高考化学考点解析全程复习考点.doc

高考化学考点解析全程复习考点: 硫酸工业环境保护
复习重点
。

难点聚焦
一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备
:硫铁矿(FeS2)、空气、水。
利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少,主要用黄铁矿(主要成分为FeS2)作生产硫酸的原料。
、三反应:
(1) 4FeS2 +11O2=== 2Fe2O3+8SO2(高温)
(2)2 SO2+ O2 ≒  2 SO3 (催化剂,加热),(3) SO3 + H2O === H2SO4
:(1)沸腾炉(2)接触室(3)合成塔
:化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。
(1)增大反应物浓度、增大反应物间接触面积,能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动,以充分提高原料利用率。
(2)热交换原理:在接触室中生成的热量经过热交换器,传递给进入接触室的需要预热的混合气体,为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。
(3)逆流原理:液体由上向下流,气体由下向上升,两者在逆流过程中充分反应。
接触法制硫酸的原理、过程及典型设备
三原料
三阶段
三反应(均放热)
三设备
三净化
黄铁矿或S
造气
4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2(高温)或S+O2=SO2
沸腾炉
除尘
空气
接触氧化
2 SO2 + O2  ≒  2 SO3 (催化剂)
接触室(含热交换器)
洗涤
%浓硫酸
三氧化硫吸收
SO3+ H2O === H2SO4
吸收塔
干燥
接触法制硫酸示意图:


二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的、放热的反应。
温度
二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应,根据化学平衡理论判断,温度较低对反应有利。但是,温度较低时,反应速率低,考虑催化剂在400∽500℃活性最大,在实际生产中,选定400~500℃作为操作温度,这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想。
压强
二氧化硫接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应,根据化学平衡理论判断,加压对反应有利。但是,在常压、400~500℃时,二氧化硫的转化率已经很高,加压必须增加设备,增大投资和能量消耗,故在实际生产中,通常采用常压操作,并不加压。
二氧化硫接触氧化的适宜条件
常压、较高温度(400~500℃)和催化剂

(1)依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理,送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒,增大矿石跟空气的接触面积,使之充分燃烧。
(2)依据增大廉价易得的反应物的浓度,使较贵重的原料得以充分利用的原理,采用过量的空气使黄铁矿充分燃烧。
(3)通入接触室的混合气体必须预先净化,其原因是:炉气中含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。砷、硒化合物和矿尘等会使催化剂中毒;水蒸气对生产和设备有不良影响。因此,炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
(4)在接触室里装有热交换器,其作用是在二氧化硫接触氧化时,用放出的热量来加热未反应的二氧化硫和空气,充分利用热能,节约燃料。
(5)%的浓硫酸,若用水或稀硫酸吸收,容易形成酸雾,且吸收速度慢。
二、有关计算
、转化率、产率的计算
(1)物质纯度(%)=不纯物质中含纯物质的质量÷不纯物质的总质量×100%
(2)原料利用率(%)=实际参加反应的原料量÷投入原料总量×100%
(或转化率)
(3)产率(%)=实际产量÷理论产量×100%
(4)化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率

(1)关系式法:先写出多步反应的化学方程式,然后找出反应物和生成物之间物质的量(或质量)之比,列出关系式,即可一步计算。
(2)元素守衡法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关系的简便方法,就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系,如: FeS2~2H2SO4, S~H2SO4。
若已知(欲求)FeS2含量,用前面的关系式,若已知(欲求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)进行计算。

(1)注意科学实验与实际生产的区别
在科学实验中,为了探索某个重要的原理或实现某个重要的反应,可以不惜大量的时间和资金。而化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上,着重考虑综合经济效益,最大限度