淀过滤后,用煤直接加热蒸馏,回收的浓硫酸无色透明,H2SO4质量分数大于95%,无三氯乙醛检出,而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。该厂废硫酸处理量为4000t/a,回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合,将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%~40%浓缩到95%,其工艺可分为3段,前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩,后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩,在每一段中H2SO4质量分数渐次升高,分别达到60%、80%和95%。加热过程采用高温热载体,温度为150~220℃,可将有机物转变为不溶性物质,然后过滤除去,该工艺以2t/h的规模进行中试,5a运转良好。该工艺适应能力很强,可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。1.1.2 低温浓缩法高温浓缩法的缺点在于:硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大,实际操作非常麻烦。因此,近年来开发出了一种改进的浓缩法,称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)
理论上是可行的,硫酸根与钡离子生成沉淀被去除,实际上操作起来有难度,首先在去除一种物质的时候又引入了新的杂志,一般沉淀反应需要有一种过量才能反应完全,而且不清楚相应浓度,加入的量也不可控,另外刚生成的沉淀为絮状凝乳状,需要很长时间才能沉淀分离完全。
聚合硫酸铁是一种粘稠的液体或固体,溶解后产生多种聚合离子,具有快速混溶、中和电荷、水解架桥、混凝沉淀和吸附作用,从而使水迅速澄清,尤其是对工业废水和生活污水处理特别有效.与聚合氯化铝相比,少了铝离子,因为铝离子对动物大脑具有刺激作用,对人体有危害.因此聚合硫酸铁渐渐取代聚合氯化铝成为新型无害净水混凝剂,且应用更加广泛.生产聚合硫酸铁原料易得,成本低廉,可利用工业废弃物为原料制得,变废为宝,是一种值得推荐的污水处理药剂.
具体操作如下:①把混有少量硫酸铜杂质的硫酸亚铁溶解于水;②向溶液中加入过量的Fe粉;③充分反应后,过滤,滤渣是铜和铁的混合物,滤液是硫酸亚铁溶液;④经过蒸发、浓缩可以得到硫酸亚铁晶体.
铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuSO4═Cu+FeSO4.
故答案为::①把混有少量硫酸铜杂质的硫酸亚铁溶解于水;②向溶液中加入过量的Fe粉;③充分反应后,过滤,滤渣是铜和铁的混合物,滤液是硫酸亚铁溶液;④经过蒸发、浓缩可以得到硫酸亚铁晶体.
Fe+CuSO4═Cu+FeSO4.
例如氢氧化钠忠混||有碳酸钠,阴离子不同,而碳酸根与很多的阳离子都能||形成沉淀,常用的可以是氢氧化钙。这样,反应后就将碳酸钠除掉,生成了氢氧||化钠,也不生成新的杂质。
将混合物中的几种物质分开而分别得到较||纯净的物质,这种方法叫做混合物的分离。将物质中混有的杂质除去||而获得纯净物质,叫提纯或除杂。除杂题是初中||化学的常见题,它灵活多变,可以综合考察学生的解题能力。现列举几种方法:||
1 物理方法
1.l 过滤法.原理:把||不溶于液体的固体与液体通过过滤而分开的方法称为过滤法。||如:氯化钙中含有少量碳酸钙杂质,先将混合物加||水溶解,由于氯化钙溶于水,而碳酸钙难溶于水,过滤除去杂质碳酸钙,然后蒸||发滤液,得到固体氯化钙。如果要获得杂质碳酸钙,可||洗涤烘干。
