硫酸的性质及制备
徐州一中
【学习目标】
1. 知道工业生产硫酸的基本原理,
2. 了解浓硫酸的特性和硫酸的应用
【教学设计】
引入:大家都听过一句歌词:“没有枪,没有炮,敌人给我们造”。为什么我们不自己造枪支弹药呢?其实主要是因为缺乏重要的化工原料硫酸。让我们一起了解下昔日的抗日根据地制造硫酸的历史。
投影:山东省硫酸生产状况。
师:为何硫酸的产量发生了质的变化呢?因为我们淘汰了低效的加热胆矾与绿矾的土法制硫酸,采用了先进的接触法制硫酸,并不断改进工艺。那么,接触法制硫酸的原理如何呢?让我们一起学习一段视频。
录像:接触法制硫酸
交流讨论:接触法制硫酸三个阶段中的设备与反应。
板书:一、接触法制硫酸
生(投影):三个阶段、三个设备、三个反应
交流讨论:在工业生产时还有些特殊的工艺,你能不能解释下这2个问题?
1、沸腾炉中空气从下面进气,将反应物吹起,像沸腾的火焰一样,这种进气方式有何好处?
2、在接触室中的反应放热,但是反应又需要加热,热交换器如何进行热交换?有何好处?
生:1、增大接触面积,充分反应
2、反应后的温度高的气体将热量交换给反应前的气体,降低能耗,节省能源。
小结:工业生产和理论有比较大的差距,一般要进行小试、中试、大试,才能投入生产,而且在实践中还要不断改进工艺,关注成本、环保、产率等很多方面的问题。大家在下课后还可以继续研究接触法生产硫酸中的一些工艺。
师:我们生产出的硫酸具有那些性质呢?让我们先观察一个小实验。
实验:对比浓、稀硫酸与铝片的反应。
师:可见浓、稀硫酸的性质差异很大,为什么呢?让我们先研究比较熟悉的稀硫酸。
板书:二、稀硫酸(H+、SO42-)
师:在我们书写离子方程式的时候,稀硫酸要不要拆开?在稀硫酸中,硫酸是以离子的形式存在,主要表现出酸的通性。
提问(投影):酸的通性。
师:浓硫酸中水很少,绝大多数是以分子形式存在,浓硫酸又会有哪些特殊的性质呢?下面,大家自己动手研究一下它的性质。
板书:三、浓硫酸(H2SO4分子)
分组实验:浓硫酸与胆矾、纸片、火柴杆反应。
现象:胆矾变白色,纸片与火柴杆变黑色
结论:浓硫酸吸收胆矾水分 ,浓硫酸使纸片和火柴杆脱水碳化
师:我们称之为浓硫酸的吸水性与脱水性,这两者中的水一样吗?如何区分吸水性与脱水性呢?
板书:1、吸水性
2、脱水性
生:吸水性中的水是本身存在的水,脱水性中的水本来无水,仅有氢、氧两种元素,浓硫酸将氢、氧两种元素按照水的组成脱出。
师:其实我们一直在使用浓硫酸的性质,请问下面2个问题中用到了浓硫酸的什么性质?
问题:1、用浓硫酸干燥气体,用了浓硫酸的什么特性?
2、浓硫酸与浓盐酸在空气中放置一段时间后浓度会变小,原因一样吗?
生:1、吸水性
2、不一样,浓硫酸吸水浓度变小,浓盐酸挥发浓度变小。
师:脱水性在平时也可能会见到,不小心将浓硫酸沾到皮肤上,首先会看到皮肤可能变黑,因为皮肤主要是蛋白质等有机物。如果浓硫酸沾到皮肤上,你知道如何处理吗?
生:用纸蘸掉一些浓硫酸,然后用大量水冲,再用弱碱性物质涂抹,严重需要去医院。
师:浓硫酸还有什么特性呢?让我们一起通过实验研究。
演示实验:蔗糖与浓硫酸反应(课本P91实验2)
现象:蔗糖变黑、体积膨胀、产生气体、 品红褪色、试管发烫
结论:蔗糖脱水碳化、生成SO2 、反应放热
板书:C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O
师:在这个反应中有无化合价变化?谁得了电子?浓硫酸做什么剂?还原剂是碳,连碳这么稳定的物质都能被浓硫酸氧化,可见浓硫酸的氧化性非常强,这是浓硫酸的特殊的性质-强氧化性。
板书:3、强氧化性
师:浓硫酸氧化性很强,可以跟很多具有还原性的物质反应。你还想到什么物质容易失电子?浓硫酸可以跟绝大多数金属反应,活泼的可以不活泼的