硫酸的工业制法.docx

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硫酸的工业制法

硫酸的工业制法

教学目标

知识技能：

初步掌握接触法制造硫酸的化学反应原理；了解环境保护的初步知识。

能力培养：

培养观察能力、思维能力和自学能力。

科学思想：

进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育；关心环境，增强社会责任感。

科学品质：

激发学习工业化学的兴趣，培养创新精神。

科学方法：

模拟、观察、对比等方法。

重点、难点  接触法制造硫酸的化学反应原理。

教学过程设计

第一课时

 教师活动

学生活动

设计意图 

【引入】硫酸是最重要的化工产品之一，用途极为广泛。

硫酸产量常用作衡量一个国家经济发展的重要指标。

今天学习硫酸的工业制法——接触法，先学习化学反应原理和生产过程。

【板书】第三节硫酸的工业制法——接触法

一、接触法制造硫酸的化学反应原理和生产过程

听讲。

记笔记。

激发学习兴趣。

引入新课。

【指导阅读】课本71页上半页

【引导讨论】1．要制造硫酸，首先要考虑原料。

哪些物质可作为制取二氧化硫的原料？

选用哪种原料最好？

试

说明理由。

2．一个硫酸厂究竟采用哪种原料好，主要看能否经济而大量获得和含硫量的高低。

综合考虑，选用硫磺最好。

为什么目前我国却主要采用硫铁矿作为制取二氧化硫的原料？

3．若用硫铁矿为原料制取二氧化

阅读。

讨论、归纳出：

制取二氧化硫可选用硫磺、硫铁矿和硫化氢等为原料。

用硫磺最好，因为硫磺不含杂质。

讨论出：

这是因为我国硫磺资源不如硫铁矿充足；而且在可作为制取二氧化硫的原料中硫铁矿的含硫量较高。

书写化学方程式（指定

培养自学能力。

培养发散思维和集中思维能力。

学会正确评价。

培养理论联系实际的优秀品质。

训练书写和配平

续表

教师活动

学生活动

设计意图 

硫，写出化学方程式，标出各元素的化合价、电子转移的方向和数目。

4．二氧化硫跟氧气化合的适宜条件是什么？

它们是怎样化合成三氧化硫的？

为什么叫做接触法？

【软件演示】二氧化硫、氧气在催化剂表面接触生成三氧化硫。

5．怎样用三氧化硫制造硫酸？

6．接触法制造硫酸的主要原料有哪些？

7．试概括、叙述接触法制造硫酸的化学反应原理。

【板书】

（一）化学反应原理

燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫跟水化合而生成硫酸。

一名学生板演）；评价配平思路及书写是否规范。

回答：

适当的温度和催化剂。

二氧化硫和氧气是在催化剂表面接触时化合成三氧化硫的。

观察。

使三氧化硫跟水反应。

主要有硫或黄铁矿、空气和水。

概括、叙述接触法制造硫酸的化学反应原理。

记笔记。

复杂的化学方程式的

技能。

检查自学的情况。

培养观察和想像能力。

培养应用意识。

培养概括和表达能力。

培养概括和表达能力。

掌握接触法制造硫酸的化学反应原理。

【过渡】下面学习硫酸的生产过程。

【板书】

（二）生产过程

1．二氧化硫的制取和净化

【指导阅读】课本71页1。

【设问】燃烧硫铁矿的设备叫什么？

【展示】沸腾炉模型，简介其构造；观察进出口和发生化学反应的部位。

【软件演示】硫铁矿在沸腾炉里燃烧。

【引导讨论】

1．为什么黄铁矿要粉碎成细小颗粒？

2．为什么要通入强大的空气流使之呈沸腾状态？

3．炉气为什么要净化？

通常采用哪些净化措施？

净化后的气体主要成分是什么？

听讲。

记笔记。

阅读。

回答：

沸腾炉。

观察沸腾炉的构造，认识其作用。

观察沸腾状态。

看书、讨论、回答出：

矿粒细小，跟空气接触面大，燃烧充分，燃烧快。

这样能使矿粒跟空气接触更充分，燃烧快，反应完全，原料的利用率高。

为了防止催化剂中毒，消除对设备和生产的不良影响；净化措施是除尘、洗涤和干燥；净化后的气体主要含有二氧化硫、氧气和氮气。

培养观察能力和审美能力。

培养自学能力。

认识增大反应物表面积的反应原理。

认识沸腾的作用。

