☰ Содержание · Химия

Производство серной кислоты. Практическая работа 2

Уроки 36–37 · 2 урока · И. Р. Аскаров, К. Гопиров, Н. Х. Тухтабоев. Химия, 8 класс, переработанное 4-е издание. «Янгиюль Полиграф Сервис», Ташкент, 2019
36

Промышленное получение серной кислоты

Учебник: с. 147–150
ЦельЗнай промышленное производство серной кислоты (контактный способ): сырьё, стадии и оптимальные условия.
Новые слова
сырьё · xomashyoкипящий слой · qaynovchi qatlamконтактный аппарат · kontakt apparatiолеум · oleum
Объяснение

Сырьё для серной кислоты: сера S, пирит FeS₂, сульфиды цветных металлов и H₂S. Производство идёт в три стадии. 1) Получение SO₂: обжиг пирита 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂; порошок пирита падает сверху в печь «кипящего слоя», а снизу вдувается воздух, поэтому он горит быстро и полностью. 2) Очистка SO₂: пыль удаляют в циклоне и электрофильтре, влагу — в сушильной башне с концентрированной H₂SO₄ — пыль и водяной пар отравляют катализатор. 3) В контактном аппарате SO₂ окисляется на катализаторе V₂O₅: 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ + Q. Реакция обратимая и экзотермическая, поэтому температуру поддерживают 400–450 °C: при более низкой температуре выход выше, но если она слишком низка, скорость падает. Выделяющееся тепло нагревает поступающий газ. Наконец, SO₃ поглощают не водой, а 98 %-ной H₂SO₄ (вода дала бы туман): H₂SO₄ + nSO₃ → олеум, который затем разбавляют. Процесс непрерывный; выбросы SO₂ нужно улавливать, чтобы они не отравляли окружающую среду.

Примеры
FeS₂ → 2H₂SO₄ (сера сохраняется). Теоретически 120 г (1 моль) пирита дают 2 моль, то есть 196 г H₂SO₄; 600 г пирита дают 5·196 = 980 г.
S → H₂SO₄: 32 г S дают 98 г кислоты. 64 кг S дают 64·98 : 32 = 196 кг H₂SO₄. 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂: 4 моль пирита (480 г) дают 8 моль SO₂ (512 г).
Работа в классе

«Схема завода»: на большом листе нарисуй блок-схему завода серной кислоты: сырьё → печь → очистка → сушка → контактный аппарат → поглотительная башня → склад. Под каждым блоком запиши уравнение или условие. Наблюдай во время экскурсии или по видео; никогда не заходи на завод самостоятельно.

Упражнения
1
Назови три стадии производства серной кислоты.
2
Почему SO₃ поглощают 98 %-ной H₂SO₄, а не водой?
3
Сколько кг H₂SO₄ можно теоретически получить из 64 кг серы?
4
Почему температуру в контактном аппарате поддерживают ни слишком высокой, ни слишком низкой?