生成中三废的处理教案设计

《化工生产中三废的处理——以硫酸工业为例》教学设计

一、教材分析

本节课选自人教版选修二《化学与技术》第一单元走进化学工业，课题1

化工生产过程中的基本问题。硫酸是学生在初中化学中就学过的物质对其性质比较了解硫酸工业又是典型的基本化学工业，所以本课题以硫酸工业为例介绍化工生产中三废的处理问题。关于环境问本课题结合硫酸生产的具体情况进行说明，体现了培养学生环境意识的观点。

二、学情分析

上课的班级高一（16）班属于层次较弱的学生，他们的化学基础相对比较差。所以在教学过程中主要通过引导，整理归纳常见废气、废液和废渣处理的方法。

三、教学目标

知识与技能：

1. 明确化工生产中污染物的处理原则；

2. 掌握硫酸工业中以及其他常见废气、废液、废渣的处理方法。

过程与方法：

1.

通过本节课的学习，提高分析、解决问题的能力；

2. 通过阅读资料卡片以及观看新闻报道，培养学生提炼信息的能力。

情感态度与价值观：

通过本节课的学习，提高学生的环境保护意识。

四、教学重难点

硫酸工业中三废的处理方法。

五、教学方法

引导、问题讨论、总结归纳等。

1

六、板书设计

化工生产中三废的处理

（一）废气——中和法、燃烧法、氧化还原法

1、SO2

SO2 + 2NH3·H2O ==（NH4)2SO3 + H2O （NH4)2SO3 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2O + SO2↑

2、CO 2CO + O2

2CO2

3、其它

2NO + 2CO = 2CO2 + N2

（二）废液——中和法、沉淀法、氧化还原法

1、酸碱废水

H2SO4 + Ca(OH)2 == CaSO4 + 2H2O 2、重金属废水

S2- + Hg2+

===

HgS↓

3、其它有毒废水

5ClO- + 2CN- + 2OH- = 2CO32- +N2↑

+5Cl- + H2O （三）废渣

2Fe2O3

+ 3H2SO4

===

Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe3+ + 3NH3·H2O

=== Fe(OH)3↓+ 3NH4+

2Fe(OH)3



Fe2O3 + 3H2O

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七、教学过程

[视频] 播放化工生产造成的环境污染及***有关生态环境保护的讲话。

[提问] 从视频中你都看到了什么，请一位同学和大家分享一下他的感想。

[讲述] 工业的发展一方面可以促进经济的发展，但同时也会对我们的生态环境造成污染，所以对于污染物的处理就显得尤为重要。因此，本节课我们就来讨论化工生产中三废的处理方法。

[提问] 常说的工业三废是什么？

[学生] 废气、废液、废渣。

[过渡] 今天我们主要以硫酸工业生产中的三废处理为例，同时再补充一些其它的常见污染物的处理方法。究竟采取什么样的方法处理才比较合适呢，首先我们必须明确处理的原则。如果你是环境治理专家，在处理污染物时，你希望达到什么效果？

[学生] 将有毒有害的物质转化成无毒无害的物质，最好能够变废为宝。

[讲述] 大家说的都非常好！

[投影] 硫酸工业中以黄铁矿为原料时有关反应。

[讲述] 请大家思考硫酸工业中产生的废气是什么？

[学生] 二氧化硫。

[提问] 那该如何处理呢？

[学生1] 用水吸收。

[学生2] 用水吸收效果不好，应该用碱液吸收。

[讲述] 很好，工业上我们一般用氨水来吸收二氧化硫，下面请一位同学在黑板上写一下反应方程式。

[学生]

[提问] 现在如果我想回收利用二氧化硫，可以用什么方法把二氧化硫再制出来呢？提示：二氧化硫对应的酸是亚硫酸，为弱酸，可以用我们前面学过的一个原理来制备弱酸亚硫酸。

[学生] 强酸制弱酸。

[讲述] 下面请一位同学来写一下方程式。

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[学生]

[讲述] 好，写的很准确也很工整。那通过这两步不仅可以消除污染，同时回收利用了二氧化硫。那其他工业生产中的污染性气体，比如硝酸工业中产生的二氧化碳，氯碱工业中的氯气、氯化氢，氮肥行业产生的废气一氧化碳、氨气等又该怎么处理？

