【南方新課堂-金牌學案】2017春高中化學人教版選修二課件1.1.2-硫酸工業(yè)中的三廢處理及能量利用

目標導航預習導引目標導航預習導引一二一、生產(chǎn)中的三廢處理1.尾氣吸收工業(yè)生產(chǎn)硫酸的尾氣中含有少量SO2,可用Ca(OH)2溶液吸收,使其生成CaSO3,再用H2SO4處理,生成SO2和CaSO4。實驗室一般用NaOH溶液吸收,化學方程式為2NaOH+SO2

Na2SO3+H2O。2.污水處理硫酸生產(chǎn)過程中的污水,含有酸性雜質(zhì),可用石灰乳中和法處理,化學方程式為Ca(OH)2+H2SO4

CaSO4+2H2O。目標導航預習導引一二硫酸生產(chǎn)中的酸性廢水,選擇用石灰乳處理,為什么不選擇堿性更強的NaOH?提示：NaOH的堿性太強,同樣會對水體造成污染,同時NaOH的造價比Ca(OH)2高得多。3.廢渣的利用用黃鐵礦為原料制硫酸的過程中產(chǎn)生的廢渣可作為煉鐵的原料、制造水泥的原料;可提煉貴重的有色金屬或用于制磚等。目標導航一二預習導引二、能量的充分利用硫酸生產(chǎn)過程中的三個反響都是放熱反響,如果能充分利用這些熱量,不但可以由硫酸廠自行提供所需能量,而且還可以向外界輸出大量能量,可大大降低生產(chǎn)本錢。一般生產(chǎn)1t硫酸約需消耗100kW·h的電能。生產(chǎn)1t硫酸放出的熱量相當于200kW·h的電能。

你認為硫酸工業(yè)可以怎樣合理利用能源?提示：(1)在造氣爐旁設置蒸汽鍋爐進行發(fā)電;(2)在催化反響室中設置熱交換器,一方面預熱反響原料氣,另一方面控制催化氧化的適宜溫度;(3)在催化反響室附近建造浴室,提高勞動福利或創(chuàng)造經(jīng)濟效益。知識精要思考探究典題例解遷移應用一二一、硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論知識精要思考探究典題例解遷移應用一二一二知識精要思考探究典題例解遷移應用有人建議將硫酸廠的煙囪造高一些,可以減少酸雨的危害,你同意這種說法嗎?答案：不同意。將煙囪造高不能減少SO2的排放總量,不能減少酸雨的形成,可能使附近酸雨減少,但從整體來說,不能減少酸雨的形成。一二知識精要思考探究典題例解遷移應用【例1】以下廢物處理方法中不正確的選項是()(導學號52690005)A.化學實驗中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣不可用濃硫酸吸收B.化學實驗中產(chǎn)生的二氧化氮廢氣可用燒堿溶液吸收C.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢渣可用于提取燃料D.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑一二知識精要思考探究典題例解遷移應用解析：二氧化硫在濃硫酸中的溶解度非常小,A項正確;二氧化氮可跟燒堿溶液發(fā)生反響,化學方程式為2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,B項正確;黃鐵礦本來就是無機礦物質(zhì),經(jīng)過高溫煅燒后,廢渣的主要成分是氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等,從中提取燃料是不現(xiàn)實的,C項錯誤;硫酸生產(chǎn)廠的廢氣中含有較高濃度的二氧化硫氣體,二氧化硫可用作漂白劑,D項正確。答案：C一二知識精要思考探究典題例解遷移應用1.國際上提出的“綠色化學”是指化學工業(yè)生產(chǎn)中

