2019-2020学年高中化学 1.1.2 硫酸工业中的三废处理及能量利用课时训练(含解析)新人教版选修2
硫酸工业“三废”治理PPT课件
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三、废渣治理
硫铁矿制酸的主要固体废弃物有硫铁矿烧渣和中和渣(主要为石膏),冶炼 烟气制酸固体废弃物主要有铜滤饼、铅滤饼、砷滤饼和中和渣等。硫铁矿 烧渣颗粒细小且带酸性,在堆存运输过程中易形成粉尘外泄,影响工厂卫生 条件和周围环境。目前,硫铁矿制酸生产中完善了矿渣的运输机械,推广使 用了增湿输送的干法排渣工艺,主要有刮板输送机)冷却滚筒(增湿))带式 输送机流程和冷却滚筒加冷却滚筒(增湿))带式输送机流程,减少了粉尘外 泄,使得现场环境总体得到较大改观。硫铁矿烧渣主要用作水泥添加剂,部 分含硫较高硫铁矿制酸的烧渣用作炼铁原料。冶炼烟气制酸生产中的铜滤 饼、铅滤饼、砷滤饼一般经铸渣后送选矿厂回收其中有价金属和砷,大型 冶炼烟气制酸企业有价金属和砷回收率较高,基本没有二次污染问题。目 前国内仅有少数硫酸企业将中和渣制成建筑材料,大部分企业都采用堆存 处理,存在二次污染的问题。
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(人教)高二化学选修二课件：1.1.2硫酸工业中的三废处理及能量利用
(2)元素守恒法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关 系的简便方法,就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系, 如:FeS2~2H2SO4,S~H2SO4。若已知(欲求)FeS2含量,用前面的关系式,若已知(欲 求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始 物FeS2(或S)进行计算。
问题导学 当堂检测 一 二
预习导学 合作探究
分类
讨论结果
硫酸工业 综合经济 效益的讨论
生产规模和 厂址的选择
一般要从原料、水源、能源、土地供应、 市场需求、交通运输、环境保护等诸多 方面入手考虑。
问题导学 当堂检测 一 二
预习导学 合作探究
迁移与应用 例1下列废物处理方法中正确的是( ) A.化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收 B.化学实验中产生的二氧化氮废气可用烧碱溶液吸收 C.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料 D.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂 思路点拨:无论化学实验还是化工生产都要注意防止污染环境。
区 ③交通便利,人口稠密的居民区 ④建在环保要求高的地区,便于“三废”的治
理
A.①②③④ B.①③④
C.①②④
D.②
解析:由于硫酸是腐蚀性液体,运输费用比较高,这就决定了硫酸厂靠近消费中
心比靠近原料产地更为有利,①错,②对。硫酸厂对环境的污染比较严重,因此不应
建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区,③④错误。
问题导学 当堂检测 一 二
设可制得98%H2SO4的质量为x,则有:
硫酸工业三废处理
硫酸工业三废的处理?废气的主要成份及处理?废液的主要成份及处理?废渣的主要成份及处理硫酸工业废气的主要成份及处理?废气的主要成份
硫酸工业“三废”的处理
• 废气的主要成份及处理
• 废液的主要成份及处理 • 废渣的主要成份及处理
硫酸工业废气的主要成份及处理
• 废气的主要成份：SO2、O2、N2 • 废气的处理： (1) 用 NH3· 2O 溶液吸收 H SO2 + 2 NH3· 2O = (NH4)2SO3 H (2) 用 Na2SO3 溶液吸收 SO2 + Na2SO3 + H2O = 2NaHSO3 (3) 用 NaOH 溶液吸收
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
硫酸工业废液的主要成份及处理
• 废液的主要成份：
稀H2SO4溶液
• 处理方法：
（1）用作劣质硫酸直接使用
（2）制副产品石膏
H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O
硫酸工业废渣的主要成份及处理
• 废渣的主要成份：
Fe2O3
• 处理方法：
人教版化学选修二1.1《硫酸工业生产中“三废”的处理》配套练习和答案解析
硫酸工业生产中“三废”的处理配套练习1．治理“三废”，保护环境最主要的方法是( )A ．减少污染严重的工厂B ．把“三废”深埋C ．提高认识D ．变废为宝，综合利用【解析】减少污染应从源头上抓起减少排放，而治理则要变废为宝，综合利用。