练习1 下列混合物可以用溶解、过滤、蒸发操作来分离的||是:( )
A.CaCO3 CaO B.NaCl ||KNO3 C.NaNO3 BaSO4 D.K||Cl KClO3
1.2 结晶法.原理:几种可溶性固态物质的混合物,根||据它们在同一溶剂中的溶解度或溶解度随温度的变化趋势不同||,可用结晶的方法分离。例如:除去固体硝酸钾中混有的氯化钠杂质,先在较||高温度下制成硝酸钾的饱和溶液,然后逐步冷却||,由于硝酸钾的溶解度随温度的升高而显著增大,温度降低,大部分硝酸||钾成为晶体析出,而氯化钠的溶解度随温度的升高而增大得不显著||,所以大部分氯化钠仍留在母液中,通过过滤||把硝酸钾和氨化钠溶液分开。为进一步提纯硝酸钾,可再重复操作一||次,叫重结晶或再结晶。
练习2 下列混合物适宜用结晶法分离的是:()
||A.NaNO3 Na2CO3 B.NaNO3 NaCl C.NaOH Mg(OH)2 D.NaCl BaSO4
2. 化学方法:原理
(一)、加入的试剂只与杂质反应,不与原物反应。
(二)、反应后不能带入新的杂质。
(三)、反应后恢复原物状态。
(四)、操作方法简便易行。
初中常用化学除杂方法有以下几种:
2.1 沉淀法:使混合物中的杂质与适当试||剂反应,生成沉淀通过过滤而除去。
练习3 下列混合物可用沉||淀法除去杂质(括号内的物质是杂质)的是()
A.KNO3||〔Ba(NO3)2〕 B.NaCl〔KNO3〕 C.NaNO3 [NaCl] D.Ca(NO3)2 [||AgCl]
2.2 化气法:将混合物中的杂质与适当试剂反应变成气体||而除去。
如:硝酸钠固体中含有少量碳酸钠杂质,可将混合物||加水溶解,再加入适量稀硝酸溶液,硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠、水和二氧化碳||,再蒸发滤液,获得硝酸钠固体。
练习4 下列混合物中的杂质(括号||内的物质是杂质)适宜用气体法除去的是:()
|| A.NaNO3〔Ba(NO3)2〕B.NaCl [||Mg(OH)2] C.KNO3〔K2CO3〕 D.N||a2SO4〔MgSO4〕
2.3 置换法:将||混合物中的杂质与适量试剂通过发生置换反应而除去。如:硫酸锌固体||中含有少量硫酸铜杂质,可将混合物溶解之后,加人适量锌||粉,再过滤除去被置换出来的铜,蒸发滤液获得硫酸铜固体。
练习5 加入下列||哪些物质可以除去硫酸亚铁溶液中混有的少量杂质硫酸铜()
A.Zn B.Fe C.Cu D.Mg
练习6 将混有少量铁粉和锌||份的硫酸铜晶体溶于适量水,充分净置过滤,结果是
A||.滤出了混杂在其中的铁粉 B.滤出了混杂在其中的||锌粉 C.滤出了一些铜粉 D.什么也没滤出
|| 2.4 吸收法:两种以上混合气体中的杂质被某种溶剂或溶液吸收,而要提纯||的气体不能被吸收时,可用此方法。
如:一氧化碳中||含有二氧化碳时,可将混合气体通过盛有氢氧化钠的溶液。
2.5 其它法: 将||混合物中的杂质用化学方法转化成其它物质。
||如:氧化钙中含有碳酸钙,可采用高温燃烧的||方法,使碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳,二氧||化碳扩散到空气中,除去杂质。
你的问题不是很明,但也可以归纳:
|| 1、液体中除去液体:物理结晶法,如氯化钠||中混硝酸钠沉淀法:KNO3〔Ba(NO3)2〕(加N||a2SO4)化气法,氯化钠溶液中混碳酸钠(加稀盐酸)置换法,||
FeCl2(加Fe)。
2、固体中除去固体:溶解过滤法,CaCO3 〈CaO 〉化气法,氯化钠溶液中混碳酸钠(加稀盐酸)||置换法,
Cu(加CuCl2)。
3、气体中除去气体:吸收法(见2.4||)其他方法:如CO2通过炽热的氧化铜.
