2024-2025学年新教材高中化学专题4硫与环境保护1.2硫酸的工业制备浓硫酸的性质1教案苏教版必修1

PAGEPAGE5硫酸的工业制备浓硫酸的性质教材介绍了工业上生产硫酸的基本原理，重点介绍了浓硫酸的特性和应用。通过学习，学生不但学到了硫元素及其化合物的性质和应用等学问，还能相识到化学物质在造福人类、推动人类社会物质文明发展中所起的作用，使学生进一步学习了基本的化学试验技能，相识科学探究的意义，树立科学应用化学物质促进社会可持续发展示的科学发展观；培育学生的科学精神和社会责任。1、宏观辨识与微观探析：了解工业上制备硫酸的基本原理和浓硫酸的特性及应用。2、改变观念与平衡思想：从微观结构区分浓硫酸和稀硫酸化学性质的不同，相识到量变到质变的改变。3、证据推理与模型认知：通过试验证据推理，培育学生严谨的逻辑推理的思维模式。4、科学探究与创新意识：引导学生在试验过程中对教材试验进行合理改进，科学探究和严谨推理。5、科学精神与社会责任：相识科学探究的意义，树立科学应用化学物质促进社会可持续发展示的科学发展观；培育学生的科学精神和社会责任。1、硫酸工业的基本原理2、浓硫酸的特性相关试验器材、试验视频、图片等引入新课：硫酸是当令世界上最重要的化工产品之一，美誉为“化学工业之母”，工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产实力。早在1000年以前，我国就用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制硫酸，如：《黄帝九鼎神丹经诀》——“炼石胆取精华法”。PPT展示：（1）CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2OSO3+H2O==H2SO4（2）2FeSO4·7H2O==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2OSO3+H2O==H2SO4引入：随着科技的发展，工艺的改进，目前工业制备硫酸主要采纳接触法，原料为硫铁矿或硫黄。板书：一、硫酸的工业制备板书：1、三设备：沸腾炉、接触室、汲取塔。三原料：硫铁矿或硫黄、空气、98.3%的浓硫酸三原理：（1）沸腾炉：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2或S+O2==SO2二氧化硫的制取和净化阶段（2）接触室：2SO2+O2⇌2SO3二氧化硫转化三氧化硫阶段（3）汲取塔：SO3+H2O==H2SO4三氧硫的汲取和硫酸的生成阶段PPT展示：工业制备硫酸装置图学生活动：思索并回答下列问题：（1）有哪些特别的工艺要求？硫铁矿为什么要粉碎？（2）从沸腾炉中出来的气体中含有哪些杂质，怎样处理？（3）热交换器起什么作用？为什么限制温度在450℃？（4）为什么用98.3%的浓硫酸汲取而不用水汲取？（5）浓硫酸为什么要从上向下喷下？（6）会产生哪些废弃物？讲解：工业生产得到的硫酸一般都是质量分数大于92%的浓硫酸，实际运用时可以依据须要稀释成不同浓度的硫酸。稀硫酸中H2SO4电离成H+和SO42-，具有酸的通性。思索：由于工业战略发展的须要，某地区准备建厂制备硫酸，项目负责人员正在考虑采纳硫黄制酸还是硫铁矿制酸。假如你是负责人，你会收集哪些资料作为依据进行选择？学生活动：阅读教材第94页内容。PPT展示：1、硫铁矿中FeS2的质量分数一般为20%-50%，制酸工艺过程中所产生的矿渣和废气便生产装置变得较为困难。而采纳硫黄制酸法，工艺流程和设备相对简易。硫黄含杂质少，燃烧生成的气体含杂质少，可免去气体净化的过程，制备过程也不产生矿渣。因此，硫铁矿制酸投资几乎是同等规模硫黄制酸设备的两倍。但硫黄原料价格高于硫铁矿，详细选用何种硫酸制备工艺，应依据实际条件和要求进行决策。2、化学工业制备的要求（1）原料廉价且稳定，降低运输成本。（2）从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。（3）制备流程简洁高效，能耗低，反应放出的热量质尽可能加以循环利用，生副产物较少。（4）制备过程绿色，环保，不运用或生成对环境有害的物质。过度：浓硫酸中离子的量很少，主要以H2SO4分子存在。所以，浓硫酸具有一些特别的性质。板书：二、浓硫的特性试验1、向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，视察试验现象。多媒体播放视频：吸水性试验现象：蓝色的胆矾（CuSO4·5H2O）变成白色（CuSO4）板书：1、吸水性做干燥剂试验2、取2g蔗糖，放入大试管中，加2-3滴水，再加入约3mL的浓硫酸，快速搅拌，然后塞紧带玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中，视察试验现象。多媒体播放视频：脱水性试验现象：蔗糖由白变黑，渐渐膨胀，形成疏松的海绵状，同时有刺激性气味产生。试验结论：浓硫酸具有脱水性板书：2、脱水性:浓硫酸依据水的组成比，夺取某些有机物中的氢、氧元素形成水分子，可使蔗糖、纤维素等物质脱水，这叫脱水性。C12H22O1112C+11H2O试验3、将一小片铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，加热，视察试验现象。多媒体播放视频：铜与浓硫酸反应试验现象：铜渐渐溶解，溶液变蓝，有无色刺激性气体生成，该气体可以使品红溶液褪色，加热退色溶液，溶液红色回复。试验结论：铜与浓硫酸在加热条件发生反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸表现强氧化性。板书：3、强氧化性Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O讲解:浓硫酸能与绝大多数金属发生反应，在加热时表现出更强的氧化性。在常温下，铁、铝等少数金属遇浓硫酸会发生钝化,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜，从而阻挡了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。浓硫酸还可以与一些非金属及某些化合物反应，浓硫酸在化学反应中常作氧化剂。学以致用:指出下面两个反应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O思索：1、能用浓硫酸干燥的气体有哪些？2、浓硫酸不能干燥哪些气体？学生探讨回答：1、O2、N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、Cl2等2、不能用来干燥：碱性气体（如氨气）；还原性气体（H2S、HI、HBr）。讲解：浓硫酸在生产、生活和科学探讨中有着重要的应用。板书：三、浓硫酸的用途PPT展示：下列图示硫酸硫酸酸洗炸药蓄电池化肥农药医药试剂干燥剂学问拓展：常见的硫酸盐PPT展示：硫酸钡、硫酸亚铁、芒硝、皓矾、明矾等课堂小结：硫酸制备三原料硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%的浓H2SO4三阶段造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3汲取(生成H2SO4)三设备沸腾炉接触室汲取塔三反应(均放热)S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2；4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO22SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3SO3＋