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二氧化硫的化学性质精选(九篇)

二氧化硫的化学性质

第1篇:二氧化硫的化学性质范文

关键词:学案导学;二氧化硫性质实验;教学设计;能力培养

中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2016)28-0061-01

学案导学是凭借教师编写的学习方案,以学生自主学习、小组合作学习、探究学习为主的一种新型教学形式。其基本模式可分五步,即:设计学案,引学激欲;借助学案,尝试自学;揭示问题,合作解决;总结突破,探讨规律;分层练习,差异发展。

一、学案导学应用于化学实验教学设计的意义

把教材的知识结构和学生的学习情况作为选择教学方法的依据,即备教材和备学生,是传统化学实验教学设计的特点。学案导学应用于化学实验教学设计,强调以培养学生自主学习、合作学习、探究学习的学习能力为目标,以提高学生的素质、关注所有学生未来发展的需要为导向。学案导学一改过去教师单纯讲、学生被动听的满堂灌模式,突出了教师的主导作用和学生的主体地位,有效提高课堂效率,调动学生的学习积极性和主动性,提高学生学习的自信心。

二、基于学案导学的二氧化硫性质实验教学设计

【创设情境,提出问题】教师展示洛阳龙门石窟遭受酸雨侵袭的图片,让学生思考以下问题。第一,洛阳龙门石窟变成现在模样的原因是什么?日常生活中的哪些行为可以加速对古建筑物的损害?第二,单质硫在自然界中的存在形态、物理性质、化学性质分别是什么?

【自主预习,初探新知】学生查阅资料,合作探究,得出结论:龙门石窟成为现在模样,是由于酸雨的长期腐蚀,酸雨的主要成分是硫酸;汽车尾气排放、燃烧含硫的矿物质等都会加速对古建筑物的损害。硫是不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳的黄色晶体。其在自然界有两种存在形态,一是以游离态存在于火山喷口附近或地壳岩石中,二是以化合态的硫化物、硫酸盐形式存在。硫既可以与氧气发生反应生成二氧化硫,也可以与铁发生反应生成硫化亚铁,说明硫既有氧化性,又具有还原性。

【教师点拨,再提疑问】点拨:硫单质既有氧化性,又有还原性,是因为硫元素常见的价态有-2、0、+4、+6,处于0价的硫单质化合价不仅可以升高被氧化,还可以降低被还原,由此还可以得到怎样的启示?设问:酸雨的主要成分是硫酸,那么硫酸在大气中是怎么形成并腐蚀建筑物的呢?汽车尾气排放、含硫矿物的燃烧与酸雨的形成有什么关系?

【学生探究,提出假设】学生通过查阅资料与合作探究得知:汽车尾气排放及含硫矿物燃烧都可以产生一定量的SO2。空气中含有一定的H2O、O2、SO2,从酸雨的主要成分出发,学生对酸雨的形成有以下假设。假设一:SO2可以与H2O发生反应。假设二:SO2可以与O2发生反应。假设三:SO2可以与O2、H2O共同作用。

【实验验证,知识拓展】教师引导学生根据实验装置图安装好实验仪器(图略),然后慢慢打开分液漏斗的活塞进行实验,并让学生仔细观察实验现象,对现象尝试进行解释。

【层次指导,完成小结】对于不同学习层次的学生,教师对应指导,让学生在教师的指引下完成相应的学习内容的考核。

【启发探究,抽样检查】教师问:第一,实验过程中,品红溶液为何先褪色?当再进行加热时为何又恢复红色?第二,氢氧化钠溶液的作用是什么?学生1:二氧化硫为酸性氧化物,它与碱性的品红溶液发生可逆反应;氢氧化钠的作用是吸收多余的二氧化硫。学生2:品红溶液由红色变为无色,是被二氧化硫漂白,加热后又变红,说明生成的物质不稳定;氢氧化钠的作用是吸收多余的二氧化硫。

【教师评价,得出结论】SO2是酸性氧化物,所以能与氢氧化钡发生反应,但它与品红溶液发生的反应并不是可逆反应。可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。品红溶液由红色到无色、再到红色的过程,不是在同一条件下进行的,后者进行了加热操作。SO2能使品红溶液褪色,是因为SO2具有漂白性,它与某种有色物质结合可以生成新的无色物质,但这种无色物质不稳定,加热后又能恢复原来的颜色。氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的SO2,所以,在此实验中,氢氧化钠溶液应该是过量的,以充分吸收多余的SO2,防止污染环境。经过以上实验,可以对SO2的化学性质进行总结。

【解决疑点,总结归纳】酸雨的形成是SO2、H2O、O2共同作用的结果;SO2是酸性氧化物,具有漂白性、氧化性和还原性。

【升华课题,结束实验】保护环境迫在眉睫,每个人都应该从自身出发,养成良好的行为习惯,勇敢挑起保护环境的重担,为打造一片蔚蓝的天空而努力。

三、结束语

化学是一门以实验为基础的自然科学。在传统的化学实验教学中,学生处于被动接受状态。学案导学应用于二氧化硫性质实验的教学设计,能够充分尊重学生在教学中的主体地位,促使学生主动合作探究,有效激发学生的学习兴趣,提高实验教学效率。

参考文献:

[1]覃伟合.中小学学案导学模式初探[J].教育实践与研究,2002(01).

第2篇:二氧化硫的化学性质范文

【关键词】 二氧化硫 漂白

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)06-023-01

一、前言

化学实验在化学教学中占有重要的地位,是化学教学中学生获取化学知识和检验化学知识的重要实践活动。高中学生学习化学不仅应该从化学实验入门,更应该在化学实验中,理解、消化、升华化学知识。在日常教学活动中,培养学生独立思考能力、创新精神。

人教版高一化学教材中,二氧化硫的漂白性质,工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽等。关于二氧化硫漂白性的实验,做过该实验的老师和学生都有一致的认识:

①整个实验过程中,或多或少闻到有刺激性气味二氧化硫气体,对人体有一定的伤害,对师生健康有一定影响,同时对环境有一定的污染;

②整个实验装置包括制备装置、性质实验装置和尾气处理装置,整套实验复杂,不易操作,且器皿较多难以携带。本文改进了传统二氧化硫的漂白性实验,简化实验过程,验证二氧化硫的漂白品红溶液,减少二氧化硫的排放,选择便宜氢氧化钙溶液吸收尾气。

二、二氧化硫气体制备

二氧化硫的漂白性实验,首先是二氧化硫气体的制备过程,二氧化硫是一种具有刺激性气味的气体,对人体有一定的伤害,也对环境有一定的污染,整个实验装置包括制备装置、性质实验装置和尾气处理装置,都在教室演示实验对师生健康有一定影响且仪器较多难以携带,本人就以上问题设计了下面的实验以供实验教学参考。

