高中化學(xué) 5.2《關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論》教案 舊人教版選修

1、關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(xué)工業(yè)工廠選址的原理。二、記憶內(nèi)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(zhì)變?yōu)閺?qiáng)電解質(zhì)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

2、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(fèi)地，遠(yuǎn)離旅游地，可遠(yuǎn)離原料產(chǎn)地；靠近河流，但要在城市的下游； 三、學(xué)習(xí)材料：提高硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的途徑綜合經(jīng)濟(jì)效益包括最大限度地賺錢和社會效益，如保護(hù)環(huán)境、保障工人的安全等等(1)環(huán)境保護(hù)與原料的綜合利用在化學(xué)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(shí)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

3、保護(hù)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(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)化工生產(chǎn)中應(yīng)充分利用反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)放出

4、的熱量，不僅不需要由外界向硫酸廠供應(yīng)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(shè)置“廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室中設(shè)置熱交換器，利用SO2氧化成SO3時(shí)放出的熱來預(yù)熱反應(yīng)物SO2、O2，使反應(yīng)物達(dá)到適宜于反應(yīng)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(yīng)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(yīng)、市場需求、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等諸多因素，應(yīng)對這些因素綜合考慮，權(quán)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(yùn)輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費(fèi)中心的地區(qū)工廠規(guī)模的大小，可根

5、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?yàn)榱朔乐刮廴敬髿?，在排放前設(shè)法進(jìn)行綜合利用(1)某硫酸廠每天排放的1萬立方米(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)尾氣中含有0.2(體積分?jǐn)?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CaSO4·H2O？(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(yīng)，經(jīng)測定所得溶液中含16.7g溶質(zhì)試分析溶液的成分，通過計(jì)算確定各成分的物質(zhì)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(diào)節(jié)尾氣排放的流量，以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質(zhì)的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量

6、現(xiàn)設(shè)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(zhì)的量，且 ，試寫出x在不同取值范圍時(shí)，n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)與n(SO2)、n(NaOH)間的關(guān)系式  x       分析與解答(1)根據(jù)硫原子守恒得到如下關(guān)系：                  y153.6kg(2)根據(jù)質(zhì)量守恒

7、和 守恒解題溶液中的溶質(zhì)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(zhì)，可以這樣分析，假定0.2 mol NaOH全部轉(zhuǎn)化為0.1mol Na2SO3，質(zhì)量為12.6g；假定0.2molNaOH全部轉(zhuǎn)化為0.2mol NaHSO3，質(zhì)量為20.8g；因12.6g<16.7g<20.8g，故16.7g為兩者的混合物設(shè)Na2SO3的物質(zhì)的量為Z，NaHSO3的物質(zhì)的量為W若解得Z0，W0，則為兩者的混合物   &

8、#160;        Z0.05mol    W0.1mol(3)根據(jù)化學(xué)方程式：                             若     不生成 若     Na

9、OH都生成 若 ，設(shè)先發(fā)生(1)反應(yīng)，NaOH全部反應(yīng)完，用去 ，剩余 參加(2)反應(yīng)，生成 ； 四、下面是關(guān)于本部分知識的一些習(xí)題，希望大家能根據(jù)這些習(xí)題了解本部分知識的習(xí)題類型，并希望能達(dá)到拋磚引玉的效果，使得同學(xué)們能自己編制出具有價(jià)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(xué)反應(yīng)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

10、酸過程中，屬于廉價(jià)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(zhì)一般認(rèn)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     

11、;            B燃燒化石燃料C實(shí)驗(yàn)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(yīng)原理為：    (在鉛室

12、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(jià)該方法的優(yōu)缺點(diǎn)5某校課外活動小組的同學(xué)采集了某次降雨的雨樣，并每隔一段時(shí)間測其pH，結(jié)果如下表 時(shí)間    開始     8h       16h       24h     32h      40h        48hpH     5.0       4.8       4.5       4.3      4.2