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氢氧化钡会和硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,同时又会消耗掉一些硫酸铁,生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,然后把所有的生成的沉淀全都过滤掉,就剩下你要的硫酸铁了。
还有顺便说一句,楼上那位的说法是不对的,氢氧化铁自己本身就是沉淀,不会和硫酸铜反应,因为盐碱反应必须可溶性盐和碱才行。
1 N2O2 灼热的铜丝网洗气
2 CO2 H2S 硫酸铜溶液 洗气
3 COCO2 石灰水或烧碱液 洗气
4 CO2 HCl 饱和小苏打溶液 洗气
5 H2S HCl 饱和NaHS溶液 洗气
6 SO2 HCl饱和NaHSO3溶液 洗气
7 Cl2 HCl 饱和NaCl溶液 洗气
8 CO2 SO2 饱和小苏打溶液 洗气
9 碳粉 MnO2 浓盐酸 加热后过滤
10 MnO2 碳粉 ----------- 加热灼烧
11 碳粉 CuO 盐酸或硫酸过滤
12 Al2O3 Fe2O3 NaOH溶液(过量),再通CO2 过滤、加热固体
13 Fe2O3Al2O3 NaOH溶液过滤
14 Al2O3SiO2 盐酸 NH3•H2O过滤、加热固体
15 SiO2 ZnO 盐酸 过滤
16 CuO ZnO NaOH溶液过滤
17 BaSO4 BaCO3 稀硫酸 过滤
18 NaOH Na2CO3Ba(OH)2溶液(适量) 过滤
19 NaHCO3Na2CO3通入过量CO2 ------
20 Na2CO3 NaHCO3 ------- 加热
21 NaCl NaHCO3盐酸 蒸发结晶
22 NH4Cl (NH4)2SO4 BaCl2溶液(适量) 过滤
23 FeCl3FeCl2 通入过量Cl2-----
24 FeCl3CuCl2 铁粉、Cl2 过滤
25 FeCl2FeCl3 铁粉 过滤
26 Fe(OH)3胶体FeCl3 (半透膜) 渗析
27 CuS FeS 稀盐酸或稀硫酸过滤
28 I2NaCl ------ 升华
29 NaCl NH4Cl-------加热
30 KNO3 NaCl 蒸馏水重结晶
31 乙烯 SO2、H2O碱石灰 洗气
32 乙烷乙烯 溴水 洗气
33 溴苯 溴 稀NaOH溶液 分液
34 硝基苯 NO2 稀NaOH溶液 分液
35 甲苯 苯酚 NaOH溶液分液
36 乙醛 乙酸 饱和Na2CO3溶液 蒸馏
37 乙醇 水新制生石灰蒸馏
38 苯酚 苯NaOH溶液、CO2 分液
39 乙酸乙酯 乙酸 饱和Na2CO3溶液 分液
40 溴乙烷乙醇 蒸馏水 分液
41 肥皂 甘油 食盐 过滤
42 葡萄糖淀粉 (半透膜)渗析
气体除杂的原则:
(1)不引入新的杂质
(2)不减少被净化气体的量
注意的问题:
(1)需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如:氯化氢气体,CO2、SO2等,水蒸气要在最后除去。
(2)除杂选用方法时要保证杂质完全除掉,如:除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液,因为Ca(OH)2是微溶物,石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收CO2不易完全。
方法:
1杂质转化法:欲除去苯中的苯酚,可加入氢氧化钠,使苯酚转化为苯酚钠,利用苯酚钠易溶于水,使之与苯分开
2吸收洗涤法;欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水,可使混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸即可除去
3沉淀过滤法;欲除去硫酸亚铁溶液中混有的少量硫酸铜,加入少量铁粉,待充分反应后,过滤除去不溶物即可
4加热升华法;欲除去碘中的沙子,即可用此法
5溶液萃取法;欲除去水中含有的少量溴,可采用此法
6结晶和重结晶;欲除去硝酸钠溶液中少量的氯化钠,可利用二者的溶解度不同,降低溶液温度,使硝酸钠结晶析出,可得到纯硝酸钠晶体
7分馏蒸馏法;欲除去乙醚中少量的酒精,可采用多次蒸馏的方法
8分液法;欲将密度不同且又互不相溶的液体混合物分离,可采用此法,如将苯和水分离
9渗析法;欲除去胶体中的离子,可采用此法。如除去氢氧化钠胶体中的氯离子