在化学实验课上,二氧化硫制备的方法很多,常用亚硫酸钠跟浓硫酸起反应制取二氧化硫。而且整个体系要密闭,防止二氧化硫气体溢出,而且有吸收处理二氧化硫气体的氢氧化钙溶液,实验室制取二氧化硫化学方程式一般都是:

Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2

制气装置是用固体粉末与液体反应制取气体的仪器装置。二氧化硫易溶于水,密度比空气大,收集二氧化硫是用向上排空气法。

三、二氧化硫漂白实验过程和现象

按图1所示,在异型管的A管里装入2mL品红溶液,在B管里装入0.5g的亚硫酸氢钠粉末。注射器内装入lmL 50%硫酸,塞紧橡皮塞。橡皮塞上插入注射器和带气球的玻璃管和尾气导管,在D处夹子加紧乳胶管,将注射器内硫酸注入到B管中。看到有大量气泡产生,此时气球膨胀,振荡异型管,A管内品红逐渐褪色,气球变瘪,加热A管,红色逐渐恢复,气球再次膨胀,冷却后红色又褪去,最后加热A处,沸腾把体系含二氧化硫气体赶走到C处的氢氧化钙溶液吸收,防止二氧化硫直接排出,污染环境。

这套装置的有三个优点:

1. 整个实验在半密闭中进行,避免污染环境;

2. 用稀硫酸与亚硫酸钠制取二氧化硫,单位时间内产生的二氧化硫的量减少,有利于二氧化硫的充分吸收;

3. 增加氢氧化钙溶液吸收尾气,同时也可以起到缓冲体系反应压力增大情况,起到实验安全作用;

4. 药品试剂用量少,氢氧化钙比氢氧化钠便宜易得,节约成本,符合绿色化学实验。

四、结语

本装置经改进的二氧化硫漂白性实验简单,操作方便,便于携带,现象明显。利用SO2密度比空气大的特点,可增大SO2与品红溶液的接触面积,使SO2气体被充分吸收,逸出的SO2被氢氧化钙液吸收。整个实验过程中,漂白现象明显,操作简单,试剂用量少,选择氢氧化钙溶液,节约成本,符合绿色化学。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 徐凯祥. 高中化学硫及二氧化硫性质实验装置改进的一点认

识[J]. 延边教育学院学报,2010,24(3):113-116.

[2] 贝帮洪. 二氧化硫漂白性实验的改进[J]. 教学仪器与实验,

2005,21:26.

[3] 李升华.胡仕廷.二氧化硫漂白性实验的改进[J].中学化学,

2011,3:20.

[4] 张文华. 二氧化硫漂白性实验改进[J]. 教学仪器与实验

2007,23:38.

[5] 高晚霞,王曼丽. 二氧化硫漂白性质实验的改进[J]. 中学化学,

2005,2:22.

第3篇:二氧化硫的化学性质范文

关键词:大气污染;脱硫脱硝;集成技术;实际运用

中图分类号: X701.3 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)02-184-2

0 引言

因为我国的能源结构以燃煤为主,在之前很长的一段时间里大气污染物未经过净化就排放到大气中去,目前在我国北方地区出现的雾霾直接地反映出我国大气污染的严重性,大气环境治理刻不容缓。最近几年国家对排放到大气中的气体制定了严格的标准措施,但是我国的大气污染问题依然形势严峻。

1 氮氧化物与含硫气体的产生

目前排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物等主要大气污染气体,以煤炭的燃烧产生的烟气为主,而根据有关专家的预测:到本世纪中期,在我国的一次性能源消费中占据最大比重的依然是煤炭消耗。这足以说明我国在对以二氧化硫和氮氧化物为主的大气污染物的净化治理工作还有很长一段时间。

1.1 氮氧化物与二氧化硫的产生

一般氮元素在煤炭中的质量分数在0.4%―2.9%之间,而硫元素在煤炭中所占的质量分数在0.2%―11%之间。目前排放氮氧化物最多的几个行业是电力、工业和交通运输业。在汽车尾气排放中,氮元素与空气中的氧元素在高温条件下结合生成氮氧化物,这是大气中光化学烟雾的主要来源。在重要煤炭中,硫的含量在0.4%―5.5%之间。在高温中,煤里的硫化物发生一系列复杂的无机化学反应产生二氧化硫气体。

1.2 氮氧化物与二氧化硫对环境产生的危害

氮氧化物与二氧化硫都是主要大气污染物,会对环境造成破坏、对人体产生严重的伤害。含硫氧化物会在空气中积累,随着雨一起降落在地表形成常说的酸雨。酸雨会改变地表土壤和水体的PH值,并且严重腐蚀建筑物,对植物的危害更大,二氧化硫也会对人体造成严重的伤害。氮氧化物在空气中不但会和二氧化硫一样形成酸雨,而且氮氧化物会与碳氢化物一起形成光化学烟雾,还会在大气层破坏臭氧层。

现阶段的酸雨是雨雪中的酸度增加,降低了江河湖泊中的PH值使鱼类减少甚至灭绝;酸雨改变了土壤中原本的酸碱度,使植物的生长发育受到严重的影响;对气候的影响主要在温室效应和降低了能见度;氮氧化物与二氧化硫对人体的主要危害是增加了佝偻病和呼吸道的发病率。

2 脱硫脱硝集成技术

2.1 脱硫脱硝技术

运用在化工工业、火力发电等产生的硫氧化物、氮氧化物的烟气净化技术就是烟气脱硫脱硝技术。现在大规模使用的脱硫脱硝技术有十余种,主要包括脉冲电晕法、石膏湿法、微生物降解等。

2.1.1 脱硫技术简介

烟气脱硫技术就是利用二氧化硫的酸性性质,使用另一种碱性物质吸收烟气中的二氧化硫,从而达到烟气脱硫的目的。根据脱硫中碱性物质的三种状态,脱硫方法分为干法、湿法和半干法。

湿法脱硫顾名思义就是把含有二氧化硫的烟气通过碱性溶液,使之发生反应,把气态的二氧化硫变为液态含硫化合物。湿法脱硫效率高、速度快、稳定可靠,但是耗水量大,需要的资金投入较多。

干法脱硫就是用干燥的碱性物质固体来吸收二氧化硫,这种方法完全不用水参加反应,一直处于干燥状态。干法脱硫技术成本低、投入少,是一种节约型的脱硫技术,但是脱硫的效果不是很好。

而半干法脱硫就是把含有二氧化硫的气体相机通过固、液、气三种状态的碱性吸收物质。这种方法工艺简单、投资较少适合含硫量较低的煤燃烧产生的烟气脱硫。

2.1.2 脱硝技术简介

空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、低氮燃烧技术等都是目前氮氧化物燃烧技术采用的主要方法。这些技术与烟气脱硝技术相较而言都相对简单,产生的效果有限,反而使热损失增加,热效率降低。低氮氧化合物燃烧技术的局限太多,所以现阶段主要采用烟气脱硝技术。低氮燃烧技术、选择性催化还原法(图1)、选择性非催化还原法(图2)、联合烟气脱硝技术等是烟气脱硝的主要技术。

