下载文档原格式
第五章第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论针对性训练[例1] 从环保角度出发，工业制H2SO4的尾气该怎样处理？分析工业制H2SO4的尾气任意排放会导致大气中SO2等有害气体含量增加，形成影响人民健康，危害农作物生长等污染的“酸雨”，因此工业制H2SO4尾气的处理是用氨吸收法，具体反应如下：2NH3+H2O+SO2====（NH4）2SO3（NH4）2SO3+SO2+H2O====2NH4HSO3（NH4）2SO3+H2SO4====（NH4）2SO4+H2O+SO2↑2NH4HSO3+H2SO4====（NH4）2SO4+H2O+SO2↑这样不仅可消除污染又使SO2回收利用，同时还得到化肥．答案工业制H2SO4尾气的是用氨吸收法处理．[例2] 90年代初，国际上提出了“预防污染”的新概念．“绿色化学”是预防污染的基本手段，下列各项中属于“绿色化学”的是[ ]A．处理废弃物B．杜绝污染源C．减少有毒物D．治理污染点分析：20世纪末期的人类面临有史以来最严重的环境危机．严峻的现实迫使人们必须尽快找到一条不破坏人类赖以生存的环境，不危害并有利于人类赖以生存的环境、不危害并有利于人类生存的可持续发展的道路．基于这种思想意识，冠以“绿色”的名词应运而生并成为当今世界最时髦的名词．“绿色化学”是指以绿色意识为指导，研究和设计没有（或尽可能少）环境负作用，在技术上和经济上可行的化学品与化学过程．“绿色化学”的目标是研究与寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺．“绿色化学”根本区别于那些通过对“三废”处理与利用来治理污染的化学方法，因为这些化学方法是终端污染控制而不是始端预防．至于那些通过加强管理实现污染预防的手段和方法，因为它不属于化学的范畴，因而不属于绿色化学．答案：B[例3] （1）据了解，我国正在兴建的三峡工程将提供的水力发电功率相当于3000万千瓦的火力发电站．因此，三峡建设将有助于控制[ ]A．温室效应B．白色污染C．城市污水的任意排放D．长江中、下游的洪涝灾害（2）已知1g炭粉（C）在氧气中完全燃烧放出热量32.8kJ（与1g原煤相当），试写出相关的热化学方程式：_________________．分析：三峡工程的修建有利于长江中下游的洪涝灾害，有利于改善长江中下游的生态平衡．利用一级能源发电代替火力发电可以减少向大气中排放CO2，以控制温室效应加剧．答案：（1）A、D（2）C（s）+O2（g）=CO2（g）；ΔH=-393.6kJ[例4] 在英国进行的一项研究结果表明，高烟囱可以有效地降低地球表面SO2的浓度．在20世纪的60～70年代的十年间，由发电厂排放的SO2增加了35％．但由于建造高烟囱的结果，地面SO2浓度降低了30％之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取______，简述理由______．分析：显然这种方法是不可取的．因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会对全球环境造成危害．答案：见分析[例5] 某次采集酸雨样品，每隔一段时间测定一次pH，得到数据如下：简答：（1）放置时，雨水样品pH变化的主要原因．（2）pH变化的离子方程式．分析：酸雨的形成主要是因雨水中溶入SO2、SO3和一些硫酸盐，但以SO2为主．SO3的形成是因为在空气中的飘尘作用下，一部分SO2被O2氧化，或污染空气的NO2和SO2作用而产生SO3；在降水时SO3也溶于雨水成H2SO4．由各阶段pH的数据观察结果，在40小时之前放置的雨水样品pH逐渐降低，溶液的酸性渐强．至40小时之后，pH不再变化，表明使pH降低的反应已停止．在酸雨中SO2溶解生成中强酸，SO3则生成强酸，但强酸H2SO4不再变化，只能是H2SO3被氧化生成H2SO4，使溶液酸性增强，至SO2和H2SO3全部氧化成H2SO4后，pH不再发生变化．答案：（1）雨水样品里中强酸H2SO3和SO2不断被空气中氧气氧化生成强酸H2SO4，所以pH随时间延长而H+浓度增大，pH下降、至全部氧化后，溶液中形成H2SO4不会氧化和挥发，pH不再发生变化．