【答案】 D2．接触法生产硫酸的过程中，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 ．①②B ．①③④C ．①②③D ．①②③④【解析】硫酸厂尾气中含有SO 2，可用氨水吸收处理；硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸厂废渣中含有SiO 2、Fe 2O 3等，可用于制造水泥、炼铁；由于硫酸生产过程中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来降低生产成本。
【答案】 D3．工业上以黄铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N 2、O 2外，还含有SO 2等对环境有较大影响的有害气体。
能用于测定硫酸尾气中SO 2含量的是（ ）A.NaOH 溶液、酚酞试液B.石灰水、石蕊试液C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液【解析】测定SO 2含量必须要能跟SO 2反应，而且可以用颜色变化来准确确定反应终点。
A 项和D 项虽然能反应，但A 在完全生成Na 2SO 3时溶液还是碱性，没变色，而D 在SO 2还没与氨水完全反应时就开始变色了。
B 项石灰水中所含溶质较少，且石蕊试液的颜色变化不明显。
【答案】 C4．构建和谐社会的内容之一是人类与环境的和谐发展，而“绿色化学”的内容是指从技术经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用，下列化学反应不．符合“绿色化学”概念的是( )A ．消除硫酸厂尾气中的SO 2：SO 2＋2NH 3＋H 2O===(NH 4)2SO 3B ．消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染：NO ＋NO 2＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2OC ．制CuSO 4：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O D ．制CuSO 4：2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△2CuSO 4＋2H 2O 【解析】选项中给出的4个反应均符合化学反应规律，从技术上、原理上均是可行的，但C 项会产生污染环境的SO 2气体，不符合“绿色化学”的主旨。
2019-2020年高中化学 化学与生活《垃圾的妥善处理与利用》教案6 鲁科版选修1
2019-2020年高中化学化学与生活《垃圾的妥善处理与利用》教案6 鲁科版选修1教学目标1.认识化石燃料综合利用的意义2.了解煤的气化原里及途径3.了解液化石油气、天然气、沼气的成分及反应原理4.明确燃烧化石燃料对环境可能造成的污染与治理途径教学重点1.了解煤的气化原里及途径2.了解液化石油气、天然气、沼气的成分及反应原理教学过程联想.质疑1、你知道我们现在家中主要使用的有哪些燃料？2、分析这些燃料的主要优缺点。
一、历史悠久的燃料----煤煤的化学组成是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。
主要含碳元素，还含有少量的硫、磷、氢、氮、氧、硅、铝、钙、铁等元素。
燃烧产生大量的烟尘、产生大量有害气体污染环境煤的分类：无烟煤、烟煤、褐煤。
思考：煤油存在哪些优点和缺点？优点：资源丰富，存储量大。
烟尘和灰渣比柴草少缺点：产生灰渣和烟尘产生SO2、CO2、CO、NOx等有害气体1.煤球和蜂窝煤交流研讨（1）煤燃烧后都能产生哪些污染物？用什么方法可以减少污染物的排放？（2）在使用之前，对煤进行处理如将煤质成煤水浆，可以有效地减少有害气体的产生。
你还能想出其他的处理方法吗？（3）气体燃料更容易净化，并且燃烧时页不会产生粉尘污染。
你认为有可能将煤转化气体燃料吗？2. 以煤为原料制成气体燃料煤的气化的定义？通过一定的方法使固体的煤变成气体——煤气的过程。
①发生炉煤气②水煤气 (生成水煤气)③干馏煤气二、使用方便的燃料------液化石油气主要成分：丙烷、丁烷（含有少量丙烯、丁烯）安全使用：风量、不得烘烤、残留物处理液化石油气燃烧的化学方程式：C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O 2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O思考：气体燃料的优缺点优点：①洁净，燃烧不会产生粉尘污染②热效率高，价格低廉。
③使用方便缺点：①易燃、易爆，容易产生安全事故②发生炉煤气、水煤气、干馏煤气，易引起人体中毒三、洁净燃料—天然气和沼气①天然气主要成分：甲烷燃烧的化学方程式：西气东输工程起点：新疆塔里木起点：新疆塔里木全长：４０００公里②沼气主要成分：甲烷（还含有少量ＣＯ２、Ｈ２、Ｎ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ、Ｈ２Ｏ等）沼气的生产原料：人畜粪便、动植物遗体、工农业有机物废渣、废液。
