Урок по химии по теме "Производство серной кислоты"

Скачать материал

Выберите документ из архива для просмотра:

производство серной кислоты контактным способом.doc Приложение.docx Производство серной кислоты контактным способом.ppt

Выбранный для просмотра документ производство серной кислоты контактным способом.doc

Средняя общеобразовательная школа №18

Предмет: химия

Класс: 10 класс

Тема урока: Производство серной кислоты контактным способом.

Дата проведения:

Цель:

образовательная: ученик получает представление о химических процессах, протекающих при производстве серной кислоты контактным способом.

развивающая: сравнивает стадии получения серной кислоты; ученик развивает коммуникативные умения, умения оценивать результаты выполненных действий.

воспитательная: ученик воспитывает самостоятельность, ответственность, информационную культуру.

Ключевые идеи: сырье для производства серной кислоты; химизм стадий производственного получения серной кислоты; закономерности протекания стадий производства серной кислоты и управления ими; значение сернокислотного производства.

Ожидаемые результаты: Ученики знают стадии производства серной кислоты контактным способом. Умеют объяснять химизм каждой стадии.

время	Этапы урока	Задачи	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Организационные формы	Используемые модули
1-5 мин	Стадия вызова	Побуждение к работе с новой информацией, пробуждение интереса к теме.	Учитель задает вопрос к слайду. Распознайте, о какой кислоте идет речь? Вспомните, встречаются ли на Земле месторождения серной кислоты? Откуда же берут серную кислоту. Как вы думаете, какова будет тема сегодняшнего урока? Определите цель нашего занятия. Исторические моменты. Прежде чем приступить к изучению новой темы, я хочу, чтобы вы вспомнили общие технологические принципы химического производства. Для производства серной кислоты данные принципы тоже характерны.	Ученики высказывают идеи Ученики отвечают серная кислота. Ученики отвечают - нет. Получают в химической промышленности. в результате самостоятельно выходят на тему урока и определяют цели урока.	Индивидуально, фронтально	Критическое мышление( мозговая атака). ИКТ
5-20 мин	Осмысление содержания	Получение новой информации по теме.	Делит класс на 4 группы. Учитель организует работу по осмыслению содержания новой темы, через непосредственный контакт с новой информацией. Прочитать параграф 9.12 (стр 314) и предложенные ресурсы и выполнить предложенные задания, используя стратегию КМ «Кластер» и анимационную презентацию.	Учащиеся работают в группах, читают текст, составляют кластер. Спикеры групп переходят в другие группы, объясняют новый материал, используя анимационную презентацию и кластер. 1гр- сырье 2гр- 1 стадия 3гр- 2 стадия 4 гр- 3 стадия	Работа в группе	Критическое мышление(кластер). Саморегулируемое обучение (самонаправленность в процессе работы над заданиями). ИКТ.
20-30 мин	Стадия размышления	Обсуждение результатов работы групп	учитель задает вопросы высокого порядка (открытые вопросы). 1. Как вы понимаете фразу: обжиг пирита в «кипящем слое»? 2. Объясните, какие химические реакции лежат в основе каждой стадии производства серной кислоты. 3. Почему для удаления воды в печном газе используют серную кислоту? 4. Объясните, почему для адсорбции оксида серы (VI) используется не вода, а концентрированная серная кислота? У нас в Казахстане тоже налажено сернокислотное производство.	Ученики усваивают информацию в активном режиме, с использованием интерактивного общения, в результате использования вербальных средств говорения, обсуждения, аргументации. Обсуждаемые идеи входят в «зону ближайшего развития».	Индивидуально	Новые подходы к обучению: диалогическая беседа.
30-40 мин		Закрепление	Для закрепления учитель предлагает ответить на вопросы теста. Ю.В.Ходаков писал: «Серная кислота относится к числу основных продуктов химической промышленности. По её размерам можно судить о состоянии химической промышленности в целом». Как вы думаете, почему производство серной кислоты занимает ведущее место в химической промышленности? Придя, домой обратите внимание, для получения каких вещей в вашем доме(семье), была использована серная кислота?	Ученики организуют индивидуальный поиск и обмен идеями, через диалог с одноклассниками или учителем Серная кислота применяется почти во всех отраслях народного хозяйства.	Индивидуально	Критическое мышление Использование собственного опыта учеников. Саморегулируемое обучение (самонаправленность в процессе работы над заданиями).
40-45 мин	Рефлексия	Анализ, творческая переработка, интерпретация изученной информации.	Учитель предлагает написать пятиминутное эссе. Конкретно: учащихся просят выполнить следующие два задания - написать, что они узнали по данной теме, и задать один вопрос, на который они так и не получили ответа. Учитель сразу же собирает работы для того чтобы использовать их при планировании следующего урока.	Учащиеся подытоживают свои знания по изучаемой теме.	Индивидуально	Новые подходы к обучению. Критическое мышление.

