Номер 3, страница 335 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 70. Производство серной кислоты. Глава 7. Химическая технология - номер 3, страница 335.

Условие.

3. Что служит сырьем для производства серной кислоты?

Решение.

Решение 2.

Основным сырьем для производства серной кислоты служат различные серосодержащие материалы, из которых на первой стадии технологического процесса получают диоксид серы ($SO_2$). Выбор конкретного вида сырья зависит от его доступности в данном регионе, стоимости, содержания серы и наличия примесей.

К основным видам сырья относятся:

• Пирит (серный колчедан) — $FeS_2$. Это один из самых распространенных источников серы в промышленности. Диоксид серы получают путем обжига пирита в печах "кипящего слоя".

  Уравнение реакции обжига пирита:

  $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{800-900^\circ C} 2Fe_2O_3 + 8SO_2 \uparrow$

• Самородная сера — $S$. Использование серы позволяет получить более чистый диоксид серы, что упрощает технологическую схему производства и повышает качество конечного продукта. Серу сжигают в потоке осушенного воздуха.

  Уравнение реакции горения серы:

  $S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2 \uparrow$

• Сульфидные руды цветных металлов. Диоксид серы является побочным продуктом при обжиге сульфидных руд в металлургии, например, цинковых ($ZnS$, сфалерит), медных ($CuFeS_2$, халькопирит) и свинцовых ($PbS$, галенит). Комплексное использование сырья позволяет утилизировать отходящие сернистые газы, которые в противном случае загрязняли бы атмосферу.

  Пример реакции обжига сфалерита:

  $2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_2 \uparrow$

• Сероводород ($H_2S$). Сероводород содержится в природном газе, попутных нефтяных газах ("кислые газы"), а также образуется при коксовании угля и переработке нефти. Его сжигание позволяет не только получить $SO_2$, но и обезвредить токсичный газ.

  Уравнение реакции сжигания сероводорода:

  $2H_2S + 3O_2 \xrightarrow{t} 2SO_2 \uparrow + 2H_2O$

• Сульфаты, такие как гипс ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) и ангидрит ($CaSO_4$). Этот вид сырья используется значительно реже из-за высокой энергоемкости процесса. Их перерабатывают при высоких температурах (свыше 1200 °C) с добавлением угля (кокса) в качестве восстановителя.

  Пример реакции:

  $2CaSO_4 + C \xrightarrow{t} 2CaO + 2SO_2 \uparrow + CO_2 \uparrow$

Ответ:

Сырьем для производства серной кислоты служат природные вещества и промышленные отходы, содержащие серу. Основными видами сырья являются: пирит ($FeS_2$), самородная сера ($S$), сульфидные руды цветных металлов (например, $ZnS$, $PbS$, $CuFeS_2$), отходящие промышленные газы, содержащие диоксид серы ($SO_2$) или сероводород ($H_2S$), а также, реже, природные сульфаты, как гипс ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$).