高二化学教案：化工生产过程中的基本问题学案导学

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本文题目：高二化学教案：化工生产过程中的基本问题学案导学

第一单元课题1 化工生产过程中的基本问题 学案导学

教学目标：1.了解生产硫酸的基本流程

2.了解生产中原料的选择

3. 了解化学科学实验与化工生产的区别。

4.注意生产中的三废处理，防止环境污染

学习过程：

一、依据化学反应原理确定生产过程

1. 工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑

(1)采用的原料应该是自然界中的含 物质，如 、 。

(2)生产过程中，要先使硫元素转化成 ，再把 转化成 ，再与水反应制得 。

2. 思考与交流：工业生产上制备硫酸的基本原理

(1)以S为原料制备SO2

化学反应方程式 ，(属 反应)

(2)利用催化氧化反应将SO2 氧化成SO3

化学反应方程式 ，(属 反应)

(3)三氧化硫转化成硫酸

化学反应方程式 ，(属 反应)

3.工业制硫酸主要生产流程

见课本P5

二、生产中原料的选择

1. 思考与交流：我国生产硫酸需考虑的问题

(1)从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用 制硫酸优于用 制硫酸。

(2)我国天然硫资源 ，而且开采条件 。

(3)我国黄铁矿储量比天然硫要 。

(4)硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程 、设备 、三废 少，劳动生产率 ，易于设备 。

(5)由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸 ，

三、生产中反应条件的控制

1. 硫酸工业生产的三个主要设备是 、 、 。

2.阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3

二氧化硫催化氧化的反应方程式 ，属 _____________反应。

思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?

2、提示：应选择温度:(1)低温(400~5000C)

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

3.阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____

思考:是否压强越高越好 ?

3、提示：应选择压强:常压 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。

四、生产中三废处理

1.如何处理尾气中的SO2?

工业：SO2 CaSO3 SO2 (重新利用)

主要反应式 、

。

实验室：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

2.如何处理废水中的酸性物质?

五、能量的充分利用

1.生产1t硫酸需消耗 的电能，硫酸生产的三个过程都是 反应，生产1t硫酸放出的反应垫相当于 的电能。这些废热的利用，可以向外界输出大量 ，大大降低生产 。

2.可以利用SO2氧化成SO3时放出的热量用来预热 。

[课堂巩固提高]

1、下列说法正确的是 ( )

A.合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气

B.进入接触室的气体，必须先经净化、干燥

C.从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料

D.在高温、高压下由 和 合成

答案：B

2.欲除去 气体中含有的 气体，应选用的试剂是 ( )

A.品红 B. 饱和溶液

C. 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、SO2是重要的大气污染物，大量SO2主要来源 ,SO2不但本身污染大气，它在大气中经尘粒催化，与水、氧气作用，形成危害更大的酸雨，形成酸雨的有关化学方程式为： 。

答案：煤和石油的燃烧，金属矿石的冶炼

SO2+O2 2 SO3 SO3+H2O=H2 SO4

5.火力发电厂常用熟石灰吸收煤燃烧产生的SO2气体，并回收制得有用的石膏(CaSO4•2H2O)则有关反应的化学方程式为 。

答案：.Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O 2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4•2H2O

6、某硫酸厂每天用含 60%的硫铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫， 的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨?

解析：本题主要考查如何处理多步反应过程中原料的损失。沸腾炉中损失5%的硫， 转化率为90%这些都可转化为S元素的损失，进而转化为 的损失。所以设生产98%的硫酸 吨。则由关系式：

120 2×98

500×60%×(1-5%)×90%

即：

解得 吨

答案：每天能生产98%的硫酸 吨

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本文题目：高二化学教案：金属材料

● 掌握炼铁、炼钢、电解法制铝的原理。

● 了解金属腐蚀和防护的有关知识。

● 能举例说明金属材料的特点。

● 举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。

〔知识梳理〕

1.炼铁的原理是利用氧化还原反应，在高温下， ，

原料是 、 、 、 ，产生还原剂的反应是 、

，炼铁的反应是 ，造渣的反应是

、 ，高炉煤气的成分是 。

2.炼钢的原理是 ，

原料是 。写出炼钢过程发生主要反应的化学方程式

。

3.电解铝的原料是铝土矿(主要成分是Al2O3)，提纯Al2O3的方法是：将铝土矿溶解在NaOH溶液，然后往溶液中通入过量的二氧化碳，过滤，灼烧，即得Al2O3，写出上述反应的化学方程式

。

4.冰晶石的化学式为 ，在电解三氧化铝时，加入冰晶石的作用是

，电解Al2O3的化学方程式为 。电解时，阳极产生氧气，碳块要消耗，所以要定时补充碳块。

5.金属的化学腐蚀是指

;金属的电化学腐蚀是指

。

6.钢铁发生电化学腐蚀，主要原因是由于钢铁制品与其接触的电解质溶液构成许多微型的 ，铁通常作为 极， 电子发生 反应而被腐蚀，其电极反应为 。钢铁在大气中的腐蚀通常为 腐蚀，其阴极反应式为

。若电解质溶液酸性较强，则发生的是 腐蚀，其电极反应式为 。

7.电镀是一种特殊的电解，在电镀时， 作阴极， 作阳极，

作电解质溶液，电镀时，电解质溶液的浓度 。如在一把小刀上镀锌，小刀接电源的 极，电极反应式为 。

〔方法导引〕

1.炼铁和炼钢的主要区别

由铁矿石冶炼成铁，再由铁冶炼成钢，这是冶炼钢铁的必经过程。由于炼铁和炼钢的任务不同，因此采用的原料、利用的化学原理、冶炼设备等也各不相同。现比较如下：

冶炼 生铁 钢

原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁、氧气、生石灰

原理 用还原剂在高温下把铁从铁矿石中还原出来 用氧化剂在高温下把生铁中的杂质氧化除去

设备 高炉 氧气顶吹转炉

化学

反应

还原剂生成(炉腹)

CO2+O2 CO2 CO2 +C 2CO

铁的还原(炉身)

Fe2O3+3CO2 2Fe+3CO

炉渣形成(炉腰)

CaCO3 CaO+CO2↑

CaO+SiO2 CaSiO3 碳被氧化 C+O2 CO

铁被氧化 2Fe+O2 2FeO

脱碳 FeO+C CO+Fe

脱硫 FeS+CaO FeO+CaS

脱氧 2FeO+Si 2Fe+SiO2

产品 生铁;含有较多的碳及硫、磷、硅等 钢;含碳量0.03～2%，留有部分硅锰

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