[例6] 为了除去工业废气中的SO2，查得一份“将SO2转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：“一个典型实例，初步处理后的废气中合0.2％的SO2和10％的O2（体积含量），在400℃时，废气以5m3·h-1的速率通过V2O5催化剂层后与20L·h-1速率的NH3混合再喷水，此时气体温度由800℃降至200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”（气体体积均已折算为标准状况）．仔细阅读上文，回答下列问题：（1）按反应理论值，SO2和O2的物质的量之比为2∶1，该资料这个比值是多少？为什么？（2）通过计算说明为什么废气以5m3·h-1的速率与20L·h-1速率的NH3混合？分析：（1）V（SO2）∶V（O2）=0.2％∶10％=1∶50＜2∶1这样做的目的是增大O2的浓度提高SO2的转化率．H2SO4=（NH4）2SO4，可得V（NH3）∶V（SO2）=2∶1时，NH3与SO2全部转化为（NH4）2SO4，它们利用率最高；而废气中每小时排出SO2的体积为1000L·m-3×5m3·h-1×0.2％=10L·h-1，与其需要量一致．答案：（1）1∶50；为增大O2的浓度提高SO2的转化率（2）当V（NH3）∶V（SO2）=2∶1时，NH3与SO2全部转化为（NH4）2SO4．废气中SO2体积为1000L·m-3·h-1×0.2％=10L·h-1NH3体积为20L·h-1故V（NH3）∶V（SO2）=20∶10=2∶1[例7] 下图为某地工业联系图．我国中西部地区大型铁矿附近有炼焦煤、石灰石、粘土矿和丰富的地下水资源．该地区接近河流和铁路干线，周围是盛产小麦、棉花的农业地区．根据上述信息，完成下列要求：（1）随着大型铁矿的开发，该地将建立焦化厂、钢铁厂、发电厂和水泥厂．通过分析，请将这四个工厂的名称填入工业联系图空白框内．（2）从当地农业需要和综合利用资源方面考虑，该地还将建立氮肥厂，其原料供应的有利条件是________．（3）为充分利用当地资源，该地还可能建立的轻工业工厂有（说出两个）___________、________等．（4）写出以焦炭、磁铁矿为主要原料冶炼生铁的化学方程式：①________；②________；③________．石灰石的作用是___________________________________________．分析：解本题的关键是回答好（1）小题．本试题以化工企业的工业布局这个实际问题为背景，要求考生能根据化工生产的化学原理，围绕资源、能源、环境问题，合理处理好工业部门的布局，通过分析做出判断，体现出考生“经济繁荣、社会公正、生态安全的可持续发展”的价值取向．焦化厂、钢铁厂和水泥厂都需要使用电能，根据题图结构，可以判定第一空框为火力发电厂；根据钢铁厂需要的主要燃料是焦炭，原料是铁矿，添加剂是石灰石，故第三空框肯定为钢铁厂，第二空框则为炼焦厂．那么剩下的第四空框即为水泥厂，它的原料主要是石灰石、粘土和钢铁厂里的废渣，还应包括火力发电厂的粉煤灰等，其燃料仍然是煤，这些都符合题图箭号流向．根据该地区的工业结构应属重工业区，可能建立的轻工业部门可以有面粉厂、食品厂（已知周边地区盛产小麦）；由于周围又是棉区，故还可建纺织厂；另外，该地区有丰富的地下水，可建饮料厂等；这些工业部门既可满足市场需要，又可以平衡当地职工性别构成的社会需要．答案：（1）从上到下依次为：发电厂→焦化厂→钢铁厂→水泥厂；（2）焦化厂回收焦炉煤气中的氨，生产氮肥；（3）食品厂、棉纺厂、面粉厂等；3Fe+4CO2；作熔剂，除去铁矿石中的脉石（SiO2），反应式为：CaCO3。
高三化学关于硫酸工业综合经济效益的讨论教案（精选3篇）教学目标：1. 了解硫酸工业的生产过程和应用领域；2. 掌握硫酸工业对经济的影响和贡献；3. 分析硫酸工业的经济效益和环境影响，并提出相应的改进措施。
教学重点：1. 硫酸工业的生产过程和应用领域；2. 硫酸工业对经济的影响和贡献；3. 硫酸工业的经济效益和环境影响。
教学难点：1. 分析硫酸工业的经济效益和环境影响；2. 提出相应的改进措施。
教学准备：1. 教师准备相关教学资料和案例分析；2. 学生准备笔记和讨论内容。