最新人教版高中化学选修2第2课时《硫酸工业中的三废处理及能量利用》导学案
最新人教版高中化学选修2第2课时《硫酸工业中的三废处理及能量利用》导学案学案【学习目标】1.了解硫酸工业生产中的三废处理的方法,防止环境污染。
2.了解硫酸工业生产中如何实现能量的综合利用。
3.理解硫酸工业的有关计算。
【重点难点】1.理解硫酸工业的有关计算。
2.通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及生产规模、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。
课前预习【情景材料】化工生产中废渣,一般是由未反应的固体原料或是在生产过程中新生成的固体所形成的。
化工废渣属于环境污染物,但许多化工废渣都有一定程度的利用价值。
从可持续发展的大战略上看待化工废渣的合理利用或处理,价值就更高了。
如何处理硫酸工业中的三废及能量利用？【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、生产中的三废处理1．尾气吸收硫酸生产的尾气中含有少量 ,可用吸收,使其生成 ,再用处理,生成和。
方程式为、；2.污水处理硫酸生产过程中的污水,含有杂质,可用中和法处理。
方程式为。
3.废渣的利用废渣可用来制或制造。
炉渣和矿灰,可作为的原料。
二、能量的充分利用硫酸生产过程中的三个反应都是热反应,如果分利用这些热量,不但可以由硫酸厂自行提供能量,而且还可以 ,可大大降低生产成本。
一般生产1t硫酸约需消耗的电能。
生产1t硫酸放出的反应热相当于的电能。
如果能够充分利用这些热量,不但可以由硫酸厂自行能量,还可以向外界大量的能量,可大大降低。
预习内容答案一、1.SO2 Ca(OH)2 CaSO3 H2SO4 SO2 CaSO4SO2 +Ca(OH)2 =CaSO3+H2O H2SO4+CaSO3= CaSO4+H2O+SO2↑2.酸性石灰乳 Ca(OH)2 + H2SO4= CaSO4+2H2O3．砖水泥炼铁二、放向外界输出大量能量 100 kW·H 200 k W·H 提供输出生产成本堂中互动【问题探究1】常说的工业三废指的是什么？硫酸工业生产过程中三废如何处理？【教师点拨】预处理及生产过程中产生的废气、废液、废渣情况及处理成本,往往成为是否采用该工艺的决定性因素。
高中化学 1.1.2 硫酸工业中的三废处理及能量
现吨市安达阳光实验学校硫酸工业中的三废处理及能量利用1.接触法制硫酸的接触室里有一个热交换器,有关它的下列说法正确的是( )A.其主要作用是给催化剂加热B.其作用是把生成的热量传递给需要预热的混合气体,并将反后生成的气体冷却C.为了充分利用余热,使冷水经过热交换器,从而得到热水D.进行热量传递时,冷、热气体流向相同解析:接触室中的热交换器是在每两层催化剂的中间,因此起不到给催化剂加热的作用,热交换器管内和管外流动的均是气体,且采用的是逆流(即气体流向相反)形式。
答案:B2.下列说法中,不正确的是( )A.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,主要为了充分利用原料B.所谓“酸雨”,主要含有硫的氧化物以及形成的硫酸及亚硫酸C.大气中,大量的SO2来源于煤和的燃烧、金属矿石的冶炼D.消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放解析:硫酸工业尾气中主要含SO2,如直接排入空气中,一是污染大气,二是浪费原料,所以尾气的回收、净化处理有两方面的原因,不单单是充分利用原料。
答案:A3.你认为减少酸雨的形成可以采取的措施是( )①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤能源A.①②③B.②③④⑤C.①③⑤D.①③④⑤解析:酸雨的形成主要是因为大量燃烧含硫的煤产生大量SO2排放到大气中造成的,所以①③⑤能减少酸雨的形成,而把烟囱造高对SO2的产生不影响。
在酸化的土壤中加石灰是对酸雨造成的危害的处理,故②④不正确。
答案:C4.工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染比用黄铁矿小,主要方面是( )A.废气B.废渣C.废水D.酸雨解析:用黄铁矿制硫酸,废渣较多,而用硫黄作为原料,几乎没有废渣,但废气的量没有减少,也会产生废水。
答案:B5.工业上制硫酸时,下列措施不合理的是( )A.用98%的硫酸代替水吸收SO3B.将尾气直接放空C.将矿石粉碎成很细的颗粒D.接触室内安装热交换器解析:B项中尾气中含SO2对环境有污染,不能直接放空。
高中化学实验“三废”回收与处理方案
可制取硫酸铜。
钠重要化合物
的性质
碳酸氢钠
受热后的固体
专用容器直接回收
作制取二氧化碳的原料，
代替去污粉使用，洗涤玻璃仪器。
