2.氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源。我省擁有全國最大的焦化產(chǎn)能,焦炭生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——焦爐煤氣的含氫量約為60%,這是我省的一大優(yōu)勢。化學興趣小組的同學們在老師的帶領下來到太原市某焦化廠進行參觀,對焦爐煤氣的原料準備、實驗模擬。廢水處理等內(nèi)容展開了項目式學習。
項目一:原料準備
【查閱資料】焦化廠生產(chǎn)中的主反應之一是炭與水蒸氣反應,所以要求所用原料水的硬度盡量低一些為好。
【進行檢測】焦化廠的工作人員幫同學們?nèi)×松倭可a(chǎn)用水,同學們用
檢測了其硬度,觀察到
,說明該水樣為硬水。
項目二:實驗模擬
【咨詢專家】同學們向工廠的化工專家咨詢焦爐煤氣的生產(chǎn)原理,專家介紹,該過程的主要反應之一是C+H
2O
CO+H
2,工業(yè)上也有用電解水的原理制取氫氣,但生產(chǎn)焦爐煤氣獲得氫氣方法更優(yōu)。
【實驗模擬】同學們在實驗室中用電解水的方法制取了少量氫氣(如圖)。
步驟Ⅰ:在電解器玻璃管a、b里加滿3%的硫酸鈉溶液,接通直流電源,觀察到
。
步驟Ⅱ:切斷裝置中的電源,用燃著的木條分別在兩個玻璃管尖嘴口檢驗電解反應中的氣體。
【分析評價】
(1)步驟Ⅰ中有關反應的符號表達式為
。
(2)實驗中硫酸鈉的作用是
。
(3)與電解水制取氫氣相比,生產(chǎn)焦爐煤氣獲得氫氣的方法的優(yōu)點是
。
項目三:廢水處理
【觀察設計】同學們觀察到焦化廠生產(chǎn)后的廢水呈現(xiàn)黑色,猜想其中含有煤粉,可溶性有毒物質(zhì)等,他們設計并制作了簡易凈水器對廢水進行處理,裝置中的X應該是
。
【反思評價】同學們認為,利用此簡易凈水器處理后的水可能還達不到焦化廠原料用水的標準,原因是
,因此還需進一步處理。
【成果展示】同學們回到學校后,將在焦化廠的所見、所思、所得進行了總結,寫成海報與其他同學進行了分享。