硫酸的工业制法—接触法

硫酸的工业制法—接触法一、素质教育目标（一）知识教学点1．初步掌握接触法制硫酸的化学反应原理。

2．了解接触法制硫酸的生产过程及典型设备。

3．认识环境保护的重要性，了解防止环境污染的初步知识。

4．初步掌握多步反应的计算规律。

（二）能力训练点1．培养学生自学能力、语言表达能力和总结归纳知识的能力。

2．培养学生化学计算的技能。

（三）德育渗透点1．通过多媒体教学，培养学生学习工业化学的兴趣。

2．通过设置问题，激发学生探索新知识的欲望，培养学生的进取精神。

3．培养学生实事求是，具体问题具体分析的科学品质。

4．对学生进行环境保护的教育。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法1．重点（1）接触法制硫酸的化学反应原理。

（2）多步反应的计算方法。

2．难点工业生产中的多步化学反应计算。

3．疑点（1）吸收SO为什么不用水，而用98.3%的浓硫酸？3（2）在工业生产中为什么可将中间产物的损失率看成是原料的损失率呢？4．解决办法（1）重点的解决办法在接触法制硫酸的化学反应原理中，重点之重点是制取二氧化硫的反应原理：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2①强调“FeS”的名称及色态。

2中硫的化合价为-1价。

②指出FeS2③从氧化还原角度全面分析上述反应（谁被氧、被还原？谁是氧化剂、还原剂？谁是氧化产物，还原产物？标出电子转移方向及总数）。

（2）难点的解决办法①搞清计算中涉及到的转化率、利用率、产率、损失率、纯度等概念并正确处理它们之间的关系。

②根据元素的守恒原则或多步反应的化学方程式，推导出起始原料与最终产物之间的定量关系式。

（3）疑点的解决办法的不同情①计算机模拟工业生产中分别用98.3％的浓硫酸和水来吸收SO3景，形象、具体地说明了用水做吸收剂时，易形成酸雾，减慢吸收速度，不利于SO3的吸收，所以工业上是采用98.3％的浓硫酸来吸收SO3的。

②通过分步计算，推导验证中间产物的损失率=原料的损失率。

三、课时安排2课时。

四、教具准备计算机、大屏幕实物投影仪、教鞭、自制教学软件。

五、学生活动设计1．指导学生阅读课，组织学生讨问题，帮助学生对知识进行归纳、总结。

2．通过软件演示，指导学生观察接触法制硫酸的主要设备和生产过程。

3．进行多步计算教学时，先让学生分步计算，然后组织学生充分讨论，最后归纳出简便的解法。

六、教学步骤第一课时（一）明确目标1．知识目标（1）初步掌握接触法制硫酸的化学反应原理。

（2）了解接触法制硫酸的生产过程及典型设备。

2．能力目标（1）培养学生自学能力和观察能力。

（2）培养学生语言表达能力和总结归纳知识的能力。

3．德育目标（1）通过多媒体教学，培养学生学习工业化学的兴趣的情感。

（2）通过问题讨论，激发学生探索新知识的欲望，培养学生的进取精神。

（3）培养学生实事求是，具体问题具体分析的科学品质。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程[引入]硫酸是化学工业中最重要的产品之一，硫酸的年产量常常是衡量一个国家化工生产能力的重要指标，它在工农业和国防中有其广泛的用途，今天我们来学习硫酸的工业制法——接触法。