配制一定物质量浓度的溶液
配制的2mol/l的氯化钠溶液
专用容器直接回收
配制饱和的氯化钠溶液，
用于电解饱和的氯化钠实验，
用于蛋白质的盐析实验。
氯溴碘的性质
萃取液CCl4
回收原电池电解质硫酸
专用容器直接回收
循环使用
锌粒，镀锌铁，镀锡铁
专用容器直接回收
循环使用Hale Waihona Puke 电解电镀电镀液氯化铜
专用容器直接回收
循环使用
电镀液硫酸铜
专用容器直接回收
循环使用
硫酸铜结晶水
的测定
洗涤坩埚的硫酸铜溶液
专用容器直接回收
稀硫酸铜溶液可以做一般的定性实验
无水硫酸铜
专用容器直接回收
可用于配制硫酸铜溶液，做蛋白质的变性实验，做愿电池金属的电化学腐蚀实验。
专用容器直接回收
可以做燃料。
苯酚的性质
苯酚的稀溶液
专用容器直接回收
苯酚的性质实验。
苯酚钠
专用容器直接回收
加入盐酸，回收苯酚。
三溴苯酚
加入废弃的氢氧化钠脱溴
确认无毒后再排放。
（2007年制定，2018年9月重新修订）
高中化学实验“三废”回收与处理方案
长阳一中化学实验室
（2007年制定，2018年9月修订）
用废弃的氢氧化钠脱碘，
CCl4可循环使用
卤化银沉淀
从卤化银中回收银
回收的银可制取硝酸银
同周期同主族元素性质的递变
硫酸 硝酸工业三废处理
硫酸工业三废处理硫酸生产中的“三废”处理硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而排空会严重污染空气。
1) 尾气吸收①用氨水吸收，再用H2SO4处理：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ②用Na2SO3溶液吸收：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 ③用NaOH溶液吸收，再用熟石灰和O2处理；（此方法反应复杂，还可能发生其他反应）SO2+ NaOH = NaHSO3 NaOH +NaHSO3= Na2SO3+ H2O Na2SO3+Ca(OH)2= CaSO3↓+ 2NaOH 2 CaSO3 + O2= 2CaSO4 或者一是进行第二次氧化，即直接将尾气再次通入接触室让其反应；二是两次氧化后的气体加以净化回收处理2)污水处理硫酸厂废水中含硫酸，排放入江河会造成水体污染。
通常用消石灰处理：Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。
生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。
3)废热利用硫酸工业三个生产阶段的反应都是放热反应，应当充分利用放出的热量，减少能耗。
第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热，通常在沸腾炉处设废热锅炉，产生的过热蒸汽可用于发电，产生的电能再供应硫酸生产使用（如矿石粉碎、运输，气流、液流等动力用电）。
第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气，生产设备叫热交换器，原料气又将三氧化硫降温，再送入吸收塔。
4）废渣的利用黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。
含铁量高的矿渣可以炼铁。
工业上在治理“三废”的过程中，遵循变“废”为宝的原则，充分利用资源，以达到保护环境的目的。
硝酸工业废气物治理硝酸装置最大的污染就是尾气排放，俗称“黄龙”，其主要有害成分是氮氧化物(N0 )，如NO，N0：硝酸生产排放的氮氧化物等有害物质与硝酸生产的方法及吸收操作条件的选择有密切关系，稀硝酸吸收法利用NO，NO 在硝酸中的溶解度比在水中大的原理，可用稀硝酸对NO 非其进行吸收。
硫酸工业的三废治理(精)
从铝土矿制备铝的工艺流程
Al2O3
过量 NaOH
溶液 过滤①
碱溶法
过量 氨水 过滤③
滤液除去
Fe2O3除去 NaAlO2 Na2SiO3 过滤② NaOH 溶液
过量 盐酸
H2SiO3除去 AlCl3 NaCl HCl 溶液
Fe2O3
SiO2
Al(OH)3
Al
通电 ⑤
Al2O3
△
④
写出①②③三步中铝化合物参加反应的离子方程式
Al2O3 2OH 2AlO2 H2O
AlO2-+4H+=Al3++2H2O Al3＋＋3NH3· H2O ＝Al(OH)3 ↓＋3NH4＋
冶炼铝设备图
阳极C
烟罩 电解质 熔融 态铝 钢壳 耐火 材料 阴极C
钢导电棒
电解熔融氧化铝制铝
电解熔融Al2O3 2Al2O3==4Al+3O2↑ 阳极(碳)：6O2- - 12e- = 3O2↑ 阴极(碳)：4Al3+ + 12e- = 4Al 冰晶石的成分及作用： 六氟合铝酸钠－Na3AlF6，在熔融 状态下溶解氧化铝（950～970℃）。 及时补充阳极碳块
MgCl2(熔融)====Mg + Cl2 电解熔融氯化镁： 请完成P38交流与讨论
通电
铝元素是地壳中含量最多的金属元素，约 占地壳总量的7.73 %
