2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題4硫與環(huán)境保護(hù)1.2硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)1教案蘇教版必修1

PAGEPAGE5硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質(zhì)教材介紹了工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的基本原理，重點(diǎn)介紹了濃硫酸的特性和應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生不但學(xué)到了硫元素及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用等學(xué)問，還能相識(shí)到化學(xué)物質(zhì)在造福人類、推動(dòng)人類社會(huì)物質(zhì)文明發(fā)展中所起的作用，使學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)了基本的化學(xué)試驗(yàn)技能，相識(shí)科學(xué)探究的意義，樹立科學(xué)應(yīng)用化學(xué)物質(zhì)促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展示的科學(xué)發(fā)展觀；培育學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任。1、宏觀辨識(shí)與微觀探析：了解工業(yè)上制備硫酸的基本原理和濃硫酸的特性及應(yīng)用。2、改變觀念與平衡思想：從微觀結(jié)構(gòu)區(qū)分濃硫酸和稀硫酸化學(xué)性質(zhì)的不同，相識(shí)到量變到質(zhì)變的改變。3、證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過試驗(yàn)證據(jù)推理，培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评淼乃季S模式。4、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：引導(dǎo)學(xué)生在試驗(yàn)過程中對(duì)教材試驗(yàn)進(jìn)行合理改進(jìn)，科學(xué)探究和嚴(yán)謹(jǐn)推理。5、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：相識(shí)科學(xué)探究的意義，樹立科學(xué)應(yīng)用化學(xué)物質(zhì)促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展示的科學(xué)發(fā)展觀；培育學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任。1、硫酸工業(yè)的基本原理2、濃硫酸的特性相關(guān)試驗(yàn)器材、試驗(yàn)視頻、圖片等引入新課：硫酸是當(dāng)令世界上最重要的化工產(chǎn)品之一，美譽(yù)為“化學(xué)工業(yè)之母”，工業(yè)上常用硫酸的年產(chǎn)量來衡量一個(gè)國(guó)家的化工生產(chǎn)實(shí)力。早在1000年以前，我國(guó)就用加熱膽礬（CuSO4·5H2O）或綠礬（FeSO4·7H2O）的方法來制硫酸，如：《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》——“煉石膽取精華法”。PPT展示：（1）CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2OSO3+H2O==H2SO4（2）2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2OSO3+H2O==H2SO4引入：隨著科技的發(fā)展，工藝的改進(jìn)，目前工業(yè)制備硫酸主要采納接觸法，原料為硫鐵礦或硫黃。板書：一、硫酸的工業(yè)制備板書：1、三設(shè)備：沸騰爐、接觸室、汲取塔。三原料：硫鐵礦或硫黃、空氣、98.3%的濃硫酸三原理：（1）沸騰爐：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2或S+O2==SO2二氧化硫的制取和凈化階段（2）接觸室：2SO2+O2?2SO3二氧化硫轉(zhuǎn)化三氧化硫階段（3）汲取塔：SO3+H2O==H2SO4三氧硫的汲取和硫酸的生成階段PPT展示：工業(yè)制備硫酸裝置圖學(xué)生活動(dòng)：思索并回答下列問題：（1）有哪些特別的工藝要求？硫鐵礦為什么要粉碎？（2）從沸騰爐中出來的氣體中含有哪些雜質(zhì)，怎樣處理？（3）熱交換器起什么作用？為什么限制溫度在450℃？（4）為什么用98.3%的濃硫酸汲取而不用水汲?。浚?）濃硫酸為什么要從上向下噴下？（6）會(huì)產(chǎn)生哪些廢棄物？講解：工業(yè)生產(chǎn)得到的硫酸一般都是質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于92%的濃硫酸，實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以依據(jù)須要稀釋成不同濃度的硫酸。稀硫酸中H2SO4電離成H+和SO42-，具有酸的通性。思索：由于工業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的須要，某地區(qū)準(zhǔn)備建廠制備硫酸，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員正在考慮采納硫黃制酸還是硫鐵礦制酸。