江蘇省邳州市第二中學(xué)高中化學(xué) 第一單元 課題1《化學(xué)生產(chǎn)過程中的基本問題》課件 新人教版選修2

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1、走進化學(xué)工業(yè)化工生產(chǎn)過程中的化工生產(chǎn)過程中的基本問題基本問題硫酸的用途硫酸的用途思考:(1)自然界中有沒有天然的硫酸? (2)工業(yè)上如何制取硫酸工業(yè)上如何制取硫酸?硫酸的性質(zhì)硫酸的性質(zhì) (1)物理性質(zhì):硫酸是一種無色硫酸是一種無色,難揮發(fā)難揮發(fā),易溶于水的油狀液體。易溶于水的油狀液體。 濃硫酸溶于水時會放出大量的熱。因此濃硫酸溶于水時會放出大量的熱。因此,稀釋硫酸時應(yīng)該把稀釋硫酸時應(yīng)該把_倒到倒到_中中,并并_. (2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): 濃硫酸具有酸性濃硫酸具有酸性,_性性,_性和性和_性性.濃硫酸濃硫酸水水不斷攪拌不斷攪拌吸水吸水脫水脫水強氧化強氧化(一一)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理硫酸工業(yè)生產(chǎn)的

2、原理思考:1. 自然界中存在的含硫的物質(zhì)有哪些自然界中存在的含硫的物質(zhì)有哪些?2. 這些物質(zhì)要經(jīng)過哪些中間產(chǎn)物才能變成硫酸這些物質(zhì)要經(jīng)過哪些中間產(chǎn)物才能變成硫酸?硫酸生產(chǎn)反應(yīng)式S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高高 溫溫(一一)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺為原料以硫磺為原料:2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g)催化劑催化劑 加加 熱熱(造氣)(催化氧化)(吸收)工業(yè)中通常用工業(yè)中通常用98%的硫酸溶液代替水來吸收的硫酸溶液代替水來吸收SO3因此:工業(yè)上制硫酸主要分

3、_個生產(chǎn)過程.硫酸生產(chǎn)反應(yīng)式(二二)硫酸工業(yè)硫酸工業(yè)原料的選擇原料的選擇4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高高 溫溫第一步：第一步：SO3 (g) + H2O(l) H2SO4(l)2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g)催化劑催化劑加加 熱熱第二步：第二步：第三步：第三步：以以FeS2為原料為原料思考思考:為什么不主張用黃鐵礦為什么不主張用黃鐵礦(主要成分主要成分FeS2)作為原料生產(chǎn)硫酸作為原料生產(chǎn)硫酸?因此因此:硫酸生產(chǎn)中的三種原料硫酸生產(chǎn)中的三種原料:硫磺硫磺(或黃鐵礦或黃鐵礦),空氣空氣,和水和水硫酸生產(chǎn)反應(yīng)式S (s)+ O2

4、(g) SO2(g) 高高 溫溫SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺為原料以硫磺為原料:2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g)催化劑催化劑 加加 熱熱(造氣)(催化氧化)(吸收)工業(yè)中通常用工業(yè)中通常用98%的硫酸溶液代替水來吸收的硫酸溶液代替水來吸收SO3想一想想一想: :從生產(chǎn)硫酸的原理看從生產(chǎn)硫酸的原理看, ,硫酸廠中的生硫酸廠中的生產(chǎn)設(shè)備最少應(yīng)分幾部分產(chǎn)設(shè)備最少應(yīng)分幾部分? ?(三三)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個主要設(shè)備硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個主要設(shè)備沸沸 騰騰 爐圖片爐圖片接接 觸觸 室圖片室圖片98.3%H2SO4SO2

5、O2SO2 O2SO2 O2 閱讀P6表1-2,思考壓強的增大,SO2的轉(zhuǎn)化率_越高越高注意:工業(yè)生產(chǎn)中壓強的選擇往往還要考慮成本和能量消耗等問題思考思考:是否壓強越高越好是否壓強越高越好 ?硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件: 應(yīng)選擇壓強:(2)常壓常壓生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 (1)溫度溫度(4005000C) (2)常壓常壓 (3)適當過量的空氣適當過量的空氣硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件: 2SO2SO2 2 (g) + O(g) + O2 2 (g) 2SO(g) 2SO3 3 (g) (g) 生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制生產(chǎn)中反應(yīng)條件

6、的控制 閱讀閱讀P6表表1-1,思考溫度較思考溫度較_時時,越有利于越有利于SO2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO3?注意:工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)溫度的選擇往往還要考慮該溫度下催化劑的活性.思考思考:是否溫度越低越有利于是否溫度越低越有利于SO2 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO3 ?2SO2SO2 2 (g) + O(g) + O2 2 (g) 2SO(g) 2SO3 3 (g) (g) 放熱放熱催化劑催化劑硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件: 低低應(yīng)選擇溫度:(1)溫度溫度(4005000C)1. 如何處理尾氣中的如何處理尾氣中的SO2?2. 如何處理廢水中的酸性物質(zhì)如何處理廢水中的酸性物質(zhì)?3. 如何利用廢渣

7、和生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的如何利用廢渣和生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的 大量熱能大量熱能?工業(yè)：工業(yè)：a（）（）a（重新利用）（重新利用）實驗室：實驗室：aa用石灰漿用石灰漿(Ca(OH)2或石灰石粉中和或石灰石粉中和.廢渣廢渣:分離后循環(huán)利用分離后循環(huán)利用,剩下的作鋪路用的剩下的作鋪路用的瀝青或用于制磚瀝青或用于制磚生產(chǎn)中的三廢處理生產(chǎn)中的三廢處理能量的能量的充分充分利用利用硫酸生產(chǎn)過程中的三個化學(xué)反應(yīng)都是硫酸生產(chǎn)過程中的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能出的熱能(工廠里把它們叫做工廠里把它們叫做“廢熱廢熱”)以降低生產(chǎn)成本。以降低生產(chǎn)成本。在沸騰爐旁設(shè)置

8、在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱廢熱”鍋爐，產(chǎn)鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室中設(shè)熱交生蒸汽來發(fā)電；在接觸室中設(shè)熱交換裝置。據(jù)測算，生產(chǎn)換裝置。據(jù)測算，生產(chǎn)1t硫酸約需消硫酸約需消耗耗100kWh的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當于于200kWh的電能。的電能?；どa(chǎn)過程: (1)確定化學(xué)反應(yīng)原理 (2)選擇原料 (3)選擇設(shè)備和工藝流程 (4)三廢處理(環(huán)境保護) (5)能源的利用(綜合經(jīng)濟利益) (6)其它問題(如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）小結(jié):(本節(jié)課重點) 1. 工業(yè)上接觸法制硫酸概括為工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個三五個三” :

9、 三種原料三種原料: 三個反應(yīng)三個反應(yīng): 三個生產(chǎn)過程三個生產(chǎn)過程: 三個主要設(shè)備三個主要設(shè)備: 硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件: 2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法.v硫磺硫磺(或黃鐵礦或黃鐵礦),空氣空氣,和水和水造氣造氣,催化氧化催化氧化,吸收吸收沸沸 騰騰 爐爐,接接 觸觸 室室,吸收塔吸收塔(1)低溫低溫(4005000C)(2)常壓常壓(3)適當過量的空氣適當過量的空氣實踐活動實踐活動 通過查閱資料、上網(wǎng)、參觀訪問等方通過查閱資料、上網(wǎng)、參觀訪問等方式進行調(diào)查，了解一些化工廠是如何式進行調(diào)查，了解一些化工廠是如何利用廢熱的。利用廢熱的。