含量：O＞Si ＞Al ＞Fe
铁 4.75% 铝 7.73% 其他 镁 氢 钾 钠 16 .% 20% 00 .% 7 2.0 .47% 钙 2 . 72 4% 3.45%
镁和铝的冶炼
金属的冶炼
自然界中的金属大都以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态
《硫酸工业》学案1(苏教版选修2)
硫酸工业的三废治理学案学习目标：1．了解硫酸工业“三废〞的处理和利用。
2．通过有关硫酸工业的计算，进一步稳固多步反响的化学原理。
情感目标：通过对硫酸工业“三废〞、能量的利用以及生产规模、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。
学习重点难点：硫酸工业“三废〞、能量的利用以及生产规模、厂址的选择等的讨论。
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．硫酸生产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．如果要筹建一间硫酸厂，你认为应该考虑哪些因素4．讨论：学过的化工生产〔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】【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：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，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达3.8mg/〔m3空气〕，烟尘达4.5mg/〔m3空气〕，居民健康普遍受到危害，4天之内死亡人数约4000，流经该城市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。
2019-2020年高三化学教材教案关于硫酸工业综合经济效益的讨论
2019-2020年高三化学教材教案关于硫酸工业综合经济效益的讨论[重点难点]1．理解环境保护与可持续发展的重要性。
2．从原料和能量角度，以硫酸工业为例认识如何提高化工生产的综合经济效益。
[知识讲解]化工生产与科学实验的区别在于：化工生产着重考虑综合经济效益；科学实验着重于探索某个重要反应或原理，不惜花费大量的时间和金钱。
一、环境保护与综合利用原料1．尾气吸收对于尾气中含有的少量SO2，可用氨水吸收，使其生成(NH4)2SO3，然后再用硫酸处理，便生成SO2和(NH4)2SO4。
反应原理：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3, (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O用氨水吸收尾气后，再用硫酸处理，目的：重新生成SO2，可返回车间作生产硫酸的原料，或作他用；得到的(NH4)2SO4可用肥料。
2．污水处理生产过程中的污水，含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理。
反应原理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O3．废渣的利用黄铁矿矿渣一般可作为制造水泥的原料或用于制砖，含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁。
二、能量的充分利用1．硫酸生产过程中需要消耗的能量需要消耗的能量2．硫酸生产过程中放出的能量放出的能量3．能量的充分利用能量的充分利用是多方面的：在生产硫酸过程中，如能充分利用这些“废热”，则不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量的能量。
三、生产规模和厂址选择1．生产规模现代化工厂生产一般要求有较大的规模，这是因为大型工厂的投资较大，便于采用先进的技术和设备以提高劳动生产率，而且有关“废热”利用、环境保护等辅助设施也便于处理。
考虑我国的实际情况，有关部门主张，在一般情况下，应发展年产4万吨以上的制硫酸装置。
2．化工厂厂址选择化工厂厂址选择是一个复杂的问题，它涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素。
化工厂厂址的选择要考虑一些自然因素，如有无合适的建筑用地，有无近便、丰富而优质的水源，有无生产所必需的自然资源（如能源和原料）等。
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2019-2020学年高中化学 1.1.2 硫酸工业中的三废处理及能量利用课时训练（含解析)新人教版选修2
1.接触法制硫酸的接触室里有一个热交换器,有关它的下列说法正确的是( )
A.其主要作用是给催化剂加热
