高中化學(xué)《化工生產(chǎn)過程中的基本問題》學(xué)案9新人教版選修2

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1、 第一單元課題 1 化工生產(chǎn)過程中的基本問題 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1. 了解生產(chǎn)硫酸的基本流程 2. 了解生產(chǎn)中原料的選擇 3. 了解化學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工生產(chǎn)的區(qū)別。 4. 注意生產(chǎn)中的三廢處理，防止環(huán)境污染 學(xué)習(xí)過程： 一、依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理確定生產(chǎn)過程 1. 工業(yè)制備硫酸，要從以下的幾個(gè)方面考慮 （1）采用的原料應(yīng)該是自然界中的含 物質(zhì)，如 、 。 （2）生產(chǎn)過程中，要先使硫元素轉(zhuǎn)化成 ，再把 轉(zhuǎn)化成 ，再與 水反應(yīng)制得 。 2. 思考與交流：工業(yè)生產(chǎn)上制備硫酸的基本原理 （1）以 S為原料制備 SO2

2、化學(xué)反應(yīng)方程式 ，（屬 反應(yīng)） （2）利用催化氧化反應(yīng)將 SO2 氧化成 SO3 化學(xué)反應(yīng)方程式 ，（屬 反應(yīng)） （3）三氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸 化學(xué)反應(yīng)方程式 ，（屬 反應(yīng)） 3. 工業(yè)制硫酸主要生產(chǎn)流程 見課本 P5 二、生產(chǎn)中原料的選擇 1. 思考與交流：我國生產(chǎn)硫酸需考慮的問題 （1）從基建投資、加工費(fèi)用及環(huán)保方面考慮，用 制硫酸優(yōu)于用 制硫酸。 （2）我國天然硫資源 ，而且開采條件 。 （3）我國黃鐵礦儲(chǔ)量比天然硫要 。 （4）硫黃制硫酸比黃鐵礦制硫酸生產(chǎn)流程 、設(shè)備 、三廢 少，勞動(dòng)生 產(chǎn)率 ，易于設(shè)備

3、。 （5）由于原料多需進(jìn)口，硫黃制硫酸成本比黃鐵礦制硫酸 ， 三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 1. 硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)主要設(shè)備是 、 、 。 2. 閱讀 P6 表 1-1, 思考溫度較 ____時(shí) , 越有利于 SO2 轉(zhuǎn)化為 SO3 二氧化硫催化氧化的反應(yīng)方程式 ，屬 _____________ 反 應(yīng)。 思考 : 是否溫度越低越有利于 SO2 轉(zhuǎn)化為 SO3 ? 2、提示：應(yīng)選擇溫度 :(1) 低溫 (400~500 0C) 注意 : 工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)溫度的選擇往往還要考慮該溫度下催化劑的活性 3. 閱讀 P6 表 1-2, 思考

4、壓強(qiáng)的增大 ,SO2 的轉(zhuǎn)化率 _____ 思考 : 是否壓強(qiáng)越高越好 ? 3、提示：應(yīng)選擇壓強(qiáng) : 常壓 注意 : 工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)的選擇：往往還要考慮成本和能量消耗等問題。 1 四、生產(chǎn)中三廢處理 1. 如何處理尾氣中的 SO ? 2 Ca(OH) H SO 工業(yè)：ＳＯ ２ 2 Ｃ aＳＯ ３ 2 4 SO （重新利用） 2 主要反應(yīng)式 、 。 實(shí)驗(yàn)室：

5、ＳＯ ２ ＋２Ｎ aＯＨ =Ｎ a２ ＳＯ ３ ＋Ｈ ２ Ｏ 2. 如何處理廢水中的酸性物質(zhì) ? 五、能量的充分利用 1. 生產(chǎn) 1t 硫酸需消耗 的電能，硫酸生產(chǎn)的三個(gè)過程都是 反應(yīng)，生產(chǎn) 1t 硫酸放出的反應(yīng)墊相當(dāng)于 的電能。這些廢熱的利用，可以向外界輸出 大量 ，大大降低生產(chǎn) 。 2. 可以利用 SO2 氧化成 SO3 時(shí)放出的熱量用來預(yù)熱 。 [ 課堂鞏固提高 ] 1、下列說法正確的是 （ ） A ．合成硫酸的工業(yè)尾氣可以直接排入大氣 B．進(jìn)入接觸室的氣體，必須先經(jīng)凈化、干燥 C．從沸騰爐中排出的爐渣

6、可以作為肥料 D．在高溫、高壓下由 SO2 和 O 2 合成 SO3 答案： B 2．欲除去 CO 2 氣體中含有的 SO 2 氣體，應(yīng)選用的試劑是 （ ） A ．品紅 B ． NaHCO 3 飽和溶液 C． Na 2CO 3 溶液 D ．燒堿溶液 答案： B 3．有關(guān)二氧化硫的敘述正確的是 ( ) A ．二氧化硫不能使溴水、高錳酸鉀溶液迅速褪色 B ．接觸法制硫酸的沸騰爐排出的爐氣中含 SO2 C ．實(shí)驗(yàn)室可用啟普發(fā)生器制取二氧化硫 D ．用石灰水很容易區(qū)分二氧化碳和

7、二氧化硫答案： B 4、SO2 是重要的大氣污染物， 大量 SO2 主要來源 ,SO 2 不但本身污染大氣，它在大氣中經(jīng)塵粒催化，與水、氧氣作用，形成危害更大的酸雨，形成酸雨的有關(guān)化 學(xué)方程式為： 。 答案：煤和石油的燃燒，金屬礦石的冶煉 催化劑 SO2＋ O2 2 SO3 SO 3+H2O=HSO4 5．火力發(fā)電廠常用熟石灰吸收煤燃燒產(chǎn)生的 SO2 氣體，并回收制得有用的石膏 （CaSO42H2O）則有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 答案：． Ca(OH) +SO=CaS

8、O↓+H O2CaSO 3 +O +4H O=2CaSO2H2O 2 2 3 2 2 2 4 2 6、某硫酸廠每天用含 FeS2 60％的硫鐵礦 500 t 生產(chǎn)硫酸，如果在沸騰爐內(nèi)損失 5％的硫， SO 2 的轉(zhuǎn)化率為 90％。每天能生產(chǎn) 98％的硫酸多少噸？ 解析： 本題主要考查如何處理多步反應(yīng)過程中原料的損失。 沸騰爐中損失 5％的硫， SO2 轉(zhuǎn) 化率為 90％這些都可轉(zhuǎn)化為 S 元素的損失， 進(jìn)而轉(zhuǎn)化為 FeS2 的損失。 所以設(shè)生產(chǎn) 98％的硫 酸 x

9、噸。則由關(guān)系式： FeS2 2H 2 SO 4 120 2 98 500 60％（ 1－ 5％） 90％ x 98% 即： 120 : [500 60% (1 5%) 90%]2 98 : x 98% 解得 x 427.5 噸 答案：每天能生產(chǎn) 98％的硫酸 427.5 噸 3