生成中三废的处理教学实录与评析

第一章第一节 《化工生产过程中的基本问题》教学设计

第二课时

辽宁省抚顺市第二中学：胡欣

一、基本说明

1、教学内容所属板块：《化学》

2、年级：高一

3、所用教材出版单位：人民教育出版社

4、

所属的章节：选修二第一章第一节 化工生产过程中的基本问题

5、

教学时间：40分钟

二、学习目标分析

（一）学习目标确定的依据

十八大确定“中国学生发展核心素养”，而核心素养的基本内涵则是“文化基础、自由发展、社会参与”

（二）学习目标

（1）教学目标

1、了解化学反应原理对于实际生产的作用,培养学生的科学精神与社会责任

2、通过实验学习合成硫酸反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和讨论合成硫酸适宜反应条件。（使学生领会变化观念与平衡思想）

（2）过程与方法

1、对教材给的表格数据，引导学生进行信息加工。

2、通过完成小论文，体验科学研究和收集整理信息的过程。

（3）情感态度与价值观

通过多种多样的活动，鼓励学生积极提出问题，培养学生敢于质疑、勇于创新的精神。并通过相互交流、角色扮演的活动，增进感情，培养合作的精神。

三、教学重难点分析

教学重点为：平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。

教学难点为：平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。

四、教学过程

教学环节时间：准备过程（3—5天）

教师活动：

【课前布置】

1.上网查阅硫酸工业“三废”的处理

2.安排两组同学排练关于大力处理“三废”，对于国家工业发展是利大于弊，还是弊大于利的辩论赛

学生活动：两个小组准备辩论赛——大力处理“三废”，对于国家工业发展是利大于弊，还是弊大于利

（设计意图）通过活动培养学生的科学探究能力和社会实践能力、协作、交流能力等。

教学环节时间：生产中反应条件的控制（20分钟）

教师活动：

【复习提问】1、工业制硫酸的基本原理：

2、工业制硫酸的三个主要设备：

（设计意图）通过复习提问的方式，引导学生温故而知新

学生回答并小结：1、制取硫酸流程：三个阶段，三个方程，三个设备

2、工业制硫酸的三个主要设备：沸腾炉、接触室、吸收塔

【引导】引导学生回忆勒夏特列原理：

1

（设计意图）引导学生体会变化观念与平衡思想

【过渡】化工生产中反应条件的控制经常要考虑勒夏特列原理

【板书】三、生产中反应条件的控制

【探究活动一】表1和表2是SO2催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问题：

表1 不同温度下SO2的平衡转化率 【原料气成分（体积分数）：SO2 7%， O2 11%, N2 82%;压强：0.1Mpa】

温度

转化率

400 450 475 500 93.5 525 90.5 550 85.6 575 79.9 600 73.7 650 58.5 1000 5.0 99.2 97.5 95.8 【师】是否温度越低越有利于SO2

转化为SO3

？

【生】选择温度：低温(400~500C)，因为在此温度范围内，反应速度和SO2的平衡转化率

都比较高。但应注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性。

（设计意图）通过探究活动，培养学生合作的探究精神。并引导学生学会如何对所给信息进行推理与加工。

【探究活动二】表1和表2是SO2催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问题： 表2 压强对SO2平衡转化率的影响 【原料气成分（体积分数）：SO2 7%， O2 11%, N2 82%;压强：0.1Mpa】

400

500

600 93.5 73.7 96.9 85.8 97.8 89.5 99.3 96.4 0.1 0.5 1 10 0 99.2 99.6 99.7 99.9 【生】应选择压强:常压。原因是增大气压，SO2的平衡转化率提高并不多，但却大大增大了动力和设备的要求，增大了生产成本和能量消耗。所以硫酸厂通常采用常压操作。

【师】注意:工业生产中压强的选择，往往还要考虑成本和能量消耗等问题。

【追问】对于上述SO2的催化氧化反应：如果其它条件不变，分别改变下列条件，将对化学平衡有什么影响？ SO2的转化率如何改变？ ①增大O2的浓度；②

减小SO3的浓度： 【学生小结】硫酸生产中的适宜条件：1.低温(400~500℃)

2.常压

3.合适的催化剂

4.适当过量的空气

【课堂小练习】

1、能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是_______ 2

A．

NaOH溶液、酚酞试液

B．KMnO4溶液、稀H2SO4 C．碘水、淀粉溶液

D．氨水、酚酞试液

2、除去SO2中的SO3，并得到纯净的SO2，最好使混合气体通过（

）

A．水 B．NaHSO3饱和溶液 C．NaHCO3饱和溶液 D．98.3%浓硫酸

（设计意图）讲完知识点后马上做练习，可以加深学生对知识的理解。

【探究活动三】生产中的三废处理

【学生讨论并回答】

废气处理：________________________________________________________________ 废液处理：________________________________________________________________ 固体废弃物处理：__________________________________________________________ 【板书】生产中三废的处理