教学过程：第一节：硫酸工业概述（简要介绍硫酸工业的生产过程和应用领域）学生自主学习相关课本或参考资料，了解硫酸工业的生产过程和应用领域，并做好笔记。
第二节：硫酸工业对经济的影响和贡献（小组讨论+整理汇报）1. 将学生分为小组，每组从不同角度（如就业、贸易、税收等）讨论硫酸工业对经济的影响和贡献，并整理出具体的例子和数据。
2. 每个小组派代表进行汇报，其他小组进行评议和补充。
第三节：硫酸工业的经济效益和环境影响（课堂讲解+案例分析）1. 老师对硫酸工业的经济效益进行系统的讲解，包括投资回报率、产值、利润等指标并提供实例。
2. 老师引导学生讨论硫酸工业的环境影响，如硫酸气体的污染、废水和废渣的处理等，并对相关案例进行分析。
第四节：硫酸工业的改进措施（小组讨论+总结发言）1. 将学生重新分组，每组就硫酸工业的环境影响提出改进措施，并进行讨论和总结。
2. 每个小组派代表发言，其他组进行评议和补充，最终形成总结。
教学反思：通过这节课的教学，学生能够全面了解硫酸工业的生产过程和应用领域，以及其对经济的影响和贡献。
同时，通过案例分析，学生能够理解硫酸工业的经济效益和环境影响，并能提出相应的改进措施。
这种讨论式的教学方式，能够激发学生的思维能力和创新意识，培养学生分析和解决问题的能力。
第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论●教学目标1.使学生常识性地了解化学科学实验与化工生产的区别。
2.使学生对于如何提高化工生产的综合经济效益有一个常识性的认识。
3.通过课堂讨论培养学生分析问题和解决问题的能力。
●教学重点以硫酸工业为例对化工生产中如何提高经济效益的讨论。
●教学难点关于选择硫酸厂厂址的课堂讨论。
●教学方法讨论、自学、讲解等。
●课时安排共一课时教具准备投影仪、胶片●教学过程［引言］前一节我们学习了硫酸生产的原料、流程和典型设备，并着重讨论了二氧化硫接触氧化反应的最佳工艺条件。
确切地说，这仅仅是模拟化工生产。
要想真正将化学实验结果应用到实际生产，必须在遵循科学原理的基础上着重考虑综合效益，即要求最大限度地提高劳动生产率、降低成本、保护生态环境，为国民经济部门提供质优价廉的化工产品。
这同科学实验是不同的，在科学实验中，为了探索某个重要的原理或实现某个重要反应，有时可以不惜花费大量的时间和资金。
下面，我们就以硫酸工业为例讨论在化工生产中的综合经济效益问题。
［板书］第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论［讲解］根据绿色化学和可持续发展的要求，一个现代化的化工企业，应该朝着无废物排出的“封闭式生产”的方向努力。
那么工业生产上如何实现上述要求呢？这是工业生产需要考虑的第一个问题。
［板书］一、环境保护与综合利用原料［讲解］在化工生产中某一生产部门产生的三废，即废气、废液、废渣，往往可能是其他生产部门有用的原料。
［提问］硫酸工业生产中产生哪些废物？这些废物又如何处理呢？［学生回答］［教师小结］硫酸生产的第三阶段，即三氧化硫的吸收阶段从吸收塔中排出含少量二氧化硫的废气。
黄铁矿矿粉在沸腾炉中燃烧后产生大量废渣。
炉气的净化、干燥过程中产生废液。
［讲解］这些废物若随意排放，不仅会造成严重的环境污染，影响人民身体健康，破坏生态平衡，不符合绿色化学和可持续发展的要求，而且还会造成某些原料的浪费，不利于降低生产成本，也不利于节约资源的要求。
●备课资料一、2005年我国硫酸需求预测据专家估计，2005年我国硫酸产品的需求量就达2776.03万吨。
我国是一个农业大国，随着我国农业的发展，特别是磷肥产量的不断增长，硫酸产品的需求量也在不断地增长，90年代以前，虽然表观消费量增长较快，但进口量很小。
近年来我国硫酸产品的净进口量和表观消费量逐年增加。
目前我国硫酸产品消费构成为：化肥约占72%，化工产品约占10%，轻工产品约占7%，其他约占11%。
化肥是硫酸消费的最大用户。
我国是一个农业大国，化肥的用量在逐年增长，特别是高效复合型化肥将是今后化肥工业的发展方向，致使对硫酸产品需求量的增长将有较大的促进。
硫酸作为一种无机强酸产品在我国发展很快，1994年我国硫酸的产量为1530.4万吨，到了1998年我国硫酸产量已达1911.4万吨，平均每年增长95.25万吨，平均年增长率为5.8%。