培养分析问题能力。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【板书】

（1）主要设备：

沸腾炉

（2）主要反应：

（3）炉气净化：

除尘、洗涤、干燥

记笔记。

强化理解和记忆。

【指导阅读】课本72页2。

【引导讨论】1．炉气经净化后将进入哪一个阶段？

2．二氧化硫氧化成三氧化硫的反应有什么特点？

3．上述反应是在什么设备里进行的？

如何将反应物气体预热？

【展示】接触室模型并简介构造。

【软件演示】二氧化硫和氧气在接触室（含热交换器）中运动和转化。

【讲解】热交换原理和热交换过程。

4．从接触室出来的混合气体主要含有哪些物质？

【板书】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：

（3）热交换过程：

设备——热交换器

阅读。

回答：

二氧化硫氧化成三氧化硫。

属于气体反应、可逆反应、正反应是体积缩小且为放热反应。

接触室。

通过热交换器。

观察外形和内部构造。

观察二氧化硫和氧气在接触室里的运动及转化。

听讲。

回答：

三氧化硫、二氧化硫、氮气和氧气。

记笔记。

培养自学能力。

培养逻辑思维能力。

培养分析和推理能力。

检查自学的情况。

培养观察能力、审美能力、抽象思维能力。

强化理解和记忆。

【指导阅读】课本74页3。

【引导讨论】1．从接触室出来的气体将进入哪个阶段？

2．三氧化硫分别通入水、稀硫酸和98.3％硫酸，会有什么现象？

【软件演示】三氧化硫分别通入水、稀硫酸、98.3％硫酸。

3．工业上吸收三氧化硫制造硫酸，应选用上述哪种物质？

试说明理由。

4．三氧化硫与浓硫酸怎样混合更有利于三氧化硫的吸收？

硫酸厂是

阅读。

讨论、回答出：

三氧化硫的吸收和硫酸的生成。

反应剧烈、放出大量的热量。

观察是否有白色酸雾产生。

应选用98.3％的硫酸。

因为在吸收过程中不形成酸雾，所以吸收效率高。

增大气液物质的接触面积。

培养自学能力。

培养逻辑思维能力和辩证思维能力及表达能力。

认识量变质变的观点并能初步应用。

培养综合应用知识的能力。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

用什么设备吸收三氧化硫的？

【展示】吸收塔模型，观察其构造。

【讲解】气液逆流和瓷环的作用。

【软件演示】三氧化硫在吸收塔中的吸收过程和硫酸的生成。

5．98.3％的浓硫酸吸收三氧化硫后其浓度有何变化？

其成分有何变化？

再如何制成98.3％的浓硫酸？

6．硫酸工厂尾气为什么要经过净化回收处理才能排入大气？

【板书】3．三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：

净化、回收。

吸收塔。

观察外形和内部构造。

听讲。

观察硫酸的生成过程。

浓度增大；其成分为硫酸和三氧化硫；用水稀释。

因为尾气里含有二氧化硫，直接排放会污染环境。

记笔记。

培养观察能力和抽象思维能力。

培养环境保护的意识。

强化记忆。

【软件演示】接触法制造硫酸的工业制法流程。

观察。

培养整体思维能力。

【讲述】硫酸工业是我国建立较早的一种化学工业，但在解放前，生产技术落后，产量很低。

解放后，我国的硫酸工业飞速发展，硫酸产量由1949年的4万吨发展到1997年的1946万吨，跃居世界硫酸产量第三位。

听讲。

国情教育。

【引导】总结本节课的主要内容。

归纳出：

反应原理、三反应、三设备、三净化。

培养归纳概括能力。

【投影】课堂练习

1．我国目前多用燃烧____的方法来制取二氧化硫，这个反应是在____里进行的，反应中被氧化的元素是____。

2．试推导出用硫和黄铁矿制取硫酸的关系式。

思考、推导出：

黄铁矿（或硫铁矿）

沸腾炉

铁和硫

S～H2SO4

FeS2～2H2SO4

巩固知识，培养逻辑思维能力和表达能力。

巩固所学知识。

【布置作业】课本第77页习题第1题。

课后完成。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【随堂检测】1．写出用硫铁矿为主要原料制造硫酸的化学方程式。