Скачать материал

Скачать материал "Урок по химии по теме "Производство серной кислоты""

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Выбранный для просмотра документ Приложение.docx

Приложение 1

Контактный способ производства серной кислоты – многостадийный процесс. В большинстве случаев сырьем для производства серной кислоты контактным методом является серный колчедан (FeS₂), а также сульфиды цветных металлов. Серный колчедан широко распространен в природе, среднее содержание серы в руде колеблется от 40 до 50%, кроме того, руда содержит примеси соединений кобальта, никеля, мышьяка, селена, меди, кремнезем, карбонаты кальция и натрия, оксид алюминия, серебро, золото.
Сырьём для получения серной кислоты служат сера, сульфиды металлов, сероводород, отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты железа, меди.Исходным сырьём для производства серной кислоты могут быть сера, сероводород, сульфиды металлов. Мы рассмотрим производство серной кислоты контактным способом, при котором исходным сырьём является пирит (серный колчедан) FeS₂
Особенно большой интерес в качестве сырья для производства серной кислоты представляют полиметаллические сульфидные руды. При обжиге этих руд (первая стадия производства цветных металлов) образуется газ с высоким содержанием оксида серы(IV), т.е. решаются вопросы комплексного использования сырья и проблема резкого уменьшения загрязнения атмосферы сернистым газом.
Более благоприятные условия складываются при химической переработке топлива. При коксовании каменных углей большая часть серы переходит в коксовый газ преимущественно в виде сероводорода. Технология производства серной кислоты из сероводорода, не содержащего ядовитых для катализатора примесей, значительно проще, чем из сульфидных руд. Самой дешевой в настоящее время является кислота, получаемая из сероводорода.

Приложение 2

Стадия	Процессы
1.Обжиг пирита, Получение оксида серы (II). Очистка печного газа.	Уравнение реакции первой стадии: 4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q Измельчённый очищенный влажный (после флотации) пирит сверху засыпают в печь для обжига в "кипящем слое". Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800⁰С. Пирит раскаляется до красна и находится в "подвешенном состоянии" из-за продуваемого снизу воздуха. Похоже это всё на кипящую жидкость раскалённо-красного цвета. За счёт выделяющейся теплоты в результате реакции поддерживается температура в печи. Избыточное количество теплоты отводят: по периметру печи проходят трубы с водой, которая нагревается. Горячую воду используют дальше для центрального отопления рядом стоящих помещений. Образовавшийся оксид железа Fe₂O₃ (огарок) в производстве серной кислоты не используют. Но его собирают и отправляют на металлургический комбинат, на котором из оксида железа получают металл железо и его сплавы с углеродом - сталь (2% углерода С в сплаве) и чугун (4% углерода С в сплаве). Таким образом выполняется принцип химического производства - безотходность производства.
	Очистка печного газа
	Из печи выходит печной газ, состав которого: SO₂, O₂, пары воды (пирит был влажный!) и мельчайшие частицы огарка (оксида железа). Такой печной газ необходимо очистить от примесей твёрдых частиц огарка и паров воды. Очистка печного газа от твёрдых частичек огарка проводят в два этапа - в циклоне (используется центробежная сила, твёрдые частички огарка ударяются о стенки циклона и ссыпаются вниз) и в электрофильтрах (используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра, при достаточном накоплении под собственной тяжестью они ссыпаются вниз), для удаления паров воды в печном газе (осушка печного газа) используют серную концентрированную кислоту, которая является очень хорошим осушителем, поскольку поглощает воду. Осушку печного газа проводят в сушильной башне - снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льётся концентрированная серная кислота. На выходе из сушильной башни печной газ уже не содержит ни частичек огарка, ни паров воды. Печной газ теперь представляет собой смесь оксида серы SO₂ и кислорода О₂.

