新教材4.1.2 硫酸的工业制备 浓硫酸的性质教学设计-苏教版高中化学必修第一册

4.1.2 硫酸的工业制备浓硫酸的性质
教材介绍了工业上生产硫酸的基本原理,重点介绍了浓硫酸的特性和应用。通过学习,学生不但学到了硫元素及其化合物的性质和应用等知识,还能认识到化学物质在造福人类、推动人类社会物质文明发展中所起的作用,使学生进一步学习了基本的化学实验技能,认识科学探究的意义,树立科学应用化学物质促进社会可持续发展示的科学发展观;培养学生的科学精神和社会责任。
1、宏观辨识与微观探析:了解工业上制备硫酸的基本原理和浓硫酸的特性及应用。
2、变化观念与平衡思想:从微观结构区分浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同,认识到量变到质变的变化。
3、证据推理与模型认知:通过实验证据推理,培养学生严谨的逻辑推理的思维模式。
4、科学探究与创新意识:引导学生在实验过程中对教材实验进行合理改进,科学探究和严谨推理。
5、科学精神与社会责任:认识科学探究的意义,树立科学应用化学物质促进社会可持续发展示的科学发展
观;培养学生的科学精神和社会责任。
1、硫酸工业的基本原理
2、浓硫酸的特性
二硫化物相关实验器材、实验视频、图片等
引入新课:
硫酸是当令世界上最重要的化工产品之一,美誉为“化学工业之母”,工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力。早在1000年以前,我国就用加热胆矶(C U SO4-5H2O)或绿矶(FeSO4・7H2。) 的方法来制硫酸,如:《黄帝九鼎神丹经诀》——“炼石胆取精华法”。
PPT 展示:(1) CuSO4- 5H2O==C U O+SO3T+5H2O SO3 + H2O==H2SO4
(2)2FeSO4-7H2O ==Fe2O3+SO2t+SO3t+14 H2O SO3+H2O==H2SO4
引入:随着科技的发展,工艺的改进,目前工业制备硫酸主要采用接触法,原料为硫铁矿或硫黄。
板书:一、硫酸的工业制备
板书:1、三设备:沸腾炉、接触室、吸收塔。
2、三原料:硫铁矿或硫黄、空气、98.3%的浓硫酸
3、三原理:
(1)沸腾炉:4FeS2 + 1102 == 2Fe2O3 + 8SO2或S + 02 == S02二氧化硫的制取和净化阶段
(2)接触室:2SO2+O2 ^2SO3二氧化硫转化三氧化硫阶段
(3)吸收塔:S03 + H20 == H2SO4三氧硫的吸收和硫酸的生成阶段
PPT展示:工业制备硫酸装置图
学生活动:思考并回答下列问题:
(1)有哪些特殊的工艺要求?硫铁矿为什么要粉碎?
(2)从沸腾炉中出来的气体中含有哪些杂质,怎样处理?
(3)热交换器起什么作用?为什么控制温度在450°C ?
(4)为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水吸收?7705ac
(5)浓硫酸为什么要从上向下喷下?
(6)会产生哪些废弃物?
讲解:工业生产得到的硫酸一般都是质量分数大于92%的浓硫酸,实际使用时可以根据需要稀释成不同浓度的硫酸。稀硫酸中H2SO4电离成川和S04%具有酸的通性。
思考:由于工业战略发展的需要,某地区打算建厂制备硫酸,项目负责人员正在考虑采用硫黄制酸还是硫铁矿制酸。如果你是负责人,你会收集哪些资料作为依据进行选择?
学生活动:阅读教材第94页内容。
PPT展示:
1、硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%,制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为复杂。而采用硫黄制酸法,工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少,燃烧生成的气体含杂质少,可免去气体净化的过程,制备过程也不产生矿渣。因此,硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料
价格高于硫铁矿,具体选用何种硫酸制备工艺,应根据实际条件和要求进行决策。
2、化学工业制备的要求
(1)原料廉价且稳定,降低运输成本。
(2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应,保证在反应中能充分接触。
(3)制备流程简单高效,能耗低,反应放出的热量质尽可能加以循环利用,生副产物较少。
(4)制备过程绿,环保,不使用或生成对环境有害的物质。
过度:浓硫酸中离子的量很少,主要以H2SO4分子存在。所以,浓硫酸具有一些特殊的性质。
板书:二、浓硫的特性
实验1、向表面皿中加入少量胆矶,再加入约3mL浓硫酸,搅拌,观察实验现象。胃蝇
多媒体播放视频:吸水性
实验现象:蓝的胆矶(CUSO4SH2O)变成白(CuSOQ
板书:1、吸水性---做干燥剂
实验2、取2g蔗糖,放入大试管中,加2-3滴水,再加入约3mL的浓硫酸,迅速搅拌,然后塞紧带玻璃导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。
多媒体播放视频:脱水性
实验现象:蔗糖由白变黑,慢慢膨胀,形成疏松的海绵状,同时有刺激性气味产生。
实验结论:浓硫酸具有脱水性
板书:2、脱水性:浓硫酸按照水的组成比,夺取某些有机物中的氢、氧元素形成水分子,可使蔗糖、纤维素等物质脱水,这叫脱水性。
Ci2H22On^fil2C + llH2O
实验3、将一小片铜片放入试管中,然后加入2mL浓硫酸,加热观察实验现象。
多媒体播放视频:铜与浓硫酸反应
实验现象:铜逐渐溶解,溶液变蓝,有无刺激性气体生成,该气体可以使品红溶液褪,加热退溶液, 溶液红回复。
minip2p实验结论:铜与浓硫酸在加热条件发生反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,浓硫酸表现强氧化性。
板书:3、强氧化性
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2t + 2H2O
卷绕电池C + 2H2SO4(浓)A CO2t + 2SO2T +2H2O
讲解:浓硫酸能与绝大多数金属发生反应,在加热时表现出更强的氧化性。在常温下,铁、铝等少数
金属遇浓硫酸会发生钝化,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜,从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。浓硫酸还可以与一些非金属及某些化合物反应,浓硫酸在化学反应中常作氧化剂。
学以致用:指出下面两个反应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + S02? + 2H2O
C + 2H2SO4 (浓)A C°2T + 2SO2T +2H2O
思考:
1、能用浓硫酸干燥的气体有哪些?
2、浓硫酸不能干燥哪些气体?
学生讨论回答:
1、。
2、N2> CO, CO2、CH4、SO2、HC1、CI2 等
2、不能用来干燥:碱性气体(如氨气);还原性气体(H2S、HI、HBr) o
讲解:浓硫酸在生产、生活和科学研究中有着重要的应用。
板书:三、浓硫酸的用途
PPT展示:下列图示
I
蓄由.沛
,/
农药硫酸酸洗
财干燥剂
试剂
无取向硅钢
知识拓展:常见的硫酸盐
PPT展示:硫酸钗、硫酸亚铁、芒硝、皓矶、明矶等
课堂小结:
1、硫酸制备

本文发布于:2024-09-22 15:24:41,感谢您对本站的认可!

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