低氮燃烧技术除了前面所介绍的还有浓度偏差燃烧和烟气再循坏等技术,采用低氮氧化物燃烧技术可以使氮氧化物的量控制在80%―40%之间,使用效率更高的烟气脱硝技术会使得烟气中氮氧化物降到更低。

2.1.3 脱硫脱硝技术的集成

现在随着工业的飞速发展、脱硫脱硝工艺技术的提升而世界各国对大气排放标准要求也越来越高。现阶段已经在运行的脱硫、脱硝技术还不能满足我们对脱硫和脱硝标准的要求,因此世界上很多国家都在积极研发新的,能够提高脱硫和脱硝的技术。

2.2 脱硫脱硝技术集成工艺的原理

脱硫脱硝技术集成工艺满足了同时脱硫脱硝的需求,并且在进行脱硫脱硝处理后还能获得一些副产物。脱硫脱硝技术集成工艺设备简单但可靠、投入资金较少,经济适用。固相吸收脱硫脱硝工艺、活性炭吸收脱硫脱硝工艺、氧化铜脱硫脱硝工艺是脱硫脱硝集成工艺主要运用的三种方法。

脱硫脱硝的反应原理:利用活性炭的吸附能力,吸收烟气中的二氧化硫、水同时与氧气结合反应,并在反应中加入含氮的碱性气体,这就是活性炭吸收脱硫脱硝工艺的反应原理。氧化铜脱硫脱硝工艺是以氧化铜为活性物质,在高温条件下与含硫物质发生反应再与含氮物质发生反应。

3 脱硫脱硝技术集成工艺的实际运用

脱硫脱硝一体化的集成技术应用最多的是一些使用化石能源较多的行业。脱硫脱硝技术集成工艺以简单可靠、效率高、占地面积小、启动资金少的优势而在工业、发电、交通行业里得到大量应用。目前发展的脱硫脱硝一体化工艺技术在经济、技术、环境等方面都取得了巨大的成果。

4 总结

我们直接生活在大气中,大气环境关乎我们的健康。烟气中大量的二氧化硫和氮氧化物排放到大气中,产生酸雨、温室效应、光化学烟雾等环境问题。我国是燃煤大国也是工业大国,机动车保有量居世界前列,因此我国的二氧化硫氮氧化物治理工作刻不容缓。我国严峻的大气治理环境,使脱硫脱硝一体化集成技术的开发不能停止,迫切需要更高效,节约的新技术。

参 考 文 献

[1] 王楠.电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究与应用[D].西安建筑科技大学,2015.

第4篇:二氧化硫的化学性质范文

关键词:阅读;探讨;应用;反思;教学模式

文章编号:1008-0546(2013)11-0005-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.11.002

一、教学模式的思想

教育家陶行知先生在倡导解放儿童的创造力时,提出著名的六大解放“解放双眼,解放大脑,解放双手,解放嘴,解放空间,解放时间”。新的课程标准强调转变学生的学习方式,倡导主动学习,探究学习,合作学习,也正是希望课堂教学中能解放教师和学生的头脑、手脚、时间和空间,让师生在教学交往互动中自主发展。基于此,我们提出“阅读-探讨-应用-反思”的课堂教学模式。

二、教学模式的建构

教学模式是指建立在一定的教学理论基础之上,为实现特定的教学目的而设计的一种教学模型。教学模式有相对稳定的结构和程序,包含有教学策略。作为结构框架,突出了教学模式从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能;作为活动程序则突出了教学模式的有序性和可操作性。“阅读-探讨-应用-反思”的课堂教学模式构建如下图所示:

“阅读”是指“精读”,通常按通读材料、抓住要点、发现问题的步骤进行,在这个过程中,不仅要从书面材料(教材或教师提供材料)中获取主要信息,对知识进行梳理,还要发现自己要探究的问题或不懂的问题。这种阅读,综合运用了感知、记忆与思维的规律,能使阅读获得较好的效果。通过阅读,让学生学会梳理知识,学会在自己思考的基础上提出问题。

“探讨”是指探究和讨论。探究亦称发现学习,是指学生在课堂中对教师提出的问题或自己的发现问题进行证据的收集、分析、整理,找到解决问题的方法,并在研究、探索问题的过程中,积极主动地获取知识,学习认识和解决问题的方法。讨论是指学生在探究过程中,与他人交流思想、方法,相互合作,共同完成探究任务,体现为合作学习。

“应用”是指将所学习的知识用于新情境的过程,包括原则、方法、技巧、规律的拓展,应用不仅需要建立在对知识点掌握的基础上,也代表着较高水平的学习成果。

“反思”是指反省、回顾或带总结性的思考。反思的过程是一个同化知识的过程,是一个将知识方法系统化结构化的过程。通过反思还可以发现学习中存在的问题和不足,进一步推进下一个学习进程。

三、教学案例的分析

下面以高中化学苏教版专题四中的《二氧化硫的性质》为例,分析“阅读-探讨-应用-反思”教学模式。

1. 阅读

此环节要求学生课前完成。由于教材对于SO2的性质介绍是要点式的,而二氧化硫与环境、生活息息相关,也与学生之前学习的物质分类、不同类别物质的通性、氧化还原反应等知识紧密关联。在教材的基础上,教师又提供三篇阅读材料:一是酸雨,文章介绍酸雨的形成、危害及我国的酸雨情况;二是医学报的报道,主要介绍二氧化硫作为食用添加剂的使用历史,以及过量食用的毒性;三是北京晨报的新闻稿《二氧化硫超标,北京31种食品全市下架》。材料后附有两个问题:(1)这三篇材料的主角是谁?它的分子组成与你学过的什么物质相似?(2)结合已有知识和所提供材料推测二氧化硫可能有的性质。

根据材料中“燃烧煤和石油的过程会向大气大量释放二氧化硫和氮化物,当这些物质达到一定的浓度以后,会与大气中的水蒸汽结合,形成硫酸和硝酸” “二氧化硫随着食品进入体内后生成亚硫酸盐,并由组织细胞中的亚硫酸氧化酶将其氧化为硫酸盐,通过正常解毒后最终由尿排出体外。” “二氧化硫可与有色物质作用对食品进行漂白,另有防腐、抗氧化作用”等关键性语句,学生可以得到二氧化硫相关性质的重要信息。