2．在燃烧硫铁矿的反应里，若有2.2mol电子转移，生成的二氧化硫在标准状况下为多少体积？

3．若生产100t98％的硫酸，理论上需要含硫50％的黄铁矿多少吨？

考查制造硫酸的反应原理、思维能力、计算能力和书写化学方程式的技能。

 附1：

随堂检测答案

2．8.96L

3．64t

附2：

软件牛津-剑桥国际资讯有限公司开发的《同步成长——高中化学》。

第二课时

 教师活动

学生活动

设计意图 

【引言】首先给大家讲一个发生在英国伦敦的真实故事。

1952年12月5日至8日英国伦敦全境被浓雾覆盖，这是由于温度逆增，致使燃煤产生的烟雾不断积累，烟雾中的三氧化二铁促使二氧化硫氧化产生硫酸泡沫，凝结在烟尘上面形成的酸雾。

四天中死亡人数比常年同期约多4000人。

因患支气管炎、肺炎、肺癌、肺结核、冠心病而死亡的人数成倍增加。

接连几次的烟雾，使13000人因此丧生。

这就是震惊世界的“伦敦烟雾事件”。

这次事件强烈震撼了人们的心灵，从此引起了人类对环境污染的重视。

今天我们学习有关环境保护的初步知识。

【板书】二、环境保护

1．环境

听讲。

引入新课，激发学习兴趣，引起学生记笔记。

对环境保护的重视。

强化学习主题。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【指导阅读】课本75页二。

【引导讨论】1．人类生存的环境由哪些因素构成？

【讲述】人类生存的环境是指自然环境。

大自然是人类生存和发展的摇篮。

人类生存的地球曾是美丽富饶的，海洋浩瀚，大河奔流，高山峻岭绵延千里，沃野肥田广阔无垠，天上百鸟和鸣，地上五谷丰登，水中鱼龙遨游，林中万物峥嵘。

长久以来，人和生物就生活在这样一个和谐的环境中。

但是，进入20世纪以来，环境却不断遭到破坏，且日益恶化。

【引导讨论】2．自然环境为什么会恶化？

【讲解】在现代，人和社会需要的不断增长，人对自然的作用不断加剧，带来了前所未有的社会、经济、科学文化的空前繁荣。

人们在拼命增加对自然索取的同时，不断增加对环境排放废弃物，从而引起世界环境的恶化。

【引导讨论】3．环境恶化对人类有什么影响？

【讲述】根据最新报导，23％的全球疾病与环境恶化有关。

世界上每年约有400万儿童死于空气污染引发的急性呼吸系统感染，250万儿童死于水污染导致的腹泻，350万至500万人患急性农药中毒，还把几千万人送进医院。

世界卫生组织在一份材料中说“当我们进入21世纪的时候，环境污染将取代战争而成为对地球的最大威胁。

”这绝不是危言耸听。

阅读。

看书回答出：

大气、土地、水、矿产、森林、生物以及风景游览区、自然保护区、生活居住区等。

听讲。

讨论出：

由于世界人口的急剧增长，工业的飞速发展，使排出的废弃物越来越多，大大超过了大自然承受的限度，致使环境恶化。

听讲。

回答：

导致成千上万的人患病、致残，甚至丧生。

听讲。

培养自学能力。

检查自学情况，了解环境的概念。

激发学生对自然环境的热爱。

认识环境恶化的原因。

加深对环境保护重要的认识。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【引导讨论】4．环境污染包括哪些

