硫酸的工业制法接触法.docx
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硫酸的工业制法接触法
硫酸的工业制法—接触法
一、素质教育目标
（一）知识教课点
1．初步掌握接触法制硫酸的化学反响原理。
2．认识接触法制硫酸的生产过程及典型设施。
3．认识环境保护的重要性，认识防备环境污染的初步知识。
4．初步掌握多步反响的计算规律。
（二）能力训练点
1．培育学生自学能力、语言表达能力和总结归纳知识的能力。
2．培育学生化学计算的技术。
（三）德育浸透点
1．经过多媒体教课，培育学生学习工业化学的兴趣。
2．经过设置问题，激发学生探究新知识的欲念，培育学生的进步精神。
3．培育学生脚踏实地，详细问题详细剖析的科学质量。
4．对学生进行环境保护的教育。
二、教课要点、难点、疑点及解决方法
1．要点
（1）接触法制硫酸的化学反响原理。
（2）多步反响的计算方法。
2．难点
工业生产中的多步化学反响计算。
3．疑点
（1）汲取SO3为何不用水，而用98.3%的浓硫酸？
（2）在工业生产中为何可将中间产物的损失率当作是原料的损失率呢？
4．解决方法
（1）要点的解决方法
在接触法制硫酸的化学反响原理中，要点之要点是制取二氧化硫的反响原
理：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
①重申“FeS”的名称及色态。
2
②指出FeS2中硫的化合价为-1价。
③从氧化复原角度全面剖析上述反响（谁被氧、被复原？
谁是氧化剂、复原剂？
谁是氧化产物，复原产物？
标出电子转移方向及总数）。
（2）难点的解决方法
①搞清计算中波及到的转变率、利用率、产率、损失率、纯度等观点并正确办理它们之间的关系。
②依据元素的守恒原则或多步反响的化学方程式，推导出开端原料与最后产物之间的定量关系式。
（3）疑点的解决方法
①计算机模拟工业生产中分别用％的浓硫酸和水来汲取SO3的不一样情
景，形象、详细地说了然用水做汲取剂时，易形成酸雾，减慢汲取速度，不利于SO3的汲取，所以工业上是采纳％的浓硫酸来汲取SO3的。
②经过分步计算，推导考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、自制教课软件。
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．经过软件演示，指导学生察看接触法制硫酸的主要设施和生产过程。
3．进行多步计算教课时，先让学生疏步计算，而后组织学生充足议论，最后归纳出简易的解法。
六、教课步骤
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响原理。
（2）认识接触法制硫酸的生产过程及典型设施。
2．能力目标
（1）培育学生自学能力和察看能力。
（2）培育学生语言表达能力和总结归纳知识的能力。
3．德育目标
（1）经过多媒体教课，培育学生学习工业化学的兴趣的感情。
（2）经过问题议论，激发学生探究新知识的欲念，培育学生的进步精神。
（3）培育学生脚踏实地，详细问题详细剖析的科学质量。
（二）要点、难点的学习与目标达成过程
[引入]硫酸是化学工业中最重要的产品之一，硫酸的年产量经常是权衡一个
国家化工生产能力的重要指标，它在工农业和国防中有其宽泛的用途，今日我们
来学习硫酸的工业制法——接触法。
下边先来学习接触法制硫酸的化学反响原理
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响原理和生产过程
（一）反响原理
[议论]要制得硫酸，一般需要先制哪一种物质？
[回答]三氧化硫。
因为三氧化硫与水反响生成硫酸。
[议论]要制得三氧化硫，先要制得哪一种物质？
[回答]二氧化硫。
因为二氧化硫跟氧气反响，可制得三氧化硫。
[议论]二氧化硫可用什么方法制取呢？
