高一化学《接触法制硫酸》教案与高一化学学习方法

2018-11-291330

　　高一化学《接触法制硫酸》教案

 　【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。

　　(8)掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。

　　【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。

　　【教学过程】

　　[投影]学习目标即教学目标

　　[叙述引入]同学们，我们初中学习过硫酸的知识，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，制造炸药、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。

　　[说明]许多同学想到用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。

　　[投影板书]课题、标题及原理

　　[衔接过渡]接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。

　　[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全气体必须净化?怎样净化?净化后气体成分是什么?

　　[强调讲述]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，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。

　　[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，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400~500℃，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。

　　[投影板书]第二阶段及有关反应原理

　　[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。

　　[投影]填空

　　3.接触室中热交换气的作用是_______________________________________________

　　4.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]三氧化硫的吸收过程。

　　[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。

　　[投影]练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸(设有1.5%的硫留在炉渣里)?

　　[试题分析]本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解。

　　解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式：

　　设：能生成98%的硫酸x吨 FeS2 → 2SO2→ 2SO3→2H2SO4 120 2×981t×90%×(1-1.5%) xt×98% x=1.478这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。[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]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) 土壤 农药、化肥及生活用品 食品

　　自然资源的不合理开发利用

　　……[播音]录音资料1：环境污染的危害 录音资料2：环境政策

　　录音资料3：环境的治理及保护[播放]录像资料1：环境污染的危害

　　录像资料2：环境的治理及保护[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：1.教材78页数题 2.教材87页3题

　　课外作业：调查我们周围的环境污染状况接触法制硫酸

　　高一化学学习方法：学会阅读

　　阅读和观察一样，也是感知化学事实、获取信息的重要方法。会不会阅读、研读到什么程度直接影响到所感知信息量的多少、深浅以及学习效率等。如何才能有效地阅读呢?

　　第一、学会速读

　　速读是一目十行的阅读。它主要是为在较短的时间内获取较多的信息。通过速读，对课本知识的内容和逻辑结构作粗步了解，并明确所需感知事物的重点、难点和疑点等，为精读提供“物质基础”。速读的技巧主要有：(1)意群扫描试阅读。这种阅读并不是以字或词为单位进行阅读，而是以意群为单位进行阅读，掌握化学事实基本意思即可。(2)浏览。即对全文粗略阅读，达到对内容的大体了解或整体认识为目的。(3)跳度。即对自己所要了解的特定内容进行阅读，以便搜寻特定信息资料或捕捉重点。对于速读，可以节约大量时间，可以提高获取知识的效率。但速读有许多不足的地方。如跳读，只能获得自己所需的内容，对化学事实的整体概貌无法搞清;又如浏览，无法获取化学事实背后隐含的深层的东西，仅能获取知识的概貌。象采用浏览方式预习《盐类的水解》内容时，仅可以初步了解教材的主要内容：1)盐类水解的概念和实质;2)强碱弱酸盐、强酸弱减盐的水解情况;3)盐类水解的应用;等等。

　　第二、学会精读

　　精读一般是建立在速读的基础上的更进一步的阅读。其目的在于研究速读过程中所感知的化学事实的重点、难点和疑点等，深化对本节知识内容和逻辑结构的理解和掌握。精读的主要策略是学会聚焦。所谓聚焦，是指在阅读时抛开冗余信息和枝节信息，而是把注意力集中在有效的信息上来。如在阅读《盐类的水解》时，通过速读，明确本节内容的重点在于盐类水解的实质上。于是，在此基础上把注意力聚焦在这一内容上，深入研究课本中相关段落的内容，从而概括出盐类水解的实质。在化学学习过程中，对于所有的重点知识如化学概念、原理等的阅读，都必须做到精读。对这些内容所涉及的字、词、句甚至段等都要精研细读，反复推敲，从而掌握所学内容的精髓。如分子的概念：“分子是保持物质化学性质的一种微粒”。“一种微粒”是概念的外延，“保持物质化学性质”是概念的内涵。学习时，要特别注意分子保持的是化学性质，而不是物理性质;同时分子仅是保持物质化学性质的一种微粒，不是所有能保持化学性质的微粒都是分子，也可能是原子等，明确这些对化学的深入学习很重要。

　　第三、读思结合

　　阅读教材，仅停留在“读”的基础上是不够的，只“读”不“思”，仅能获得化学事实的表象知识，而对于深深隐含在表象内部的、深层次的知识往往就无法感知，从而影响对化学事实的全面深刻的感知。因此，要边读边思，注意对表象的知识进行大胆的质疑、提出问题、多问“为什么、是什么、怎么样”，将表象的知识与相关的化学概念、原理、规律等知识密切联系起来，并对知识进行归纳总结，对比深化，确保深入全面的掌握。例如，在阅读初中有关氧化反应内容时，课本在列出硫、铁、碳等与氧气反应后，提出“我们把物质与氧发生的化学反应叫做氧化反应”。在这里为什么指“与氧反应”而不说“与氧气反应”?“氧”是否就是氧气?如果不是，那么“氧”指的是那些物质等?如果能够这样深入去分析，就能更加深入地掌握氧化反应的概念。

　　此外，阅读的同时要兼顾动笔，作好读书笔记，记录阅读过程中所提炼出来的内容如教材的逻辑结构、重点内容、难点内容和疑点内容以及学习体会(如突破难点的方法、有哪些创新的记忆方法等)，以利于下阶段的学习。