硫酸接触_"硫酸的工业制法--接触法"教学设计

“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，我们在前面重点复习了有关硫酸的性质，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**、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，讨论生产硫酸的原理。

[投影板书] 第一节 硫酸的工业制法——接触法

[边讲解边副板书]1、要制硫酸要先制什么？SO3

2、要制SO3要先制什么？SO2

3、要制SO2需什么原料？S或FeS2等矿石

向学生讲解以S制SO2理论上可行，实际上一般使用FeS2等矿石。

原理：H2SO4322

S

[说明] 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？

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，选用硫磺最好。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。

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。

[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。

[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合气体（炉气）必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？

[强调讲述]1、矿粒细小，跟空气接触面大，燃烧充分，燃烧快。

通入强大的空气流这样能使矿粒跟空气接触更充分，加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。

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。

2、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。

[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在什么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。

[强调]

接触室中热交换气的作用是_______________________________________________________。

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]碱氧化硫的吸收过程。

[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。

[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]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，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） 农药、化肥及生活用品

自然资源的不合理开发利用 ……

[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

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

（1）尾气处理：尾气中的SO2用 吸收，发生的反应：

生成的（NH4）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

①二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 ②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 。 ③某地酸雨经检验含：