2019-2020年高中化学 5.2《关于硫酸工业综合经济效益的讨论》教案 旧人教版选修.doc

2019-2020年高中化学 5.2关于硫酸工业综合经济效益的讨论教案 旧人教版选修一、学习目标：1、 了解硫酸工业中原料的综合利用方式和方法；2、 了解硫酸工业中能量的充分利用方式和方法；3、 了解硫酸工业中三废处理、避免环境污染的方式和方法；4、 了解化学工业工厂选址的原理。二、记忆内容：1、酸雨的定义：pH5.6的雨水称作酸雨，造成酸雨的原因是SO2，NOx，酸雨的主要成份是硫酸，原因：H2SO3被氧化成H2SO4，由弱电解质变为强电解质2H2SO3 +O2 = 4H+ +2SO42-2、硫酸工业中三废的主要成份和处理办法：废气主要是SO2，用氨水吸收。也可以用石灰吸收而制成石膏废液(污水)主要是亚硫酸和硫酸用石灰乳中和废渣 沸腾炉中出来的废渣中含大量的三氧化二铁，用作制造水泥的原料或用于制砖含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁3、硫酸工厂选址要靠近消费地，远离旅游地，可远离原料产地；靠近河流，但要在城市的下游； 三、学习材料：提高硫酸工业综合经济效益的途径综合经济效益包括最大限度地赚钱和社会效益，如保护环境、保障工人的安全等等(1)环境保护与原料的综合利用在化学上没有废品化工生产中，某一部门的“三废”可以是其他部门的原料所以化工生产过程中要尽可能把“三废”变成有用的副产品即实现原料的综合利用，这既有利于降低生产成本又特别地保护了环境硫酸工业中“三废”处理措施：废气“”用氨水吸收 用氨水吸收SO2生成（NH4）2SO3，再用硫酸处理（NH4）2SO3，得到较纯净的SO2和（NH4）2SO4，SO2继续用于制硫酸，（NH4）2SO4用作化肥SO2也可以用石灰 吸收而制成石膏废液(污水)用石灰乳中和废渣 沸腾炉中出来的废渣用作制造水泥的原料或用于制砖含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁(2)能量的充分利用许多化学反应是放热反应化工生产中应充分利用反应热，这对于降低生产成本具有重要意义硫酸的生产过程中要消耗大量能量，发生的化学反应又放出大量热量(能量)，而且后者是前者的2倍因此，能充分利用反应放出的热量，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量硫酸厂利用“废热”的措施有：在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设置热交换器，利用SO2氧化成SO3时放出的热来预热反应物SO2、O2，使反应物达到适宜于反应的温度(3)生产规模和厂址选择一般说来，现代化工生产要求有较大的生产规模在我国要求硫酸厂应在年产4万吨以上化工厂厂址选择，涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素，应对这些因素综合考虑，权衡利弊，才能作出合理的抉择由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区工厂规模的大小，可根据硫酸的用量决定例 接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的二氧化硫为了防止污染大气，在排放前设法进行综合利用(1)某硫酸厂每天排放的1万立方米(折算为标准状况下)尾气中含有0.2(体积分数)的SO2问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，理论上可得到多少千克石膏CaSO4H2O？(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol/L的氢氧化钠溶液使其完全反应，经测定所得溶液中含16.7g溶质试分析溶液的成分，通过计算确定各成分的物质的量(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠调节尾气排放的流量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量现设n(SO2)、n(NaOH)和n(NaHSO3)分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且 ，试写出x在不同取值范围时，n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)与n(SO2)、n(NaOH)间的关系式x分析与解答(1)根据硫原子守恒得到如下关系： y153.6kg(2)根据质量守恒和 守恒解题溶液中的溶质有三种可能的情况：全部为Na2SO3 全部为NaHSO3 Na2SO3和NaHSO3的混合物对于溶液中的溶质，可以这样分析，假定0.2 mol NaOH全部转化为0.1mol Na2SO3，质量为12.6g；假定0.2molNaOH全部转化为0.2mol NaHSO3，质量为20.8g；因12.6g16.7g20.8g，故16.7g为两者的混合物设Na2SO3的物质的量为Z，NaHSO3的物质的量为W若解得Z0，W0，则为两者的混合物 Z0.05mol W0.1mol(3)根据化学方程式： 若 不生成 若 NaOH都生成 若 ，设先发生(1)反应，NaOH全部反应完，用去 ，剩余 参加(2)反应，生成 ； 四、下面是关于本部分知识的一些习题，希望大家能根据这些习题了解本部分知识的习题类型，并希望能达到抛砖引玉的效果，使得同学们能自己编制出具有价值的思考题。1 工业上常以黄铁矿为原料，采用接触法制 生产过程如下：试回答下列问题：(1)写出下列反应的化学方程式沸腾炉中：_；接触室中：_(2)净化的主要目的是_(3)气体A的成分是_，为了提高原料的利用率_应过量(4)尾气可用氨水和硫酸处理处理的目的是_处理的化学反应原理是_，_处理后的产品是_(5)请你提供一种处理矿渣的方法答：_2接触法制硫酸过程中，属于廉价原料的是 ( )A硫铁 B空气 C水 D催化剂3SO2是大气的主要污染物，并且是造成酸雨的主要物质一般认为造成大气污染的SO2主要生成途径是 ( )A工业制H2SO4的尾气排放 B燃烧化石燃料C实验室中废气排放 D硝酸工业的尾气排放4历史上曾经用铅室法制硫酸，反应原理为： (在铅室中) 试回答下列问题：(1)NO2的作用是什么？(2)怎样分离SO3和NO的混合气体？(3)评价该方法的优缺点5某校课外活动小组的同学采集了某次降雨的雨样，并每隔一段时间测其pH，结果如下表时间 开始 8h 16h 24h 32h 40h 48hpH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0依据此数据回答下列问题：(1)此次降雨是否属于酸雨？为什么？(2)此数据变化证明造成酸雨的主要物质是_，而不是_(3)解释pH变化原因，写出离子方程式