下面先来学习接触法制硫酸的化学反应原理和生产过程。

[板书]第三节硫酸的工业制——接触法一、接触法制造硫酸的反应原理和生产过程（一）反应原理[讨论]要制得硫酸，一般需要先制哪种物质？[回答]三氧化硫。

因为三氧化硫与水反应生成硫酸。

[讨论]要制得三氧化硫，先要制得哪种物质？[回答]二氧化硫。

因为二氧化硫跟氧气反应，可制得三氧化硫。

[讨论]二氧化硫可用什么方法制取呢？[回答]用硫黄燃烧制取二氧化硫。

[讲述]这固然是一种方法，但我国硫黄资源不如硫铁矿资源丰富，我们通常用燃烧硫铁矿的方法来制取二氧化硫。

[板书]FeS2→SO2→SO3→H2SO4[过渡]根据制造硫酸的反应原理，可把其生产过程分为三个阶段。

第一个阶段是二氧化硫的制取和净化。

[板书]（二）生产过程1．二氧化硫的制取和净化[指导阅读]课本第71～72页。

[设问]燃烧黄铁矿的设备叫什么？[回答]沸腾炉。

[追问]为什么把这一设备称做沸腾炉呢？[软件演示]黄铁矿在沸腾炉里燃烧。

指导学生观察沸腾炉的构造和原料进入的部位。

[讲述]生产上利用逆流的原理，将粉碎好的黄铁矿的细小矿粒从上至下倒入炉内，而强大的空气流从下至上通入，因此把炉内的矿粒吹的剧烈翻腾，如像沸腾着的液体一样，所以人们把这种炉子称做沸腾炉。

[讨论]1．为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？[回答]矿粒细小，跟空气接触面大，燃烧充分，燃烧快。

[讨论]2．为什么要从炉底通入强大空气流而使矿粒呈沸腾状态？[回答]使矿粒与空气接触更充分，烧烧快，反应完全，提高了原料的利用率。

[讨论]3．从沸腾炉里出来的炉气为什么要净化？[回答]防止催化剂中毒；防止对设备和生产的不利影响。

[讨论]4．什么叫催化剂中毒？[回答]使催化剂作用减弱或失去作用的这种现象叫催化剂中毒。

[讨论]5．对炉气进行净化通常需用哪些措施？净化后的气体主要成份是什么？[回答]净化措施：除尘、洗涤和干燥。

净化后的气体：SO2、O2、N2。

[过渡]对以上讨论结果进行归纳总结，掌握以下重点内容。

[板书]（1）主要设备：沸腾炉（2）主要反应：4FeS2+11O22FeO3+8SO2强调：①FeS2中硫元素为-1价；②FeS2名称：二硫化亚铁；③FeS是一种不溶于水的黑色固体。

2[提问]1．上述反应谁被氧化，被还原？几种元素氧化几种元素？几种元素还原几种元素？[回答]＋2价的铁元素和-1价的硫元素被氧化，0价的氧元素被还原；一种元素氧化两种元素，两种元素还原一种元素。

[提问]2．谁是氧化剂、还原剂？谁是氧化产物、还原产物？[回答]O2是氧化剂，FeS2是还原剂，Fe2O3和SO2是氧化产物，又是还原产物。

[提问]3．标出电子转移的方向和总数，1molS转移多少摩电子？1mol Fe转移11 mol电子。

转移多少摩电子？1mol FeS2[板书]（3）炉气净化：三净化①除尘、除矿尘②洗涤：除砷、硒等的化合物③干燥：除水蒸气[设问]净化后的炉气将进入哪一个生产阶段呢？[板书]2．二氧化硫氧化成三氧化硫[指导阅读]课本第72～73页。

[讨论]1．二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？[回答]一定温度（400～500℃），适当催化剂（V2O5）。

[讨论]2．二氧化硫氧化成三氧化硫的反应是在什么设备中进行的？[回答]接触室。

[讨论]3．在接触室里装有热交换器，它的作用是什么？[回答]用来把反应时生成的热，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，并冷却反应后生成的气体。

[软件演示]1．接触室中二氧化硫和氧气的运动及转化。

2．热交换器的工作原理指导学生观察接触室和热交换器的内部构造以及SO2和O2在接触室里运动及转化的情况。

[讲述]通过软件演示我们观察到在接触室中装有一定数目的隔板，隔板上装有催化剂V2O5，而在每两层隔板之间是由许多平行管道组成的热交换器。

经过净化的SO2和O2进入接触室后，在管道的空隙间运动，当被加热到一定温度并与催化剂接触，生成的SO3顺着管道流出，因SO2氧化成SO3的反应是一个放热反应，所以在管道内流动的是热气体，在管道外流动的是冷气体，二者在管壁进行热交换，使得管内的SO3气体得到冷却，管外流动的SO2和O2受到预热，这样就不需要外界给反应物始终加热，而是利用反应自身放出的热量使反应发生，可节省能源。

