【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第五單元 硫酸工業(yè) 第二節(jié)關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論(第一

1、第二節(jié)關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論●教學(xué)目標(biāo)1.使學(xué)生常識(shí)性地了解化學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工生產(chǎn)的區(qū)別。2.使學(xué)生對(duì)于如何提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益有一個(gè)常識(shí)性的認(rèn)識(shí)。3.通過(guò)課堂討論培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?！窠虒W(xué)重點(diǎn)以硫酸工業(yè)為例對(duì)化工生產(chǎn)中如何提高經(jīng)濟(jì)效益的討論?！窠虒W(xué)難點(diǎn)關(guān)于選擇硫酸廠廠址的課堂討論?！窠虒W(xué)方法討論、自學(xué)、講解等?！裾n時(shí)安排共一課時(shí)教具準(zhǔn)備投影儀、膠片●教學(xué)過(guò)程［引言］前一節(jié)我們學(xué)習(xí)了硫酸生產(chǎn)的原料、流程和典型

2、設(shè)備，并著重討論了二氧化硫接觸氧化反應(yīng)的最佳工藝條件。確切地說(shuō)，這僅僅是模擬化工生產(chǎn)。要想真正將化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)，必須在遵循科學(xué)原理的基礎(chǔ)上著重考慮綜合效益，即要求最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的化工產(chǎn)品。這同科學(xué)實(shí)驗(yàn)是不同的，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了探索某個(gè)重要的原理或?qū)崿F(xiàn)某個(gè)重要反應(yīng)，有時(shí)可以不惜花費(fèi)大量的時(shí)間和資金。下面，我們就以硫酸工業(yè)為例討論在化工生產(chǎn)中的綜合經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題。［板

3、書(shū)］第二節(jié)關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論［講解］根據(jù)綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的要求，一個(gè)現(xiàn)代化的化工企業(yè)，應(yīng)該朝著無(wú)廢物排出的“封閉式生產(chǎn)”的方向努力。那么工業(yè)生產(chǎn)上如何實(shí)現(xiàn)上述要求呢？這是工業(yè)生產(chǎn)需要考慮的第一個(gè)問(wèn)題。［板書(shū)］一、環(huán)境保護(hù)與綜合利用原料［講解］在化工生產(chǎn)中某一生產(chǎn)部門(mén)產(chǎn)生的三廢，即廢氣、廢液、廢渣，往往可能是其他生產(chǎn)部門(mén)有用的原料。［提問(wèn)］硫酸工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生哪些廢物？這些廢物又如何處理呢？［學(xué)生回答］［教師小結(jié)］硫酸生產(chǎn)的

4、第三階段，即三氧化硫的吸收階段從吸收塔中排出含少量二氧化硫的廢氣。黃鐵礦礦粉在沸騰爐中燃燒后產(chǎn)生大量廢渣。爐氣的凈化、干燥過(guò)程中產(chǎn)生廢液。［講解］這些廢物若隨意排放，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響人民身體健康，破壞生態(tài)平衡，不符合綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的要求，而且還會(huì)造成某些原料的浪費(fèi)，不利于降低生產(chǎn)成本，也不利于節(jié)約資源的要求。因此，在建設(shè)硫酸生產(chǎn)車間時(shí)，必須同步建設(shè)處理“三廢”的設(shè)施，盡可能地將三廢變成有用的副產(chǎn)品，實(shí)行綜合利用。同時(shí)

5、使“三廢”的排放符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。［引導(dǎo)］我們首先來(lái)看一下硫酸生產(chǎn)中“廢氣”的處理。［投影］硫酸生產(chǎn)中尾氣的處理1.S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH=－297kJmolFeS2(s)＋O2(g)Fe2O3(s)＋2SO2(g)ΔH=－853kJmol411高溫?????213.SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)ΔH=－130.3kJmol［師］很明顯，上述反應(yīng)均為典型的放熱反應(yīng)，假如我們能把這些熱量充分利用，有什么重

6、要的意義呢？請(qǐng)大家看以下投影資料。［投影并講解］硫酸生產(chǎn)過(guò)程中要消耗大量的能量。例如，開(kāi)動(dòng)機(jī)器設(shè)備(礦石粉碎機(jī)、運(yùn)輸裝置、鼓風(fēng)機(jī)、泵等)需要電能，維持接觸氧化適宜的溫度(400℃～500℃)需要熱能。由于硫酸生產(chǎn)過(guò)程中三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能以降低生產(chǎn)成本。例如，在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸氣來(lái)發(fā)電；在接觸室中設(shè)熱交換裝置，利用SO2氧化為SO3時(shí)放出的熱來(lái)預(yù)熱即將參加反應(yīng)的SO2和O2，使其達(dá)到適

7、宜的反應(yīng)溫度。據(jù)測(cè)算，生產(chǎn)1t硫酸約需消耗100kWh的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過(guò)程中放出的反應(yīng)熱相當(dāng)于200kWh的電能。［講解］以上資料顯示：硫酸生產(chǎn)中如能充分利用“廢熱”，則不僅不需要由外界向硫酸廠供應(yīng)能量，而且還可以由硫酸廠向外界輸送大量的能量。［板書(shū)］若充分利用“廢熱”，則不僅不需要由外界向工廠供能，而且還可以由工廠向外界供能。［過(guò)渡］以上我們實(shí)際上是從物質(zhì)和能量的充分利用討論了工業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題。下面我們討論硫酸生

8、產(chǎn)規(guī)模和廠址的選擇問(wèn)題。［板書(shū)］三、生產(chǎn)規(guī)模和廠址選擇［講解］現(xiàn)代化工生產(chǎn)一般要求有較大的規(guī)模。因?yàn)榇笮突a(chǎn)可以降低單位產(chǎn)量投資，便于熱能的綜合利用和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因而總的經(jīng)濟(jì)效益較大。［投影］據(jù)報(bào)道，國(guó)外一套年產(chǎn)40萬(wàn)噸的硫磺制硫酸裝置比年產(chǎn)20萬(wàn)噸的裝置成本降低14%；我國(guó)一套年產(chǎn)10萬(wàn)噸的黃鐵礦制酸裝置比年產(chǎn)3萬(wàn)噸的裝置成本降低23%。［小結(jié)］考慮我國(guó)的實(shí)際情況，有關(guān)部門(mén)主張，在一般情況下，應(yīng)發(fā)展年產(chǎn)4萬(wàn)噸以上的制硫酸裝置。［