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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,重點介紹了濃硫酸的特性和應(yīng)用。通過學習,學生不但學到了硫元素及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用等學問,還能相識到化學物質(zhì)在造福人類、推動人類社會物質(zhì)文明發(fā)展中所起的作用,使學生進一步學習了基本的化學試驗技能,相識科學探究的意義,樹立科學應(yīng)用化學物質(zhì)促進社會可持續(xù)發(fā)展示的科學發(fā)展觀;培育學生的科學精神和社會責任。1、宏觀辨識與微觀探析: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性質(zhì)的不同,相識到量變到質(zhì)變的改變。3、證據(jù)推理與模型認知:通過試驗證據(jù)推理,培育學生嚴謹?shù)倪壿嬐评淼乃季S模式。4、科學探究與創(chuàng)新意識:引導學生在試驗過程中對教材試驗進行合理改進,科學探究和嚴謹推理。5、科學精神與社會責任:相識科學探究的意義,樹立科學應(yīng)用化學物質(zhì)促進社會可持續(xù)發(fā)展示的科學發(fā)展觀;培育學生的科學精神和社會責任。1、硫酸工業(yè)的基本原理2、濃硫酸的特性相關(guān)試驗器材、試驗視頻、圖片等引入新課:硫酸是當令世界上最重要的化工產(chǎn)品之一,美譽為“化學工業(yè)之母”,工業(yè)上常用硫酸的年產(chǎn)量來衡量一個國家的化工生產(chǎn)實力。早在1000年以前,我國就用加熱膽礬(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,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)制備硫酸裝置圖學生活動: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???(5)濃硫酸為什么要從上向下噴下?(6)會產(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)量分數(shù)大于92%的濃硫酸,實際運用時可以依據(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)準備建廠制備硫酸,項目負責人員正在考慮采納硫黃制酸還是硫鐵礦制酸。假如你是負責人,你會收集哪些資料作為依據(jù)進行選擇?學生活動:閱讀教材第94頁內(nèi)容。PPT展示:1、硫鐵礦中FeS2的質(zhì)量分數(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)備相對簡易。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。但硫黃原料價格高于硫鐵礦,詳細選用何種硫酸制備工藝,應(yīng)依據(jù)實際條件和要求進行決策。2、化學工業(yè)制備的要求(1)原料廉價且穩(wěn)定,降低運輸成本。(2)從環(huán)保、成本等角度選擇合適的化學反應(yīng),保證在反應(yīng)中能充分接觸。(3)制備流程簡潔高效,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,不運用或生成對環(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,視察試驗現(xiàn)象。多媒體播放視頻:吸水性試驗現(xiàn)象:藍色的膽礬(CuSO4·5H2O)變成白色(CuSO4)板書:1、吸水性做干燥劑試驗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,然后塞緊帶玻璃導管的橡皮塞,將玻璃導管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中,視察試驗現(xiàn)象。多媒體播放視頻:脫水性試驗現(xiàn)象:蔗糖由白變黑,漸漸膨脹,形成疏松的海綿狀,同時有刺激性氣味產(chǎn)生。試驗結(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,視察試驗現(xiàn)象。多媒體播放視頻:銅與濃硫酸反應(yīng)試驗現(xiàn)象:銅漸漸溶解,溶液變藍,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。試驗結(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)強氧化性。板書:3、強氧化性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),在加熱時表現(xiàn)出更強的氧化性。在常溫下,鐵、鋁等少數(shù)金屬遇濃硫酸會發(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),濃硫酸在化學反應(yīng)中常作氧化劑。學以致用:指出下面兩個反應(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(點燃))SO2;4FeS2+11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3+8SO22SO2+O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3SO3+
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