第三节 硫酸的工业制法教案

第三节 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SO3

为什么不用水，而用98.3%的浓硫酸？

（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＋11O2 2Fe2O3＋8SO2

①强调“FeS2

”的名称及色态。

②指出FeS2

中硫的化合价为-1价。

③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 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

的不同情景，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+11O2 2FeO3+8SO2 强调：①FeS2

中硫元素为-1价；

②FeS2

名称：二硫化亚铁；

③FeS2

是一种不溶于水的黑色固体。

[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

既是氧化产物，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转移多少摩电子？ 1mol FeS2

转移11 mol电子。

[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+O2 2SO3

[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。