接触法制硫酸最全版培训资料

接触法制硫酸最全版
课题：第一节接触法制硫酸
教学目的要求：
1、使学生掌握接触法制硫酸的化学原理、原料、主要反应、主要设备和流程
2、通过SO2接触法氧化的适合条件的选择的讨论，复习巩固关于化学反应速率和
化学平衡的知识，并能解释硫酸生产中的简单问题。

3、培养学生处理信息、分析问题的能力，提高学生的语言表达能力和文字表达能
力。

4、培养学生的创新精神、探索精神，能用科学的方法研究和解决问题，树立理论
联系实际的辩证唯物主义的思想。

教学重点：接触法制硫酸的化学原理
教学难点； SO2的接触法氧化的适宜条件的选择
教学方法；多谋体动画演示和学生自主讨论
课时安排；共2教时
第一教时
教学过程；
【设问】硫酸在工业和农业生产工具中的用途有哪些?
【学生看书回答】略
【导入】硫酸在工农业生产工具中有重要的作用,大家学习硫酸的工业制法.
【设问】请同学们根据所学的化学知识写出生产硫酸的化学方程式.
倒推法:H2SO4←SO3←SO2←S(或FeS2)
【板书】一、原料和原理
1、三种原料；
（1）硫黄、硫铁矿（FeS2）、石膏、有色冶金烟气（SO2）
（2）空气、（3）水。

2、三个主要反应：（我国主要是以硫铁矿为主要原料，硫黄矿的含量少）
⑴、4FeS2（s） + 11O2（g）△
==
2Fe2O3（s） + 8SO2（g）△H== -3412KJ·mol-1
或；S（s） + O2（g） SO2（g）（由学生学习化学方程式的配平，标出电子转移的方向和数目）
⑵、2SO2（g） + O2（g）
催化剂
———→
←——— 2SO3（g）△H== -196.6KJ·mol-1
⑶、SO3（g）＋ H2O（l） === H2SO4（l）△H== -130.3KJ·mol-1
二、生成过程中的三个阶段
（一）、造气
1、反应；4FeS2（s） + 11O2（g）△
==
2Fe2O3（s） + 8SO2（g）△H== -
3412KJ·mol-1
或；S（s） + O2（g） SO2（g）
2、设备；沸腾炉（出示沸腾炉模型）
点
3、工作原理；将矿石粉碎（问为什么？——增加和空气的接触面积，加快反应速
率，使原料充分利用）→进入沸腾炉→强空气流从沸腾炉的底端吹入→矿石如沸
腾的液体→作用；矿石燃烧得较充分，提高反应速率、提高原料的利用率。

4、气体净化
（1）三种有害杂质；矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气
危害：矿尘，砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响，
（引导学生分析原因）
（2）三个净化过程；除尘、水洗和干燥。

（3）净化后气体的成分：SO2占7%、O2占11%、N2占82%。

【电脑模拟沸腾炉的工作原理】
（二）接触氧化
1、原理；2SO2（g） + O2（g）
催化剂
———→
←——— 2SO3（g）△H== -196.6KJ·mol-1
2、反应特点：（1）可逆反应（2）正反应是气体缩小反应（3）正反应是放热反
应。

3、适宜生产条件的选择
（1）催化剂无数实践证明用V2O5。

（2）温度（引导学生看课本P-67表5-1）
A、理论上-温度越低越好
B、事实上400℃~500℃，原因是催化剂在该温度的催化效率最高。

（3）压强（引导学生看课本P-67表5-2）
A、理论上——压强越大越好
B、实际上，压强大，对设备的投资大，消耗的动能大，原料的转化率在1
大气压下的转化率已是97.8%,再提高的余地不大,所以采用1大气压。

4、设备；接触室（出示设备模型）
（4）接触室的构造；上下两层催化剂中间夹一个热交换器（两催夹一器）
（5）原理：中间的热交换器充分利用反应放出的热量，预热原料气体。

提高原料的转化率，有利于SO3的吸收和硫酸的生成。

【电脑模拟接触室的工作原理】
【板书设计】§5-1 接触法制硫酸
一、原料和原理
1、三种原料；
（1）硫黄、硫铁矿（FeS2）、石膏、有色冶金烟气（SO2）
（2）空气、（3）水。

2、个主要反应：（我国主要是以硫铁矿为主要原料，硫黄矿的含量
少）
⑴、4FeS2（s） + 11O2（g）△
==
2Fe2O3（s） + 8SO2（g）△H== -3412KJ·mol-1
或；S（s） + O2（g） SO2（g）
⑵、2SO2（g） + O2（g）
催化剂
———→
←——— 2SO3（g）△H== -196.6KJ·mol-1点
⑶、SO3（g）＋ H2O（l） === H2SO4（l）△H== -130.3KJ·mol-1
二、生成过程中的三个阶段
（一）、造气
1、反应
2、设备；沸腾炉
3、工作原理；
4、气体净化
（6）三种有害杂质；矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气
（7）三个净化过程；除尘、水洗和干燥。

（8）净化后气体的成分：SO2占7%、O2占11%、N2占82%。

（二）接触氧化
1、原理；2SO2（g） + O2（g）
催化剂
———→
←——— 2SO3（g）△H== -196.6KJ·mol-1
2、反应特点：（1）可逆反应（2）正反应是气体缩小反应（3）正反应是放热反
应。

