Sản Xuất H2SO4 Trong Công Nghiệp

Trang chủ » Sơ đồ Sản Xuất Axit Sunfuric Trong Công Nghiệp » Sản Xuất H2SO4 Trong Công Nghiệp

Có thể bạn quan tâm

Sản xuất H2SO4 trong công nghiệpQuy trình sản xuất H2SO4Nâng cấp gói Pro để trải nghiệm website VnDoc.com KHÔNG quảng cáo, và tải file cực nhanh không chờ đợi. Mua ngay Từ 79.000đ Tìm hiểu thêm

Sản xuất H2SO4

  • 1. Tính chất hóa học của Axit Sunfuric H2SO4
    • 1.1. Tính chất H2SO4 loãng
    • 1.2. Tính chất với H2SO4 đặc
  • 2. Các công đoạn sản xuất axit sunfuric
  • 3. Bài tập vận dụng liên quan sản xuất axit sunfuric
    • 3.1. Bài tập tự luận axit sunfuric
    • 3.2. Câu hỏi trắc nghiệm liên quan

Sản xuất H2SO4 trong công nghiệp được VnDoc biên soạn tổng hợp lại quá trình sản xuất axit sunfuric. Trong sản xuất H2SO4 trong công nghiệp người ta cho khí SO3 hấp thụ vào được trải qua 3 công đoạn. Mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết dưới đây.

Nguyên liệu sản xuất H2SO4 trong công nghiệp là quặng pirit sắt (FeS2) hoặc lưu huỳnh, oxi và nước.

>> Mời các bạn tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:

  • Dung dịch H2SO4 loãng phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây
  • Axit sunfuric đặc nguội có thể đựng trong bình chứa làm bằng
  • Axit H2SO4 loãng tác dụng với Fe tạo thành sản phẩm
  • Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc 98 thu được Oleum có công thức dạng

1. Tính chất hóa học của Axit Sunfuric H2SO4

Axit Sunfuric có tính axit và tính bào mòn rất mạnh, có thể gây nguy hiểm cho bất cứ thứ gì khi họp chất này chạm vào nếu nồng độ cao hoặc vượt nồng độ cho phép. H2SO4 có độ biến động thấp nên thường được sử dụng trong việc điều chế các axit dễ bay hơi hơn thông qua phản ứng với muối axit khác.

Ngoài ra, nhờ tính háo nước mà hóa chất này còn được sử dụng để làm khô nhiều loại khí không phản ứng với axit. Khi cho H2SO4 vào quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ giống các loại axit khác.

Hiện tại, Axit Sunfuric có hai loại là axit sunfuric loãng và axit sunfuric đặc, mỗi loại lại có những đặc điểm hóa học khác nhau. Cụ thể như sau:

1.1. Tính chất H2SO4 loãng

  • H2SO4 tác dụng với kim loại (đứng trước H, trừ Pb) sẽ tạo ra muối sunfat. Phương trình ví dụ cụ thể: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑.
  • H2SO4 tác dụng với oxit bazơ sẽ tạo thành muối mới và nước, trong đó kim loại sẽ giữ nguyên giá trị. Phương trình ví dụ cụ thể: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O.
  • Axit sunfuric phản ứng với bazơ sẽ tạo ra muối mới và nước. Phương trình ví dụ cụ thể: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O, H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O.
  • H2SO4 tác dụng với muối sẽ tạo ra muối mới và axit mới. Phương trình ví dụ cụ thể: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑, H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑. Ở hai phương trình này, axit mới được sinh ra là HCO3 , vì đây là axit yếu nên đã nhanh chóng trở thành H2O và CO2 khi sinh ra.

1.2. Tính chất với H2SO4 đặc

  • H2SO4 tác dụng với kim loại sẽ tạo ra muối sunfat và chất khử cùng nước. Phương trình ví dụ cụ thể: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O.
  • H2SO4 tác dụng với phi kim tạo ra oxit phi kim và nước, đồng thời giải phóng khí SO2. Phương trình ví dụ cụ thể: C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2↑ (nhiệt độ), 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O.
  • Ngoài ra, axit sunfuric còn phản ứng với một số chất khử khác như: 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.
  • Cho axit H2SO4 vào cốc đựng đường, đường sẽ dần có màu đen và phun trào với phương trình hóa học sau: C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O.
  • Các phản ứng hóa học còn phụ thuộc vào nhiệt độ của H2SO4. Chẳng hạn như nếu axit sunfuric đặc nguội sẽ không phản ứng với nhôm hay sắt nhưng ở thể đặc nóng thì lại xảy ra phản ứng hóa học.

