高中化学（大纲版）第三册 第五单元 硫酸工业 第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论(第一课时)

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1、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

2、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”

3、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

4、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。因此，在建设硫酸生产车间时，必须同步建设处理“三废”的设施，尽可能地将三废变成有用的副产品，实行综合利用。同时使“三废”的排放符合国家标准。［引导］我们首先来看一下硫酸生产中“废气”的处理。［投影］硫酸生产中尾气的处理［讲解］硫酸生产中尾气的处理有多种方法，具体采用哪种处理方法，取决于副产品的市场需求、成本核算等实际情况。［过渡］请同学们完成上述化学方程式。［教师巡视］［学生口述

5、化学反应，教师板书］［板书］1.废气处理①氨水吸收，再用硫酸处理SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O②用Na2SO3溶液吸收，然后加热吸收液SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO32NaHSO3Na2SO3＋SO2↑＋H2O③用NaOH溶液吸收，再用石灰乳和O2处理SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2ONa2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH2CaSO3＋O2===2CaSO4［讲解］沸腾

6、炉中产生的废渣一般可作为制造水泥的辅料或用于制砖。若矿渣中含铁品位高，经处理后作为铁矿炼铁，则可获得更大的经济效益。［板书］［讲解］生产中产生的含有硫酸的废液，经处理后可作为劣质硫酸出售，也可用石灰乳中和制得副产品石膏。［板书］Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O［转引］许多化学反应是放热反应，化工生产中若能充分利用反应热，这对降低生产成本具有重要的意义。［板书］二、能量的充分利用［过渡］硫酸工业生产中如何充分利用能量呢？［师］下面是硫酸生产过程中所涉及的三步反应的热化学方程式。［投影］

7、1.S(s)＋O2(g)===SO2(g);ΔH=－297kJ/molFeS2(s)＋O2(g)Fe2O3(s)＋2SO2(g);ΔH=－853kJ/mol3.SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3kJ/mol［师］很明显，上述反应均为典型的放热反应，假如我们能把这些热量充分利用，有什么重要的意义呢？请大家看以下投影资料。［投影并讲解］硫酸生产过程中要消耗大量的能量。例如，开动机器设备(矿石粉碎机、运输装置、鼓风机、泵等)需要电能，维持接触氧化适宜的温度(400℃～500℃

8、)需要热能。由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能以降低生产成本。例如，在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸气来发电；在接触室中设热交换装置，利用SO2氧化为SO3时放出的热来预热即将参加反应的SO2和O2，使其达到适宜的反应温度。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。［讲解］以上资料显示：硫酸生产中如能充分利用“废热”，则不仅不