此环节要达成的教学目标是培养材料阅读时对有关化学信息的选择性注意习惯,培养学生的自学能力,使学生首先通过自己独立的智力活动,自行解决力所能及的问题。同时,由于提供了与我们现实生活密切相关的阅读材料,让学生深切体会生活中处处有化学,感受课本知识与生活实践的紧密联接,学习用化学的视角看待世界,同时强化合理使用化学品的环保意识。该环节的完成也使学生对SO2的性质有了初步和简单的了解,认为二氧化硫可能具有一定的溶解性,具有酸性氧化物的通性,具有还原性,具有漂白性。

2. 探讨

此环节是本堂课的重点,围绕“根据已有知识设计实验探究SO2的性质”这个核心问题展开探讨。全班分成四大组分别讨论二氧化硫的溶解、酸性氧化物通性、还原性、漂白性四个问题,每大组又以四人为一小组进行实验。此时,每组桌上准备的实验药品有:装有2mLSO2气体的注射器6支,蒸馏水,酚酞,石蕊,品红,NaOH溶液,Ca(OH)2溶液,Ba(OH)2溶液,碘水,氢硫酸,酸性KMnO4溶液,BaCl2溶液。具体要求:①每小组在交流实验设计方案的基础上完成实验,不要盲目实验。②每小组的实验结果要保留,实验结束派代表展示实验现象,说明实验设计,得出实验结论。

第一组

[代表甲]把试管倒置于水槽中,可以观察到水槽中的水进入试管并徐徐上升至试管的4/5左右。原因是,SO2易溶于水,使试管中的气压减小。

[代表乙]用收集有二氧化硫气体的针筒吸水槽中的水。气体量明显减少,针筒活塞会回落。原因是SO2的溶解使针筒中的气压减小。

[代表丙]在滴入少量紫色石蕊试液的水槽中注入二氧化硫气体。可观察到石蕊试液变红。由此证明,二氧化硫不是单纯的溶于水,而是与水反应生成了酸。

第二组

[代表甲]用收集有二氧化硫气体的针筒吸氢氧化钠溶液。气体的量明显减少。说明二氧化硫能与碱溶液反应,是酸性氧化物。

[质疑]能被碱溶液吸收就是酸性氧化物吗?氯气不是也能被碱溶液吸收吗?

[学生]在溶液中滴加氯化钡,通过生成白色沉淀以证明生成了亚硫酸钠。

[质疑]白色的钡盐沉淀有没有可能是硫酸钡呢?

[学生]再加盐酸看沉淀是否溶解。

[演示实验]白色沉淀溶于盐酸,说明它是亚硫酸钡,即二氧化硫是酸性氧化物。

[代表乙]用收集有二氧化硫气体的针筒吸氯化钡溶液,无明显现象。因为亚硫酸是弱酸,弱酸一般不能制强酸。

[质疑]二氧化硫能使氢氧化钡溶液出现浑浊,却不能使澄清石灰水浑浊?

[实验视频]在盛有用酚酞作指示剂的30mL饱和石灰水的大试管中,极其缓慢通入纯净SO2,当有30个左右SO2气泡通入时,酚酞红色立即消失,并有大量白色浑浊,继续通入气体,沉淀完全消失。

第三组

[代表甲]在高锰酸钾溶液中注入SO2,高锰酸钾溶液的紫色褪去。说明二氧化硫具有还原性。

[代表乙]在碘水中注入SO2,碘水的棕黄色褪去。以此证明还原性:SO2>I->Br-

[代表丙]在氢硫酸中通入二氧化硫,出现黄色浑浊。说明二氧化硫具有氧化性,能氧化H2S。还原性:H2S>SO2

第四组

[代表甲]用收集有二氧化硫气体的针筒吸品红溶液,品红褪色。说明二氧化硫具有漂白性,能使有机色素褪色

[质疑1]二氧化硫为什么不能漂白石蕊试液?

[展示]用二氧化硫漂白的旧书与新书的对照。

[质疑2]用二氧化硫漂白的物质为什么经历一段时间后会恢复颜色?

[教师演示实验]加热用二氧化硫漂白的品红溶液。

[教师解释]二氧化硫与品红常温时化合生成无色物质,该无色物质不稳定,受热易分解从而恢复原色。因为二氧化硫的漂白原理是化合而漂白,所以具有选择性和不稳定性的特点。

此环节要达成的教学目标之一是,教师通过有一定难度的明确任务的创设,引发学生强烈的探究欲望、激活学生的思维,从而实现创造性的解决问题。值得一提的是,在教学过程中每一组学生都设计多个方案,实验过程中不停质疑,学生激烈的相互争论,由此充分反映了学生思维的灵动和投入。由于新旧知识本身是有着关联性的,当教师将其有效组织,学生便很快进入迁移学习的状态,此时学生的思维对纳入新知识处于一种高效的准备状态,用不着教师去重复一个一个的知识点,通过学生的自主探究便发现和建构了知识链。而在合作学习中,通过小组讨论,同伴合作、生生互动,使得教学过程不再仅是一个认知过程,也是一个交往与审美的过程。

3. 应用

此环节的落实是利用二氧化硫的性质寻找减少环境污染的方法。要达成的教学目标:一,增强学生对“化学从生活中来,服务到生活中去”思想的认识,达到发现、分析、解决问题的统一。二,珍爱生命、善待地球是人们生命活动中的重要组成部分。学好化学、应用化学,才能更好地爱护我们的家园。

[师]根据今天对二氧化硫的性质讨论,并结合日常生活中的所闻所见,请你来对防治酸雨工程谈谈自己的想法和建议。

[讨论]SO2的来源有哪些?

[生]人为来源:化石燃料煤的燃烧,硫酸工业产生的尾气等。自然来源:火山爆发、动植物的腐烂等。

[师]据统计,全世界每年向大气中排放的SO2达到了三亿吨。你认为可以采取哪些措施减少SO2的人为排放呢?

[学生观点1]用氢氧化钠溶液吸收工厂尾气,碱性强,效果好。

[学生观点2]是否可以在煤炭中混入生石灰,二氧化硫直接被吸收?