[板书]（1）主要设备：接触室。

[提问]为什么叫接触室？[回答]因SO2被氧化成SO3，是与催化剂接触后才完成的，所以称为接触室。

[板书]（2）主要反应2SO2+O22SO3[提问]上述反应有何特点？从接触室里出来的气体主要含有哪些物质？[回答]是一个放热的可逆反应，从接触室里出来气体含有SO3、SO2、N2和O2。

[板书]（3）热交换器作用：第73页[过渡]从接触室出来的气体将进入哪一个阶段？[板书]3．三氧化硫的吸收和硫酸的生成[指导阅读]课本第74页[讨论]1．工业上用什么物质吸收三氧化硫制取硫酸？[回答]用98.3％的浓硫酸吸收三氧化硫。

[讨论]2．为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫呢？[回答]SO3与H2O化合时，放出大量热，如用H2O或稀H2SO4做吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于SO3的吸收。

[软件演示]分别用水和98.3％的浓硫酸吸收三氧化硫。

观察是否有白色酸雾产生。

[讨论]3．硫酸厂用什么设备来吸收三氧化硫？[回答]吸收塔。

[讨论]4．硫酸厂的尾气未经处理能否直接排入大气？[回答]不能，尾气中含有二氧化硫，直接排放会造成环境污染。

[板书]（1）主要设备：吸收塔（2）主要反应：SO3＋H2O==H2SO4（3）尾气处理：氨水吸收2NH3＋H2O＋SO2==（NH4）2SO3NH2+H2O+SO2==NH4HSO3（NH4）2SO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋SO2↑＋H2O2NH4HSO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋2SO2↑＋2H2O[讲述]用氨水吸收尾气既防止了二氧化硫污染空气，又使得二氧化硫被充分的回收利用，而硫酸铵可作为化学肥料。

（三）总结与扩展接触法制硫酸可以概括为：三阶段、三方程、三设备、三净化。

本课时应重点掌握接触法制硫酸的化学反应原理，了解其生产过程及典型设备。

（四）板书设计硫酸的工业制法—接触法一、接触法制硫酸的反应原理和生产过程（一）反应原理FeS2→SO2→SO3→H2SO2（二）生产过程1．二氧化硫的制取和净化（1）主要设备：沸腾炉。

（2）主要反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2（3）炉气净化：①除尘：除矿尘②洗涤：除砷、硒等的化合物③干燥：除水蒸气2．二氧化硫氧化成三氧化硫（1）主要设备：接触室。

（2）主要反应：2SO2＋O22SO3（3）热交换器作用：P733．三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：氨水吸收。

2NH3＋H2O＋SO2==（NH4）2SO3 NH3＋H2O＋SO2==NH4HSO3（NH4）2SO3＋H2SO4==（NH4）2SO2＋SO2↑＋H2O2NH4HSO3＋H2SO4==（NH4）2SO4＋2SO2↑＋2H2O第二课时（一）明确目标1．知识目标（1）了解环境保护的初步知识（2）初步掌握多步反应的计算规律2．能力目标（1）培养学生自学能力和总结概括知识的能力。

（2）培养学生化学计算的技能。

3．德育目标（1）通过问题讨论，培养学生勇于探索的精神品质（2）对学生进行环境保护的教育。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程[引入]人类在漫长的历史进程中不断改造自然、征服自然，使生活和劳动的条件得到改善，同时也带来对环境不同程度的污染和破坏，被破坏了的环境反过来又影响人类的生产和生活，并直接威胁着人类的健康和生存，所以保护环境就是保护人类自身，今天我们学习有关环境保护的知识。