[回答]用硫黄焚烧制取二氧化硫。
[叙述]这诚然是一种方法，但我国硫黄资源不如硫铁矿资源丰富，我们往常用焚烧硫铁矿的方法来制取二氧化硫。
[板书]FeS2→SO2→SO3→H2SO4
[过渡]依据制造硫酸的反响原理，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]焚烧黄铁矿的设施叫什么？
[回答]沸腾炉。
[追问]为何把这一设施称做沸腾炉呢？
[软件演示]黄铁矿在沸腾炉里焚烧。
指导学生察看沸腾炉的结构和原料进入的部位。
[叙述]生产上利用逆流的原理，将粉碎好的黄铁矿的渺小矿粒从上至下倒入
炉内，而强盛的空气流从下至上通入，所以把炉内的矿粒吹的强烈翻滚，如像沸腾着的液体同样，所以人们把这种炉子称做沸腾炉。
[议论]1．为何要将黄铁矿粉碎成渺小矿粒？
[回答]矿粒渺小，跟空气接触面大，焚烧充足，焚烧快。
[议论]2．为何要从炉底通入强盛空气流而使矿粒呈沸腾状态？
[回答]使矿粒与空气接触更充足，烧烧快，反响完整，提升了原料的利用率。
[议论]3．从沸腾炉里出来的炉气为何要净化？
[回答]防备催化剂中毒；防备对设施和生产的不利影响。
[议论]4．什么叫催化剂中毒？
[回答]使催化剂作用减弱或失掉作用的这种现象叫催化剂中毒。
[议论]5．对炉气进行净化往常需用哪些举措？
净化后的气体主要成份是什么？
[回答]净化举措：
除尘、清洗和干燥。
净化后的气体：
SO2、O2、N2。
[过渡]对以上议论结果进行归纳总结，掌握以下要点内容。
[板书]
（1）主要设施：
沸腾炉
（2）主要反响：
4FeS2+11O22FeO3+8SO2
重申：
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。
[发问]1．上述反响谁被氧化，被复原？
几种元素氧化几种元素？
几种元素复原几种元素？
[回答]＋2价的铁元素和-1价的硫元素被氧化，0价的氧元素被复原；一种元素氧化两种元素，两种元素复原一种元素。
[发问]2．谁是氧化剂、复原剂？
谁是氧化产物、复原产物？
[回答]O2是氧化剂，FeS2是复原剂，Fe2O3和SO2是氧化产物，又是复原产
物。
[发问]3．标出电子转移的方向和总数，1molS转移多少摩电子？
1molFe
转移多少摩电子？
1molFeS2转移11mol电子。
[板书]（3）炉气净化：
三净化
①除尘、除矿尘
②清洗：
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。
[议论]1．二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？
[回答]必定温度（400～500℃），适合催化剂（V2O5）。
[议论]2．二氧化硫氧化成三氧化硫的反响是在什么设施中进行的？
[回答]接触室。
[议论]3．在接触室里装有热互换器，它的作用是什么？
[回答]用来把反响时生成的热，传达给进入接触室的需要预热的混淆气体，并冷却反响后生成的气体。
[软件演示]1．接触室中二氧化硫和氧气的运动及转变。
2．热互换器的工作原理
指导学生察看接触室和热互换器的内部结构以及SO2和O2在接触室里运动
及转变的状况。
[叙述]经过软件演示我们察看到在接触室中装有必定数量的隔板，隔板上装有催化剂V2O5，而在每两层隔板之间是由很多平行管道构成的热互换器。
经过
净化的SO2和O2进入接触室后，在管道的缝隙间运动，当被加热到必定温度并
与催化剂接触，生成的SO3顺着管道流出，因SO2氧化成SO3的反响是一个放热
反响，所以在管道内流动的是热气体，在管道外流动的是冷气体，两者在管壁进
行热互换，使得管内的SO3气体获得冷却，管外流动的SO2和O2遇到预热，这
样就不需要外界给反响物一直加热，而是利用反响自己放出的热量使反响发生，可节俭能源。
[板书]
（1）主要设施：