[学生观点3]在烟囱内壁涂抹价格便宜的生石灰或石灰乳 。

[学生观点4]用氨水吸收工厂尾气,再氧化,可以得到硫铵化肥。

[阅读课本拓展视野]烟道气中二氧化硫的回收方法。

[师]要从根本上消除二氧化硫的污染,只有开发能替代化石燃料的新能源,这就需要我们科学家的不懈努力!也希望在座的同学们能对致力于造福人类的科学研究感兴趣!我们也呼吁政府部门加大管理力度,每个国民增加环保意识,节能意识。

4. 反思

本节课反思要达成的教学目标:一,培养学生使用类比方法学习元素化合物知识的能力。二,培养学生同中求异比较能力,准确把握元素化合物学习基本方法,防止记忆定势,类比定势及直觉定势,努力促进知识正迁移。

此环节设计了两个问题“请同学们比较二氧化硫和二氧化碳的化学性质”“请同学们比较二氧化硫和次氯酸、双氧水的漂白性”展开。在总结SO2和CO2性质的相似性和差异性基础上,从通性——酸性氧化物,个性——强还原剂,特性——漂白剂三个角度全面提升学生对二氧化硫的认识。在对比SO2与HClO、H2O2的漂白原理基础上,整合新旧知识,使之系统化、条理化,促进学生的有意义识记。

四、教学实施的注意点

1. 给学生自主学习的时间

课堂时间是有限的,教学中只有对有限的时间进行合理的分配,才能使学生好学、乐学、善学,达到高效。特别值得注意的是,一节课并不是老师讲得越多,学生就学得越多。因为任何学习都是学习者自主建构知识的过程,在这个过程中,学生需要联想和想像,需要对已有的知识经验进行回忆和重组,需要把新旧知识联系起来,需要意识知道了什么、不知道什么,需要提出新的问题,需要通过活动达到目的。因此在教学模式的建构和实践过程中,我们注意给学生时间阅读,给学生时间思考,给学生时间活动,使得这些需要得以实现。

2. 给学生自我展示的平台

“教学不仅仅是一种告诉,更多的是学生的一种体验、探究和感悟”。教师要激发学生的学习兴趣,通过创设符合教学内容要求的情境,让课堂成为他们求知、创造、展示自我、体验成功的平台。这就要求课堂教学中师生的角色进行调整。明确学生不是接受知识的“容器”,教师也不是知识的权威。师生不是对立的矛盾体,而是和谐促进的合作者,是平等相待的朋友。构建多向、立体的课堂互动,使得每位学生都能积极地思考、主动地参与、踊跃地展示。展示过程要允许学生从不同的角度认识问题,采用不同的方式表达自己的想法,用不同的知识与方法解决问题,鼓励解决问题策略的多样化,使不同的学生在不同程度上都得到相应地发展。

3. 给学生自己反思的动力

苏霍姆林斯基说:“只有促进自我教育的教育才是真正的教育。”无论何种教育必须通过学生的内化,才能产生教育的效果,达到预设的目标。所以我们应让学生对自己的困惑或错误进行自我反思,自我检验,只有看到庐山真面目,找出病因,才能真正得以内化。然而自我反思不是一个自发行为,教学中需要帮助学生获得反思的动力。首先,可以创设合适的情景,激发学生反思的兴趣;其次,要通过示范,帮助学生学会反思的方法;再次,是让学生体会反思的价值,激励学生养成反思习惯。

参考文献:

[1] 王愫懿. “问题探究三段式”教学模式的运用与学生问题探究能力的培养[J]. 中学化学教学参考,2011,(3)

第5篇:二氧化硫的化学性质范文

关键词:浓硫酸;吸水性;脱水性;强氧化性

一、吸水性

吸水性是指浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量的热:H2SO4+nH2O■H2SO4・nH2O,反应中的水分子可以是游离在空气中的水,也可以是某些结晶水合物中的水。

实验一:向盛有胆矾的试管中滴加浓硫酸,观察现象。

现象:蓝色固体变成白色粉末。

结论:胆矾在浓硫酸的作用下失水生成硫酸铜。浓硫酸具有吸水性。

思考:将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,其原因是什么?

解析:浓硫酸具有吸水性。

应用:做酸性及中性非还原性气体的干燥剂,例如中性气体:CO、氢气、氧气、氮气和所有的稀有气体,酸性气体:HCI气体、二氧化碳、二氧化硫。

二、脱水性

物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(碳化)。

实验二:在200毫升的烧杯中放入20克蔗糖,加入几滴水,搅拌成糊状,然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌,观察现象。

现象:产生大量气体,蔗糖开始先是变黄,再变黑,待蔗糖全部变黑后停止搅拌,将玻璃棒直立于烧杯中,蔗糖化为蜂窝状的黑色固体碳。

结论:浓硫酸

如C12H22O1112C+11H2O

实验的缺点:蔗糖与浓硫酸反应产生大量刺激性的二氧化硫等有毒气体,污染室内环境,危害师生身心健康影响师生健康,不利于培养学生的环保意识,对激发学生的学习兴趣有一定的负面效应。为此,以绿色化学思想和优化化学实验教学为教学理念,采用密封装置,进行多次实验研究和教学实践。对该实验做了以下改进。

改进实验:按下图进行实验。

实验现象:

1.蔗糖先变黄,再变黑,黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶,同时产生大量气体。

2.4个洗气瓶的现象:品红1褪色、高锰酸钾溶液褪色、品红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。

思考:品红和高锰酸钾为什么会褪色?澄清的石灰水为什么会变浑浊?

三、强氧化性

浓硫酸的强氧化性是由+6价的硫体现出来的,一般被还原成二氧化硫。

(1)跟金属反应

①常温下,使铁、铝等金属钝化。

②加热时,可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐

Cu+2H2SO4(浓)■CuSO4+SO2+2H2O

(2)跟非金属反应

热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸。

C+2H2SO4(浓)■CO2+2SO2+2H2O

第6篇:二氧化硫的化学性质范文

[关键词]硫化亚铁 自燃 储罐

中图分类号:tn3362 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2014)25-0059-01

引言:

在油气集输行业,铁制设备或容器易受到硫化氢的腐蚀,生成由fes、fe2s3、fes2等几种硫铁化合物组成的混合物,以下简称硫化铁。硫化铁在常温下与空气中的氧接触反应,并放出大量的热,具有极高的自燃倾向性。近年来,随着我国对含硫油气集输增长,对集输设备特别是储罐的腐蚀日益加重,腐蚀产生的fes已引起多起储油罐着火爆炸事故发生。国内外曾发生过多起硫化铁的自燃事故,特别是油气集输管道、设备、储罐的老化,事故逐年增多,其中最为突出的是油气集输储罐内壁附着的活性硫化亚铁自燃引起的爆燃事故。因此研究硫腐蚀产生fes的形成机理,fes的氧化过程及fes氧化倾向性影响因素具有重要的理论和实际意义。

