接触法制硫酸
【学习目标】
1.掌握接触法制硫酸的化学反应原理,并了解生产过程和几个典型设备,以及生产中的一些重要操作.
2.理解接触氧化反应条件的选择原理,加深对化学反应速率和化学平衡知识的理解.
3.通过有关硫酸工业的计算,进一步巩固多步反应的化学原理.
4.通过对硫酸工业"三废",能量的利用以及生产规模,厂址的选择等的讨论,认识环境保护的重要性,培养良好的环境保护意识.
【教学过程】
[自学探究]
第一部分:
1.讨论:考虑原料和成本等因素,你认为工业合成硫酸的途径如何
2.请写出由S生成H2SO4的化学反应方程式.
3.接触法制硫酸的过程和原理:
(1)造气: (在 中进行);
(2)接触氧化: (在 中进行);
(3)SO3的吸收: (在 中进行).
4.生产过程中提高原料利用率的方法有 , .
5.煅烧黄铁矿制得的炉气中含有 ,需要 ,______和 ,避免 .
6.讨论:阅读表5-1,表5-2,结合化学反应速率和化学平衡知识,从综合经济效益考虑:SO2接触氧化反应应在什么条件下进行有利
7.接触氧化过程,应用了 设备,其优点是 .
8.工业上用 吸收SO3,是因为 .
第二部分:
1.由硫酸工业反应原理可推算出,理论上:1mol S完全转化能生成 mol H2SO4,1mol FeS2完全转化能生成 mol H2SO4.
2.工业制硫酸中的计算问题:
(1)关系式法(多步计算的简捷运算方法):先写出多步反应的化学方程式,然后找出最初反应物和最终生成物之间的 之比,列出关系式,即可一步计算.如:S~H2SO4,FeS2~H2SO4.
(2)元素守恒法:原料中某一关键元素理论上若全部转入产物,则两物质中该元素的物质的量 .
(3)几个率:①矿物的纯度= ×100%
②原料利用率= ×100%
原料转化率=原料利用率= 1-原料损失率
③产率= ×100%
(4)多步反应的总转化率 = 各步反应转化率的
二,总结与评价
硫酸是基础化学工业的重要产品,常用硫或硫铁矿为原料生产:
1.造气:S(g) O2 (g)=SO2(g) ΔH= -297kJ/mol
4FeS2(s) 11O2(g) =2Fe2O3(g) 8SO2(g) ΔH= -853kJ/mol
2.接触氧化:2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) ΔH= -98.3kJ/mol
3.三氧化硫的吸收:SO3(g) H2O(l) = H2SO4(l) ΔH= -130.3kJ/mol
4.硫酸工业计算的重点是多步计算,关键是找出最初反应物和最终生成物之间的关系.
三,中学常见污染环境的气体及其防治
1. SO2 工业上用浓氨水吸收,实验室用NaOH吸收.
NOx 用NaOH溶液吸收.
H2S 用NaOH溶液吸收.
Cl2,Br2,HCl:用碱液吸收,Cl2,Br2还可用Na2S03吸收.
CO 用燃烧的方法除去.
2.全球环境三大问题
(1)"酸雨"."酸雨"主要是由硫酸,硝酸造成的,我国的"酸雨"主要是硫酸型的."酸雨"的形成需要有一定的环境气候和地理因素.形成过程一般认为SO2等酸性气体进入大气后造成局部地区大气中S02的富集 H2S04,随雨水降下形成"酸雨".
(2)臭氧层的破坏.
破坏臭氧层的主要有害物质是:氮氧化物和氯氟烃等.
(3)温室效应
C02,O3,CH4等气体虽不影响太阳对地球表面的辐射,但能阻碍由地面反射回高空的红外辐射,这就像给地球罩上一层保温膜,使地球表面的气温增加,产生温室效应.
温室效应对人类生活会带来很大影响.可能导致地球两极冰川融化,使海平面升高,淹没世界上许多城市.此外,地球表面气温升高,各地降水和干湿状况也会发生变化,导致土地沙漠化.在温室效应和臭氧层消耗的共同影响下,还会造成气候的反常,如厄尔尼诺现象等,导致动物反常迁移,植物反常生长,甚至动植物种类的消失等.