(完整word版)硫酸的工业制法—接触法
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第五单元硫酸工业第一节接触法制硫酸天津市武清区河西务中学赵大庆【教学目的】1.使学生了解接触法制硫酸的化学原理、原料、主要反应、设备及流程。
2.通过a大接触氧化的适宜条件的讨论,复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识,并能解释硫酸生产中的简单问题。
3.培养学生处理信息、分析问题的能力,提高学生的语言、文字表述能力。
4.培养创新精神以及研究问题解决问题的科学方法,培养探索精神,树立理论与实践相结合的辩证唯物主义思想。
【教学重点】接触法制硫酸的化学原理。
【教学难点】SO2接触氧化的适宜条件的选择。
【课时安排】2课时。
第一课时接触法制硫酸(第一、二生产阶段)第二课时接触法制硫酸(第三生产阶段)【教学方法】自学、讨论、归纳相结合。
【教学过程】第一课时【设问】我们已经学习过硫酸的性质,了解了硫酸的有关知识,请同学们思考:硫酸在工农业生产中有哪些重要用途?【学生回答】(略)【引入主题】硫酸在生产生活中有重要的作用,这节课我们就来共同学习硫酸的工业制法。
【设问】请同学们根据所学的知识写出生产硫酸的化学反应方程式。
【板书】一、反应原理【学生活动】学生代表到黑板书写,师生点评。
【设疑】生产硫酸的原料可以用硫磺,还可以用黄铁矿。
根据我国的实际情况,应采用哪一种更适合?【投影】我国硫酸工业中原料的利用资料(下表)。
【学生活动】回答问题。
(略)【设问】已知一定条件下 24 g FeS2固体燃烧生成SO2气体和Fe2O3固体,同时释放170.6 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。
【板书】(学生代表到黑板书写,师生点评)4FeS2(s)+11O2(g) = 2Fe2O3(s)+8SO2(g);△H=-3412 kJ/mol【设问】该反应是硫酸工业生产中第一阶段的反应,请同学们阅读教材并思考:①该阶段的名称是什么?②反应设备是什么?③如何使黄铁矿充分燃烧?④反应产物是什么?产物为什么要净化?【学生活动】阅读教材,讨论、回答问题。
第二课时 硫酸的制备和性质——————————————————————————————————————[课标要求]1.了解工业硫酸的制备方法。
2.了解浓硫酸的物理性质并掌握浓硫酸的化学特性。
1.工业制硫酸发生的三个反应的化学方程式:4FeS 2+11O 2=====高温2Fe 2O 3+8SO 2(S +O 2=====点燃SO 2); 2SO 2+O 2催化剂△ 2SO 3;SO 3+H 2O===H 2SO 4。
2.稀硫酸具有酸的通性;浓硫酸具有三大特性:吸水性、脱水性和强氧化性。
3. 浓H 2SO 4在与Cu 、C 的反应中,作氧化剂,被还原为SO 2,化学方程式 为Cu +2H 2SO 4(浓) =====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O 、 C +2H 2SO 4(浓) =====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 。
硫酸的制备及稀硫酸的性质1.硫酸的制备 (1)古代制法加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)制取硫酸。
(2)现代工业制法——接触法三原料三设备三阶段三反应硫黄或含硫矿石、空气、98.3%的浓硫酸沸腾炉SO2的制取和净化4FeS2+11O2=====高温2Fe2O3+8SO2接触室SO2氧化成SO32SO2+O2催化剂△2SO3吸收塔SO3的吸收SO3+H2O===H2SO4(1)硫酸的电离H2SO4是二元强酸,在水中的电离方程式为H2SO4===2H++SO2-4。
(2)酸的通性写出稀H2SO4发生下列反应的离子方程式:①与Fe反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑,②与CuO反应:CuO+2H+===Cu2++H2O,③与Ba(OH)2反应:Ba2++2OH-+2H++SO2-4===BaSO4↓+2H2O,④与Na2CO3反应:CO2-3+2H+===CO2↑+H2O,⑤与BaCl2反应:Ba2++SO2-4===BaSO4↓。
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理(1)SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面(矿石粉碎)(2)SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换(3)SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收,可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应(即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物)的计算时,可用关系式法一步求解。
