高中化学 5.2《关于硫酸工业综合经济效益的讨论》教案 旧人教版选修VIP专享VIP免费

关于硫酸工业综合经济效益的讨论一、学习目标：1、了解硫酸工业中原料的综合利用方式和方法；2、了解硫酸工业中能量的充分利用方式和方法；3、了解硫酸工业中三废处理、避免环境污染的方式和方法；4、了解化学工业工厂选址的原理。二、记忆内容：1、酸雨的定义：pH＜5.6的雨水称作酸雨，造成酸雨的原因是SO2，NOx，酸雨的主要成份是硫酸，原因：H2SO3被氧化成H2SO4，由弱电解质变为强电解质．2H2SO3+O2===4H++2SO42-．2、硫酸工业中三废的主要成份和处理办法：①废气主要是SO2，用氨水吸收。也可以用石灰]吸收而制成石膏．②废液(污水)主要是亚硫酸和硫酸——用石灰乳中和③废渣沸腾炉中出来的废渣中含大量的三氧化二铁，用作制造水泥的原料或用于制砖．含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁．3、硫酸工厂选址要靠近消费地，远离旅游地，可远离原料产地；靠近河流，但要在城市的下游；三、学习材料：提高硫酸工业综合经济效益的途径综合经济效益包括最大限度地赚钱和社会效益，如保护环境、保障工人的安全等等．(1)环境保护与原料的综合利用在化学上没有废品．化工生产中，某一部门的“三废”可以是其他部门的原料．所以化工生产过程中要尽可能把“三废”变成有用的副产品．即实现原料的综合利用，这既有利于降低生产成本又特别地保护了环境．硫酸工业中“三废”处理措施：①废气“——”用氨水吸收用氨水吸收SO2生成（NH4）2SO3，再用硫酸处理（NH4）2SO3，得到较纯净的SO2和（NH4）2SO4，SO2继续用于制硫酸，（NH4）2SO4用作化肥．SO2也可以用石灰[]吸收而制成石膏．②废液(污水)——用石灰乳中和③废渣沸腾炉中出来的废渣用作制造水泥的原料或用于制砖．含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁．(2)能量的充分利用许多化学反应是放热反应．化工生产中应充分利用反应热，这对于降低生产成本具有重要意义．硫酸的生产过程中要消耗大量能量，发生的化学反应又放出大量热量(能量)，而且后者是前者的2倍．因此，能充分利用反应放出的热量，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量．硫酸厂利用“废热”的措施有：在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设置热交换器，利用SO2氧化成SO3时放出的热来预热反应物SO2、O2，使反应物达到适宜于反应的温度．(3)生产规模和厂址选择一般说来，现代化工生产要求有较大的生产规模．在我国要求硫酸厂应在年产4万吨以上．化工厂厂址选择，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，应对这些因素综合考虑，权衡利弊，才能作出合理的抉择．用心爱心专心1由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区．工厂规模的大小，可根据硫酸的用量决定．例接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的二氧化硫．为了防止污染大气，在排放前设法进行综合利用．(1)某硫酸厂每天排放的1万立方米(折算为标准状况下)尾气中含有0.2％(体积分数)的SO2．问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，理论上可得到多少千克石膏CaSO4·H2O？(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol/L的氢氧化钠溶液使其完全反应，经测定所得溶液中含16.7g溶质．试分析溶液的成分，通过计算确定各成分的物质的量．(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠．调节尾气排放的流量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量．现设n(SO2)、n(NaOH)和n(NaHSO3)分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且，试写出x在不同取值范围时，n(NaHSO3)的值或n(NaHSO3)与n(SO2)、n(NaOH)间的关系式．x①②③分析与解答(1)根据硫原子守恒得到如下关系：y＝153.6kg(2)根据质量守恒和守恒解题．溶液中的溶质有三种可能的情况：①全部为Na2SO3②全部为NaHSO3③Na2SO3和NaHSO3的混合物．对于溶液中的溶质，可以这样分析，假定0.2molNaOH全部转化为0.1molNa2SO3，质量为12.6g；假定0.2molNaOH全部转化为0.2molNaHSO3，质量为20.8g；因12.6g<16.7g<20.8g，故16.7g为两者的混合物．设Na2SO3的物质的量为Z，NaHSO3的物质的量为W．若解得Z≠0，W...