《走进化学工业》学案1

约5500字。

第一单元    走进化学工业
　　课题1  化工生产过程中的基本问题
　　●以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。
　　●知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。
　　●能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。
　　●了解环境污染及其保护的知识。
　　[知识梳理]
　　1．写出以硫为原料，工业制备硫酸的化学反应方程式：⑴                           ；
　　⑵                                 ；⑶                                   。
　　2．工业生产硫酸的三个阶段为①              ；②                          ；
　　③                。
　　3．写出硫铁矿燃烧的化学方程式                                     ，反应中
　　是氧化剂，        是还原剂。
　　4．在硫酸工业中，通过下面反应使SO2氧化成SO3：2SO2+O2       2SO3  △H＜0
　　⑴在生产中常用过量的空气是为了                                              ；
　　⑵加热到400OC～500OC，可以提高                ，缩短                       ；
　　⑶常用浓硫酸而不是用水来吸收SO3，是由于                                      ；
　　⑷尾气中有SO2，必须回收，写出用石灰水吸收SO2的化学反应方程式              
　　。
　　5．硫酸工业中“三废”的危害及治理。
　　主要成分 主要危害 治理方法
　　废气
　　废液
　　废渣
　　6．化工厂厂址的选择应考虑哪些因素？硫酸工厂的选择还应考虑哪些因素？
　　[方法导引]
　　1．硫酸工业
　　三原料：硫(或硫铁矿)、空气、水。
　　三反应：①S＋O2       SO2  (4FeS2＋11O2       2Fe2O3＋8SO2)
　　②2SO2 + O2         2SO3            ③SO3＋H2O＝H2SO4
　　三阶段：造气、催化氧化、三氧化硫吸收。
　　生产条件：
　　温度：根据化学平衡移动原理，应在较低温度下进行，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效率考虑，对生产不利。实际生产中采用4000C～5000C作为操作温度。
　　压强：根据化学平衡移动原理，增大压强能提高SO2转化率，但提高幅度不大。考虑加压必须增加设备，增大设资和能量消耗，而常压下4000C～5000C时，SO2的平衡转化率已经很高，所以实际采用常压操作。
　　2．硫酸工业综合经济效益的讨论
　　⑴尾气处理：尾气中的SO2可用石灰水处理，发生的反应为：
　　SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3＋H2O
　　CaSO3＋H2SO4＝CaSO4＋SO2↑＋H2O。气体可返回作原料。
　　也可用氨水或氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体。
　　⑵污水治理：用石灰乳中和处理。
　　Ca(OH)2＋H2SO4＝CaSO4＋H2O
　　⑶废渣利用：制水泥、渣砖，品位高的矿渣用来炼铁。
　　⑷能量的利用：充分利用反应热，降低生产成本。
　　⑸生产规模和厂址的选择
　　现代化工生产应有较大的生产规模。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，应综合考虑权衡利弊，才能作出合理抉择。硫酸厂不应建在人口稠密的居民等环保要求高的地区。
　　3．环境污染及其环境保护
　　工业“三废”是指废气、废水、废渣。环境污染包括大气