【师】1、

废气的组成：SO2,O2,N2。其中的SO2是形成酸雨的主要因素。

常用的处理方法——氨水吸收法

2、废水的处理—石灰乳中和法

硫酸工业生产过程中的污水常含有硫酸等酸性杂质，一般用石灰乳中和处理：

H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O 。

3、废渣的利用

硫酸工业生产过程中黄铁矿的矿渣一般用作制造矿渣水泥和矿渣砖，含铁品位高的矿渣，经处理后可用于炼铁，如： Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2，有的也可分离后循环利用，提炼贵重的有色金属，剩下的作铺路用的沥青。

【补充】①利用氧化还原原理，加入漂白粉、臭氧等氧化剂，将水中还原性杂质氧化。

②利用吸附原理，加入活性炭和硅藻土，吸附水中有害物质。

③利用中和原理，加入石灰石、白云石中和水中酸性杂质。

【过渡】工业上在处理“三废”时耗用大量的人力和物力，这对于国家的工业发展是利大于弊，还是弊大于利？我们是否应该大力度的处理“三废”

【情景剧】“三废”处理是“利大于弊”还是“弊大于利”的辩论 （设计意图）培养学生合作的团队精神以及良好的表达能力，在活动中进行科学精神与社会责任的培养。

【屏幕展示】绿色生活方式“5R原则”

“Reduce” 节约资源，减少污染；

“Reevaluate” 绿色生活，环保选购；

“Reuse” 重复使用，多次利用；

“Recycle” 分类回收，循环再生；

“Rescue” 保护自然，万物共存

（设计意图）唤醒学生的环保意识，树立学生爱护环境的社会责任感

【板书】五、能量的充分利用

【师】硫酸生产过程中的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(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。

【实践活动】通过查阅图书、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何充分利用“废热”的

【学生小结】（1）在沸腾炉（造气炉）旁设置蒸汽锅炉进行发电

（2）在接触室（催化反应室）中设置热交换器一方面预热反应原料气，另一方面使接触氧化到适宜温度

（3）在接触室（催化反应室）附近建造浴室，提高劳动福利或创造经济效益。

（设计意图）培养学生查找信息，处理信息的能力

【思考】如何进行硫酸厂址的选择？

【学生】自由讨论

【学生总结】⑴

因硫酸不便贮存和运输，建在靠近硫酸消费中心的地区，考虑与化肥厂、电池厂、医药厂等联合办厂可节约其它化工产品成本。

⑵远离水源和河流的上游，以免污水污染水源。

3

(3)远离居民区盛行风向的上风地带，以免烟尘和有害气体污染城镇的水源和大气。

(4)还要要对原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通、环境保护等因素进行综合性和系统性的研究。

【设问】化工生产工艺流程从哪些方面确定？

【总结】1、确定生产过程

2、选原料

3、选择设备、工艺流程

4、三废处理(环境保护) 5、能源的利用—综合经济利益

6、考虑：厂址、成本、反应条件„

【案例】讨论在以下条件下你认为M城市该不该建硫酸厂？

①M城市郊区有丰富的黄铁矿资源、水源、能源充足交通便利。②M城市消耗硫酸的工业不多，而远离它的N城市是一个消耗硫酸很多的城市。③城市是一个美M丽的旅游城市。

（设计意图）培养学生利用所学知识解决实际问题的能力

【学习检测】

1、接触法生产H2SO4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.只有①②

B.只有①③④ C.只有①②③

D.全部

2、固体A和B都是由两种相同元素组成，在A、B中两种原子的个数之比分别 为1∶1和1∶2。将A和B在高温下煅烧，产物都是固体C和气体D， 由D最终可制得酸E。E的稀溶液和A反应时，生成气体G和F溶液， G通入D的溶液中有浅黄色的沉淀产生，该沉淀加热时又可转化为D。 根据以上事实回答下列问题。 （1）A的化学式是___________；B的化学式是___________。 （2）写出下列反应的化学方程式： ①B煅烧生成C和D：_________________________________； ②G通入D的溶液中：_________________________________； ③在F中滴入溴水：_________________________________； ④A和E反应：_________________________________。 教学环节时间：作业布置2分钟

教师活动：

【作业】

教材20页

【板书设计】

第一章第一节 化工生产过程中的基本问题（2）

三、生产中反应条件的控制

硫酸生产中的适宜条件：1.低温(400~500℃)

2.常压

3.合适的催化剂

4.适当过量的空气

四、生产中“三废”的处理

五、能量的充分利用

【教学反思】

1、这节课在“知识与技能”上要求不高，教学的重点是如何在课堂教学中以知识为载体落实“变化观念与平衡思想“，”实验探究与创新意识“，”科学精神与社会责任“的培养

4

2、在教学过程中建议灵活地应用多种学习方式，把教学方式和学习方式有机结合起来，组织多样化的学习活动。

1．独立思考

2．交流讨论

3．展示交流

4．学生小结

5