2022年人教版高中化学选修2第2课时《硫酸工业中的三废处理及能量利用》word导学案.doc
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1、第2课时 硫酸工业中的三废处理及能量利用学案【学习目的】1.理解硫酸工业消费中的三废处理的方法,防止环境污染。2.理解硫酸工业消费中如何实现能量的综合利用。3.理解硫酸工业的有关计算。【重点难点】1.理解硫酸工业的有关计算。2.通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及消费规模、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认识。课前预习【情景材料】化工消费中废渣,一般是由未反响的固体原料或是在消费过程中新生成的固体所构成的。化工废渣属于环境污染物,但许多化工废渣都有一定程度的利用价值。从可持续开展的大战略上对待化工废渣的合理利用或处理,价值就更高了。如何处理硫酸工业中的三废及能量利
2、用?【预习内容】依照教材有关内容填写以下空白:一、消费中的三废处理1尾气吸收硫酸消费的尾气中含有少量 ,可用 吸收,使其生成 ,再用 处理,生成 和 。方程式为 、 ;2.污水处理硫酸消费过程中的污水,含有 杂质,可用 中和法处理。方程式为 。3.废渣的利用废渣可用来制 或制造 。炉渣和矿灰,可作为 的原料。二、能量的充分利用硫酸消费过程中的三个反响都是 热反响,假如分利用这些热量,不但能够由硫酸厂自行提供能量,而且还能够 ,可大大降低消费本钱。一般消费1t硫酸约需耗费 的电能。消费1t硫酸放出的反响热相当于 的电能。假如能够充分利用这些热量,不但能够由硫酸厂自行 能量,还能够向外界 大量的能
3、量,可大大降低 。预习内容答案一、1.SO2 Ca(OH)2 CaSO3 H2SO4 SO2 CaSO4 SO2 +Ca(OH)2 =CaSO3+H2O H2SO4+CaSO3= CaSO4+H2O+SO22.酸性 石灰乳 Ca(OH)2 + H2SO4= CaSO4+2H2O3砖 水泥 炼铁二、放 向外界输出大量能量 100 kWH 200 kWH 提供 输出 消费本钱堂中互动【咨询题探究1】常说的工业三废指的是什么?硫酸工业消费过程中三废如何处理?【老师点拨】预处理及消费过程中产生的废气、废液、废渣情况及处理本钱,往往成为是否采纳该工艺的决定性要素。分析解答:三废处理方法:尾气吸收。 污水
4、处理 利用不同化工消费过程中产生的污水所含的杂质不同,依照杂质的性质利用不同的化学方法进展处理。废渣的利用。【即学即练1】以下废物处理方法中正确的选项()A.化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收B.化学实验中产生的二氧化氮废气可用烧碱溶液吸收C.用黄铁矿作原料消费硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料D.用黄铁矿作原料消费硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂1.BD【解析】二氧化硫在浓硫酸中的溶解度特别小,A项错误;二氧化氮可跟烧碱溶液发生化学反响2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O,B项正确;黄铁矿本来确实是无机矿物质,又通过高温煅烧后,废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化
5、铝等,从中提取燃料是不现实的,C项错误;硫酸消费厂的废气中含有较高浓度的二氧化硫气体,二氧化硫可用作漂白剂,D项正确。【咨询题探究2】你认为硫酸工业能够怎么样合理利用能源?【老师点拨】硫酸工业的能量循环(理论:放热大于吸热),这些废热的利用,能够向外界输出大量的能量,能大大降低消费本钱。分析解答:(1)在沸腾炉(造气炉)旁设置蒸汽锅炉进展发电(2)在接触室(催化反响室)中设置热交换器一方面预热反响原料气,另一方面使接触氧化到适宜温度(3)在接触室(催化反响室)附近建造浴室,提高劳动福利或制造经济效益。【即学即练2】接触法消费硫酸的过程中,对废气、废水、废渣、废热的处理正确的选项()尾气用氨水处
6、理 污水用石灰乳处理废渣用来造水泥、炼铁设置废热锅炉产生蒸汽、供热或发电A. B. C. D.2.D【解析】硫酸厂尾气中含有SO2,可用氨水吸收处理;硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和;硫酸厂废渣中含有SiO2、Fe2O3等,可用于制造水泥、炼铁;由于硫酸消费过程中三个化学反响都是放热反响,能够充分利用这些反响放出的热能来降低消费本钱。【咨询题探究3】硫酸工业中涉及多步反响,计算起来比拟烦琐,如何快速掌握硫酸工业中多步反响的计算?【老师点拨】通过此题的计算进一步掌握物质纯度,转化率、产率的计算关系式,并在多步反响中找出量的相当式进展简捷的计算。(1)关系式法:先写出多步反响的化学方程式,然后找
7、出反响物和生成物之间物质的量(或质量)之比,列出关系式,即可一步计算。(2)元素守衡法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关系的简便方法,确实是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系,分析解答:FeS22H2SO4, SH2SO4。假设已经知道(欲求)FeS2含量,用前面的关系式,假设已经知道(欲求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)进展计算。【即学即练3】含FeS265%的硫铁矿在煅烧时有1.8%的硫损失而混入炉渣,二氧化硫转化为三氧化硫的利用率为99%。由这种硫铁矿制2t98%的硫酸,需硫铁矿多少吨?3. 189.
