高中人教版化学选修2课件：第一单元 化学生产过程中的基本问题

高中人教版化学选修2课件：第一单元 化学生产过程中的基本问题

第一单元 课题一 (2) 工业上如何制取硫酸 ? (1) 物理性质 : 硫酸是一种无色 , 难挥发 , 易溶于水的油状液体。 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此 , 稀释硫酸时应该把 ______ 倒到 ______ 中 , 并 _____. (2) 化学性质 : 浓硫酸具有酸性 ,______ 性 ,______ 性和 ______ 性 . 浓硫酸 水 不断搅拌 吸水 脱水 强氧化 ( 一 ) 硫酸工业生产的原理 思考 : 1. 自然界中存在的含硫的物质有哪些 ? 2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸 ? 依据化学原理确定生产过程 请写出有关的化学方程式 ! S (s)+ O 2 (g) SO 2 (g) 高 温 ( 一 ) 硫酸工业生产的原理 SO 3 (g)+ H 2 O(l) H 2 SO 4 (l) 第一步： 第二步： 第三步： 以硫磺为原料 : 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 催化剂 加 热 ( 造气 ) ( 催化氧化 ) ( 吸收 ) 工业中通常用 98% 的硫酸溶液代替水来吸收 SO 3 因此 : 工业上制硫酸主要分 _________ 个生产过程 . 依据化学原理确定生产过程 ( 二 ) 硫酸工业 原料的选择 4FeS 2 (S) +11 O 2 (g) 2Fe 2 O 3 (s)+ 8SO 2 (g) 高 温 第一步： SO 3 (g) + H 2 O(l) H 2 SO 4 (l) 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 催化剂 加 热 第二步： 第三步： 以 FeS 2 为原料 思考 : 为什么不主张用黄铁矿 ( 主要成分 FeS 2 ) 作为原料生产硫酸 ? 因此 : 硫酸生产中的三种原料 : 硫磺 ( 或黄铁矿 ), 空气 , 和水 依据化学原理确定生产过程 S (s)+ O 2 (g) SO 2 (g) 高 温 SO 3 (g)+ H 2 O(l) H 2 SO 4 (l) 第一步： 第二步： 第三步： 以硫磺为原料 : 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 催化剂 加 热 ( 造气 ) ( 催化氧化 ) ( 吸收 ) 工业中通常用 98% 的硫酸溶液代替水来吸收 SO 3 想一想 : 从生产硫酸的原理看 , 硫酸厂中的生 产设备最少应分几部分 ? 依据化学原理确定生产过程 沸 腾 炉图片 接 触 室图片 98.3%H 2 SO 4 SO 2 O 2 SO 2 O 2 SO 2 O 2 依据化学原理确定生产过程 阅读 P6 表 1-2, 思考压强的增大 ,SO2 的转化率 _____ 越高 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 思考 : 是否压强越高越好 ? 硫酸工业生产的 三个适宜条件 : 应选择压强 : (2) 常压 生产中反应条件的控制 (1) 低温 (400~500 0 C) (2) 常压 (3) 适当过量的空气 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 生产中反应条件的控制 阅读 P6 表 1-1, 思考温度较 ____ 时 , 越有利于 SO 2 转化为 SO 3 ? 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 . 思考 : 是否温度越低越有利于 SO 2 转化为 SO 3 ? 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 放热 催化剂 硫酸工业生产的 三个适宜条件 : 低 应选择温度 : (1) 低温 (400~500 0 C) 1. 如何处理尾气中的 SO 2 ? 2. 如何处理废水中的酸性物质 ? 3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的 大量热能 ? 工业： ＳＯ ２ Ｃ a （ＯＨ） ２ Ｃ a ＳＯ ３ Ｈ ２ ＳＯ ４ ＳＯ ２ （重新利用） 实验室： ＳＯ ２ ＋２Ｎ a ＯＨ＝Ｎ a ２ ＳＯ ３ ＋Ｈ ２ Ｏ 用石灰浆 (Ca(OH) 2 或石灰石粉中和 . 废渣 : 分离后循环利用 , 剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖 生产中的三废处理 能量的 充分 利用 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。 在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产 1t 硫酸约需消耗 100kW·h 的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于 200kW·h 的电能。 (1) 确定化学反应原理 (2) 选择原料 (3) 选择设备和工艺流程 (4) 三废处理 ( 环境保护 ) (5) 能源的利用 ( 综合经济利益 ) (6) 其它问题 ( 如厂址，成本，反应条件等问题） 1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : 三种原料 : 三个反应 : 三个生产过程 : 三个主要设备 : 硫酸工业生产的 三个适宜条件 : 2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法 . 硫磺 ( 或黄铁矿 ), 空气 , 和水 造气 , 催化氧化 , 吸收 沸 腾 炉 , 接 触 室 , 吸收塔 (1) 低温 (400~500 0 C) (2) 常压 (3) 适当过量的空气 实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。 研究课题：利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？