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

PAGEPAGE5硫酸的工業(yè)制備濃硫酸的性質教材介紹了工業(yè)上生產硫酸的基本原理，重點介紹了濃硫酸的特性和應用。通過學習，學生不但學到了硫元素及其化合物的性質和應用等學問，還能相識到化學物質在造福人類、推動人類社會物質文明發(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，樹立科學應用化學物質促進社會可持續(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用。2、改變觀念與平衡思想：從微觀結構區(qū)分濃硫酸和稀硫酸化學性質的不同，相識到量變到質變的改變。3、證據推理與模型認知：通過試驗證據推理，培育學生嚴謹的邏輯推理的思維模式。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，樹立科學應用化學物質促進社會可持續(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品之一，美譽為“化學工業(yè)之母”，工業(yè)上常用硫酸的年產量來衡量一個國家的化工生產實力。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，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）會產生哪些廢棄物？講解：工業(yè)生產得到的硫酸一般都是質量分數大于92%的濃硫酸，實際運用時可以依據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進行選擇？學生活動：閱讀教材第94頁內容。PPT展示：1、硫鐵礦中FeS2的質量分數一般為20%-50%，制酸工藝過程中所產生的礦渣和廢氣便生產裝置變得較為困難。而采納硫黃制酸法，工藝流程和設備相對簡易。硫黃含雜質少，燃燒生成的氣體含雜質少，可免去氣體凈化的過程，制備過程也不產生礦渣。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，應依據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，保證在反應中能充分接觸。（3）制備流程簡潔高效，能耗低，反應放出的熱量質盡可能加以循環(huán)利用，生副產物較少。（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。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。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，視察試驗現象。多媒體播放視頻：吸水性試驗現象：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，視察試驗現象。多媒體播放視頻：脫水性試驗現象：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生。試驗結論：濃硫酸具有脫水性板書：2、脫水性:濃硫酸依據水的組成比，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，視察試驗現象。多媒體播放視頻：銅與濃硫酸反應試驗現象：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。試驗結論：銅與濃硫酸在加熱條件發(fā)生反應，生成硫酸銅、二氧化硫和水，濃硫酸表現強氧化性。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金屬發(fā)生反應，在加熱時表現出更強的氧化性。在常溫下，鐵、鋁等少數金屬遇濃硫酸會發(fā)生鈍化,鐵、鋁表面被濃硫酸氧化為致密的氧化膜，從而阻擋了酸與內層金屬的進一步反應，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，濃硫酸在化學反應中常作氧化劑。學以致用:指出下面兩個反應的氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物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、生活和科學探討中有著重要的應用。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：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)三設備沸騰爐接觸室汲取塔三反應(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＋