8、9t【解析】题中65%为硫铁矿的纯度,有1.8%的硫损失也即是1.8%的FeS2损失,二氧化硫的利用率(转化率)也即是FeS2的利用率。设需这种硫铁矿的质量为x。解法一: FeS2 2H2SO4120 298x65%(1-1.8%)99% 2t98% x=189.9t解法二: S H2SO4 32 9864/120x65%(1-1.8%)99% 2t98% x=189.9t练案A组(课堂反响 总分值50分)一、选择题(每题5分,共35分)1.工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染较用硫铁矿小,主要方面是( )A.废气 B.废渣 C.废水 D.酸雨1.B【解析】用硫铁矿制硫酸,废渣较多,而用硫黄作为
9、原料,几乎没有废渣,但废气的量没有减少,也会产生废水。2.环境污染已成为人类社会面临的严重威胁,各种污染数不胜数,以下名词与环境污染无关的是()温室效应 赤潮 酸雨 光化学污染臭氧层空洞 水俣病 潮汐 大颈项病A. B. C. D.2.B【解析】属于大气污染,属于水污染,潮汐是一种自然现象,大颈项病是因人体缺乏碘元素造成的,因此不属于环境污染。3.工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2等对环境有较大妨碍的有害气体。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是()A.NaOH溶液、酚酞试液 B.石灰水、石蕊试液C.碘水、淀粉溶液 D.氨水、酚酞试液3.C【解析】测定SO2
10、含量必需要能跟SO2反响,而且能够用颜色变化来精确确定反响终点。A项和D项尽管能反响,但A在完全生成Na2SO3时溶液依然碱性,没变色,而D在SO2还没与氨水完全反响时就开场变色了。C项石灰水中所含溶质较少,且石蕊试液的颜色变化不明显。4.某制药厂尾气中含少量SO2气体,一般用NaOH溶液或氨水吸收,以防污染环境。分别用0.1 molL1的NaOH溶液或同浓度的氨水处理一样量的尾气,两种方法所需吸收液的体积关系是()ANaOH溶液的体积大于氨水BNaOH溶液的体积等于氨水CNaOH溶液的体积小于氨水D无法推断4.B【解析】SO22NaOH=Na2SO3H2O,SO22NH3H2O=(NH4)2
11、SO3H2O。5.在硫酸工业消费中,SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进展的,吸收塔里还装入了大量瓷环。以下说法中不正确的选项()A.从处通入SO3,整个吸收操作采取逆流的方式B.从处喷下98%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积C.从处导出的气体只含有少量SO2,可直截了当排入大气D.从处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸5.C【解析】三氧化硫的吸收通常使用98%的硫酸,不用水或稀硫酸,缘故是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易构成酸雾,吸收速率慢,不利于三氧化硫的吸收;气体的吸收常采纳逆流原理,如此有利于气、液的充分接触,吸收效果好;从吸收塔上部导出的气体是N2、没有起反响的O2和少量二氧化硫,直截
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