接触法制硫酸最全版(12页).doc

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1、-接触法制硫酸最全版-第 12 页课题：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

2、 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:H2SO4SO3SO2S(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）点燃、4FeS2（s） + 11O2（g） 2Fe2O3（s） + 8SO2（g） H= -3412KJmol-1或；S（s） + O2（g）

3、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）、2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g） H= -196.6KJmol-1、SO3（g） H2O（l） = H2SO4（l） H= -130.3KJmol-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= -3412KJmol-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

4、如沸腾的液体作用；矿石燃烧得较充分，提高反应速率、提高原料的利用率。4、 气体净化（1） 三种有害杂质；矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气危害：矿尘，砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响，（引导学生分析原因）（2） 三个净化过程；除尘、水洗和干燥。（3） 净化后气体的成分：SO2占7%、O2占11%、N2占82%。【电脑模拟沸腾炉的工作原理】（二）接触氧化1、 原理；2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g） H= -196.6KJmol-12、 反应特点：（1）可逆反应（2）正反应是气体缩小反应（3）正反应是放热反应。3、 适宜生产条件的选择（1）催化剂 无数实践证明用V2

5、O5。（2）温度（引导学生看课本P-67表5-1）A、 理论上-温度越低越好B、 事实上400500，原因是催化剂在该温度的催化效率最高。（3）压强（引导学生看课本P-67表5-2）A、 理论上压强越大越好B、 实际上，压强大，对设备的投资大，消耗的动能大，原料的转化率在1大气压下的转化率已是97.8%,再提高的余地不大,所以采用1大气压。4、设备；接触室 （出示设备模型）（4） 接触室的构造；上下两层催化剂中间夹一个热交换器（两催夹一器）（5） 原理：中间的热交换器充分利用反应放出的热量，预热原料气体。提高原料的转化率，有利于SO3的吸收和硫酸的生成。【电脑模拟接触室的工作原理】【板书设计】

6、 5-1 接触法制硫酸一、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、 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）点燃、4FeS2（s） + 11O2（g） 2Fe2O3（s） + 8SO2（g） H= -3412KJmol-1或；S（s） + O2（g） SO2（g）、2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g） H= -196.6KJmol-1、SO3（g） H2O（l） = H2SO4（l） H= -130.3KJmol-1二、生成过程中的三个阶段 （一）、造气1、反应2、设备；沸腾炉3、 工作原理

7、；4、气体净化（6） 三种有害杂质；矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气（7） 三个净化过程；除尘、水洗和干燥。（8） 净化后气体的成分：SO2占7%、O2占11%、N2占82%。 （二）接触氧化1、 原理；2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g） H= -196.6KJmol-12、 反应特点：（1）可逆反应（2）正反应是气体缩小反应（3）正反应是放热反应。3、 适宜生产条件的选择（1）催化剂 无数实践证明用V2O5。（2）温度A、理论上-温度越低越好B、事实上400500，原因是催化剂在该温度的催化效率最高。（3）压强A、理论上压强越大越好C、 实际上，1大气压4、 设备；接触室 （出示设备

8、模型）（1） 触室的构造；上下两层催化剂中间夹一个热交换器（两催夹一器）（2）原理：中间的热交换器充分利用反应放出的热量，预热原料气体。提高原料的转化率，有利于SO3的吸收和硫酸的生作业； 课本P-69 一、二、三 教学后记： 教案示例一、教案示例教 师 活 动学 生 活 动设 计 意 图引入硫酸是化学工业中最重要的产品之一，用途极为广泛。硫酸的年产量常常是衡量一个国家化工生产能力重要指标。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 硫酸的工业制法接触法一、接触法制造硫酸的反应原理和生产过程听讲笔记激发学习兴趣引入新课引导阅读课本71页上半

9、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，选用硫黄最好。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。阅读讨论、归纳出：制取二氧化硫可选用硫黄、硫铁矿和硫化氢等为原料。用硫黄最好，因为硫黄不含杂质。讨论出：这是因为我国硫黄资源不如硫铁矿充足；而且在可作为制取二氧化硫

10、的原料中硫铁矿的含硫量较高。书写化学方程式（指定一名学生板演）；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。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品质。训练书写和配平复杂的化学方程式的技能。检查自学的情况。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

11、化合而生成硫酸。观察使三氧化硫跟水反应。主要有硫和黄铁矿、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。培养观察和想像能力。培养应用意识。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。

12、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。板书（1）主要设备：沸腾炉（1） 主要反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(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

13、 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：SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g）H=196.6kJmol-1（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。通过热交换器。观察接触室外形和内部构造。观察二氧化硫和氧气在接触室里的运动及转化

14、。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？多媒体演示三氧化硫由下部分别通入，喷下的水、稀硫酸、98.3%硫酸中。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。多媒体演示三氧化硫在吸

15、收塔中的吸收过程和硫酸的生成。598.3%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样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。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。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