预计2005年我国硫酸产量可达2687.5万吨。
近年来，随着我国化肥工业的飞速发展，硫酸产品的消费量也在不断递增，1994年我国硫酸产品的表观消费量为1530.5万吨，到了1998年我国硫酸表观消费量已达到了1940.6万吨，平均每年表观消费量增长102.5万吨，平均年表观消费增长率为6.15%。
因此，按近年我国硫酸产量和消费量的平均增长率推算，到2005年我国硫酸产量将满足不了需求，约有89万吨的缺口。
目前，我国硫酸工业与国外比较，存在的主要问题是规模小、热利用率不高等。
开发大规模、低能耗的硫酸生产装置，前景看好。
二、我国硫酸工业存在三方面问题国家化工品质量抽查中发现，我国硫酸工业目前主要存在以下三方面问题：一是产品出厂检验不规范仍然存在。
一些小型企业产品出厂检验手段不完善，计量器具校验不定期，标准溶液标定不规范，有个别企业甚至连工业硫酸(GB534－89)国家标准文本也没有。
二是国内工业硫酸已供大于求，但一些企业仍盲目上马。
国内的部分企业缺乏必要的市场预测和论证，依旧建设新的装置和扩大生产规模。
第二节 关于硫酸工业综合经济效益的讨论知识归纳一、环境保护与综合利用原料、能源⎪⎩⎪⎨⎧--------炼铁或制水泥废渣石灰乳中和废液氨吸收法废气三废物质”“能量——“废热”——建废热锅炉二、生产规模和厂址的选择现代化工生产应有较大生产规模；厂址的选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素，应综合考虑，权衡利弊，才能做出合理抉择。
学法建议在明确工业生产不同于科学实验的基础上，复习接触法制硫酸的原理和生产过程，分析制硫酸过程中能量的变化及所产生的“三废”的成分，了解提高化工生产经济效益的途径、方法、思路。
阅读课文，据所了解的生产规模对经济效益的影响，选择厂址应考虑的因素。
潜能开发[例1]现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：“一个典型的实例：初步处理后的废气含0．2％的二氧化硫和 10％的氧气(体积分数)。
在400℃时，废气以5m 3／h 的速率通过五氧化二钒催化剂层与20L ／h 的速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体(气体体积均折算为标准状况)。
”利用上述资料，用氨来除去工业废气中的SO 2，回答下列问题：(1)按反应中的理论值，二氧化硫与氧气的物质的量之比为2:1，该资料中这个比值是 ，简述不采用2:1的理由 。
(2)通过计算，说明为什么废气以5m 3／L 的速率与20L ／h 速率的氨气混合?(3)若某厂每天排放34101m ⨯这种废气，按上述方法，该厂每月(按30天计)可得硫酸铵多少吨?消耗氨气多少吨?思路分析转化为可逆反应，为提高SO 2的转化率可用过量的O 2；根据关系式SO 2 ～SO 3～2NH 3～(NH 4)2SO 4，可知废气中SO 2与NH 3应以1：2通人。
[答案](1)1:50；据化学平衡移动原理，过量的O 2可提高SO 2的转化率(2)废气中V(SO 2)2:120:10)(:)(,/10%2.051000:32===⨯⨯NH V SO V h L ，恰生成424)(SO NH(3)3．54t 硫酸铵，0．91 t NH 3[例2]甲基丙烯酸甲酯是一种很有用途的高分子单体，它可以用于制造人造器官。
教案17（5-2-1关于硫酸工业综合经济效益的讨论）第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论学习目标1．了解硫酸工业“三废”的处理和利用。
2．通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及生产规模、厂址的选择等的讨论，认识环境保护的重要性，培养良好的环境保护意识。
学习过程一、自学探究1．硫酸工业“三废”的处理和利用：（1）尾气中的SO2，用吸收，可得到肥。
反应方程式是。
你认为还可以用等物质吸收，请写出有关的化学反应方程式。
（2）污水中含有，可用吸收，反应方程式是。
（3）废渣的利用。
2．硫酸生产过程中的三个反应是热反应，请你提出充分利用这些热能的方案。