3、适宜生产条件的选择
（1）催化剂无数实践证明用V2O5。

（2）温度
A、理论上-温度越低越好
B、事实上400℃~500℃，原因是催化剂在该温度的催化效率最高。

（3）压强
A、理论上——压强越大越好
C、实际上，1大气压
4、设备；接触室（出示设备模型）
（1）触室的构造；上下两层催化剂中间夹一个热交换器（两催夹一器）
（2）原理：中间的热交换器充分利用反应放出的热量，预热原料气体。

提高原料的转化率，有利于SO3的吸收和硫酸的生
作业；课本P-69 一、二、三
教学后记：
教案示例
一、教案示例
[设问]燃烧硫铁矿的设备叫什么？
[展示]沸腾炉模型。

简介其构造；观察进出口和发生化学反应的部位。

[软件演示]硫铁矿在沸腾炉里燃烧。

[引导讨论]
1．为什么黄铁矿要粉碎成细小颗粒？
2．为什么要通入强大的空气流使之呈沸腾状态？
3．炉气为什么要净化？通常采用哪些净化措施？净化后的气体主要成分是什么？观察沸腾炉的构造，认识其作
用。

观察沸腾状态。

看书、讨论、回答出：
矿粒细小，跟空气接触面大，燃
烧充分，燃烧快。

这样能使矿粒跟空气接触更充
分，燃烧快，反应完全，原料的
利用率高。

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。

培养观察能力和审
美能力。

培养自学能力。

认
识增大反应物表面
积的反应原理。

认识沸腾的作用。

培养分析问题能
力。

[板书]（1）主要设备：沸腾炉
（1）主要反应
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
(3)炉气净化：除尘、洗涤、干燥
记笔记强化理解和记忆。

[指导阅读]课本72页2。

[引导讨论]
1.炉气经净化后将进入哪一个阶段？2．二氧化硫氧化成三氧化硫的反应有什么特点？
3．上述反应是在什么设备里进行的？
如何将反应物气体预热？
[展示]接触室模型并简介构造。

[软件演示]二氧化硫和氧气在接触室（含热交换器）中运动和转化。

[讲解]热交换原理和热交换过程。

4．从接触室出来的混合气体主要含有哪些物质？
[板书]2.二氧化硫氧化成三氧化硫阅读。

回答：二氧化硫氧化成三氧化
硫。

属于气体反应、可逆反应，正反
应是体积缩小且为放热反应。

通过热交换器。

观察接触室外形和内部构造。

观察二氧化硫和氧气在接触室里
的运动及转化。

听讲。

回答：三氧化硫、二氧化硫、氮
气和氧气。

培养自学能力。

培养逻辑思维能
力。

培养分析和推理能
力。

检查自学的情况。

培养观察能力、审
美能力、抽象思维
能力。

（1）主要设备：接触室
（2）主要反应：
SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g）△H=196.6kJ·mol-1
（3）热交换过程：
设备——热交换器记笔记。

强化理解和记忆。

[指导阅读]课本74页3
[引导讨论]
1．从接触室出来的气体将进入哪个阶段？
2．三氧化硫分别通入水、稀硫酸和
98.3%硫酸，会有什么现象？
[多媒体演示]三氧化硫由下部分别通入，喷下的水、稀硫酸、98.3%硫酸中。

3．工业上吸收三氧化硫制造硫酸，应选用上述哪种物质？试说明理由。

4．三氧化硫与浓硫酸怎样混合更有利于三氧化硫的吸收？硫酸厂是用什么设备吸收三氧化硫的？
[展示]吸收塔模型，观察其构造。

[讲解]气液逆流和瓷环的作用。

[多媒体演示]三氧化硫在吸收塔中的吸收过程和硫酸的生成。

5．98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫后其浓度有何变化？其成分有何变化？再如何制成98.3%的浓硫酸？
6．硫酸工厂尾气为什么样要经过净化回收处理才能排入大气？
[板书]3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成（1）主要设备：吸收塔
（2）主要反应：
SO3+H2O=H2SO4
（3）尾气处理：净化、回收。

阅读。

讨论、回答出：三氧化硫的吸收
和硫酸的生成。

反应剧烈、放出大量的热量。

观察是否有白色酸雾产生。

应选用98.3%的硫酸。

因为在吸收
过程中不形成酸雾，所以吸收效
率高。

增大气液物质的接触面积。

吸收塔。

观察外形和内部构造。

听讲。

观察硫酸的生成过程。

浓度增大；其成分为硫酸和三氧
化硫；用水稀释。

因为尾气里含有二氧化硫，直接
排放会污染环境。

记笔记。

培养自学能力。

培养逻辑思维能力
和辩证思维能力及
表达能力。

认识量变引起质变
的观点并能初步应
用。

培养综合应用知识
的能力。

培养观察能力和抽
象思维能力。

培养环境保护的意
识。

强化记忆。

接触法制硫酸
【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
FeS 2→ 2SO 2 →2SO 3 → 2H 2SO 4
120 2×98
1t ×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
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
1
……
[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。