生成中三废的处理教学设计和教学实录

生成中三废的处理（第三课时）

教学目标

1、以高考题型为例了解生成中三废处理的基本方法。更好地认识在化工生产中处理三废的重要性。

2、

关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。

教学重点：三废在实际中的危害及处理

教学难点：三废的处理方法与元素化合物知识的渗透

教学过程：

1、例题展示

例1 （1）2012年世界青年奥运会将在南京举办．保护环境，人人有责．①在处理产生的废水时，需先加入明矾，其作用是作

絮凝剂；后通入氯气或二氧化氯，其作用是作

消毒剂

．②改善空气质量，必须控制大气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放量．为控制大气中二氧化硫的排放，常采取的措施是对化石燃料进行

脱硫处理

．（2）我国材料科学家师昌绪在合金钢、高温合金及材料强度的研究领域作出杰出贡献，荣获2010年度国家最高科学技术奖．

①汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个用铂、钯合金作催化剂的催化转换器．它的特点是使CO与NO反应，生成无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化．写出CO与NO反应的化学方程式：

2NO+2CO ==== N2+2CO2

②钢铁是人们生活中常用的金属材料，也是一种合金．如图所示，钢铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）

Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ

．

（3）经研究，光化学烟雾的有害物质中含有臭氧，其形成过程与二氧化氮有关，这个过程实际上包含了三个反应：

①NO2 =NO+O、②2NO+O2=2NO2、③O2+O=O3．则总反应可表示为

3O2═2O3

，NO2在其中起了催化剂作用．

例2、（2017石家庄三模）碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业．一种制备MnCO3的生产流程如图所示．

已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的Ksp如下表：

Fe（OH）Mn（OH）物质

Fe（OH）2

3

2

开始沉淀pH 2.7 完全沉淀pH 3.7 MnS 物质

Ksp

2.5×10-13

7.6 9.6 CuS 6.3×10-36

8.3 9.8 PbS 8.0×10-28

软锰矿主要成分为MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO2来自工业废气．流程①中主要发生的反应有：MnO2+SO2=MnSO4 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．

（1）流程①中所得MnSO4溶液的pH比软锰矿浆的pH小（填“大”或“小”），该流程可与

工业制备硫酸（填工业生产名称）联合，生产效益更高．

（2）反应②的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，其离子反应方程式为

MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 这样设计的目的和原理是

使Fe2+转变为Fe3+，Fe3+完全沉淀的pH较低（或Fe3+更易沉淀）

（3）反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是

与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀

（4）反应④发生的化学反应为：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）

2SO4+CO2↑+H2O．反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8～7.4．加入稍过量的NH4HCO3的目的是

使MnCO3沉淀完全，溶液的pH不能过低的原因是

MnCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应

（5）软锰矿中锰的浸出有两种工艺：

工艺A：软锰矿浆与含SO2的工业废气反应 工艺B：软锰矿与煤炭粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解．

其中工艺A的优点是

节约能源、治理含SO2的工业废气等．（答对1个即可）

例3（2013邢台二模）开展“三废”综合治理，是防治工业“三废”污染，搞好环境保护的重要途径之一．其中常用方法是将“三废”中有毒有害物转化为无害的物质或有用的产品．

（1）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO与NO2）是主要的大气污染物之一，可用氨氧

混合气进行选择性催化还原处理．其主要反应原理如下：

4NO+4NH3+O2

催化剂

140℃

4N2+6H2O 6NO2+8NH3

催化剂

140℃

7N2+12H2O 某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3（体积已折算至标准状况），其中NO与NO2物质的量比为4：1．设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应．

①氨氧混合气的平均相对分子质量为

19.37（精确到0.01）．

②尾气中NO的含量为

1800mg/m3．

③要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为

10.64L．

（2）另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O．现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积的25% NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收．

①NaOH溶液的物质的量浓度为

8mol/L，体积为

62.mL．

②已知反应后溶液中含有0.35mol NaNO2．若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，则x= 1.8

（3）硫酸工业的废水中含质量分数4.9%的硫酸，加入质量分数22.2%的石灰乳，恰好使废水达到排放标准（pH=7），同时又得到副产品石膏（CaSO4?2H2O）．已知按此法处理后每小时可排放达标废水276.5吨，求每小时生产石膏的质量（忽略其他反应且不计过程中损耗）．

教学总结：通过本节课的教学，使学生学会生产中三废处理的方法及考试中题型的应用。