2019-2020年高中化學 5.2《關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論》教案 舊人教版選修.doc

2019-2020年高中化學 5.2關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論教案 舊人教版選修一、學習目標：1、 了解硫酸工業(yè)中原料的綜合利用方式和方法；2、 了解硫酸工業(yè)中能量的充分利用方式和方法；3、 了解硫酸工業(yè)中三廢處理、避免環(huán)境污染的方式和方法；4、 了解化學工業(yè)工廠選址的原理。二、記憶內容：1、酸雨的定義：pH5.6的雨水稱作酸雨，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，由弱電解質變?yōu)閺婋娊赓|2H2SO3 +O2 = 4H+ +2SO42-2、硫酸工業(yè)中三廢的主要成份和處理辦法：廢氣主要是SO2，用氨水吸收。也可以用石灰吸收而制成石膏廢液(污水)主要是亞硫酸和硫酸用石灰乳中和廢渣 沸騰爐中出來的廢渣中含大量的三氧化二鐵，用作制造水泥的原料或用于制磚含鐵品位高的礦渣，經(jīng)處理后可以煉鐵3、硫酸工廠選址要靠近消費地，遠離旅游地，可遠離原料產(chǎn)地；靠近河流，但要在城市的下游； 三、學習材料：提高硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的途徑綜合經(jīng)濟效益包括最大限度地賺錢和社會效益，如保護環(huán)境、保障工人的安全等等(1)環(huán)境保護與原料的綜合利用在化學上沒有廢品化工生產(chǎn)中，某一部門的“三廢”可以是其他部門的原料所以化工生產(chǎn)過程中要盡可能把“三廢”變成有用的副產(chǎn)品即實現(xiàn)原料的綜合利用，這既有利于降低生產(chǎn)成本又特別地保護了環(huán)境硫酸工業(yè)中“三廢”處理措施：廢氣“”用氨水吸收 用氨水吸收SO2生成（NH4）2SO3，再用硫酸處理（NH4）2SO3，得到較純凈的SO2和（NH4）2SO4，SO2繼續(xù)用于制硫酸，（NH4）2SO4用作化肥SO2也可以用石灰 吸收而制成石膏廢液(污水)用石灰乳中和廢渣 沸騰爐中出來的廢渣用作制造水泥的原料或用于制磚含鐵品位高的礦渣，經(jīng)處理后可以煉鐵(2)能量的充分利用許多化學反應是放熱反應化工生產(chǎn)中應充分利用反應熱，這對于降低生產(chǎn)成本具有重要意義硫酸的生產(chǎn)過程中要消耗大量能量，發(fā)生的化學反應又放出大量熱量(能量)，而且后者是前者的2倍因此，能充分利用反應放出的熱量，不僅不需要由外界向硫酸廠供應能量，而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量的能量硫酸廠利用“廢熱”的措施有：在沸騰爐旁設置“廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室中設置熱交換器，利用SO2氧化成SO3時放出的熱來預熱反應物SO2、O2，使反應物達到適宜于反應的溫度(3)生產(chǎn)規(guī)模和廠址選擇一般說來，現(xiàn)代化工生產(chǎn)要求有較大的生產(chǎn)規(guī)模在我國要求硫酸廠應在年產(chǎn)4萬噸以上化工廠廠址選擇，涉及原料、水源、能源、土地供應、市場需求、交通運輸和環(huán)境保護等諸多因素，應對這些因素綜合考慮，權衡利弊，才能作出合理的抉擇由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費中心的地區(qū)工廠規(guī)模的大小，可根據(jù)硫酸的用量決定例 接觸法制硫酸排放的尾氣中含有少量的二氧化硫為了防止污染大氣，在排放前設法進行綜合利用(1)某硫酸廠每天排放的1萬立方米(折算為標準狀況下)尾氣中含有0.2(體積分數(shù))的SO2問用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，理論上可得到多少千克石膏CaSO4H2O？(2)如果將一定體積的尾氣通入100mL2mol/L的氫氧化鈉溶液使其完全反應，經(jīng)測定所得溶液中含16.7g溶質試分析溶液的成分，通過計算確定各成分的物質的量(3)工廠在尾氣處理制石膏的過程中，中間產(chǎn)物是亞硫酸氫鈉調節(jié)尾氣排放的流量，以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量現(xiàn)設n(SO2)、n(NaOH)和n(NaHSO3)分別表示二氧化硫、氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的物質的量，且 ，試寫出x在不同取值范圍時，n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)與n(SO2)、n(NaOH)間的關系式x分析與解答(1)根據(jù)硫原子守恒得到如下關系： y153.6kg(2)根據(jù)質量守恒和 守恒解題溶液中的溶質有三種可能的情況：全部為Na2SO3 全部為NaHSO3 Na2SO3和NaHSO3的混合物對于溶液中的溶質，可以這樣分析，假定0.2 mol NaOH全部轉化為0.1mol Na2SO3，質量為12.6g；假定0.2molNaOH全部轉化為0.2mol NaHSO3，質量為20.8g；因12.6g<16.7g<20.8g，故16.7g為兩者的混合物設Na2SO3的物質的量為Z，NaHSO3的物質的量為W若解得Z0，W0，則為兩者的混合物 Z0.05mol W0.1mol(3)根據(jù)化學方程式： 若 不生成 若 NaOH都生成 若 ，設先發(fā)生(1)反應，NaOH全部反應完，用去 ，剩余 參加(2)反應，生成 ； 四、下面是關于本部分知識的一些習題，希望大家能根據(jù)這些習題了解本部分知識的習題類型，并希望能達到拋磚引玉的效果，使得同學們能自己編制出具有價值的思考題。1 工業(yè)上常以黃鐵礦為原料，采用接觸法制 生產(chǎn)過程如下：試回答下列問題：(1)寫出下列反應的化學方程式沸騰爐中：_；接觸室中：_(2)凈化的主要目的是_(3)氣體A的成分是_，為了提高原料的利用率_應過量(4)尾氣可用氨水和硫酸處理處理的目的是_處理的化學反應原理是_，_處理后的產(chǎn)品是_(5)請你提供一種處理礦渣的方法答：_2接觸法制硫酸過程中，屬于廉價原料的是 ( )A硫鐵 B空氣 C水 D催化劑3SO2是大氣的主要污染物，并且是造成酸雨的主要物質一般認為造成大氣污染的SO2主要生成途徑是 ( )A工業(yè)制H2SO4的尾氣排放 B燃燒化石燃料C實驗室中廢氣排放 D硝酸工業(yè)的尾氣排放4歷史上曾經(jīng)用鉛室法制硫酸，反應原理為： (在鉛室中) 試回答下列問題：(1)NO2的作用是什么？(2)怎樣分離SO3和NO的混合氣體？(3)評價該方法的優(yōu)缺點5某校課外活動小組的同學采集了某次降雨的雨樣，并每隔一段時間測其pH，結果如下表時間 開始 8h 16h 24h 32h 40h 48hpH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0依據(jù)此數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)此次降雨是否屬于酸雨？為什么？(2)此數(shù)據(jù)變化證明造成酸雨的主要物質是_，而不是_(3)解釋pH變化原因，寫出離子方程式