此种方法的关键,是根据各步反应的化学方程式,找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比,列出相应的关系式,然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性(H+的性质),而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子,因而浓硫酸除具有酸类的通性外,还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物:H2SO4·nH2O(n = 1,2,4,6,8)。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性,可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体,也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体;但不能干燥NH 3等碱性气体,也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理(1)SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面(矿石粉碎)(2)SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换(3)SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收,可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后,可制得化肥(NH4)2SO4,并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应(即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物)的计算时,可用关系式法一步求解。
此种方法的关键,是根据各步反应的化学方程式,找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比,列出相应的关系式,然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性(H+的性质),而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子,因而浓硫酸除具有酸类的通性外,还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物:H2SO4·nH2O(n = 1,2,4,6,8)。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性,可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体,也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体;但不能干燥NH 3等碱性气体,也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
第2课时硫酸课前自主预习一、硫酸的制备1.古代制法加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)制取硫酸。
2.现代工业制法——接触法二、硫酸的性质1.稀硫酸的化学性质具有酸的通性,溶于水完全电离:H2SO4===2H++SO错误!。
2.浓硫酸的特性(1)吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。
(2)脱水性浓硫酸能按水的组成比脱去纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素。
向蔗糖中加入浓硫酸时,观察到的现象有:①蔗糖变黑;②蔗糖体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状的炭;③放出有刺激性气味的气体。
(3)强氧化性①与金属的反应:除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
常温下,Fe、Al遇浓硫酸发生钝化.与铜反应的实验探究②与非金属的反应浓硫酸与木炭的反应:2H2SO4(浓)+C错误!CO2↑+2SO2↑+2H2O。
