“硫酸的工业制法接触法”教学设计

1、“硫酸的工业制法接触法”教学设计【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。【教学重点 】接触法制硫酸的化学反应

2、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。【教具】模型、多媒体计算机、单放机、录音录像资料等。【教学过程 】 叙述引入 同学们，硫酸是基础化学工业的重要的产品。它是许多化工生产的原料，大量用于制化肥，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。往往硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。 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

3、氧化物知识，一起回答下工业生产硫酸的原理。 边讲解边副板书向学生讲解以S 制 SO 理论上可行，实际上一般使用FeS 等矿石。22原理： H SOSO3SO2FeS224S设疑 光了解了工业制硫酸的原理，这还是不够，工业生产中还有很多问题要处理，着重考虑综合经济效益，即第一如何提高原料的利用率，如何加快反应的进程，提高产率；第二对硫酸工业而言还要考虑如何节约能源降低成本，如何保护环境，防止污染等等。所以今天，我们就从这两个方面着重来讨论将生产硫酸的化学原理转化为工业生产，是怎样实现的？一到三组同学考虑如何充分利用原料， 降低生产成本， 提高产率。 第二组同学考虑生产中产生的废物如何处理？ 投影

4、 标题：硫酸的工业生产和环境保护接触法制硫酸（三个化学反应） 衔接过渡 接触法制硫酸分三个阶段，（第一阶段是造气，第二阶段是接触氧化，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，）我们看第一阶段。 学生动笔配平化学方程式 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） 讲解 二氧化硫跟氧气在催化剂（如V2O5 等）表面上接触时发生反应生成三氧化硫的，所以，这种生产硫酸的方法因此，称为接触法制硫酸。最后三氧化硫和水反应生成硫酸。 设疑 1 要制造硫酸，首先要考虑原料。从化学反应原理上看，生产硫酸需要哪些原料？（硫、空气、水）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

5、的高低。综合考虑，选用硫磺最好。 投影 我国硫磺的资源情况。 讲解 硫磺是制硫酸的一种资源，但我国目前的实际生产中，这种方法用得不多。根据我国资源情况，通常用燃烧黄铁矿石（主要成分是FeS2）（化合价）的方法来制取。 设疑 第一阶段要在什么设备中进行？是如何进行的？ 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为什么通入接触室炉气必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？3对于产生的矿渣要怎么处理？ 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，二氧化硫接触氧化为三氧化硫，

6、这个反应有什么特点，能否根据我们学过的有关化学理论，讨论下在什么工业条件下进行最为有利？ 投影板书 第二阶段及有关反应原理 投影 不同温度下SO2 化的平衡转化率、压强对SO2 平衡转化率的影响 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，提高效率。 动画显示 气体流向。 老师强调 接触室中热交换气的作用从接触室出来的气体成分是什么？ 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、 N 2 ）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

7、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， 设疑 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？ 投影板书 吸收塔图 投影 浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？ 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。 动画显

8、示 生产硫酸的全过程。 总结归纳、动画显示 设备流程、生产流程。 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？废水呢？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 1 、尾气中的二氧化硫用氨水吸收，生成的硫酸铵作肥料，气体返回车间做原料2、用石灰乳中和处理污水3、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。 引导 硫酸工业生产中为了提高经济效益，多处利用化工生产的科学原理提高产率，具体采取了哪些措施？ 学生活动 讨论、回答。 师生小结 1增加反应物浓度。在燃烧黄铁矿时通入过

9、量廉价的空气使较贵的黄铁矿充分燃烧。2 增大反应物之间的接触面积。经粉碎的黄铁矿在燃烧时与氧气充分接触；吸收塔中填充瓷环，增大 SO3跟 98.3 的浓硫酸的接触面积。3采用逆流方法。热交换中用逆流的方法进行；用 98.3 的浓硫酸吸收SO3 ，采用逆流吸收。4使用催化剂。接触氧化中利用V 2O5作催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。5 反应物的循环操作。吸收塔上部导出的气体再次通入接触室，进行第二次氧化，然后再一次进行吸收。既清除了 SO2 的污染，又使原料得以充分利用。6 充分利用反应热。生产硫酸的三个反应均是放热反应，接触氧化时，用放出的热量来加热未反应的 SO2和空气，节约能

10、源，提高转化率。7 综合利用原料，变 “废 ”为 “宝 ”，保护环境。用氨水吸收 SO2 ；用石灰乳处理污水；废渣用作水泥或制砖原料。布置作业 书面作业硫酸工业学案班级姓名座号1、 接触法制硫酸的反应原理和生产过程三原料三阶段三反应三 设 备二 净 化七原 理逆流原理热交换原理连续生产原理2、 硫酸工业与综合利用原料（ 1）尾气处理：尾气中的SO2 先用吸收，再用吸收，发生的反应：；生成的（ NH 4） 2 SO4 作肥料，气体返回车间作原料。（ 2）污水处理：用中和处理。（ 3）废渣利用：制水泥、渣砖，品位高的矿渣用来炼铁。随堂练习二氧化硫是重要的大气污染物，大量二氧化硫主要来源于。二氧化硫不但本身污染大气，它在大气中经尘粒催化，与水、氧气作用， 形成危害更大的酸雨。形成酸雨的有关化学反应方程式为。火力发电厂常用熟石灰吸收煤燃烧产生的二氧化硫气体，并回收制得有用的石膏。则有关反应的化学方程式为-5-1-5-1-6某地酸