生成中三废的处理教案和学案内容

教学设计

人教版

第一单元

走进化学工业

课题一

化工生产中的基本问题

第2课时

一、教学目标

知识与技能： 1.

以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。

2.

了解硫酸工业生产中的三废处理的方法，防止环境污染。

过程与方法：

1.

了解从理论研究成果到现实生产的过程。

2.

学会将所学的知识应用于实际的方法。

情感态度与价值观： 1.

树立合理利用自然资源、节约能源的观点。来源:Zxxk.Com]

2.

培养既会独立思考，又能与人合作的能力。

3.

通过对硫酸工业“三废”的处理，认识环境保护的重要性，培养良好的环境保护意识。

二、教学重点

硫酸工业中

产生的废气、废渣、废水的处理

三、

教学难点

硫酸工业中

产生的废气、废渣、废水的处理

四、教学方法[来源:学,科,网][来源:学,科,网]

讨论探究

多媒体

教学过程

复习提问：硫酸的工业制法三个过程，生产设备，反应原理。

造气，催化氧化，吸收

以黄铁矿（FeS2）为原料: 第一步4FeS2(S)

+11 O2 (g) 第二步2SO2(g)

+

O2 (g)

高温

2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)来源学科网

催化剂

2SO3(g)

第三步SO3 (g) +

H2O(l)

= H2SO4(l)

以硫磺为原料: 第一步S（S）＋O2（g）高温SO2（g）

催化剂第二步2 SO2（g）＋O2（g）

2 SO3（g）

第三步SO3（g）＋H2O（l）= H2 SO4（l）

引入新课:前面一节课我们提到了硫酸的工业制法，那么我们知道硫酸工业对环境有很大的破坏。为了保护我们的环境，我们该怎么处理这些问题呢？今天我们就来探讨一下。

新课教学:

1.硫酸生产中的“三废”处理

硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而排空会严重污染空气。

1) 尾气吸收

①

方法一：石灰水吸收法

SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O；

CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O。

②

法二：氨水吸收法，再用H2SO4处理：

SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3

(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O

2)污水处理

硫酸厂废水中含硫酸，排放入江河会造成水体污染。通常用消石灰处理：

Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。

3）废渣的利用

黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁量高的矿渣可以炼铁，还可以提炼贵重有色金属。

工业上在治理“三废”的过程中，遵循变“废”为宝的原则，充分利用资源，以达到保护环境的目的。

2．能量的充分利用

废热利用

硫酸工业三个生产阶段的反应都是放热反应，应当充分利用放出的热量，减少能耗。

第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热，通常在沸腾炉处设废热锅炉，产生的过热蒸汽可用于发电，产生的电能再供应硫酸生产使用（如矿石粉碎、运输，气流、液流等动力用电）。

第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气，生产设备叫热交换器，原料气又将三氧化硫降温，再送入吸收塔。

许多化学反应是放热反应。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸厂生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能源。在硫酸生产过程中使用的热交换器就是利用了反应所放出的热量来加热二氧化硫和氧气的混合气体，以节约能源。

课堂练习

1.工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染较用硫铁矿小，主要方面是( ) A.废气 B.废渣 C.废水 D.酸雨

答案：B【解析】用硫铁矿制硫酸，废渣较多，而用硫黄作为原料，几乎没有废渣，但废气的量没有减少，也会产生废水

2．欲除去CO2气体中含有的SO2气体，应选用的试剂是 （ ）

A．品红 B．NaHCO3饱和溶液

C．Na2CO3溶液 D．烧碱溶液

答案：B 3．有关二氧化硫的叙述正确的是 ( ) A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色

B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2 C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫

D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫

答案：B 4.接触法生产硫酸的过程中，对废气、废水、废渣、废热的处理正确的是(

) ①尾气用氨水处理

②污水用石灰乳处理

③废渣用来造水泥、炼铁

④设置废热锅炉产生蒸汽、供热或发电

A.①②

B.①③④

C.①②③

D.①②③④

答案：D【解析】硫酸厂尾气中含有SO2，可用氨水吸收处理；硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸厂废渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、炼铁；由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能来降低生产成本。

5.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数，下列名词与环境污染无关的是(

) ①温室效应

②赤潮

③酸雨

④光化学污染

⑤臭氧层空洞

⑥水俣病

⑦潮汐

⑧大脖子病

A.①②

B.⑦⑧

C.⑥⑦⑧

D.②⑤⑦

答案：B【解析】①③④⑤属于大气污染，②⑥属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不属于环境污染。

6.下列废物处理方法中正确的是(

) A.化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收

B．化学实验中产生的二氧化氮废气可用水吸收

C.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料

D.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂

答案：D【解析】二氧化硫在浓硫酸中的溶解度非常小，A项错误；二氧化氮可跟烧碱溶液发生化学反应2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，B项错误；黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过高温煅烧后，废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化铝等，从中提取燃料是不现实的，C项错误；硫酸生产厂的废气中含有较高浓度的二氧化硫气体，二氧化硫可用作漂白剂，D项正确。

7.某制药厂尾气中含少量SO2气体，一般用NaOH溶液或氨水吸收，以防污染环境。分别用0.1 mol·L－1的NaOH溶液或同浓度的氨水处理相同量的尾气，两种方法所需吸收液的体积关系是(

) A．NaOH溶液的体积大于氨水

C．NaOH溶液的体积小于氨水

B．NaOH溶液的体积等于氨水

D．无法判断

答案：B【解析】SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O。

课外拓展：

酸雨

（1）

酸雨的定义

一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨. 酸雨的pH值一般少于5.6. （2）

酸雨的危害

对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死. 引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长. 破坏土壤、植被、森林. 腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料. 渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍. （3）

酸雨的治理

二氧化硫污染大气的罪魁——煤，平均含硫量约为2.5%-3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染，一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿（FeS2）的形态存在；这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有

较多的有机硫化合物，这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。