2. Các công đoạn sản xuất axit sunfuric

+ Giai đoạn 1: Sản xuất SO2: Đốt FeS2 hoặc S:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

Sản xuất lưu huỳnh đioxit bằng cách đốt lưu huỳnh trong không khí

S + O2 → SO2.

+ Giai đoạn 2: Sản xuất lưu huỳnh trioxit SO3 bằng cách oxi hóa SO2.

Oxi hóa SO2:

2SO2 + O2 → 2SO3.

+ Giai đoạn 3: Sản xuất axit sunfuric bằng cách cho SO3 tác dụng với nước:

SO3 + H2O → H2SO4

3. Bài tập vận dụng liên quan sản xuất axit sunfuric

3.1. Bài tập tự luận axit sunfuric

Câu 1. Từ 60 kg FeS2 sản xuất được bao nhiêu kg H2SO4 theo sơ đồ sau: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4

Đáp án hướng dẫn giải

nFeS2 = 60/120 = 0,5 kmol

FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4

0,5 → 1→ 1→ 1 mol

mH2SO4 = 1.98 = 98 kg

vậy 60kg FeS2 sản xuất được 98 kg H2SO4

Câu 2. Trong công nghiệp người ta điều chế H2SO4 từ quặng pirit sắt có thành phần chính là FeS2 theo sơ đồ sau FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4

a) Hoàn thành sơ đồ trên bằng các phương trình hóa học (ghi rõ điều kiện)

b) Tính khối lượng H2SO4 98% điều chế được từ 1 tấn quặng chứa 60% FeS2. Biết hiệu của cả quá trình là 80%.

Đáp án hướng dẫn giải

a, Phương trình hóa học xảy ra

4FeS2 + 11O2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) 2Fe2O3 + 8SO2↑ (1)

2SO2 + O2\overset{t^{\circ }, V_{2} O_{5} }{\rightarrow}\(\overset{t^{\circ }, V_{2} O_{5} }{\rightarrow}\)2SO3 (2)

SO3 + H2O → H2SO4 (3)

b, Đổi 1 tấn = 1000 kg.

mFeS2 = 1000.60% = 600 kg.

Cứ 120 kg FeS2 thì điều chế được 98 kg H2SO4

⇒Cứ 600 kg FeS2 thì điều chế được x (g) H2SO4

⇒x = 98.600/120 = 490 kg.

Mà H = 80% nên:⇒ mH2SO4 = 490.80% = 392 kg.

⇒mdd H2SO4(98%) = 392/98% = 400 kg = 0,4 tấn.

Câu 3. 

3.2. Câu hỏi trắc nghiệm liên quan

Câu 1. Cho sơ đồ điều chế axit sunfuric: A ⟶ SO2 ⟶ B ⟶ H2SO4. (A), (B) lần lượt là hợp chất nào sau đây

A. O2, SO3.

B. S, SO2.

C. FeS2, SO3.

D. FeS hoặc SO3.

Xem đáp ánĐáp án C

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

2SO2 + O2 → 2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Câu 2. Phản ứng nào sau đây có thể dùng sản xuất SO2 trong công nghiệp?

A. Cu + 2H2SO4 đặc \overset{t^{o} }{\rightarrow}\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\)SO2 + CuSO4 + 2H2O.

B. 4FeS2 + 11O2\overset{t^{o} }{\rightarrow}\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 8SO2 + 2Fe2O3.

C. C + 2H2SO4 đặc \overset{t^{o} }{\rightarrow}\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 2SO2 + CO2 + 2H2O.

D. K2SO3 + H2SO4 \overset{t^{o} }{\rightarrow}\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\)K2SO4 + SO2 + H2O

Xem đáp ánĐáp án B

Câu 3.  Trong công nghiệp, để sản xuất axit sunfuric người ta cho khí SO3 hấp thụ vào chất nào sau đây?

A. H2SO4 đặc

B. H2O2

C. H2O

D. H2SO4 loãng

Xem đáp ánĐáp án C

Câu 4. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Dùng KMnO4 oxi hoá dung dịch HCl đặc tạo ra khí Cl2.

B. Nhiệt phân KMnO4 tạo ra khí O2.

C. Cho dung dịch HCl dư vào CuS tạo ra khí H2S.

D. Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch Na2SO3 tạo ra khí SO2.

Xem đáp ánĐáp án C

Câu 5. Axit sunfuaric đặc khác axit sunfuaric loãng ở tính chất hóa học nào?