假如你是負(fù)責(zé)人，你會(huì)收集哪些資料作為依據(jù)進(jìn)行選擇？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材第94頁(yè)內(nèi)容。PPT展示：1、硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為20%-50%，制酸工藝過程中所產(chǎn)生的礦渣和廢氣便生產(chǎn)裝置變得較為困難。而采納硫黃制酸法，工藝流程和設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)易。硫黃含雜質(zhì)少，燃燒生成的氣體含雜質(zhì)少，可免去氣體凈化的過程，制備過程也不產(chǎn)生礦渣。因此，硫鐵礦制酸投資幾乎是同等規(guī)模硫黃制酸設(shè)備的兩倍。但硫黃原料價(jià)格高于硫鐵礦，詳細(xì)選用何種硫酸制備工藝，應(yīng)依據(jù)實(shí)際條件和要求進(jìn)行決策。2、化學(xué)工業(yè)制備的要求（1）原料廉價(jià)且穩(wěn)定，降低運(yùn)輸成本。（2）從環(huán)保、成本等角度選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，保證在反應(yīng)中能充分接觸。（3）制備流程簡(jiǎn)潔高效，能耗低，反應(yīng)放出的熱量質(zhì)盡可能加以循環(huán)利用，生副產(chǎn)物較少。（4）制備過程綠色，環(huán)保，不運(yùn)用或生成對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。過度：濃硫酸中離子的量很少，主要以H2SO4分子存在。所以，濃硫酸具有一些特別的性質(zhì)。板書：二、濃硫的特性試驗(yàn)1、向表面皿中加入少量膽礬，再加入約3mL濃硫酸，攪拌，視察試驗(yàn)現(xiàn)象。多媒體播放視頻：吸水性試驗(yàn)現(xiàn)象：藍(lán)色的膽礬（CuSO4·5H2O）變成白色（CuSO4）板書：1、吸水性做干燥劑試驗(yàn)2、取2g蔗糖，放入大試管中，加2-3滴水，再加入約3mL的濃硫酸，快速攪拌，然后塞緊帶玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，將玻璃導(dǎo)管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中，視察試驗(yàn)現(xiàn)象。多媒體播放視頻：脫水性試驗(yàn)現(xiàn)象：蔗糖由白變黑，漸漸膨脹，形成疏松的海綿狀，同時(shí)有刺激性氣味產(chǎn)生。試驗(yàn)結(jié)論：濃硫酸具有脫水性板書：2、脫水性:濃硫酸依據(jù)水的組成比，奪取某些有機(jī)物中的氫、氧元素形成水分子，可使蔗糖、纖維素等物質(zhì)脫水，這叫脫水性。C12H22O1112C+11H2O試驗(yàn)3、將一小片銅片放入試管中，然后加入2mL濃硫酸，加熱，視察試驗(yàn)現(xiàn)象。多媒體播放視頻：銅與濃硫酸反應(yīng)試驗(yàn)現(xiàn)象：銅漸漸溶解，溶液變藍(lán)，有無色刺激性氣體生成，該氣體可以使品紅溶液褪色，加熱退色溶液，溶液紅色回復(fù)。試驗(yàn)結(jié)論：銅與濃硫酸在加熱條件發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅、二氧化硫和水，濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。板書：3、強(qiáng)氧化性Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O講解:濃硫酸能與絕大多數(shù)金屬發(fā)生反應(yīng)，在加熱時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的氧化性。在常溫下，鐵、鋁等少數(shù)金屬遇濃硫酸會(huì)發(fā)生鈍化,鐵、鋁表面被濃硫酸氧化為致密的氧化膜，從而阻擋了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，所以常溫下可以用鐵、鋁制容器來盛裝濃硫酸。濃硫酸還可以與一些非金屬及某些化合物反應(yīng)，濃硫酸在化學(xué)反應(yīng)中常作氧化劑。學(xué)以致用:指出下面兩個(gè)反應(yīng)的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O思索：1、能用濃硫酸干燥的氣體有哪些？2、濃硫酸不能干燥哪些氣體？學(xué)生探討回答：1、O2、N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、Cl2等2、不能用來干燥：堿性氣體（如氨氣）；還原性氣體（H2S、HI、HBr）。講解：濃硫酸在生產(chǎn)、生活和科學(xué)探討中有著重要的應(yīng)用。板書：三、濃硫酸的用途PPT展示：下列圖示硫酸硫酸酸洗炸藥蓄電池化肥農(nóng)藥醫(yī)藥試劑干燥劑學(xué)問拓展：常見的硫酸鹽PPT展示：硫酸鋇、硫酸亞鐵、芒硝、皓礬、明礬等課堂小結(jié)：硫酸制備三原料硫黃或含硫礦石(硫鐵礦)空氣98.3%的濃H2SO4三階段造氣(生成SO2)接觸氧化(生成SO3)SO3汲取(生成H2SO4)三設(shè)備沸騰爐接觸室汲取塔三反應(yīng)(均放熱)S＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2；4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO22SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3SO3＋