3.硫酸的用途(1)重要的化工原料,实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸,作干燥剂等.三、硫酸盐课堂互动探究硫酸的制备工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图:根据上图回答下列问题:(1)填写下列各进口或出口物质的名称:A含硫矿石(如FeS2);B炉渣;C二氧化硫、氧气;D尾气(SO2、O2)。
(2)接触法制硫酸分为三个阶段,填写下表:浓硫酸与稀硫酸1.浓硫酸与稀硫酸的比较2.浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法(1)取少量蒸馏水,向其中加入少量试样,能够放出大量热的为浓硫酸,反之为稀硫酸。
(2)观察状态:为黏稠状液体的是浓硫酸,而黏稠度较小的是稀硫酸.(3)取体积相等的两液体,用手掂掂,质量较大的是浓硫酸。
(4)取少量试样,向其中加入铁片,若能够产生大量气泡的则为稀硫酸:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑;若无明显现象(钝化),则为浓硫酸。
接触法制硫酸最全版课题:第⼀节接触法制硫酸教学⽬的要求:1、使学⽣掌握接触法制硫酸的化学原理、原料、主要反应、主要设备和流程2、通过SO2接触法氧化的适合条件的选择的讨论,复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识,并能解释硫酸⽣产中的简单问题。
3、培养学⽣处理信息、分析问题的能⼒,提⾼学⽣的语⾔表达能⼒和⽂字表达能⼒。
4、培养学⽣的创新精神、探索精神,能⽤科学的⽅法研究和解决问题,树⽴理论联系实际的辩证唯物主义的思想。
教学重点:接触法制硫酸的化学原理教学难点; SO2的接触法氧化的适宜条件的选择教学⽅法;多谋体动画演⽰和学⽣⾃主讨论课时安排;共2教时第⼀教时教学过程;【设问】硫酸在⼯业和农业⽣产⼯具中的⽤途有哪些?【学⽣看书回答】略【导⼊】硫酸在⼯农业⽣产⼯具中有重要的作⽤,⼤家学习硫酸的⼯业制法.【设问】请同学们根据所学的化学知识写出⽣产硫酸的化学⽅程式.倒推法:H2SO4←SO3←SO2←S(或FeS2)【板书】⼀、原料和原理1、三种原料;(1)硫黄、硫铁矿(FeS2)、⽯膏、有⾊冶⾦烟⽓(SO2)(2)空⽓、(3)⽔。
2、三个主要反应:(我国主要是以硫铁矿为主要原料,硫黄矿的含量少)⑴、4FeS2(s) + 11O2(g)△==2Fe2O3(s) + 8SO2(g)△H== -3412KJ·mol-1或;S(s) + O2(g) SO2(g)(由学⽣学习化学⽅程式的配平,标出电⼦转移的⽅向和数⽬)⑵、2SO2(g) + O2(g)催化剂———→←——— 2SO3(g)△H== -196.6KJ·mol-1⑶、SO3(g)+ H2O(l) === H2SO4(l)△H== -130.3KJ·mol-1⼆、⽣成过程中的三个阶段(⼀)、造⽓1、反应;4FeS2(s) + 11O2(g)△==2Fe2O3(s) + 8SO2(g)△H== -3412KJ·mol-1或;S(s) + O2(g) SO2(g)2、设备;沸腾炉(出⽰沸腾炉模型)3、⼯作原理;将矿⽯粉碎(问为什么?——增加和空⽓的接触⾯积,加快反应速率,使原料充分利⽤)→进⼊沸腾炉→强空⽓流从沸腾炉的底端吹⼊→矿⽯如沸腾的点燃液体→作⽤;矿⽯燃烧得较充分,提⾼反应速率、提⾼原料的利⽤率。
硫酸【学习目标】1、掌握浓硫酸的性质(吸水性、脱水性和强氧化性);2、掌握稀硫酸的化学性质;3、掌握硫酸根离子的检验方法;4、掌握硫酸工业的化学反应原理;5、了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。
【学习重点】1、浓硫酸的三大特性;2、稀硫酸的化学性质;3、硫酸工业的主要反应原理。
【知识要点】一、稀硫酸的化学性质(二元强酸)1、跟酸碱指示剂作用:能使紫色石蕊试液变色。
2、跟较活泼的金属反应:Zn+H+—3、跟碱性氧化物反应:CuO+H+—4、跟碱反应:NaOH+H2SO4—Cu(OH)2+H2SO4—Ba(OH)2+H2SO4—5、跟盐反应:Na2CO3+ H2SO4—BaCl2 + H2SO4—〖针对性训练〗1、现有四份等质量等浓度的稀硫酸,向其中分别加入足量的Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3,充分反应后所得溶液的质量分数大小关系为。
2、铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3],这层铜绿可用化学方法除去,试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式:。
二、浓硫酸的性质1、物理性质:色油状挥发(沸点338℃)液体,密度大(质量分数为98%的浓硫酸密度为1.84g/cm3),且质量分数越大其对应的密度也越大,易溶于水,溶于水时放出大量的热.。
稀释浓硫酸应把______沿______注入_______中,并___________以防_______________。
〖针对性训练〗1、浓硫酸与乙醇、浓硝酸等液体如何混合?2、质量分数为3p%的X溶液与p%的X溶液等体积混合后,混合液的质量分数小于2p%。
