选修2第一章 走进化学工业 经典学案
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选修2第一章走进化学工业
课题1 化工生产过程中的基本问题高二化学组主备人:刘成国备课组长签字:导学案(第一课时班级姓名学号)备课时间:2012 -2-16
教学目标:
知识与技能:1.了解生产硫酸的原理、流程,2.了解生产中原料的选择
过程与方法:1. 了解化学科学实验与化工生产的区别、利用化学平衡原理分析工业生产条件。
情感态度价值观:1.注意生产中的三废处理,防止环境污染强化环保节约意识。
重点、难点:学习化工生产中应解决的问题,依据化学反应原理确定生产过程;原理选择、条件控制;“三废”处理及能量利用等。
学习过程:(课前预习)
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
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。
(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(400~5000C) 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。
四、生产中三废处理
1.如何处理尾气中的SO2?
工业:SO
2
2
Ca(OH)CaSO
3
24
H SO SO
2
(重新利用)
主要反应式、
。
实验室:SO
2
+2NaOH=Na
2
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可以作为肥料
D.在高温、高压下由
2
SO和
2
O合成
3
SO
2.欲除去
2
CO气体中含有的
2
SO气体,应选用的试剂是()
A.品红B.
3
NaHCO饱和溶液C.
3
2
CO
Na溶液D.烧碱溶液
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二氧化硫
4、SO2是重要的大气污染物,大量SO2主要来源,SO2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:。
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(CaSO4·2H2O)则有关反应的化学方程式为。
6、某硫酸厂每天用含
2
FeS60%的硫铁矿500 t生产硫酸,如果在沸腾炉内损失5%的硫,
2
SO的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨?
课题1 化工生产过程中的基本问题 同步练习主备人:刘成国备课组长签字:
(第二课时 班级 姓名 学号 )备课时间:2012-2-16
教学目标:
知识与技能:1.了解生产硫酸的原理、流程,2.了解生产中原料的选择
过程与方法:1. 了解化学科学实验与化工生产的区别、利用化学平衡原理分析工业生产条件。
情感态度价值观:1.注意生产中的三废处理,防止环境污染强化环保节约意识。
重点、难点:学习化工生产中应解决的问题,依据化学反应原理确定生产过程;原理选择、条件控制;“三废”处
理及能量利用等。
一、选择题
1、关于反应2SO 2+O 2 2SO 3,在一定条件下达到平衡状态,再加入一定量的18O 2,则建立新平衡时,含有18O 的物质是(假定原平衡体系中不含18O) ( )
①二氧化硫 ②氧气 ③三氧化硫
A .①②
B .②③
C .①②③
D .①③
2.接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理,其正确过程是 ( )
A .洗涤、干燥、除尘
B .干燥、除尘、洗涤
C .除尘、洗涤、干燥
D .除去硒和砷的化合物 3、你认为减少酸雨的途径可以采取的措施是( )。
①少用煤作燃料,②把工厂烟囱造高,③燃料脱硫,④在已酸化的土壤中加石灰,⑤开发新能源。 A .①②③ B .②③④⑤ C .①③⑤ D .①③④⑤ 4.煅烧硫铁矿(主要成份是FeS 2),可获得制取硫酸所需的SO 2,反应为
4FeS 2+11O 2 2Fe 2O 3+8 SO 2,为了提高SO 2的生成速率,下列措施可行的是( ) A .增加硫铁矿的投入量 B. 向炉内喷氧气,增加氧气的压强 C .降低温度 D. 升高温度 5.导致下列现象的主要原因与排放SO 2有关的是 ( ) A .臭氧空洞 B .酸雨 C .光化学烟雾 D .温室效应 6.治理“三废”,保护环境,最主要的方法是 ( ) A .减少污染严重的工厂 B .把“三废”深埋C .提高认识 D .变废为宝,综合利用 7.在工业生产硫酸中,在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是 ( ) A .O H 2 B .稀42SO H C .浓42SO H D .O H NH 23⋅ 8.工业上生产硫酸,回收尾气中2SO 气体,选用的试剂是 ( ) A .O H NH 23⋅ B .NaOH C .2Ca(OH) D .浓42SO H 9. 接触法制硫酸中,进入接触室的气体必须净化、干燥,其主要原因是( ) A .防止催化剂中B .提高反应效率C .提高SO2转化率D .防止环境污染
10、把1.0 g 含脉石(2SiO )的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得0.78g 残渣,则此黄铁矿的纯度是( ) A .33% B .66% C .78% D .88% 二、非选择题
11.你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是:①少用煤做燃料;②把工厂烟囱造高;③燃料脱硫;④在已酸
化的土壤中加石灰;⑤开发新能源(填写标号)______。
12.工业上用接触法制取硫酸过程中,硫铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式是 ,该反应中氧化剂是______,还原剂是______,被氧化的元素是______,被还原的元素是______。
13、酸雨的形成主要是由于空气中含有 气体。现取一份雨水,每隔一段时间测定其pH ,结果如下: 测定时间/h
0 1 2 4 8 雨水pH
4.73 4.62 4.56 4.55 4.55 产生上述结果的原因是 。
14、 据报道,2003年3月27日巨大的SO 2、NO 等排放量使广东成为酸雨的重灾区,占全省国土面积63%的17
个城市已被国务院划为酸雨控制区,酸雨使大片水稻突然枯死,并且每年因酸雨污染造成的经济损失就达40亿元左
右,问:
(1) 酸雨导致水稻死亡的原因是什么?
(2) 试简叙述酸雨的形成过程,并写出反应方程式。
(3) 请提出两条防治酸雨的措施。
15、(09高考·天津理综)黄铁矿主要成分是FeS 2 。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g 样品在空气中充分灼烧,将生成的SO 2气体与足量…Fe 2(SO 4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000 mol /L 的K 2Cr 2O 7标准溶液滴定至终点,消耗K 2Cr 2O 7溶液25.00 mL 。 已知:SO 2 + 2Fe 3+
+ 2H 2O == SO 2-
+ 2Fe 2+
+ 4H +
Cr 2O 27-
+ 6 Fe 2+
+ 14 H +
== 2 Cr 3+
+ 6 Fe 3+
+ 7 H 2O
⑪.样品中FeS 2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________________。
⑫.若灼烧6 g FeS 2产生的SO 2全部转化为SO 3气体时放出9.83 kJ 热量,产生的SO 3与水全部化合生成H 2SO 4 ,放出
13.03
kJ
热量,写出
SO 3
气体转化为
H 2SO 4
的热化学方程式:
______________________________________________________________________。
⑬.煅烧10 t 上述黄铁矿,理论上产生SO 2的体积(标准状况)为_______________L ,制得98%的硫酸质量为__________ t ,SO 2全部转化为H 2SO 4时放出的热量是_______ kJ 。
课后小结或反思:
高温