实验室怎么制备二氧化硫?

易金矿业网 2023-03-11 17:27 编辑:admin 96阅读

一、实验室怎么制备二氧化硫?

在硫磺燃烧的条件下生成二氧化硫,反应方程式:S+O=SO (点燃)。

硫化氢燃烧生成二氧化硫,反应方程式:2HS+3O=2HO+2SO(点燃)。

加热硫铁矿、闪锌矿、硫化汞生成二氧化硫,反应方程式:4FeS + 11O=2FeO + 8SO、2ZnS+ 3O=2ZnO+ 2SO、HgS+ O(g)=Hg+ SO。

二氧化硫的制取亚硫酸盐跟h2so4反应可制得较纯的二氧化硫。na2so3+h2so4=na2so4+h2o+so2↑

在一个250毫升的圆底烧瓶里盛亚硫酸钠14克,分液漏斗里盛浓h2so4,将浓h2so4逐滴加入烧瓶里,立即有二氧化硫气体发生,不需加热。当亚硫酸钠全部被酸浸湿而发生气体的速度减慢时,可以微微加热,以加速反应的进行。

二氧化硫容易跟水反应,所以要用向上排空气法收集。用玻璃棒蘸氨水放在瓶口,如果出现浓厚的白烟,表示二氧化硫已收集满。二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,勿使它逸散出来污染空气。

二、煅烧硫铁矿(主要成份是FeS2),可获得制取硫酸所需的SO2

增大压强不明确,这里可以加入稀有气体,反应速率不变

增大压强改变反应速率,主要是使气体的单位体积浓度增加

本质是浓度的改变

如果是稀有气体加入,浓度不变,反应速率不变

三、硫酸生产主要有硫磺法和硫铁矿法等,这两种制法均经过催化氧化步骤.(1)钒触媒(V2O5)能加快SO2的氧化

(1)SO2先与V2O5反应生成V2O4,V2O5参与反应作氧化剂,本身被还原为V2O4则二氧化硫被氧化为三氧化硫,

故答案为:SO2+V2O5?V2O4+SO3;

(2)根据公式n=c×v,I2的物质的量为n=0.0500mol/L×0.01L=5×10-4mol,根据反应:

                 SO2 +I2 +2H2O=H2SO4+2HI

             5×10-4mol     5×10-4mol

标准状况下的体积为5×10-4mol×22.4L/mol=1.12×10-2L.V(采集烟气)=100.0mL(已折算为标准状况),则烟气中SO2的体积分数为

0.0112L

0.1L

=0.112.故答案为:0.112;

(3)当压强为0.1KPa时,SO2的转化率为0.90,SO2的转化率已很高,当压强为1.0KPa时,SO2的转化率为0.95;

此时,对设备、能源都有很高的要求,压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显,经济上不划算,

故答案为:在常压时,SO2的转化率已很高,若加压,则对设备、能源等有较高的要求,经济上不划算;

(4)在温度相同、体积均为1L的三个密闭容器中,SO3的物质的量均为1mol.化学平衡状态的达到与化学反应途径无关.在相同的条件下,可逆反应,无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,就是等效平衡.三个密闭容器,保持恒温、恒容,最终c(SO3)=1.4 mol?L-1.三个容器中的反应为等效平衡.体积均为1L,最终n(SO3)=1.4 mol.

甲                  2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-98.3kJ?mol-1.

起始量(mol)      2              1                         0

变化量 (mol)    1.4           0.7                     1.4-98.3kJ×

1.4

2

=68.81KJ     

平衡量 (mol)    0.6           0.3                     

故a=68.81,α1=

1.4  

2

=0.7,

乙容器保持恒温、恒容,和甲容器中反应为等效平衡.故b=98.3kJ×(2-1.4)/2=29.49kJ.该反应从三氧化硫开始,α2=

2?1.4

2

=0.3,α1+α2=0.7+0.3=1.

丙                2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H=-98.3kJ?mol-1.吸收ckJ说明反应从逆反应方向开始.

起始量(mol)      m          n             p

变化量 (mol)    0.2         0.1       1.4÷(1-12.5%)-1.4          

平衡量 (mol)   m+0.2     n+0.1               1.4       

P=1.4÷(1-12.5%)=1.6,c=98.3kJ×(1.6-1.4)/2=9.83

b+c=29.49+9.83=39.32kJ,

故答案为:1;1.6;39.32.

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四、怎么用石膏制硫酸?

一种不需矾触媒的低温分解法石膏制硫酸工艺在江西研制成功。3月20日,小试产出合格产品。该技术正在加紧建设中试装置,预计本月内即可进入中试。

此前,国内外硫黄制酸、硫铁矿制酸、冶炼烟气及磷石膏制酸,普遍采用先制得二氧化硫,通过矾触媒催化剂转化为三氧化硫,再制取硫酸的工艺路线。由硫黄或硫铁矿制二氧化硫较容易,但由磷石膏制二氧化硫非常因难,需经脱磷、脱氟、干燥,掺入焦炭,预热到700-800℃后再进迥转炉,并且要在1400℃以上的高温下才能制得二氧化硫。因此,磷石膏按照硫黄或硫铁矿的工艺路线来制硫酸既不合理也不经济。由于传统的石膏制硫酸工艺复杂,所需投资很大,耗能很高,工艺过程中产生严重的二次污染,―‘直难以推广使用。如何充分合理地利用国内资源,生产出低能耗、低成本、投资少、无环境污染的高品质硫酸,成为业界人士关注的焦点。

低温分解法工艺以石膏(包括磷石膏或其他副产石膏)、二氧化碳为原料,采取较低的温度,比传统磷石膏制硫酸工艺低1000℃以上分解石膏,不需矾触媒。该技术发明人、原南昌工业技术研究院高级工程师张智新告诉记者,这种新工艺反应温度低,耗能少,工艺流程简短,投资少,实施容易,能使硫资源得到有效循环利用。工艺全流程没有“三废”产生和排出,是无污染的绿色工艺。

据介绍,以磷石膏为原料建设年产10万吨硫酸(98%)的生产装置仅需投资约2200万元。生产1吨硫酸(98%)副产1吨碳酸钙,吨硫酸(98%)实际生产成本仅97元。以白色石膏粉为原料,还可产出超微(纳米或微米级)碳酸钙。对于以硫酸为主要原料的磷酸生产工艺,每生产1吨100%的磷酸耗98%硫酸2.8吨,硫酸消耗的成本高达4200多元。采用低温分解法磷石膏制硫酸工艺以后,硫酸消耗的成本仅272元,一套年产10万吨100%的磷酸装置年可获利3.928亿元。

另据了解,该项新工艺技术已经申请国家发明专利。

硫酸钙在非常高的温度下可以制得二氧化硫(同时得到氧化钙和氧气),但这个反应在工业上是不划算的,温度太高对设备要求高、且能耗大。

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