16、为尾气里含有二氧化硫，直接排放会污染环境。记笔记。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。认识量变引起质变的观点并能初步应用。培养综合应用知识的能力。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。多媒体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，我国的硫酸工业迅速发展，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。总结总结本节课的主要内容。归纳出：反应原理、三反应、三设备、炉气三净化。培养归纳概括能力。接触法制硫

17、酸【教学目标】（1）能准确表述接触法制硫酸的三个重要阶段、反应原理及主要设备的名称、构造和作用。（2）能说明黄铁矿锻烧前粉碎的原因，通入强大空气流的目的、炉气净化的原因和方法。（3）能说明热交换器怎样进行热交换，吸收塔怎样吸收三氧化硫的。（4）能解释和说明加快和充分吸收三氧化硫的措施。（5）能说出二氧化硫在大气中的危害、酸雨的成因及大气污染的主要来源。（6） 能说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施，增强环境意识作环境保护的宣传者、行动者。（7）能通过本节的学习，说明工业生产中加快反应，提高原料利用率，节约能源及环境保护的一些措施和方法。（8）掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。【教学

18、重点】接触法制硫酸的化学反应原理，环境污染的危害及环境保护的重要性。【教学难点】主要设备的构造和物料流动的方式、有关的化工生产原理。【教学过程】投影学习目标即教学目标叙述引入同学们，我们初中学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。投影硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。设疑引入硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识

19、，讨论生产硫酸的原理。说明许多同学想到用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。投影板书课题、标题及原理衔接过渡接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。投影板书第一阶段及反应原理讲述分析讲述黄铁矿燃烧反应的方程式，交代配平方法（奇偶法）出示模型讲解沸腾炉的构造。动画显示沸腾炉内物料进出方式投影思考讨论1焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？黄铁矿为什么要粉碎？为什么

20、通入强大的空气流？燃烧黄铁矿为什么不要多加燃料？2为什么通入接触室的混全气体必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？强调讲述黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。衔接过渡被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400500，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。投影板书第二阶段及有关反应原理反馈矫正根据学生讨论情况，说明书写方程式，注意事项，交代清楚反应的特点，说明高温和使用催化剂可以加快反应，缩短生产时间，提高

21、效率。动画显示气体流向。投影填空3接触室中热交换气的作用是_4从接触室出来的气体成分是_，原因是_强调讲述热交换气中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、 SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。衔接过渡从接触室内出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。投影板书第三阶段及反应原理投影5吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸而用98.3%的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔

22、顶喷下？讲解三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。出示模型讲解吸收塔构造。动画显示三氧化硫的吸收过程。总结归纳、动画显示设备流程、生产流程。投影6接触法制硫酸分几个阶段？有几个重要反应？几种典型设备？几种净化方式？几个地方运用逆流原理？几个地方采用了加快反应的措施？几个地方采用了充分利用原料的措施？归纳讲述同学们，我们通过接触法制硫酸的学习，了解了工业制硫酸的原理，但这还

23、是不够的，工业生产中还有很多问题要处理，例如，如何提高原料的利用率，如何加快反应的进程，如何节约能源降低成本，如何保护环境，防止污染等等，这些都是工业生产中的实际问题，应该引起同学们的注意。投影练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？试题分析本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解。解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系

24、式：设：能生成98%的硫酸x吨 FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 120 2981t90%(1-1.5%) xt98%1 x=1.478这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。设疑过渡从吸收塔出来的气体叫尾气，其成分是什么？能否直接排入大气？另外，黄铁矿燃烧后的矿渣能否弃置，这是我们研究的另一重点内容，即环境保护。分析讲述矿渣弃置堆放既占地又污染环境，还会造成资源的浪费，矿渣的主要成分是三氧化二铁，可以用来炼铁，变废为宝，吸收塔出来的气体是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必需净化处理，通常

25、用碱液吸收。设疑深入二氧化硫污染环境到底会造成什么样的危害呢？投影7二氧化硫对环境造成什么危害？酸雨怎样形成的？有何危害？大气污染的主要来源是什么？如何消除大气污染？8环境污染分为哪几类？工业三废包含哪几方面？防止和消除环境污染的根本途径是什么？投影环境污染的分类 环境污染 大气 水 工业三废（废气、废水、废渣） 土壤 农药、化肥及生活用品 食品 自然资源的不合理开发利用播音录音资料1：环境污染的危害 录音资料2：环境政策 录音资料3：环境的治理及保护播放 录像资料1：环境污染的危害 录像资料2：环境的治理及保护强调指出我们每位同学都要做环境的坚定保护者，从我做起，从小事做起，从现在做起，注意环境保护的宣传，坚信，环境问题必将随着科学技术的进一步发展，而得到人类有效的解决，那时，祖国的天空会更蓝，河流会更清。布置作业书面作业：1教材78页数题 2教材87页3题 课外作业：调查我们周围的环境污染状况