则X可能是下列物质中的()A、氨水B、硫酸溶液C、乙醇溶液D、氢氧化钠溶液2、化学性质:(1)强氧化性(常温下,浓硫酸可使________等金属________)Cu+H2SO4(浓) ─(可体现浓硫酸的性和性)C+H2SO4 (浓) ─H2S+H2SO4(浓) ─FeS+H2SO4(浓) ─〖针对性训练〗1、足量的锌和下列酸反应,产生H2的物质的量最多的是()A、10mL 18.4mol/L 硫酸B、30mL 3mol/L盐酸C、30mL 2mol/L 硫酸D、30mL 5mol/L硝酸2、(1)向50mL 18mol/L 的硫酸中加入足量的铜片并加热,被还原的硫酸的物质的量()A、等于0.9molB、大于0.45mol,小于0.9molC、等于0.45molD、小于0.45mol(2)若将64g铜片投入到足量的浓硫酸中,则被还原的硫酸的物质的量为。
工业硫酸的制取和应用孙煜哲 (南京外国语学校,江苏 南京 210000)摘要:硫酸是一种常见的强腐蚀性酸,它是六大强酸之一,在生活、等方面用途广泛,是一种十分重要的化学物质。
文章主要讲述了在工业方面制取工业硫酸的流程,描述了工业硫酸的主要成分,并对制取过程中可能发生的问题进行了分析。
同时,也列举了工业硫酸在蓄电池、除锈、氯碱工业的应用。
关键词:工业硫酸;制取过程;应用 中图分类号:TQ111.1 文献标志码:A 文章编号:1008-4800(2021)15-0035-03DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.15.018Manufacture and Application of Industrial Sulfuric AcidSUN Yu-zhe (Nanjing Foreign Language School, Nanjing 210000, China)Abstract: Sulfuric acid is a common corrosive acid, and it is one of the strong acids. As an essential chemical substance, sulfuric acid has been widely used in life, industry, and other aspects. This paper mainly describes industrial sulfuric acid preparation, describes industrial sulfuric acid's main components, and analyzes the possible problems during manufacturing. Meanwhile, the application of industrial sulfuric acid in the battery, rust removal, and Chlor-alkali industry is also listed.Keywords: industrial sulfuric acid; manufacturing process; application0引言硫酸是一种常见的化学物质,与盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸和高氯酸合称为六大强酸。
硫酸的工业制法—接触法一、素质教育目标(一)知识教学点1.初步掌握接触法制硫酸的化学反应原理。
2.了解接触法制硫酸的生产过程及典型设备。
3.认识环境保护的重要性,了解防止环境污染的初步知识。
4.初步掌握多步反应的计算规律。
(二)能力训练点1.培养学生自学能力、语言表达能力和总结归纳知识的能力。
2.培养学生化学计算的技能。
(三)德育渗透点1.通过多媒体教学,培养学生学习工业化学的兴趣。
2.通过设置问题,激发学生探索新知识的欲望,培养学生的进取精神。
3.培养学生实事求是,具体问题具体分析的科学品质。
4.对学生进行环境保护的教育。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)接触法制硫酸的化学反应原理。
(2)多步反应的计算方法。
2.难点工业生产中的多步化学反应计算。
3.疑点(1)吸收SO为什么不用水,而用98.3%的浓硫酸?3(2)在工业生产中为什么可将中间产物的损失率看成是原料的损失率呢?4.解决办法(1)重点的解决办法在接触法制硫酸的化学反应原理中,重点之重点是制取二氧化硫的反应原理:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2①强调“FeS”的名称及色态。
2中硫的化合价为-1价。
②指出FeS2③从氧化还原角度全面分析上述反应(谁被氧、被还原?谁是氧化剂、还原剂?谁是氧化产物,还原产物?标出电子转移方向及总数)。
(2)难点的解决办法①搞清计算中涉及到的转化率、利用率、产率、损失率、纯度等概念并正确处理它们之间的关系。