Уравнение реакции.
Характеристики реакции.
Принципы химического производства.

Приложение3

2. Окисление SO₂ в SO₃ кислородом. Протекает в контактном аппарате.

Уравнение реакции этой стадии:
2SO₂ + O₂ 2SO₃ + Q
Сложность второй стадии заключается в том, что процесс окисления одного оксида в другой является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO₃):

а) температура:

Прямая реакция является экзотермической +Q, согласно правилам по смещению химического равновесия, для того, чтобы сместить равновесие реакции в сторону экзотермической реакции, температуру в системе необходимо понижать. Но, с другой стороны, при низких температурах, скорость реакции существенно падает. Экспериментальным путём химики-технологи установили, что оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным образованием SO₃ является температура 400-500⁰С. Это достаточно низкая температура в химических производствах. Для того, чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор. Экспериментальным путём установили, что наилучшим катализатором для этого процесса является оксид ванадия(V) V₂O₅.

б) давление:

Прямая реакция протекает с уменьшением объёмов газов: слева 3V газов (2V SO₂ и 1V O₂), а справа - 2V SO₃. Раз прямая реакция протекает с уменьшением объёмов газов, то, согласно правилам смещения химического равновесия давление в системе нужно повышать. Поэтому этот процесс проводят при повышенном давлении.
Прежде чем смесь SO₂ и O₂ попадёт в контактный аппарат, её необходимо нагреть до температуры 400-500°С. Нагрев смеси начинается в теплообменнике, который установлен перед контактным аппаратом. Смесь проходит между трубками теплообменника и нагревается от этих трубок. Внутри трубок проходит горячий SO₃ из контактного аппарата. Попадая в контактный аппарат смесь SO₂ и О₂ продолжает нагреваться до нужной температуры, проходя между трубками в контактном аппарате.
Температура 400-500⁰С в контактном аппарате поддерживается за счёт выделения теплоты в реакции превращения SO₂ в SO₃. Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоёв катализатора, начинается процесс окисления SO₂ в SO₃.
Образовавшийся оксид серы SO₃ выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.

Уравнение реакции.
Характеристики реакции.
Принципы химического производства.

Приложение 4

3. Получение H₂SO₄

Протекает в поглотительной башне.
А почему оксид серы SO₃ не поглощают водой? Ведь можно было бы оксид серы растворить в воде:

SO₃ + H₂O H₂SO₄.

Но дело в том, что если для поглощения оксида серы использовать воду, образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Два процента воды - это так мало, что нагревание жидкости будет слабым и неопасным. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H₂SO₄·nSO₃.
Уравнение реакции этого процесса

nSO₃ + H₂SO₄ H₂SO₄·nSO₃
Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Уравнение реакции.
Характеристики реакции.
Принципы химического производства.

· Серная кислота в природе. Серную кислоту получают на химических заводах. Оказалось , что она обнразуется в природе, прежде всего в вулканах. Например , в водах реки Рио - Негро , берущей начало у вулкана Пурачо в Южной Америке , в кратере которого образуется сера, содержится до 0,1 % серной кислоты. Река ежедневно уносит в море до 20л « вулканической » серной кислоты.

Скачать материал

Скачать материал "Урок по химии по теме "Производство серной кислоты""

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Выбранный для просмотра документ Производство серной кислоты контактным способом.ppt

ПТБ.тяжёлую жидкость (кислоту) надо вливать в легкую жидкость (воду).О какой...