[提问] 比如一氧化碳，想想可以怎么处理？

[学生] 点燃就可以。

[讲述] 对，一氧化碳可燃，同时产物二氧化碳无污染。

[过渡] 汽车尾气的主要污染物是一氧化氮以及燃料燃烧不完全所产生的一氧化碳，它们是现代化城市的重要大气污染物。已知：两者在催化剂的作用下可以反应生成无污染性气体，请一位同学上黑板写出此反应方程式。

[小结] 黑板上写了几类典型废气的处理方法，请一位同学给大家总结一下常见废气的处理方法都有哪些？并举出几个例子。

[学生] 对于酸性或碱性气体可以采用中和法，比如SO2、NO2、NH3；对于可燃性气体，同时燃烧产物无污染，可以采用燃烧法，比如CO、H2；对于其他一些气体还可以采用氧化还原法，比如CO和NO。

[过渡] 接下来我们来看一下有关废液的处理。化工生产中的废水一般分为酸碱废水、重金属废水，还有一些其他污染性的废水。想想硫酸工业产生的污水属于哪一类呢?又该如何处理呢? [学生] 加入碱性物质。

[讲述] 对。工业上一般用石灰乳或石灰石粉来进行中和。请写出相关反应方程式。

[提问] 那重金属废水又该如何处理呢？比如废水中含有大量的铜离子或汞离子。

[学生] 沉淀法。

[讲述] 很好，比如对于汞离子，可以加入硫化物来沉淀，请写出反应的方程式。

[过渡] 还有一些其他有毒废水的处理，下面我们来看一则新闻报道，是有关氰化物泄露的，新闻里会提到处理方法，请大家认真观看。

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[视频] 播放氰化物泄露的新闻报道。

[提问] 在新闻最后提到对于氰化物的处理方法是什么？

[学生] 先加碱调节pH，再加漂白粉。

[讲述] 我们一起来写一下离子反应方程式，练习一下有关缺项配平的氧化还原反应离子方程式的书写。

[小结] 同样的我们请一位同学给大家总结一下废液处理的方法都有哪些。

[学生] 对于酸碱性废水可以采用中和法；重金属废水可以采用沉淀法；还有一些废水可以采用氧化还原法。

[过渡] 最后来看看有关废渣的处理。以黄铁矿为原料制硫酸为例，排出的废渣俗称硫酸渣，主要成分为氧化铁，另外还有少量的硅、硫、钙、镁等其他元素。由于硫酸渣中含有多种有用元素，因此是一种宝贵的二次资源。那我们来看看如何加以利用，从而变废为宝。可以看到烧渣含铁丰富，因此主要用于生产含铁物质如铁盐。除此之外，氧化铁是一种红棕色粉末，在我们的生活中有什么用途呢？

[学生] 用作红色油漆和涂料。

[过渡] 下面我们就来看一看生产氧化铁的工艺流程。主要分为这三步，请一位同学写出相关的反应方程式。

[课堂小结] 这节课我们以硫酸工业生产中的三废为例，总结归纳出了常见废气、废液、废渣的处理方法。

[练习] 1.SCR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

SCR（选择性催化还原）工作原理：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液加热生成NH3和CO2，该反应的化学方程式：

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_______________________________ 。

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_______________________。

2.某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。

已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如:

3NaClO

2NaCl + NaClO3

②AgCl可溶于氨水:

AgCl + 2NH3·H2O

Ag(NH3)2+ + Cl-

+ 2H2O （1）“氧化”阶段需在

80℃条件下进行,适宜的加热方式为__________________。

（2）NaClO 溶液与

Ag 反应的产物为

AgCl、NaOH 和

O2 ,该反应的化学方程式为_______________________________________。

HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是_____________________________。

（3）为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并_________________________________。

3.有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含SO2废气的方法流程如下：

（一）将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中得NaHSO3溶液；

（二）将盐酸加入NaHSO3溶液中得到的SO2气体回收，生成的氯化钠循环利用。

①写出步骤（一）反应的化学方程式：_______________________。

②写出步骤（二）反应的离子方程式：_______________________。

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