蘇教版-選修二-專題2 從自然資源到化學(xué)品-第三單元 硫酸工業(yè)“衡水賽”一等獎

《硫酸的生產(chǎn)工藝》學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握接觸法制硫酸的化學(xué)反應(yīng)原理，并了解生產(chǎn)過程和幾個典型設(shè)備，以及生產(chǎn)中的一些重要操作。2．理解接觸氧化反應(yīng)條件的選擇原理，加深對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識的理解。3．通過有關(guān)硫酸工業(yè)的計算，進(jìn)一步鞏固多步反應(yīng)的化學(xué)原理。4．情感目標(biāo)：通過對硫酸工業(yè)“三廢”、能量的利用以及生產(chǎn)規(guī)模、廠址的選擇等的討論，認(rèn)識環(huán)境保護(hù)的重要性，培養(yǎng)良好的環(huán)境保護(hù)意識。二、學(xué)習(xí)重點難點接觸法制硫酸的化學(xué)原理；SO2接觸氧化的適宜條件的選擇。三、學(xué)習(xí)過程（一）引入問題：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了工業(yè)生產(chǎn)硫酸的原理及第一、二階段的生產(chǎn)情況，請同學(xué)們完成下面問題。（二）學(xué)習(xí)新課投影：圖一1．設(shè)備A是_____________，在A中進(jìn)行的反應(yīng)方程式是：___________。①②③④處通入或放出的物質(zhì)是___________、___________、___________、___________。2．設(shè)備B是_____________，在B中進(jìn)行的反應(yīng)方程式是：__________________________。⑤⑥處放出的物質(zhì)是_____________、_____________。學(xué)生回答：_______________________________________。多媒體：電腦模擬接觸室中熱交換器的工作原理。問題：下一個生產(chǎn)階段是SO3的吸收，請同學(xué)閱讀教材，了解為使SO3被充分吸收，生產(chǎn)中采取了哪些措施？學(xué)生活動：閱讀教材并討論。歸納：____________________________________________。第三階段：SO3的吸收設(shè)備：吸收塔反應(yīng)：SO3（g）＋H2O（l）=H2SO4（l）；△H=kJ/mol問題：從吸收塔上部導(dǎo)出的氣體成分是什么？能否直接排入空氣？為什么？討論：討論后回答。小結(jié)：______________________________________________。填表：生產(chǎn)階段設(shè)備名稱主要反應(yīng)主要產(chǎn)品提高產(chǎn)率措施造氣接觸氧化SO3的吸收（三）練習(xí)1．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室（如下圖），圖中在a、b、c處流入或流出的氣體正確的是（）A．a(chǎn)處SO2、N2 B．b處SO2、O2、N2C．a(chǎn)處SO3、O2 D．c處SO3、N22．在接觸法制硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，下列生產(chǎn)操作及其原因解釋二者都正確的是（）A．硫鐵礦燃燒前需要粉碎，因為塊狀硫鐵礦不能燃燒B．SO2氧化為SO3時需要高壓，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率C．SO2氧化為SO3時需要使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D．用%的濃H2SO4吸收SO3，可以防止形成酸霧阻礙SO3的吸收3．接觸法制硫酸和工業(yè)制硝酸分別經(jīng)過以下的變化：=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥FeS2→SO2→SO3→H2SO4，NH3→NO→NO2→HNO3下列說法正確的是（）。A．所有變化都是氧化-還原反應(yīng)B．=2\*GB3②=3\*GB3③=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥都是化合反應(yīng)C．=2\*GB3②=4\*GB3④反應(yīng)都要用催化劑D．=2\*GB3②=6\*GB3⑥反應(yīng)需要足量的氧氣4．