一、 油气集输储罐硫化亚铁的形成

油气中的硫分为活性硫和非活性硫,元素硫、硫化氢和低分子硫醇等统称为活性硫。活性硫对金属具有较高的腐蚀活性,他们主要分布在沸点小于240摄氏度的轻质馏分中。非活性硫通常不能与金属发生反应,主要分布在沸点高于240摄氏度的馏分中,但在油气集输过程中常常遇到需要加热输送的原油,这时非活性硫转化成活性硫、生成硫和硫化氢等活性硫。如原油在受热后发生热裂化反应,硫醚反应生成硫化氢、二硫化物,二硫化物高温又分解产生单质硫和硫化氢,因此在油气集输过程中,由于非活性硫不断向活性硫转变,使腐蚀不但存在被加热过程中,也遍布整个储运过程中。腐蚀产生fes的原因有:1、电化学腐蚀。它可以发生在罐底、罐壁和罐顶,主要是由于在低温有水的情况下,h2s所致。由于金属表面存在着水或水膜,h2s溶于水在水中离解,产生偏酸性的离子等与单质铁发生反应生成fes。2、化学腐蚀:化学腐蚀主要发生在高温下,在100摄氏度以上时,h2s能分解产生氢气和单质硫,单质硫能月金属铁直接发生反应生成fes。3、细菌腐蚀。这种腐蚀主要发生在罐底,是由于硫酸盐还原细菌及其他细菌引起的,主要有硫代硫酸盐细菌和硫氧化细菌等。以硫酸盐还原细菌为例来说明,氢原子存在的条件下“硫酸盐还原菌能将硫酸盐还原成硫化物”从而促进了罐底钢表面的阳离子化反应,加速了罐底腐蚀速度。

二、 硫化铁自燃影响因素分析

硫化铁在空气中氧化放热是引发自燃着火事故的内在因素,连续的供氧和热量易于集聚是硫化亚铁自燃的外部因素。

2.1硫化铁自燃内因分析:

从热力学角度,活性硫化铁氧化是放热反应,这时硫化铁能够自燃的根本原因。长期处于气相空间的储罐内壁腐蚀特别严重,内防腐涂层被硫化成一层较厚的柔性很强的角质膜,而处于液相部位的内防腐层无明显腐蚀痕迹,由于角质膜对硫铁化合物的保护,使硫铁化合物氧化时氧化热不易及时释放,因此加速了其自燃速度。在罐顶通风口附近,硫铁化合物与空气接触迅速氧化,热量不易集聚。而在油罐下部,愈靠近浮盘的气相空间,氧含量愈低,部分硫化铁化合物被不完全氧化儿生成单质硫,这种单质硫成黄色颗粒状、起燃点较低,掺杂在块状、松散结构的硫铁化合物中,为硫铁化合物的自燃提供了充分的条件。当油气储罐处于付油状态时,大量空气被吸入并充满储罐的气相空间,原先浸没在浮盘下和隐藏于防腐膜内的硫铁化合物逐渐暴露出来,并在角质膜薄弱部位首先发生氧化,迅速发热自燃,同时引起单晶硫、胶质、橡胶密封圈等的燃烧,甚至导致火灾爆炸事故。从原子结构来分析,硫化铁具有活性是由铁的特殊性质所决定的,铁在元素周期表中为过渡金属,具有对未成对的d电子,由于未成对的d电子产生的化学吸附,强弱适中,所以常被用来所谓化学反应催化剂。当空气进入时,氧分子被活性硫化铁表面的活性中心吸附,使其在活性表面的浓度迅速增加同时,氧分子被吸附放出的热活化,活化后的氧与活性铁迅速发生激烈的氧化反应并放出大量的热,硫化铁中的硫被电负性更高的氧所取代。从物质的结构来说,腐蚀产物硫化铁层往往是诉疏松、多孔、开裂、无保护性的,吸附氧气的能力较强暴露的在

空气中,就会发生放热反应。

2.2硫化铁自燃的外因分析:

良好的供养和聚热是硫化铁自燃的外部因素,一般来说,在氧含量低或者惰性气氛中硫化铁自燃的可能性很小,但是当接触大量的空气时会与氧气发生化学反应而放热。由于活性硫化铁导热性差,氧化反应放出的热不能及时移走,导致硫化铁温度急速升高,一直被加热到赤热点而产生自燃发生。

三、 防护措施及方法

硫化铁自燃时,如果设备内有可燃气体或蒸汽和空气形成爆炸混合物,就会发生爆炸。如果有可燃气体或易燃液体,就可能引起火灾。预防此类现象的发生须从以下几个方面着手:1、检修可能有硫化铁的储罐,放出物料后可以充满惰性气体。2、硫化铁自燃点约40摄氏度,因此检修应在设备冷却后打开。3、向储罐内壁浇水,使硫化铁湿润,避免与空气接触也可以预防自燃,储罐顶部温度高且较干燥是首先应该注意的地方。在有水分存在时,空气中的氧可以是硫化铁转化为氢氧化铁。反复浇水可能消除硫化铁自燃的危险。4、硫化铁的形成需要氢氧化铁或铁。在储罐内部涂防腐涂料可以避免生成硫化铁。5、为了防止fes的生成原油集输过程中可以选择添加脱硫溶剂等方式进行脱硫或防止硫腐蚀的发生。6、引发储罐着火的fes主要是低温有水的情况下h2s腐蚀所致,因此,新建储罐建议采用抗硫化氢腐蚀的钢种,如1828钢。对就储罐应采用材料改性及表面防护技术,如渗铝技术作为材料表面处理方法可以耐低温硫化氢腐蚀。化学镀镍对防止硫化氢腐蚀可以取得明显效果,已在高硫原油集输过程中得到了应用。7、从储罐中清理出的沉积物中有硫化铁时应妥善处理,至少应放在无火灾危险的场所。

四、 结束语

对油气集输储罐腐蚀情况的分析不难看出,油气集输储罐硫化铁等腐蚀物质需要引起特别注意,本文对于油气集输储罐硫化物的腐蚀机理、腐蚀过程、防护策略进行了简要概述,提出了相应的保护措施,目的就是要达到长期有效的防腐作用,最大限度降低应腐蚀带来的成本损耗,确保油气集输过程中的正常生产运行,提高安全确保效益。

参考文献

第7篇:二氧化硫的化学性质范文

例如:在硫、二氧化硫、硫酸中都含有

元素;其中 是单质,____是氧化物。硫在氧气中燃烧时,火焰呈____色,同时生成叫做____的气体。

分析:此题的答案是很清楚的。硫、二氧化硫、硫酸里都含有硫元素,由此可以联想到:什么是元素?一种元素与另一种元素的根本区别是什么?硫元素的元素符号是什么?硫元素是金属元素还是非金属元素?它的原子结构有什么特点?

这三种物质中硫是单质,二氧化硫是氧化物,由此可以联想到:这三种物质的化学式怎么写?什么是单质?什么是氧化物?为什么硫酸中含有氧元素却不是氧化物?它属于哪类物质?如果题目中问的是化合物呢?

硫在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,同时生成叫二氧化硫的气体,由此可以联想到:硫在空气中燃烧,火焰呈什么颜色?燃烧时,除了产生有色火焰外,还有没有其他现象?硫燃烧的化学方程式怎么写?