B.其作用是把生成的热量传递给需要预热的混合气体,并将反应后生成的气体冷却
C.为了充分利用余热,使冷水经过热交换器,从而得到热水
D.进行热量传递时,冷、热气体流向相同
解析:接触室中的热交换器是在每两层催化剂的中间,因此起不到给催化剂加热的作用,热交换器管内和管外流动的均是气体,且采用的是逆流(即气体流向相反)形式。
答案:B
2.下列说法中,不正确的是( )
A.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,主要为了充分利用原料
B.所谓“酸雨”,主要含有硫的氧化物以及形成的硫酸及亚硫酸
C.大气中,大量的SO2来源于煤和石油的燃烧、金属矿石的冶炼
D.消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放
解析:硫酸工业尾气中主要含SO2,如直接排入空气中,一是污染大气,二是浪费原料,所以尾气的回收、净化处理有两方面的原因,不单单是充分利用原料。
答案:A
3.你认为减少酸雨的形成可以采取的措施是( )
①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A.①②③
B.②③④⑤
C.①③⑤
D.①③④⑤
解析:酸雨的形成主要是因为大量燃烧含硫的煤产生大量SO2排放到大气中造成的,所以①③⑤能减少酸雨的形成,而把烟囱造高对SO2的产生不影响。
在酸化的土壤中加石灰是对酸雨造成的危害的处理,故②④不正确。
答案:C
4.工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染比用黄铁矿小,主要方面是( )
A.废气
B.废渣
C.废水
D.酸雨
解析:用黄铁矿制硫酸,废渣较多,而用硫黄作为原料,几乎没有废渣,但废气的量没有减少,也会产生废水。
答案:B
5.工业上制硫酸时,下列措施不合理的是( )
A.用98%的硫酸代替水吸收SO3
B.将尾气直接放空
C.将矿石粉碎成很细的颗粒
D.接触室内安装热交换器
解析:B项中尾气中含SO2对环境有污染,不能直接放空。
C项正确,把矿石粉碎是为了增大矿石与O2的接触面积,增大反应速率。
D项正确,接触室内安装热交换器,预热反应气体。
答案:B
6.“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小(直径小于10-7),不易沉降(可飘浮数小时甚至数年),它与空气中的SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气酸度增加,飘尘所起的主要作用是( )
A.氧化剂
B.还原剂
C.吸附剂
D.催化剂
解析:空气中SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,“飘尘”的作用是催化剂。
答案:D
7.接触法生产硫酸的过程中,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.①②
B.①③④
C.①②③
D.①②③④
解析:硫酸厂尾气中含有SO2,可用氨水吸收处理;硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和;硫酸厂废渣中含有SiO2、Fe2O3等,可用于制造水泥、炼铁;由于硫酸生产过程中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来降低生产成本。
答案:D
8.下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A.在接触室中使用铁粉作催化剂
B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用450~500 ℃主要是因为该温度下催化剂活性好
解析:硫酸工业生产过程中,接触室中发生反应的化学方程式为2SO2+O22SO3,所用催化剂为V2O5。
答案:A
9.读某城市的城市布局示意图,回答有关问题:
①煤炭基地②大型硫酸厂③自来水厂④疗养院
⑤大型商场⑥食品厂⑦化工厂⑧造纸厂⑨污水处理厂⑩高等院校
(1)该城市布局是否合理?请分析原因。
(2)图中②处分布大型黄铁矿(主要成分是FeS2)。
写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式。
(3)接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫,如果排入大气,就会造成环境污染。
你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧化硫,写出有关反应的化学方程式。
(4)该市经济发达,每天有大量的汽车排放氮氧化合物、碳氢化合物,以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等,会导致市民心脏出现什么后果?该市应采取哪些措施防治大气污染?