在氧氣中灼燒0.8g由硫、鐵元素組成的化合物，使其中的硫經(jīng)過一系列變化最終全部轉(zhuǎn)化為硫酸，用20mL1mol·L-1的燒堿溶液恰好能完全中和這些硫酸，則原混合物中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為（）。A．40% B．46%C．% D．80%5．接觸法制硫酸的原料是__________，生產(chǎn)過程的化學(xué)反應(yīng)原理是：______________________________。6．硫酸最古老的生產(chǎn)方法是：把綠礬裝入反應(yīng)容器中加強熱，會流出油狀物，并放出有刺激性氣味的氣體，反應(yīng)容器中的固體變?yōu)榧t色。這個變化過程可用兩個化學(xué)方程式表示：______________________________，______________________________。7．含F(xiàn)eS280%的硫鐵礦，煅燒時損失硫5%，SO2氧化成SO3時利用率為98%，問生產(chǎn)1t98%的硫酸，需要這種硫鐵礦多少t？8．取1g含SiO2和FeS2的礦石樣品，在氧氣中充分燃燒，殘余固體質(zhì)量為0.84g，用這種礦石100噸，可以制得98%的H2SO4多少噸？（設(shè)生產(chǎn)過程中硫損失2%）9．假設(shè)SO2接觸氧化過程產(chǎn)生的熱量有70%可以利用，請問生產(chǎn)100t98%的硫酸在接觸氧化過程中能節(jié)約多少能量。（已知ΔH=mol）10．（1）據(jù)《科技消息報》報道：由于廢氣排放致使地球南極上空的a層出現(xiàn)了400多萬平方公里的空洞，有害宇宙線長驅(qū)直入，把b分解，密度較小的氫就會逃逸到宇宙空間，剩下的氧最終會使土壤c，從而使地球人類正在重蹈火星的覆轍。根據(jù)以上敘述，回答問題。①填充：a_____________b_____________c_____________。②寫出a與b對應(yīng)的化學(xué)方程式：a_________b_________。（2）據(jù)《中國環(huán)境報》報道：從一份科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的40%。研究結(jié)果還表明，酸雨對我國農(nóng)作物、森林等影響區(qū)域大。如圖是研究酸雨成因的學(xué)生實驗用的“催化棒”。用兩根外面套有玻璃管的粗導(dǎo)線穿過橡皮塞并固定于粗玻璃管中，在其中一端用電熱絲連接起來，即制成“催化棒”。實驗時，先接通直流電源，使電熱絲紅熱，然后將紅熱的電熱絲伸入裝有SO2和空氣的集氣瓶中，瓶中立即出現(xiàn)_____現(xiàn)象，再往其中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，又出現(xiàn)______現(xiàn)象。請回答：①以上實驗中可得出酸雨成因的化學(xué)原理是_________。②目前一座中等城市每年用煤約300萬噸，其含硫量如按1%計算，則每年排放SO2多少噸？若此二氧化硫有60%轉(zhuǎn)化為硫酸，相當(dāng)于生成多少噸98%硫酸？③為了防治酸雨，降低煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合后使用。請寫出燃燒時，有關(guān)“固硫”（不使硫的化合物進(jìn)入大氣）反應(yīng)的化學(xué)方程式______，并比較此法與將“石灰石粉未與含硫煤混合”使用防治酸雨的方法，哪個更好些？答_________（填“生石灰法”或“石灰石法”）④如每隔一段時間測定某份雨水（酸雨）樣品的pH，請作出有關(guān)時間與酸雨pH變化的曲線圖。⑤國際上最新采用“飽和亞硫酸鈉溶液吸收法”，請寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式______。（四）作業(yè)教材課后習(xí)題一、三。參考答案1．B2．D3．CD4A5．硫鐵礦（或硫）、空氣，S（g）+O2（g）=SO2（g）催化劑4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（g）+8SO2（g）催化劑Δ2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）、SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）Δ6．2FeSO4?7H2O=Fe2O3+SO2↑+SO3↑+H2O，SO3+H2O=H2SO47．t8．t9．×107Kj。10．（1）①臭氧層；水