②根据元素的守恒原则或多步反应的化学方程式,推导出起始原料与最终产物之间的定量关系式。
(3)疑点的解决办法的不同情①计算机模拟工业生产中分别用98.3%的浓硫酸和水来吸收SO3景,形象、具体地说明了用水做吸收剂时,易形成酸雾,减慢吸收速度,不利于SO3的吸收,所以工业上是采用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的。
②通过分步计算,推导验证中间产物的损失率=原料的损失率。
三、课时安排2课时。
四、教具准备计算机、大屏幕实物投影仪、教鞭、自制教学软件。
五、学生活动设计1.指导学生阅读课,组织学生讨问题,帮助学生对知识进行归纳、总结。
2.通过软件演示,指导学生观察接触法制硫酸的主要设备和生产过程。
3.进行多步计算教学时,先让学生分步计算,然后组织学生充分讨论,最后归纳出简便的解法。
六、教学步骤第一课时(一)明确目标1.知识目标(1)初步掌握接触法制硫酸的化学反应原理。
(2)了解接触法制硫酸的生产过程及典型设备。
2.能力目标(1)培养学生自学能力和观察能力。
(2)培养学生语言表达能力和总结归纳知识的能力。
3.德育目标(1)通过多媒体教学,培养学生学习工业化学的兴趣的情感。
(2)通过问题讨论,激发学生探索新知识的欲望,培养学生的进取精神。
(3)培养学生实事求是,具体问题具体分析的科学品质。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程[引入]硫酸是化学工业中最重要的产品之一,硫酸的年产量常常是衡量一个国家化工生产能力的重要指标,它在工农业和国防中有其广泛的用途,今天我们来学习硫酸的工业制法——接触法。
下面先来学习接触法制硫酸的化学反应原理和生产过程。
[板书]第三节硫酸的工业制——接触法一、接触法制造硫酸的反应原理和生产过程(一)反应原理[讨论]要制得硫酸,一般需要先制哪种物质?[回答]三氧化硫。
因为三氧化硫与水反应生成硫酸。
[讨论]要制得三氧化硫,先要制得哪种物质?[回答]二氧化硫。
因为二氧化硫跟氧气反应,可制得三氧化硫。
[讨论]二氧化硫可用什么方法制取呢?[回答]用硫黄燃烧制取二氧化硫。
[讲述]这固然是一种方法,但我国硫黄资源不如硫铁矿资源丰富,我们通常用燃烧硫铁矿的方法来制取二氧化硫。
[板书]FeS2→SO2→SO3→H2SO4[过渡]根据制造硫酸的反应原理,可把其生产过程分为三个阶段。
第一个阶段是二氧化硫的制取和净化。
[板书](二)生产过程1.二氧化硫的制取和净化[指导阅读]课本第71~72页。
[设问]燃烧黄铁矿的设备叫什么?[回答]沸腾炉。
[追问]为什么把这一设备称做沸腾炉呢?[软件演示]黄铁矿在沸腾炉里燃烧。
指导学生观察沸腾炉的构造和原料进入的部位。
[讲述]生产上利用逆流的原理,将粉碎好的黄铁矿的细小矿粒从上至下倒入炉内,而强大的空气流从下至上通入,因此把炉内的矿粒吹的剧烈翻腾,如像沸腾着的液体一样,所以人们把这种炉子称做沸腾炉。
[讨论]1.为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒?[回答]矿粒细小,跟空气接触面大,燃烧充分,燃烧快。
[讨论]2.为什么要从炉底通入强大空气流而使矿粒呈沸腾状态?[回答]使矿粒与空气接触更充分,烧烧快,反应完全,提高了原料的利用率。
[讨论]3.从沸腾炉里出来的炉气为什么要净化?[回答]防止催化剂中毒;防止对设备和生产的不利影响。
[讨论]4.什么叫催化剂中毒?[回答]使催化剂作用减弱或失去作用的这种现象叫催化剂中毒。
[讨论]5.对炉气进行净化通常需用哪些措施?净化后的气体主要成份是什么?[回答]净化措施:除尘、洗涤和干燥。
净化后的气体:SO2、O2、N2。
[过渡]对以上讨论结果进行归纳总结,掌握以下重点内容。
[板书](1)主要设备:沸腾炉(2)主要反应:4FeS2+11O22FeO3+8SO2强调:①FeS2中硫元素为-1价;②FeS2名称:二硫化亚铁;③FeS是一种不溶于水的黑色固体。
2[提问]1.上述反应谁被氧化,被还原?几种元素氧化几种元素?几种元素还原几种元素?[回答]+2价的铁元素和-1价的硫元素被氧化,0价的氧元素被还原;一种元素氧化两种元素,两种元素还原一种元素。
[提问]2.谁是氧化剂、还原剂?谁是氧化产物、还原产物?[回答]O2是氧化剂,FeS2是还原剂,Fe2O3和SO2是氧化产物,又是还原产物。
[提问]3.标出电子转移的方向和总数,1molS转移多少摩电子?1mol Fe转移11 mol电子。
转移多少摩电子?1mol FeS2[板书](3)炉气净化:三净化①除尘、除矿尘②洗涤:除砷、硒等的化合物③干燥:除水蒸气[设问]净化后的炉气将进入哪一个生产阶段呢?[板书]2.二氧化硫氧化成三氧化硫[指导阅读]课本第72~73页。
[讨论]1.二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫?[回答]一定温度(400~500℃),适当催化剂(V2O5)。
[讨论]2.二氧化硫氧化成三氧化硫的反应是在什么设备中进行的?[回答]接触室。