解析:(1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理,理由是煤炭基地、大型硫酸厂离消费中心近而化工厂接近原料基地,且在垂直风向的郊外;自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理,自来水厂在河流上游,不受或少受污染,分布在居民区中心地带;造纸厂布局不合理,理由是它位于夏季风的上风地带,且离居民区、高等院校较近,大气污染严重;铁路穿过市区不合理,因为噪声污染、大气污染严重。
(4)心脏供氧不足,心脏收缩性减弱,因而心脏输出量减少。
答案:(1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理,自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理。
造纸厂布局不合理,铁路穿过市区不合理。
(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O22SO3
(3)氨吸收法:SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
(4)心脏供氧不足,心脏收缩性减弱,因而心脏输出量减少。
该市应采取的措施是:①大力植树造林;②限制大量汽车将碳氢化合物、氮氧化合物排入大气;③采用科学技术对硫酸厂、化工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处理;④创造条件,将造纸厂迁移到远离市区的郊外等等。
10.酸雨能使大片水稻突然枯死,我国每年因酸雨污染都造成大量的经济损失。
(1)酸雨的形成主要是由于空气中含有气体。
现取一份雨水,每隔一段时间测定其pH,结果如下:
测
0 1 2 4 8
定
时
产生上述结果的原因是。
(2)空气中的二氧化硫在烟尘的作用下与氧气结合也能形成酸雨,请写出反应的化学方程式:。
(3)请提出两条防治酸雨的措施。
答案:(1)SO2SO2溶于水形成H2SO3,由于空气中的氧气可以缓慢氧化H2SO3生成H2SO4 ,而硫酸是强酸,故溶液的pH逐渐减小
(2)2SO2+O 2+2H2O2H2SO 4
(3)①控制空气中SO2和氮氧化物的排放量②植树造林,净化空气
11.某化工厂以硫黄为主要原料之一生产硫酸,每小时生产98%(质量分数)的硫酸的质量为a t,为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧化时不再补充空气,要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。
若空气中氧气的体积分数为21%且不考虑各生产阶段的物料损失,则:
(1)该厂每小时消耗标准状况下的空气体积为 m3。
(2)为满足题设要求,b%的下限等于。
解析:(1)由硫黄转化为硫酸的化学方程式为:
S+O 2SO22SO2+O22SO3SO3+H2O H2SO4
氧气和硫酸之间的量的关系为(不计原料损失):
3O2~ 2H2SO4
3×22.4 L2×98 g
V a×106g×98%
V(O2)==(3.36×105)a L
则每小时消耗标准状况下的空气为:
V(空气)==1.6×106a L=1 600a m3
(2)由S(s)+O2(g)SO2(g)可知,在同温同压下,硫黄燃烧前后气体体积不变。
a t 98%的硫酸中H2SO4的物质的量为a×10 kmol,则硫黄燃烧生成的SO2的物质的量也为a×10 kmol。
根据O2体积守恒,列代数方程:
1 600a m3×21%=1 600a m3×b%+a×10 kmol×22.4 m3·kmol-1
化简得:b%=7%
答案:(1)1 600a(2)7%。