污染？

5．列举你所熟悉的各种污染现象。

【过渡】现在我们来研究大气污染的原因、危害和防治措施。

【板书】2．环境污染

（1）大气污染

【引导讨论】6．为什么说二氧化硫是大气的主要有害物质？

7．正常雨水的pH应在什么范围？

【讲解】由于二氧化碳溶于水达饱和时的pH为5.6，因此，正常雨水的pH不能低于5.6。

【引导讨论】8．什么是酸雨？

【讲解】pH＜5.6的降水都称为酸雨。

【板书】

（2）酸雨：

pH＜5.6的降水【引导讨论】9．酸雨是怎样形成的？

用化学方程式表示酸雨中硫酸的形成。

10．酸雨有什么危害？

【讲述】我国酸雨问题十分突出，酸雨覆盖区占国土面积的30％以上，全国因酸雨和二氧化硫污染造成的损失每年达1100多亿元。

【引导讨论】11．大气中，二氧化硫的主要来源是什么？

还含有哪些有害物质？

看书回答：

（课本第75页）。

回答：

机动车尾气超标排放、工厂废水、生活污水任意排放、塑料袋等各种废弃物任意丢弃……

记笔记。

使人发生呼吸道疾病，甚至死亡；会使植物枯死。

讨论出：

由于二氧化碳会溶于雨水，故应小于7。

看书回答：

溶有硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸盐的雨雪。

记笔记。

SO2＋H2O＝H2SO3

SO3＋H2O＝H2SO4

2H2SO3＋O2＝3H2SO4

看书回答：

（课本第75页）。

看书回答：

（课本第76页第1自然段）。

认识污染的类型。

认识二氧化硫的危害。

培养逻辑推理能力。

培养抽象思维和逻辑思维能力，理解酸雨知识。

培养逻辑思维能力，训练书写化学方程式的技能。

检察自学情况，培养自学能力。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【讲述】1997年我国二氧化硫的排放量为2346万吨，烟尘排放量1873万吨，造成的大气污染十分严重。

【引导讨论】12．防治大气污染的主要方法是什么？

13．采取哪些措施能合理又实用地回收硫酸工厂废气中的二氧化硫？

【讲解】我国硫酸厂一般采用两次转化两次吸收的方法，提高二氧化硫的转化率，从而减少二氧化硫的排放量。

同时利用纯碱或氨水吸收尾气中的二氧化硫得到副产品，变废为宝。

14．治理环境污染的主要方法有哪些？

【板书】3．环境污染的防治

（1）控制废物的排放

（2）将废物综合利用

【总结】总之，环境污染已成为危害人民健康、制约经济和社会发展的重要因素。

只要人人重视保护环境，采取有效措施，环境就能得到明显改善。

讨论出：

减少废气的排放；将废气净化处理。

讨论出：

根本的方法是提高二氧化硫的转化率和三氧化硫的吸收率，可采用多次转化多次吸收的方法；或用纯碱溶液、氨水等吸收尾气中的二氧化硫制取亚硫酸钠、亚硫酸铵等副产品。

归纳、回答。

记笔记。

听讲。

培养解决实际问题的能力及创新能力。

培养归纳知识的能力。

强化环境保护的意识。

【投影】课堂练习

1．下列情况可能引起大气污染的是：

（1）煤的燃烧；

（2）工业废气的任意排放；（3）燃放鞭炮；（4）飞机、汽车尾气的排放

（A）只有

（1）、

（2）

（B）只有

（2）、（4）

（C）只有

（1）、

（2）、（3）

（D）只有

（1）、

（2）、（3）、（4）

2．我国目前空气污染仍以煤烟型为主，且十分严重。

试提出几项防治空气污染的有效措施。

思考、回答：

（D）。

开发氢能源、使用天然气、设法降低或除去煤中的硫等。

巩固知识；检查学习效果；培养解决问题的能力。

【作业】课本第78页习题第2、3题。

课后完成。

巩固本节知识。

 续表

 教师活动

学生活动

设计意图 

【随堂检测】

1．下列气体不会造成大气污染的是（   ）。

（A）二氧化硫（B）氮气

（C）一氧化碳（D）硫化氢

2．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是：

①少用煤做燃料；②把工厂烟囱造高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤开发新能源（填写标号）____。

3．为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的二氧化硫，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。

请写出燃烧时有关“固硫”（不使硫化合物进入大气）反应的化学方程式：

____，____。

考查环境保护的有关知识和运用化学知识解决大气污染问题的能力。

 附1：

随堂检测答案

1．（B） 2．①，③，⑤3．SO2＋CaO=CaSO3，2CaSO3＋O2=2CaSO4