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]
要配制的硫酸溶液的摩尔浓度
是2.5mol/L,折合成质量/体积
表示式是:
98g/mol*2.5mol/L
=245g/L=6.125g/25ml
.
所以需要的原料浓硫酸质量是:
6.125g/0.98=6.25g
.
取6.25克质量分数为98%的浓硫酸
溶于溶剂(一般是水)中,稀释成25
毫升即可.
0.5mol/l的硫酸的配制方法:
1、计算1mol/L的硫酸试剂用量:1000÷1000×0.5÷1×1000=500(ml)。
2、用500ml的量筒量取1mol/L的硫酸溶液500ml。
3、在烧杯中加入一些蒸馏水,把量取好的硫酸稀释。
4、将稀释后冷却的硫酸溶液移入1000ml容量瓶中,冲洗三次,冲洗液也移入1000ml容量瓶中。
5、向容量瓶中缓缓加入蒸馏水,直到液体的凹液面也刻度平行。
6、将容量瓶的盖子盖好,轻轻摇匀配好的硫酸溶液。
浓硫酸稀释时:顺序不能颠倒,以免造成事故。记得“酸入水,沿杯壁慢慢倒,不断搅拌”。因为稀释硫酸会放热,所以稀释硫酸应冷却至室温,然后储存在试剂瓶中。
浓硫酸与浓硝酸的混合类似于浓硫酸的稀释,硫酸与硝酸混合具有强的氧化性,常用于将醇类物质的羟基转化为硝基氧基(硝酸盐)。
如:用100ml容量瓶配置,则先计算浓硫酸用量0.2*98/0.98=20克 用质量除以密度的浓硫酸的体积20/1.84=10.9ml用量筒量取这么多体积的浓硫酸
用烧杯取50ml左右的蒸馏水将其稀释后冷却到室温转移到容量瓶中,再用少量蒸馏水反复冲洗烧杯,也将这部分溶液转入容量瓶中,最后用胶头滴管加水定容,混合均匀就可以了.
2、具体配制步骤:
(1)首先(例如)确定配制的硫酸的体积(V2=1000ml)、物质的量浓度(C2=4.5mol/L)
(2)依据C1V1=C2V2,计算准确量取浓硫酸的体积V2
(3)C2V2=C1V1/C2 =1000x4.5 /18=250(ml);
(4)用量筒量取浓硫酸250ml,在不断搅拌的条件下,缓慢加入600 ml蒸馏水的1000ml烧杯中;
(5)继续加水至1000ml,搅拌均匀后转移到1000ml的试剂瓶中,
(6)贴好标签。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀,不能先加苯,因为苯具有挥发性;
③在50℃~60℃下发生反应,温度小于100℃,需要50℃~60℃水浴加热;
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤,最后用蒸馏水洗涤,用NaOH洗去未反应的酸,最后用蒸馏水除去氢氧化钠;
⑤将用无水氯化钙干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯,无水氯化钙具有吸水性且和硝基苯不反应.
(1)配制一定比例浓硝酸和浓硫酸混合酸时,相当于浓硫酸的稀释,其操作方法为:将浓硫酸沿内壁缓缓注入盛有浓硝酸的烧杯中,并不断搅拌,冷却,故答案为:将浓硫酸沿内壁缓缓注入盛有浓硝酸的烧杯中,并不断搅拌,冷却;
(2)在50℃~60℃下发生反应,温度小于100℃,需要50℃~60℃水浴加热,故答案为:50℃~60℃水浴加热;
(3)分离互不相溶的液体采用分液方法分离,使用的仪器是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(4)氢氧化钠溶液具有碱性,能中和未反应的酸,所以氢氧化钠的作用是洗去粗产品中的酸性杂质,
故答案为:洗去粗产品中的酸性杂质;
(5)水浴加热时温度计应该测量水浴温度,故选C.
2.量取:用量程合适的量筒量取浓硫酸.
3.稀释:将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中,此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热.
以上三步骤为基本步骤,若是精确配置一定量的稀硫酸的话还有以下步骤:
4.转移:将稀释后的浓硫酸倒入容量瓶中,容量瓶规格按需决定,此过程中需用玻璃棒进行引流,且必须等到溶液冷却完全才可转移.
5.洗涤:用蒸馏水(一般用洗瓶)洗涤烧杯2~3次,并将洗涤液转移入容量瓶.
6.定容:往容量瓶中加入蒸馏水至离刻度线2~3cm处,改用胶头滴管滴加,直至凹液面最低处与刻度线相平.定容过程中视线应与刻度线保持水平位置.
7.摇匀:盖上容量瓶的玻璃盖,左手掌心拖住瓶底,右手食指紧按住玻璃盖,其余四指轻拢瓶颈,进行上下颠倒摇匀.
以上步骤完成,静置后可取用.