课件72张PPT。教师用书独具演示●教学流程设计演示结束依据化学反应原理确定生产过程 化学反应原理 化学反应规律 生产路线 FeS2 SO2的生成 1.SO3的吸收是用水还是用98%的硫酸,为什么?
【提示】 实际生产中,并不直接用水吸收SO3,而是用98%的硫酸吸收。这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。生产中原料的选择 化学反应原理 工业 环境保护 黄铁矿 生产中反应条件的控制 化学反应速率 成本 400~500℃ 常压 较理想 生产中三废的处理 SO2 CaSO3 SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4===CaSO4+SO2↑+H2O 有色金属 2.硫酸生产过程中的污水中含有酸性物质,为减小其对环境的危害应如何处理?
【提示】 可用碱性物质将其中和,如用石灰乳或纯碱处理废水。涉及的方程式为Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O、Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑能量的充分利用 放热 3.你认为在硫酸工业中合理利用能源,可采取哪些措施?
【提示】 (1)在沸腾炉(造气炉)旁设置蒸气锅炉进行发电。
(2)在接触室(催化反应室)中设置热交换器,一方面预热反应原料气,另一方面使接触氧化后的气体降温到适宜温度。
(3)在接触室(催化反应室)附近建造浴室,提高劳动福利或创造经济效益。化学原理在硫酸工业生产中的应用 【问题导思】
①在硫酸的生产过程中,常用过量的空气,其目的是什么?
【提示】 增加一种反应物的量可使平衡向正反应方向移动,同时提高了SO2的转化率。
②SO2被催化氧化成SO3,为了提高SO3的产率接触室中应取等温过程,还是绝热过程为宜?
【提示】 采用等温过程。硫酸工业中连续多步反应的计算 【问题导思】
①利用黄铁矿(FeS2)为原料生产硫酸时,假设每步反应均能完全转化,1mol FeS2能生产多少硫酸?
【提示】 利用元素守恒法1mol FeS2可生产2mol硫酸。
②什么是原料转化率?多步反应的转化率与各步反应的转化率有何关系?1.下列关于硫酸工业生产的说法中正确的是( )
A.建筑高烟囱,使尾气在高空扩散稀释
B.设置“废热”锅炉,产生蒸气来供热或发电
C.使用V2O5作催化剂,提高SO2的转化率
D.在吸收塔中,直接用水吸收三氧化硫
【解析】 A项不能从根本上处理尾气;C项使用V2O5不能提高SO2的转化率,只能加快反应速率;D项用98%的H2SO4吸收可防止产生酸雾。
【答案】 B2.硫酸工业中,常用浓硫酸吸收三氧化硫,而不用水来吸收的原因是( )
A.三氧化硫溶于浓硫酸,不易溶于水
B.用浓硫酸吸收三氧化硫速度虽慢,但损失三氧化硫少
C.用水吸收易形成酸雾,吸收速度慢
D.用水吸收得到的不是纯硫酸
【解析】 用98%的浓硫酸吸收SO3可以避免形成酸雾并提高吸收率。
【答案】 CA.生产中通入过量的空气,可以提高二氧化硫的转化率
B.生产中选择400~500℃,不仅能加快反应速率,而且催化剂的活性好
C.根据实际情况在生产中选择常压,可以提高综合经济效益
D.在接触室被氧化生成的三氧化硫,进入吸收塔被水吸收制成硫酸【解析】 用水吸收三氧化硫容易形成酸雾,应用浓硫酸吸收三氧化硫。
【答案】 D4.(2013·烟台高二检测)2013年初我国大部分地区出现了严重的雾霾天气,环境保护引起了公众广泛的关注。治理工业“三废”,保护环境最主要的方法是( )
A.关闭污染严重的工厂
B.把“三废”深埋
C.提高认识
D.变废为宝,综合利用
【解析】 治理“三废”关键是变废为宝,综合利用。
【答案】 D5.工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内煅烧黄铁矿生成二氧化硫;在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气结合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。
下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98%的浓硫酸吸收三氧化硫。请回答下列问题:
(1)写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式__________。
(2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的____________、____________。(3)丙中的现象为_______,丁中的现象为________。
(4)下图是压强对SO2平衡转化率的影响课时作业(一)