[讨论]3.在接触室里装有热交换器,它的作用是什么?[回答]用来把反应时生成的热,传递给进入接触室的需要预热的混合气体,并冷却反应后生成的气体。
[软件演示]1.接触室中二氧化硫和氧气的运动及转化。
2.热交换器的工作原理指导学生观察接触室和热交换器的内部构造以及SO2和O2在接触室里运动及转化的情况。
[讲述]通过软件演示我们观察到在接触室中装有一定数目的隔板,隔板上装有催化剂V2O5,而在每两层隔板之间是由许多平行管道组成的热交换器。
经过净化的SO2和O2进入接触室后,在管道的空隙间运动,当被加热到一定温度并与催化剂接触,生成的SO3顺着管道流出,因SO2氧化成SO3的反应是一个放热反应,所以在管道内流动的是热气体,在管道外流动的是冷气体,二者在管壁进行热交换,使得管内的SO3气体得到冷却,管外流动的SO2和O2受到预热,这样就不需要外界给反应物始终加热,而是利用反应自身放出的热量使反应发生,可节省能源。
[板书](1)主要设备:接触室。
[提问]为什么叫接触室?[回答]因SO2被氧化成SO3,是与催化剂接触后才完成的,所以称为接触室。
[板书](2)主要反应2SO2+O22SO3[提问]上述反应有何特点?从接触室里出来的气体主要含有哪些物质?[回答]是一个放热的可逆反应,从接触室里出来气体含有SO3、SO2、N2和O2。
[板书](3)热交换器作用:第73页[过渡]从接触室出来的气体将进入哪一个阶段?[板书]3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成[指导阅读]课本第74页[讨论]1.工业上用什么物质吸收三氧化硫制取硫酸?[回答]用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
[讨论]2.为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫呢?[回答]SO3与H2O化合时,放出大量热,如用H2O或稀H2SO4做吸收剂时,易形成酸雾,吸收速度减慢,不利于SO3的吸收。
[软件演示]分别用水和98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
观察是否有白色酸雾产生。
[讨论]3.硫酸厂用什么设备来吸收三氧化硫?[回答]吸收塔。
[讨论]4.硫酸厂的尾气未经处理能否直接排入大气?[回答]不能,尾气中含有二氧化硫,直接排放会造成环境污染。
[板书](1)主要设备:吸收塔(2)主要反应:SO3+H2O==H2SO4(3)尾气处理:氨水吸收2NH3+H2O+SO2==(NH4)2SO3NH2+H2O+SO2==NH4HSO3(NH4)2SO3+H2SO4==(NH4)2SO4+SO2↑+H2O2NH4HSO3+H2SO4==(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O[讲述]用氨水吸收尾气既防止了二氧化硫污染空气,又使得二氧化硫被充分的回收利用,而硫酸铵可作为化学肥料。
(三)总结与扩展接触法制硫酸可以概括为:三阶段、三方程、三设备、三净化。
本课时应重点掌握接触法制硫酸的化学反应原理,了解其生产过程及典型设备。
(四)板书设计硫酸的工业制法—接触法一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程(一)反应原理FeS2→SO2→SO3→H2SO2(二)生产过程1.二氧化硫的制取和净化(1)主要设备:沸腾炉。
(2)主要反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(3)炉气净化:①除尘:除矿尘②洗涤:除砷、硒等的化合物③干燥:除水蒸气2.二氧化硫氧化成三氧化硫(1)主要设备:接触室。
(2)主要反应:2SO2+O22SO3(3)热交换器作用:P733.三氧化硫的吸收和硫酸的生成(1)主要设备:吸收塔。
(2)主要反应:SO3+H2O==H2SO4(3)尾气处理:氨水吸收。
2NH3+H2O+SO2==(NH4)2SO3 NH3+H2O+SO2==NH4HSO3(NH4)2SO3+H2SO4==(NH4)2SO2+SO2↑+H2O2NH4HSO3+H2SO4==(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O第二课时(一)明确目标1.知识目标(1)了解环境保护的初步知识(2)初步掌握多步反应的计算规律2.能力目标(1)培养学生自学能力和总结概括知识的能力。
(2)培养学生化学计算的技能。
3.德育目标(1)通过问题讨论,培养学生勇于探索的精神品质(2)对学生进行环境保护的教育。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程[引入]人类在漫长的历史进程中不断改造自然、征服自然,使生活和劳动的条件得到改善,同时也带来对环境不同程度的污染和破坏,被破坏了的环境反过来又影响人类的生产和生活,并直接威胁着人类的健康和生存,所以保护环境就是保护人类自身,今天我们学习有关环境保护的知识。