高中化学《化工生产过程中的基本问题》学案9新人教版选修2

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1、 第一单元课题 1 化工生产过程中的基本问题 学习目标： 1. 了解生产硫酸的基本流程 2. 了解生产中原料的选择 3. 了解化学科学实验与化工生产的区别。 4. 注意生产中的三废处理，防止环境污染 学习过程： 一、依据化学反应原理确定生产过程 1. 工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑 （1）采用的原料应该是自然界中的含 物质，如 、 。 （2）生产过程中，要先使硫元素转化成 ，再把 转化成 ，再与 水反应制得 。 2. 思考与交流：工业生产上制备硫酸的基本原理 （1）以 S为原料制备 SO2

2、化学反应方程式 ，（属 反应） （2）利用催化氧化反应将 SO2 氧化成 SO3 化学反应方程式 ，（属 反应） （3）三氧化硫转化成硫酸 化学反应方程式 ，（属 反应） 3. 工业制硫酸主要生产流程 见课本 P5 二、生产中原料的选择 1. 思考与交流：我国生产硫酸需考虑的问题 （1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用 制硫酸优于用 制硫酸。 （2）我国天然硫资源 ，而且开采条件 。 （3）我国黄铁矿储量比天然硫要 。 （4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程 、设备 、三废 少，劳动生 产率 ，易于设备

3、。 （5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸 ， 三、生产中反应条件的控制 1. 硫酸工业生产的三个主要设备是 、 、 。 2. 阅读 P6 表 1-1, 思考温度较 ____时 , 越有利于 SO2 转化为 SO3 二氧化硫催化氧化的反应方程式 ，属 _____________ 反 应。 思考 : 是否温度越低越有利于 SO2 转化为 SO3 ? 2、提示：应选择温度 :(1) 低温 (400~500 0C) 注意 : 工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性 3. 阅读 P6 表 1-2, 思考

4、压强的增大 ,SO2 的转化率 _____ 思考 : 是否压强越高越好 ? 3、提示：应选择压强 : 常压 注意 : 工业生产中压强的选择：往往还要考虑成本和能量消耗等问题。 1 四、生产中三废处理 1. 如何处理尾气中的 SO ? 2 Ca(OH) H SO 工业：ＳＯ ２ 2 Ｃ aＳＯ ３ 2 4 SO （重新利用） 2 主要反应式 、 。 实验室：

5、ＳＯ ２ ＋２Ｎ aＯＨ =Ｎ a２ ＳＯ ３ ＋Ｈ ２ Ｏ 2. 如何处理废水中的酸性物质 ? 五、能量的充分利用 1. 生产 1t 硫酸需消耗 的电能，硫酸生产的三个过程都是 反应，生产 1t 硫酸放出的反应垫相当于 的电能。这些废热的利用，可以向外界输出 大量 ，大大降低生产 。 2. 可以利用 SO2 氧化成 SO3 时放出的热量用来预热 。 [ 课堂巩固提高 ] 1、下列说法正确的是 （ ） A ．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气 B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥 C．从沸腾炉中排出的炉渣

6、可以作为肥料 D．在高温、高压下由 SO2 和 O 2 合成 SO3 答案： B 2．欲除去 CO 2 气体中含有的 SO 2 气体，应选用的试剂是 （ ） A ．品红 B ． NaHCO 3 饱和溶液 C． Na 2CO 3 溶液 D ．烧碱溶液 答案： B 3．有关二氧化硫的叙述正确的是 ( ) A ．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色 B ．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含 SO2 C ．实验室可用启普发生器制取二氧化硫 D ．用石灰水很容易区分二氧化碳和

7、二氧化硫答案： B 4、SO2 是重要的大气污染物， 大量 SO2 主要来源 ,SO 2 不但本身污染大气，它在大气中经尘粒催化，与水、氧气作用，形成危害更大的酸雨，形成酸雨的有关化 学方程式为： 。 答案：煤和石油的燃烧，金属矿石的冶炼 催化剂 SO2＋ O2 2 SO3 SO 3+H2O=HSO4 5．火力发电厂常用熟石灰吸收煤燃烧产生的 SO2 气体，并回收制得有用的石膏 （CaSO42H2O）则有关反应的化学方程式为 。 答案：． Ca(OH) +SO=CaS

8、O↓+H O2CaSO 3 +O +4H O=2CaSO2H2O 2 2 3 2 2 2 4 2 6、某硫酸厂每天用含 FeS2 60％的硫铁矿 500 t 生产硫酸，如果在沸腾炉内损失 5％的硫， SO 2 的转化率为 90％。每天能生产 98％的硫酸多少吨？ 解析： 本题主要考查如何处理多步反应过程中原料的损失。 沸腾炉中损失 5％的硫， SO2 转 化率为 90％这些都可转化为 S 元素的损失， 进而转化为 FeS2 的损失。 所以设生产 98％的硫 酸 x

9、吨。则由关系式： 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 吨 答案：每天能生产 98％的硫酸 427.5 吨 3