接触室。
[发问]为何叫接触室？
[回答]因SO2被氧化成SO3，是与催化剂接触后才达成的，所以称为接触室。
[板书]
（2）主要反响
2SO2+O22SO3
[发问]上述反响有何特色？
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响，从接触室里出来气体含有SO3、SO2、N2和
O2。
[板书]（3）热互换器作用：
第73页
[过渡]从接触室出来的气体将进入哪一个阶段？
[板书]3．三氧化硫的汲取和硫酸的生成
[指导阅读]课本第74页
[议论]1．工业上用什么物质汲取三氧化硫制取硫酸？
[回答]用％的浓硫酸汲取三氧化硫。
[议论]2．为何不用水或稀硫酸来汲取三氧化硫呢？
[回答]SO3与H2O化合时，放出大批热，如用H2O或稀H2SO4做汲取剂时，
易形成酸雾，汲取速度减慢，不利于SO3的汲取。
[软件演示]分别用水和％的浓硫酸汲取三氧化硫。
察看能否有白色酸雾产生。
[议论]3．硫酸厂用什么设施来汲取三氧化硫？
[回答]汲取塔。
[议论]4．硫酸厂的尾气未经办理可否直接排入大气？
[回答]不可以，尾气中含有二氧化硫，直接排放会造成环境污染。
[板书]
（1）主要设施：
汲取塔
（2）主要反响：
SO3＋H2O==H2SO4
（3）尾气办理：
氨水汲取
2NH3＋H2O＋SO2==（NH4）2SO3
NH2+H2O+SO2==NH4HSO3
（NH4）2SO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋SO2↑＋H2O
2NH4HSO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋2SO2↑＋2H2O
[叙述]用氨水汲取尾气既防备了二氧化硫污染空气，又使得二氧化硫被充足的回收利用，而硫酸铵可作为化学肥料。
（三）总结与扩展
接触法制硫酸能够归纳为：
三阶段、三方程、三设施、三净化。
本课时应要点掌握接触法制硫酸的化学反响原理，认识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、接触法制硫酸的反响原理和生产过程
（一）反响原理
FeS2→SO2→SO3→H2SO2
（二）生产过程
1．二氧化硫的制取和净化
（1）主要设施：
沸腾炉。
（2）主要反响：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
（3）炉气净化：
①除尘：
除矿尘
②清洗：
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）主要设施：
接触室。
（2）主要反响：
2SO2＋O22SO3
（3）热互换器作用：
P73
3．三氧化硫的汲取和硫酸的生成
（1）主要设施：
汲取塔。
（2）主要反响：
SO3＋H2O==H2SO4
（3）尾气办理：
氨水汲取。
2NH3＋H2O＋SO2==（NH4）2SO3
NH3＋H2O＋SO2==NH4HSO3
（NH4）2SO3＋H2SO4==（NH4）2SO2＋SO2↑＋H2O2
NH4HSO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋2SO2↑＋2H2O
第二课时
（一）明确目标
1．知识目标
（1）认识环境保护的初步知识
（2）初步掌握多步反响的计算规律
2．能力目标
（1）培育学生自学能力和总结归纳知识的能力。
（2）培育学生化学计算的技术。
3．德育目标
（1）经过问题议论，培育学生勇于探究的精神质量
（2）对学生进行环境保护的教育。
（二）要点、难点的学习与目标达成过程
[引入]人类在漫长的历史进度中不停改造自然、征服自然，使生活和劳动的条件获得改良，同时也带来对环境不一样程度的污染和损坏，被损坏了的环境反过来又影响人类的生产和生活，并直接威迫着人类的健康和生计，所以保护环境就是保护人类自己，今日我们学习相关环境保护的知识。
