清泉州阳光实验学校高中化学第三册选修关于硫酸工业综合经济效益的讨论

清泉州阳光实验学校关于硫酸工业综合经济效益的讨论
学习目的
1．理解硫酸工业“三废〞的处理和利用。

2．通过对硫酸工业“三废〞、能量的利用以及消费规模、厂址的选择等的讨论，认识环境保护的重要性，培养良好的环境保护意识。

学习过程
一、自学探究
1．硫酸工业“三废〞的处理和利用：
〔1〕尾气中的SO2，用吸收，可得到肥。

反响方程式是。

你认为还可以用等物质吸收，请写出有关的化学反响方程式。

〔2〕污水中含有，可用吸收，反响方程式是。

〔3〕废渣的利用。

2．硫酸消费过程中的三个反响是热反响，请你提出充分利用这些热能的方案。

3．假设要筹建一间硫酸厂，你认为应该考虑哪些因素？
4．讨论：学过的化工消费〔如钢铁工业、合成氨、硝酸工业、煤和石油化工、氯碱工业等〕中，应该如何处理环境和综合经济效益等问题？
二、总结与评价
【总结】
随着经济的开展，环境保护问题越来越引起人们的重视，本课就硫酸工业中的环境和综合利用等问题展开讨论，从而培养良好的环境保护意识。

【例题讲解】
[例题]SO2是引起大气污染的主要有害气体之一，我国大气质量标准中规定大气中SO2的最高浓度限值如下表：
大气中SO2三级标准浓度限值
注：“年日平均〞为任何一年的平均浓度均值不许超过的限值；“日平均〞为任何一日的平均浓度不许超过的限值；“任何一次〞为任何一次采样测定不许超过的浓度限值。

〔1〕据报道，1952年2月，某城雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达mg/〔m3空气〕，烟尘达mg/〔m3空气〕，居民普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000，流经该城的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡。

大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的____组织，大气中SO2超标最容易影响人的_______系统而患疾病，而河流中鱼类死亡与SO2造成大气污染所形成______有关。

〔2〕某空气污染监测仪是根据SO2和Br2水的定量反响来测定空气中的SO2含量的。

反响的溴来自一个装有酸性〔稀硫酸〕的KBr溶液的电解池阳极的氧化反响，电解池的阳极室与阴极室是隔开的。

当测量某地区空气中SO2的含量时，一天中作了三次取样监测，每次取样的空气〔已除尘〕都以×10-4m3.min-1的流速进入电解池的阳极室，从电流计显示出每次的电流强度分别为6×10-6A、5×10-6A、2×10-6A，每次都可以保持电解池中Br2浓度恒定并恰好与二氧化硫完全反响〔设空气中不含与溴反响的其它杂质、1个电子电量为1.6×10-19C〕。

写出此监测过程中发生反响的化学方程式。

计算该地区空气中二氧化硫的含量有没有到达大气质量标准？
〔3〕当大气中SO2污染较严重时，目前有一种降低其危害的方法是用直升飞机喷撒白垩粉，其化学方程式为___________________。

〔4〕某火力发电厂所在地有较丰富的碳酸钙矿和菱镁矿，假设该发电厂以含硫重油作燃料，请就地取材提出三种化学反响原理与〔3〕不同的“脱硫〞方法〔用化学方程式表示，〕：
第一种______________；第二种______________；第三种______________。

〔5〕某106kW火力发电厂以重油为燃料。

以含硫%的重油为燃料，重油使用量为0.18dm3.kW-1.h-1〔重油的密度为0.95g3〕。

该厂开工率〔每年实际运转天数〕为80%，对烟道气的脱硫效率为90%。

问一年间对烟道气脱硫回收的SO2能生成多少吨石膏〔Ca SO4·2H2O〕？
[分析讲解]〔1〕从化学、生物学科中学过有关的根底知识，很容易答出SO2易破坏植物的叶组织，SO2最易影响人的呼吸系统，SO2污染大气后形成酸雨严重时会使湖泊、河流中鱼类等死亡。

〔2〕根据电解原理可写出电解KBr 溶液的化学方程式为
2KBr+2H2O −−→−通电2KOH+H2↑+Br2
再根据SO2的性质可写出SO2跟Br2水反响的化学方程式：
Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
当I=6×10-6A 时
n(e)=(6×10-6)/(1.6×10-19×6.02×1023)=9×10-11(mol)
根据反响的化学式可得出，当电极上有2mol 电子通过时就有1molSO2参加反响，所以大气中SO2的含量为： 〔9×10-11×60×64×103〕/〔×10-4×2〕=0.576[mg/(m3空气)]
依次可算得当I=5×10-6A 时，大气中SO2的含量为0.608[mg/(m3空气)]；当I=2×10-6A 时，大气中SO2含量为0.554[mg/(m3空气)]。

对照标准，虽每次取样的测试结果没有超过0.70[mg/(m3空气)],但日平均值没有达标，所以从SO2含量角度看被监测地区的大气没有到达大气质量标准。

〔3〕联络碳酸和亚硫酸的酸性强弱及亚硫酸盐的复原性就可写出有关的化学方程式：
2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
〔4〕用煅烧石灰石制得生石灰，再制成石灰桨，用石灰桨浊液来吸收SO2
2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
煅烧菱镁矿，制氧化镁，用氧化镁浊液来吸收SO2：
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
用氢氧化钠溶液来吸收，再用石灰使氢氧化钠再生，氢氧化钠溶液可循环使用，消耗掉的是石灰：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O ，Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO3↓+2NaOH。

〔5〕每1molS从理论上可生成1molCaSOH2O,设可制得xt即：S CaSO4·2H2O
32〔t〕172(t)
360×24×80%×106×0.18×0.95×103×10-6×%×90%(t)x(t)得x=2.0×105〔t〕
可制得2.0×105吨CaSO4·2H2O。