从上例不难看出,解题后联想不仅使习题的容量变大了,而且还能增强形象思维能力。

第8篇:二氧化硫的化学性质范文

关键词:二氧化硫;实验装置;化学实验;实验探究

文章编号:10056629(2014)3004902 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1],简单探究了二氧化硫部分性质(漂白、氧化、还原性)、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性,实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富,涉及到信息实验、微型实验、综合实验等;增加了定量实验内容,实验内容联系生活、生产;设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面,进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。

1 SO2的性质探究

探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置,均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。

探究2 检验SO2的还原性。如图2,A为中等浓度的硫酸,B为亚硫酸钠固体,二者反应制取SO2气体。C溶液是橙色的溴水溶液或紫色的高锰酸钾溶液,产生的SO2气体通过C溶液后观察到溶液的颜色褪去,导管D后面略去用来吸收尾气内装碱石灰的干燥管。

探究3 探究SO2的氧化性。如图3,喷泉实验,利用SO2与H2S反应,体积压强减少,形成喷泉。

探究4 SO2和Na2O2反应。如图4,70%~80%的硫酸与亚硫酸钠反应,产生SO2气体,经过浓硫酸干燥后,与Na2O2反应。

探究5 SO2和Mg反应。如图5,图中甲试剂为80%的硫酸,乙试剂为亚硫酸钠固体。

探究6 微型实验,探究SO2的制取与性质。如图6,利用Y形管做SO2的制取与性质实验。Y形管的一侧加入约2 mL浓硫酸,另一侧加入约2 mL品红溶液,将铜丝插入浓硫酸中,在试管口塞上一团棉花,滴上少量NaOH溶液,加热浓硫酸一侧,反应立即开始,品红溶液慢慢褪色,至品红完全褪色,将铜丝抽离液面,给褪色的品红溶液加热,品红溶液恢复红色。此装置的特点是实验装置简单,操作方便;试管口塞上滴有少量NaOH溶液的棉花,可以防止SO2逸出,避免环境污染;药品用量少,铜丝可以反复使用。

摘要:二氧化硫是中学化学教学中一种常见的重要物质。为了拓展学生的视野,利用中学常见的化学实验仪器进行组合,设计实验装置,对二氧化硫进行性质验证、定量测量、制备新物质等多角度的探究,旨在培养学生分析与解决化学实验问题的能力。

关键词:二氧化硫;实验装置;化学实验;实验探究

文章编号:10056629(2014)3004902 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

笔者曾在“巧妙组合实验装置全面探究二氧化硫”一文中[1],简单探究了二氧化硫部分性质(漂白、氧化、还原性)、定性检测、反应条件。本文是在前文基础上的拓展、延伸。本文还探究了氧化性和还原性,实验装置也有所不同。性质探究的内容更丰富,涉及到信息实验、微型实验、综合实验等;增加了定量实验内容,实验内容联系生活、生产;设计的实验装置趣味化、生活化、实用化、综合化。对二氧化硫的探究更全面,进一步考查了化学实验的各个方面的知识与能力。

1 SO2的性质探究

探究1 SO2与NaOH溶液反应。如图1所示的各装置,均可以直观地观察到SO2与NaOH溶液反应时明显的体积变小的实验现象。

浓硫酸。

探究7 综合实验,探究SO2的性质。如图8,此装置为SO2的发生与性质的综合实验装置,检验了SO2的酸性、漂白性、氧化性、还原性等。⑥为SO2的发生装置,利用中等浓度的硫酸与亚硫酸钠固体反应,产生SO2气体,气体依次通过①至⑤,①中的石蕊试液由紫色变为红色,证明SO2是酸性气体;②中的品红溶液褪色,证明SO2有漂白性;③中的溶液变浑浊,证明SO2有氧化性;④中的溶液的紫色褪去,证明SO2有还原性;⑤的作用是吸收多余的SO2。

2 SO2的定量测量探究

探究8 测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量。如图9,反应管中装有碘的淀粉溶液。

探究9 测定周围环境中SO2的含量。如图10,向试管中加入0.0005 mol/L的碘水1.0 mL,用适量的蒸馏水稀释后再加入2~3滴淀粉溶液,配制成溶液A。测定指定地点的空气中SO2的含量时,推拉注射器的活塞反复抽气,A溶液由蓝色变为无色时反应恰好完全进行,停止抽气,记录抽气次数,根据注射器的容积,计算出空气的总体积,再根据碘的量,计算出SO2的质量,进而计算出每立方米空气中SO2的质量。

探究10 测定SO2转化为SO3的转化率。如图11,甲装置的作用是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等,先称量纯Na2SO3粉末质量,再加足量浓硫酸进行实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得装置增重,计算出SO2的转化率。

3 利用SO2制备新物质的探究

探究11 模拟工业制硫酸。如图12所示,改进的V形管做模拟工业制硫酸的实验。

4 启迪

SO2是中学化学教学中常见的物质,本文以SO2为背景素材,利用中学常见的化学实验仪器,设计实验装置,对SO2进行了较全面的探究。涉及到中学化学实验的多方面,既有常规的性质实验,又有定性、定量实验,还有制备实验、探究实验;既有常规的验证实验,又有组合实验、综合实验、微型实验。涉及到趣味性、实用性、微型化、综合化、直观化、生活化。启迪学生思维,联系生活、生产实际,学以致用。激发学生的学习兴趣,帮助学生建立起立体的网络知识体系,培养学生的实验设计与实验操作能力,提高学生的综合素质。

第9篇:二氧化硫的化学性质范文

Abstract: Sulfur is the harmful substances of the coal, and in the combustion process, it will pollute the environment greatly. This article focuses on the desulfurization methods in the process of washing, selecting and burning coal, and the flue gas desulfurization method after combustion.

关键词: 煤炭;洗选脱硫;燃烧脱硫;烟气脱硫

Key words: coal;desulfurization in washing and selecting coal process;desulfurization in combustion;flue gas desulfurization

中图分类号:TF535.2+1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)29-0326-02

0 引言

硫是煤中的有害物质,煤中硫可以分为无机硫和有机硫两大部分。有机硫存在于成煤植物的母体中,煤中有机硫主要由硫醇、硫化物以及二硫化物三部分组成。无机硫来自于煤中矿物质,无机硫可进一步按所属的化合物类型分为硫化物硫与硫酸盐硫,硫化物主要是以黄铁矿、白铁矿、砷黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等形式出现;硫酸盐硫包括石膏、重晶石、绿矾等。近年来,随着分析技术的改进,许多学者还在煤中检出了硫的另一种存在形态,即单质硫。

1 洗选脱硫

据统计,我国煤中大约有60%~70%的硫为无机硫,30%~40%有机硫,单质硫的比例一般很低,在无机硫中绝大多数是黄铁矿,硫酸盐硫占的比例较少。因此,煤中黄铁矿的治理对于煤的清洁燃烧、减少硫的危害具有十分重要的意义。