[板书]二、环境保护
[指导阅读]课本第75～77页
[议论]1．环境污染包含哪些污染？
[回答]包含：
大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。
别的，还包含固体荒弃物、放射性、噪声等污染。
[过渡]下边我们要点研究大气污染的原由、危害和防治举措。
[板书]1．环境污染
（1）大气污染
[叙述]硫酸厂尾气排出的二氧化硫，燃料不完整焚烧和汽车尾气的排放，石
油裂解等过程产生的一氧化碳和碳氢化合物，硝酸、硝酸盐、氮肥等工厂排放的
氮的氧化物等等造成大气污染。
[议论]2．大气污染物包含哪些？
[回答]包含：
二氧化硫、碳的氧化物、氮的氧化物、碳氢化合物、粉尘、煤烟等。
[议论]3．为何说二氧化硫是大气的主要污染物？
[回答]令人发生呼吸道疾病，甚至死亡；会使植物枯死；致使酸雨的形成。
[议论]3．什么是酸雨？
[回答]降水时，硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸盐随雨雾降到地面，形成所谓的“酸雨”。
[叙述]正常状况下，因为空气中二氧化碳不停溶解在水中，其pH值约为6～7，略呈酸性，而假如空气中其余的酸性气体许多，也溶于水的话，那么降水的
pH值就会显然减小，科学界把pH值5.6作为临界值，pH值低于5.6的酸性降水便被称为酸雨。
[板书]
（2）酸雨：
pH＜5.6的降水
[议论]4．酸雨是如何形成的？
用化学方程式表示。
[板演]SO3＋H2O==H2SO4
SO2＋H2O==H2SO3
2H2SO2＋O2==2H2SO4
[议论]5．酸雨有哪些危害？
[回答]可使湖泊水质酸化，迫害鱼类和其余水生生物；使土壤酸化，损坏农田、伤害农作物、丛林；酸雨还会腐化建筑物、金属制品、名胜遗迹等。
[叙述]自从本世纪50年月北美和西欧发现酸雨此后，酸雨的影响范围正在
不停扩大。
酸雨的受害者首当此中的要推湖泊。
酸雨使湖水酸度增添，被极度酸
化的湖水，粗看上去清澈透明、碧纯可爱，细看则既无游鱼又无浮萍，一片死寂，
似“水中墓地”。
据报导酸雨已经使挪威和瑞典的4万多个湖泊中的鱼死亡。
美国
纽约州的阿第伦达山区，有217个过去盛产鲑鱼、鲈鱼的湖泊已成了无鱼的“死
湖”。
酸雨还会使丛林退化、土壤酸度增添。
在德国、捷克、波兰不停有丛林受
到了伤害的报导传来，一些学者不无忧愁地指出：
“经营了数百年的丛林成就看来将在此后几年内丧失，丛林正在迅速地在中欧消逝。
”在酸雨存在的地域，棉
花、小麦和豌豆等农作物显然减产。
在我国，酸雨的危害，也日趋加剧。
被视为
世界三大酸雨之一的重庆市，每年因酸雨造成的经济损失高达5～6亿元，在重
庆南山景色区，马尾松成片死亡，松针、叶尖枯黄零落，丛林死亡面积已达800
多公倾。
在酸雨的侵害下，重庆嘉陵江大桥的钢梁一定每年除锈油漆一次，每年
花维修花费比南京长江大桥多得多，而其长度仅为南京长江大桥的1/4；重庆城
区的电线均匀10年就要改换线材；重庆电视塔建成后仅三年就锈迹斑驳。
因酸
雨造成的物种退化、名胜遗迹受损，对人体和物种生计的潜伏影响，更是没法用价值来估计。
[议论]6．大气中二氧化硫的根源？
[回答]根源于煤和石油的焚烧、金属矿石的冶炼等。
[议论]7．防冶大气污染的主要方法？
[回答]减少废气的排放；将废气进行回收净化。
[议论]8．水和土壤污染的根源？
[回答]工业生产排放的废水；城市生活污水；流入江河的农药、化肥；城市垃圾和工业废碴。
[议论]9．食品污染的根源？
[回答]粮食、蔬菜、肉类、鱼类、蛋类、奶类、油类、酱类、酒类等食品中混入某些有毒有害物质或病菌。
[议论]10．治理环境污染的主要举措有哪些？
[回答]控制废物的排放；将废物回收利用。
[板书]2．环境污染的治理