3．如果要筹建一间硫酸厂，你认为应该考虑哪些因素？4．讨论：学过的化工生产（如钢铁工业、合成氨、硝酸工业、煤和石油化工、氯碱工业等）中，应该如何处理环境和综合经济效益等问题？二、总结与评价【总结】随着经济的发展，环境保护问题越来越引起人们的重视，本课就硫酸工业中的环境和综合利用等问题展开讨论，从而培养良好的环境保护意识。
【例题讲解】[例题]SO2是引起大气污染的主要有害气体之一，我国大气质量标准中规定大气中SO2的最高浓度限值如下表：注：“年日平均”为任何一年的平均浓度均值不许超过的限值；“日平均”为任何一日的平均浓度不许超过的限值；“任何一次”为任何一次采样测定不许超过的浓度限值。
（1）据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达3.8mg/（m3空气），烟尘达4.5mg/（m3空气），居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000，流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。
大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的____组织，大气中SO2超标最容易影响人的_______系统而患疾病，而河流中鱼类死亡与SO2造成大气污染所形成______有关。
（2）某空气污染监测仪是根据SO 2和Br 2水的定量反应来测定空气中的SO 2含量的。
硫酸工业的综合经济效益与环境保护考纲要求初步了解原料和能源的利用，“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。
学习内容一、关于硫酸工业的综合经济效益1．环境保护与综合利用原料（1）尾气吸收（氨水吸收）SO2+2NH3+H2O====（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4====（NH4）2SO4+SO2↑+H2O（作肥料）（作生产硫酸的原料）（2）污水处理（石灰乳中和）:Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O（3）废渣的作用黄铁矿的矿潭的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。
含铁量高的矿渣可以炼铁。
例1：用硫铁矿作原料，用接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废水、废渣、“废热”的处理正确的是（）①尾气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来制造水泥、炼铁④设置“废热”锅炉产生蒸气、供热或发电A．只有①② B.只有①③④ C.只有①②③ D.①②③④例2：生产规模昨厂址选择：（1）化工厂选址的因素；（2）硫酸厂选址的因素：例3：读某城市的城市布局示意图，回答有关问题：①煤炭基地②大型硫酸厂③自来水厂④疗养院⑤大型商场⑥食品厂⑦化工厂⑧造纸厂⑨污水处理厂⑩高等院校（1）该城市布局是否合理？请分析原因。
（2）图中②处分布大型硫铁矿（主要成分是FeS2）。
写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式： .（3）该市经济发达，每天有大量的汽车排放氮氧化合物、碳氢化合物，以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等，会导致市民心脏出现的什么后果？该市采取哪些措施防治大气污染？二、硫酸生产中产生的“三废”的处理 （1）尾气吸收① 用氨水吸收，再用H 2SO 4处理： ②用Na 2SO 3溶液吸收，然后加热吸收液： ③用NaOH 溶液吸收，再用熟石灰和O 2处理： 三、环境污染与环境保护环境污染主要包括大气污染、水体污染、土壤污染等。
1．大气污染物：主要有颗粒物、H 2S 、SO 2、CO 、NO 、NO 2、碳氢化合物和放射性物质等.2．水体污染物：①城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药等；②大气沉降物、牲畜的排泄物、生物残体等。
