高中化学《硫酸工业中热能的合理利用》微课精讲+知识点+教案课件+习题

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知识点：

（1）都放热

①情境引入：

工业上有两句话形容硫酸的用语：1、化学工业之母；2、工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。硫酸在工业中的重要地位由此可窥豹一斑。那么工业上如何来制备硫酸呢？

②师生互动1：

认识用硫铁矿FeS₂制备二氧化硫的原理:4FeS₂+11O₂→ 2Fe₂O₃+8SO₂↑

SO₂在催化剂V₂O₅催化下进一步被氧化为SO₃：2SO₂+O₂ → 2SO₃

SO₃的吸收：SO₃+H₂O→H₂SO₄

分析：以上三步反应中（1）（2）都是氧化还原反应，（2）（3）都是化合反应；所以从能量变化的角度看又都是放热反应。

视频教学：

练习：

1．目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及（     ）。

A．SO₂        B．NO₂        C．CO₂        D．可吸入颗粒物

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．“酸雨”中主要含有硫的氧化物以及所形成的硫酸及硫酸盐[来源:学科网][来源:Zxxk.Com]

C．大气中，大量的SO₂来源于煤和石油燃烧、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

3．以下烟气经净化处理后，可用做气体燃料的有（     ）。

①硫酸工业尾气  ②硝酸工业尾气  ③高炉煤气  ④焦炉煤气  ⑤炼钢过程中产生的棕色烟气  ⑥煅烧石灰石的气体产物

A．①②④      B．①③⑤      C．③④⑤      D．④⑤⑥

4．为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO₂，工业上将生石灰和含硫煤混合使用。请写出燃烧时，有关“固硫”（不使含硫化合物进入大气）反应的化学方程式：        。

5．煤是重要的化工原料，用煤做燃料，不仅是极大的浪费，而且燃烧时生成的SO₂排放到空气会形成酸雨污染环境。若煤中含有5%的FeS₂，燃烧时有90%的硫的化合物转化为SO₂。我国计划从2001年至2005年，将SO₂的排放量从1995万吨降为1800万吨，意味着2005年比2001年应少燃烧这种煤多少万吨？若以形成硫酸酸雨计算，2005年雨水中减少排放硫酸多少万吨？

课件：

教案：

【教学目标】

了解硫酸工业的过程

【教学重难点】

1．了解工业制硫酸的三原理对应的三设备。

2．了解二氧化硫气体的净化。

3．了解如何治理工业三废？

【教学过程】

知识回顾：

1．写出接触法制硫酸的化学原理

2．思考加快固体和气体反应速率的方法？思考可以使二氧化硫充分转化成三氧化硫的方法

3．在合成氨气的实验中如何选择反应的条件？如何充分利用能量

4．请列举冶炼金属的工业方法？从原理上指出钠、镁、铝、铁、铜、银、金的冶炼方法，方法选择的依据是什么？

知识学习：

1．工业制硫酸的三原理对应的三设备是什么？三原理是如何指导三设备的设计的？三设备的设计哪些方面考虑了速率因素？哪些方面考虑了平衡因素？哪些方面考虑了工业效益？

2．为何进行二氧化硫气体的净化？为什么不直接使用水来吸收三氧化硫？二氧化硫中含有三氧化硫如何除去？硫酸为什么不氧化还原性较强的二氧化硫？

3．如何治理工业三废？

习题巩固：

1．在硫酸工业生产中，为了有利于SO₂的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(见下图。按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体为    

A． SO₂   B． SO₃，O₂       C． SO₂， O₂       D．SO₂，SO₃

2．硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS₂＋11O₂→8SO₂＋2Fe₂O₃设空气中N_2．O₂的含量分别为0.800和0.200（体积分数，以下气体含量均用体积分数表示），试完成下列各题：

（1）1．00mol FeS₂完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为        L

（2）55L空气和足量FeS₂完全反应后，气体体积（同温同压）变为        L

（3）用空气氧化FeS₂产生的气体混合物中，O₂的含量为0.0800，计算SO₂的含量。

（4）设FeS₂氧化产生的气体混合物为100L，其中O₂为aL，SO₂为bL。

① 写出a和b的关系式

② 在下图中画出a和b的关系曲线（FeS₂氧化时，空气过量20%）

说明：为方便作图，纵坐标用13b表示

3．工业上测量SO_2．N_2．O₂混合气体中SO₂含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO₂和I₂发生的反应为（N_2．O₂不与I₂反应）：SO₂＋I₂＋2H₂O→H₂SO₄＋2HI

（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于     的体积（填写气体的分子式）。

（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO₂含量      （选填：偏高，偏低，不受影响）。

（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用       代替（填写物质名称）。

（4）若碘溶液体积为V_amL．，浓度为C mol·L^－1，N₂与O₂的体积为V_bmL（已折算为标准状况下的体积）。用C．V_a．V_b表示SO₂的体积百分含量为：               。

（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为．          （选下列仪器的编号）。

a．烧杯  b．试管  c．广口瓶  d．容量瓶  e．量筒  f．单孔塞  g．双孔塞

4．（1）用含硫48%的硫铁矿为原料，用接触法制硫酸，如果原料的利用率为96%，硫酸的产率为90%30t硫铁矿能生产98%的硫酸多少吨？

（2）用含FeS₂90%的硫铁矿为原料，用接触法制硫酸，如果原料的利用率为96%，硫酸的产率为90%30t硫铁矿能生产98%的硫酸多少吨？

（3）用接触法制硫酸时，在吸收塔中用98%的浓硫酸1000g来吸收SO₃，生成H₂SO₄·SO₃，然后再稀释成98%的浓硫酸，可得98%的硫酸多少克？

5．在工业制取硫酸时，混合气体的组成是SO₂占7%，O₂占11%，N₂占82%。将100体积的混合气体通入接触室反应后，在恢复到原来的温度和压强后导出气体的体积变为97．2体积，则SO₂的转化率为      A．40%       B．60%        C．80%       D．90%

6．在氧气中充分煅烧1g铁和硫组成的化合物，使其中的硫全部转化为SO₃气体，然后又全部转化为硫酸，这些硫酸恰好被60mL 0.5mol·L^-1的NaOH溶液完全中和，则原化合物中硫的质量分数为

A．48%      B．44%      C．34%      D．42．8%

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