制备硫酸是一个高度危险的过程,涉及有毒气体、强腐蚀性物质和高温高压反应,必须在专业工业环境中由受过培训的人员操作。以下是工业制备硫酸的简要流程(接触法),但严禁在非专业环境下尝试!
工业制备硫酸(接触法)
原料处理
- 硫磺(S)或黄铁矿(FeS₂)燃烧生成二氧化硫(SO₂):
[ \text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2 \quad \text{或} \quad 4\text{FeS}_2 + 11\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{SO}_2 ]
- 硫磺(S)或黄铁矿(FeS₂)燃烧生成二氧化硫(SO₂):
催化氧化
- SO₂在五氧化二钒(V₂O₅)催化下氧化为三氧化硫(SO₃):
[ 2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{V}_2\text{O}_5, 450^\circ\text{C}} 2\text{SO}_3 ]
- SO₂在五氧化二钒(V₂O₅)催化下氧化为三氧化硫(SO₃):
吸收与稀释
- SO₃用98%浓硫酸吸收生成发烟硫酸(H₂S₂O₇),再加水稀释成所需浓度:
[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 ]
[ \text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{H}_2\text{SO}_4 ]
- SO₃用98%浓硫酸吸收生成发烟硫酸(H₂S₂O₇),再加水稀释成所需浓度:
重要警告
- 毒性气体:SO₂和SO₃会严重损伤呼吸道,甚至致命。
- 强腐蚀性:硫酸可造成严重化学烧伤。
- 高温高压:反应条件苛刻,需专业设备。
- 法律限制:私自制备高浓度硫酸可能违法。
安全建议
- 实验室需求:直接购买市售硫酸,切勿自行制备。
- 防护措施:操作硫酸需穿戴防酸服、护目镜及通风设备。
- 应急处理:若接触皮肤,立即用大量清水冲洗并就医。
请务必遵守安全规范,生命至上!