大量的煤样资料表明,含硫率低于0.5%的低硫煤中的硫以有机硫为主,黄铁矿硫较少,硫酸盐硫含量甚微;而硫含量大于2%的高硫煤中,主要为黄铁矿硫,少部分为有机硫,硫酸盐硫一般不超过0.2%。

煤炭洗选是利用煤和矸石的物理、化学性质的差异,通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和矸石有效分离,并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。

1.1 重力分选法脱硫 重力分选法脱硫是利用煤中有机质和黄铁矿硫密度的差异实现脱硫的,此方法对结核状或块状黄铁矿的脱除是最有效和最经济的方法。主要的重力脱硫包括:水介质旋流器脱硫、微细重介质旋流器脱硫、全氯乙烯(PCE)重介脱硫工艺技术、摇床法脱硫等工艺。

1.2 磁选脱硫 煤中有机质大部分是含有抗磁性或逆磁性成分的,比如在煤炭开采过程中常见的粘土、黄铁矿、页岩等,这些矿物中所含铁矿物是弱顺磁性的,因此,可以通过这些磁性的强弱程度差异来进行筛选脱硫。

1.3 浮游脱硫 此方法是一个物理化学过程,利用煤中有机质和黄铁矿表面性质的不同而分选,煤粒的表面有疏水性质,而黄铁矿的表面有亲水性质。因此,由于疏水性质使煤粒容易浮向气泡,亲水性质又使得矸石粒不易被气泡粘住。必须加一种药剂以增强煤粒表面的疏水性(捕集剂),冶金备件添加一种药剂可以增加煤浆中气泡的产生和分散(起泡剂),然后在浮选机中增强充气,使煤粒粘在气泡上浮起,而黄铁矿粒留在水中,完成浮选的过程。

煤炭洗选可脱除煤中50%~80%的灰分、30%~40%的全硫(或60%~80%的无机硫),燃用洗选煤可有效减少烟尘和二氧化硫的排放,入洗1亿吨动力煤一般可减排60~70万吨二氧化硫,去除矸石16万吨。

2 燃烧脱硫

2.1 石灰/石灰石直接喷射法 煤炭在燃烧过程中,石灰石直接喷射进锅炉的停留时间很短,因此在硫氧化物脱除的过程中,必须要在短时间内进行燃烧、吸附和氧化三种不同的反应。本法涉及到的主要反应有:

CaCO3CaO+CO2

CaO+SO2CaSO3

CaCO3+SO2CaSO3+CO2

CaCO3+1/2O2+SO2CaSO4+CO2

4CaCO33CaSO4+CaS

煅烧时要将石灰石喷入锅炉的高温区,煅烧产生的烟气中CO2含量高时,CaCO3分解温度就会相应升高。一般情况下,烟气中CO2浓度达到10%、温度在750℃以上时,CaCO3才会分解。当煅烧锅炉中烟气的CO2浓度在14%左右,CaCO3的分解温度大概为765℃,如果比这个温度低,那么CaO会吸收CO2再度改变为CaCO3。

2.2 型煤固硫法 这种方法的原理是将原料煤进行筛选,然后按照相关比例配置,在经过机械粉碎后加入黏结剂和固硫剂,然后对其挤压成型,烘干后,就制成了有一定强度和形状的成品工业固硫煤。这种型煤使用的固硫剂,根据其化学状态的不同可分为钙系、钠系及其它三大类。在现阶段的型煤固硫技术中,石灰、大理石粉、电石渣等都是比较常见的固硫剂。应用废液作固硫剂和黏结剂,资源丰富,既可降低成本,又可减少污染。如碱性纸浆黑液既可作黏结剂,也有一定的固硫作用,其固硫成分为Na2CO3和NaOH。此外,电石渣、硫矿渣、盐泥、糖泥、钙渣、烟道灰等,也可作为工业固硫型煤的黏结剂和固硫剂。

2.3 炉内喷钙和氧化钙活化法 当今一般以石灰石为脱硫剂,所以炉内喷钙脱硫分两步,第一步是石灰石热解,第二步是脱硫的实现。当石灰石粉喷到炉内适当的部位后,只要温度高于750℃,石灰石就被快速生成氧化钙,氧化钙在800~1200℃的温度范围内与SO2相遇发生脱硫反应。由于简单的炉内喷钙脱硫的钙利用率不高,其脱硫效率往往满足不了环境保护标准对SO2排放的要求,因而出现了回收利用烟气中未反应的CaO来提高脱硫效率的新方法。这些方法的共同特点是,在炉膛喷钙作为一级脱硫后,在锅炉尾部烟道气预热器和电除尘器之间安装一个反应器装置,再热烟气流过反应器时向反应器内喷水将烟气增湿作为二级脱硫。增湿使烟气中的CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,由于Ca(OH)2和烟气中的SO2相遇以后具有很高的反应速率将SO2吸收,因而提高了钙利用率和脱硫

效率。

3 烟气脱硫

3.1 电子束照射法(EX) 这种技术利用电子加速器生成的大量高能电子,然后利用这些高能电子在反应器内与烟道气中的主要成分N2、O2、H2O分子进行冲撞,在高能电子和上述氮气、氧气等碰撞过程中,会产生大量的OH・、O・、H2O・等游离基,这些游离基本身具有很强的氧化能力。

3.2 脉冲电晕放电法 采用窄脉冲电源和反应器以及模拟烟气,研究脉冲电晕对SO2氧化脱除的机理和规律。结果表明,正脉冲电晕对SO2氧化很有效,其能量利用率为64.3g(SO2)/kW・h,烟气能耗为12.8*10-3kW・h/m3;氧化量仅取决于SO2吸收的电晕能量,与初始浓度无关;较低温度对SO2氧化不利。

3.3 活性炭吸附法 这种技术的基本原理是利用活性炭的吸附能力,吸附含有硫的烟气,具体来说,在烟气管道内,使用大量活性炭将二氧化硫进行吸附,然后存储在活性炭的孔隙内,而活性炭经过烟气净化处理,可以得到再生。与此同时还可以得到硫酸、液体二氧化硫、单质硫等附属产品。

参考文献:

[1]叶云辉,王向东,蒋文举,田哲,王丽丽,周灵.微波辅助白腐真菌煤炭脱硫试验研究[J].环境工程学报,2009(07).

[2]丁乃东,傅家伟,李兆鑫,何其慧,胡柏星.微波驱动的煤炭脱硫研究[J].洁净煤技术,2010(04).

[3]刘德洪,金文杰,朱新宇.微生物法脱除大石桥硫铁矿烧渣中硫的研究[J].工业安全与环保,2006(08).

[4]彭晓成,郑正,罗兴章,周培国,王艳锦.氧化亚铁硫杆菌在废弃线路板粉末上的吸附及对Cu的浸出[J].河南科学,2007(05).