[叙述]环境污染危害着人类的生计与健康，但环境污染不是不行征服的，只需我们仔细对待，增强环保意识，采纳有效举措，就能不停地预防和除去环境污染，变废为宝，为人类创建出一个美好的劳动和生活环境。
[过渡]下边议论相关工业生产中的多步计算问题。
[板书]三、多步化学反响的计算
[投影]例：
工业上用接触法制取硫酸，加入含FeS290％的硫铁矿500t，煅烧时损失5％的硫，二氧化硫转变成三氧化硫时损失15％的二氧化硫，三氧化硫被水汲取时又损失％，求这些硫铁矿能制得98％的硫酸多少吨？
[叙述]解这种计算题时，第一应搞清题目中波及到的转变率、损失率、利用率、产率、纯度等观点。
原料的转变率=原料利用率=1-原料的损失率
[设问]解题思路是什么？
[回答]依照所发生的化学反响，分步求解
[投影]4FeS2＋11O22Fe2O2＋8SO2
4×1208×64
500×90％×95％x
2×642×80
SO3+H2O================================H2SO4
8098
＝（t）
[设问]分步计算，过程繁琐，易出现错误，有无简易做法？
[回答]可依照多步反响的化学方程式，推导出开端原料与最后产物的定量关系式，而后依关系式求解。
[板书]4FeS＋11O22Fe2O3+8SO2
2SO2+O22SO3
SO3+H2O==H2SO4
∴FeS2—2SO2—2SO3—2H2SO4
[叙述]要注意的是题目中给出的是生产过程中损失的S、SO2、SO3而不是
FeS2的损失率，但因为每种化合物都有固定构成，所以在化学反响中，当化合物
有损失机，则构成该化合物的各元素也随之损失，且化合物的损失率等于构成中各元素的损失率，反之化合物中各元素的损失率也就是该化合物的损失率。
所以
不论是SO2仍是SO3的损失率都可当作是硫元素的损失率，依照质量守恒定律，
各项硫元素的损失均可归于原料黄铁矿的硫元素上。
[板书]设可制得98％的硫酸x吨
FeS2
2H2SO4
120t2×98t
500t×90％×95％×95％×85％×％x·98％
[投影]讲堂练习
1．用含FeS278％的黄铁矿制硫酸，煅烧时损失6％的硫，在接触氧化时又
损失2％的硫，求制取1吨98％的浓H2SO4需此黄铁矿多少吨？
[板演]设需此黄铁矿的质量为x
FeS2
2H2SO4
120t
2×98t
x·78％×94％×98％
1×98％
x＝
[投影]讲堂练习
2．在氧气中灼烧1.6g铁和硫构成的化合物，使此中的硫所有转变成SO2气
体，这些SO2所有转变成H2SO4，这些H2SO4正好用的NaOH溶液中和，求原化合物中硫的质量分数。
[板演]解：
原化合物中硫元素的质量为x
S
H2SO4
2NaOH
32g
2mol
x
×
x＝
ω（S）＝＝40％
（三）总结与扩展
多步反响计算的解题规律及注意事项：
1．解题规律
依照多步反响的化学方程式或元素的守恒原则，推导出开端原料与最后产物之间的定量关系式，一步求解。
2．解题注意
（1）如所给反响物或生成物是不纯量，应先折算为纯量再进行计算。
（2）给出某元素或某物的损失率，应先换算成转变率再进行计算。
转变率
=1-损失率。
（3）某一化合物中元素的损失率=该化合物的损失率；中间产物的损失率=原料的损失率。
（四）板书设计
二、环境保护
1．环境污染
（1）大气污染：
（2）酸雨：
pH＜5.6的降水
2．环境污染的治理
三、多步化学反响的计算
解：
设可制得98％的硫酸x吨
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
2SO3
SO3+H2O==H2SO4
∴FeS2
2H2SO4
120t
2×98t
500t×90％×95％×85％×
x·98％
七、部署作业
课本第77～78页，第1、2、3题。
八、参照资料
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