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)A.對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理B.少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)C.不使用任何化學物質(zhì)D.在化工廠種草、種樹,使其成為花園式工廠解析：“綠色化學”是指在化學工業(yè)生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)。答案：B一二知識精要思考探究典題例解遷移應用2.化工廠廠址選擇是一個復雜的問題,受到原料、水源、能源、土地供給、市場需求、交通運輸和環(huán)境保護等諸多因素的制約。硫酸廠應建在()①靠近原料產(chǎn)地,遠離消費中心的地區(qū)②靠近消費中心,稍偏離原料產(chǎn)地的地區(qū)③交通便利,人口稠密的居民區(qū)④建在環(huán)保要求高的地區(qū),便于“三廢”的治理A.①②③④ B.①③④C.①②④ D.②解析：由于硫酸是腐蝕性液體,運輸費用比較高,這就決定了硫酸廠靠近消費中心比靠近原料產(chǎn)地更為有利,①錯,②對。硫酸廠對環(huán)境的污染比較嚴重,因此不應建在人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū),③④錯誤。答案：D一二知識精要思考探究典題例解遷移應用3.以下有關硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的說法中,正確的選項是()(導學號52690006)A.甲地有豐富的硫鐵礦資源,水源、能源充足,交通便利,是風景秀麗的旅游勝地,雖然當?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多,但為提高當?shù)亟?jīng)濟效益宜建硫酸廠B.吸收塔中SO3從下而上,水從上而下噴,剩余氣體從上部出來循環(huán)利用C.硫酸生產(chǎn)過程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體殘渣、廢酸和廢水等D.選擇硫酸廠廠址時,當經(jīng)濟利益與環(huán)保問題有沖突時,為提高人們的物質(zhì)生活水平,應先考慮經(jīng)濟利益的問題一二知識精要思考探究典題例解遷移應用解析：硫酸廠是污染性的企業(yè),不應建在風景區(qū);當?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多,也不宜建硫酸廠,因為硫酸的遠程運輸本錢高,危險性大,A錯誤;為防止形成酸霧及加快吸收效率,三氧化硫是被濃硫酸吸收的,而不是被水吸收,B錯誤;選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟利益的同時,必須考慮環(huán)保問題,也就是要提高綜合經(jīng)濟效益,D錯誤。答案：C一二知識精要思考探究典題例解遷移應用二、硫酸工業(yè)的多步計算硫酸工業(yè)中涉及多步反響,計算起來比較煩瑣,對于多步反響的計算,一般可采取以下方法。1.關系式法:先寫出多步反響的化學方程式,然后找出反響物和生成物之間的物質(zhì)的量(或質(zhì)量)之比,列出關系式,即可一步計算。原料FeS2與產(chǎn)品H2SO4之間的關系可以根據(jù)反響找出4FeS2~8SO2~8SO3~8H2SO4,即FeS2~2H2SO4。2.原子守恒法:找出主要原料和最終產(chǎn)物之間物質(zhì)的量的對應關系。找出此關系的簡便方法,就是分析原料與產(chǎn)物之間所含關鍵元素原子的個數(shù)關系,如:FeS2~2H2SO4,S~H2SO4。假設(或欲求)FeS2含量,用前面的關系式,假設(或欲求)S的含量,用后一關系式,且二氧化硫轉(zhuǎn)化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)的利用率進行計算。一二知識精要思考探究典題例解遷移應用某硫酸廠制硫酸的生產(chǎn)過程中,在燃燒黃鐵礦時損失硫為5%(質(zhì)量分數(shù));在SO2的催化氧化時有92%的SO2轉(zhuǎn)化為SO3;在吸收塔中損失SO3為0.6%(質(zhì)量分數(shù))。現(xiàn)有含F(xiàn)eS295%的黃鐵礦(雜質(zhì)不含硫元素)100t,可制得98%的硫酸多少噸?解析：此題涉及多個百分數(shù),如果分步計算,解題過程會很煩瑣,易導致計算錯誤。只要理解每個百分數(shù)的含義,利用守恒法進行計算,簡化解題步驟,會起到事半功倍的效果。生產(chǎn)過程中涉及的反響有:一二知識精要思考探究典題例解遷移應用據(jù)硫原子守恒可得關系式:FeS2~2H2SO4從數(shù)學中的集合對應關系知,各有關硫元素的質(zhì)量分數(shù)均可歸因于起始原料黃鐵礦中的硫元素,扣除100t黃鐵礦中有關局部在各步反響中的損失,實際上用于生成硫酸的FeS2的質(zhì)量為:m(FeS2)=100t×95%×(1-0.6%)×(1-5%)×92%≈82.53t設可制得98%H2SO4的質(zhì)量為x,那么有:FeS2~2H2SO4 120 2×98 82.53t x·98%解得x≈137.55t答案：可制得98%的硫酸137.55t。一二知識精要思考探究典題例解遷移應用【例2】用含F(xiàn)eS278%的黃鐵礦制硫酸,假設煅燒時損失6%的硫,在催化氧化時又損失2%,那么制得1t98%的硫酸需這種礦石t。(導學號52690007)

解析：催化氧化時硫損失2%,即FeS2的轉(zhuǎn)化率為98%,設需黃鐵礦的質(zhì)量為x,根據(jù)各化學方程式中反響物和生成物之間的比例關系,可找出FeS2與每步反響中產(chǎn)物之間的關系式:4FeS2~8SO2~8SO3~8H2SO4容易得出反響關系:FeS2~2H2SO41202×9878%×94%×98%x1t×98%解得x≈0.84

t。

一二知識精要思考探究典題例解遷移應用答案：0.84一二知識精要思考探究典題例解遷移應用1.含硫48%的黃鐵礦煅燒時FeS2損失2%,那么以下說法中不正確的選項是()(導學號52690008)A.該黃鐵礦含F(xiàn)eS2也是48%B.硫損失也是2%C.鐵損失也是2%D.該黃鐵礦含F(xiàn)eS290%答案：A一二知識精要思考探究典題例解遷移應用