A. Tính bazo mạnh

B. Tính oxi hóa mạnh

C. Tính axit mạnh

D. Tính khử mạnh

Xem đáp ánĐáp án B

Câu 6. Để pha loãng H2SO4 đặc một cách an toàn, người ta tiến hành thực hiện thao tác nào sau đây:

A. Rót nhanh axit vào nước và khuấy đều

B. Rót nhanh nước vào axit và khuấy đều

C. Rót từ từ nước vào axit và khuấy đều

D. Rót từ từ axit vào nước và khuấy đều

Xem đáp ánĐáp án D

Để pha loãng H2SO4 đặc một cách an toàn, người ta tiến hành thực hiện thao tác nào sau đây: Rót từ từ axit vào nước và khuấy đều

Câu 7. Khi nhỏ từ từ axit sunfuric đặc vào ống nghiệm đựng đường, thấy:

A. Sinh ra chất rắn màu đen, xốp bị bọt khí đẩy lên miệng ống nghiệm.

B. Sinh ra chất rắn màu vàng nâu.

C. Sinh ra chất rắn màu đen và hơi nước ở thành ống nghiệm.

D. Sinh ra chất rắn màu vàng nâu, xốp bị bọt khí đẩy lên miệng ống nghiệm.

Xem đáp ánĐáp án A

H2SO4 đặc có tính háo nước sẽ than hóa đường saccarozo (màu đen xuất hiện):

C12H22O11 → 12C + 11H2O

Sau đó: C + 2H2SO4 → 2SO2 + CO2 + 2H2O (Có khí CO2, SO2 thoát ra)

Câu 8. Dãy kim loại nào trong các dãy sau đây gồm các kim loại đều không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?

A. Al, Zn, Cu

B. Fe, Mg, Cu

C. Zn, Fe, Mg

D. Al, Fe, Cu

Xem đáp ánĐáp án C

Câu 9. Dãy kim loại nào trong các dãy sau đây gồm các kim loại đều không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nguội?

A. Al, Fe, Cu

B. Zn, Pt, Mg

C. Al, Fe, Zn

D. Al, Fe, Cr

Xem đáp ánĐáp án D

Câu 10. Để nhận biết dung dịch H2SO4, người ta thường dùng

A. dung dịch NaOH.

B. dung dịch KCl.

C. dung dịch BaCl2.

D. dung dịch CuSO4.

Xem đáp ánĐáp án C

Để nhận biết dung dịch H2SO4, người ta thường dùng dung dịch BaCl2 vì tạo kết tủa trắng BaSO4

Câu 11. Nhận xét nào sau đây không đúng về H2SO4?

A. H­­2SO4 tan tốt trong nước

B. Ở điều kiện thường H2SO4 là chất rắn.

C. H2SO4 có tính axit mạnh.

D. H2SO4 đặc có tính háo nước.

Xem đáp ánĐáp án B

Câu 12. Ứng dụng nào sau đây không phải của sulfuric acid H2SO4

A. Sản xuất phân bón hóa học.

B. Khử chua đất trồng trọt.

C. Chế tạo các loại acquy.

D. Chế tạo phẩm nhuộm.

Xem đáp ánĐáp án B

Câu 13. Để an toàn khi pha loãng H2SO4 đặc cần thực hiện theo cách:

A. rót từng giọt nước vào axit.

B. rót từng giọt axit vào nước.

C. cho cả nước và axit vào cùng một lúc.

D. cả 3 cách trên đều được.

Xem đáp ánĐáp án B

Để an toàn khi pha loãng H2SO4 đặc cần thực hiện theo cách: rót từng giọt axit vào nước.

Câu 14. Chất nào sau đây có thể dùng làm thuốc thử để phân biệt dung dịch Na2SO4 và Na2CO3?

A. BaCl2.

B. HCl.

C. NaOH.

D. Ba(OH)2.

Xem đáp ánĐáp án B

A. Loại vì cả 2 cùng có hiện tượng thu được kết tủa trắng

B. Chọn vì khi cho dd HCl lần lượt vào 2 dd trên, dd nào có khí thoát ra ngoài là Na2CO3 còn không có hiện tượng gì là Na2SO4

PTHH: 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2↑ + H2O

C. Loại vì cho dd NaOH vào cả 2 dd đều không có hiện tượng gì

D. Loại vì cả 2 cùng có hiện tượng thu được kết tủa trắng

................................

Ngoài tài liệu Sản xuất H2SO4 trong công nghiệp, mời các bạn tham khảo thêm Giải bài tập Hóa học 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Từ khóa » Sơ đồ Sản Xuất Axit Sunfuric Trong Công Nghiệp