Скачать материал

Скачать материал "Урок по химии по теме "Производство серной кислоты""

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

ПТБ.
тяжёлую жидкость (кислоту) надо вливать в легкую жидкость (воду).
О какой кислоте идет речь?
2 слайд
3 слайд

Встречаются ли на Земле месторождения серной кислоты?
4 слайд
5 слайд

Производство серной кислоты контактным способом.
6 слайд

Цель урока:
Изучить контактный способ производства серной кислоты.
7 слайд

Первое упоминание о серной кислоте встречается в трудах арабского алхимика Гебера (его настоящее имя Джабир или Джафар), жившего в IX–X вв. В своих сочинениях он писал о том, что при сильном нагревании квасцов перегоняется «спирт», обладающий сильной растворяющей силой. Cпирт, о котором писал алхимик, и был серной кислотой.
8 слайд

Первые заводы появились в конце XVIII века. Тогда она была необходима для получения соды. Со второй половины XIX века в связи с развитием производства минеральных удобрений и красителей, производство серной кислоты резко увеличилось.
9 слайд

Завод по производству серной кислоты. (начало ХХ века)
10 слайд

Общие технологические принципы химического производства
Принцип непрерывности процесса;
Принцип противотока;
Принцип кипящего слоя;
Принцип утилизации теплоты реакции;
Принцип использования производственных отходов.
11 слайд
12 слайд

Сырье:
S (сера) FeS2 (пирит)
Н2SO4
H2S
CuS (медный (сероводород)
колчедан) FeS (железный
колчедан)
13 слайд

Печь для обжига в «кипящем слое»
воздух
огарок
Водяной
пар
вода
пирит
Печь цилиндрическая,
выложена огнеупорным
кирпичом. Пирит подаётся непрерывно. Температура
в печи 850-1000 С.
Мощность печи
200 и более тонн пирита в сутки.
14 слайд

Очистка печного газа.

С
Печной газ
циклон
электрофильтр
Сушильная башня
Концентрированная
серная кислота
15 слайд

Окисление оксида серы (IV)
Теплообменник
Контактный аппарат
Подогретый
газ
Газ из контактного
аппарата
Высота контактного
аппарата 19 м, диаметр 9 м. Температура в печи
450-500 С. В аппарате
не менее 5-7 полок с
катализатором. Газ
должен быть очищен от окиси мышьяка, который является ядом
и отравляет катализатор
снижая его активность.
16 слайд

Получение серной кислоты.
Сверху в башню подается 98% серная кислота, для того чтобы не образовался туман, который может быть вынесен в
атмосферу. Для увеличения поверхности соприкосновения газа и жидкости, башню
заполняют насадкой – керамическими
кольцами. Чтобы стенки башни не разъедались кислотой, их обкладывают изнутри кислотостойким кирпичом.

Поглотительная башня
H2SO4
SO3
17 слайд

Основной химический процесс:
1. Обжиг сырья:
4 FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
2. Окисление оксида серы (IV) :
2SO2 + O2 = 2SO3
3. Абсорбция оксида серы (VI)
SO3 + H2O = H2SO4
Вспомогательные вещества: H2SO4 (98%), V2O5.
18 слайд

Общие принципы
производства:
-производство непрерывное;
-обжиг руды ведётся в
«кипящем слое»
-теплообмен;
-противоток;
-часть продукта
возвращается обратно
в процесс производства.
Основной продукт:
Олеум – высококонцентрированная
серная кислота.
19 слайд

Производство серной кислоты в Казахстане.
73,4% серной кислоты производится из отходящих газов цветной металлургии;
26,6% серной кислоты производится из серного колчедана;
На сегодняшний день серная кислота производится двумя компаниями - «Казахмыс» и «Казцинк»;
В Степногорске Акмолинской области запущен новый завод по производству серной кислоты(2009 г.). Мощность завода составит 400 тысяч тонн продукции в год;
Осуществляется строительство завода по производству серной кислоты мощностью 500 тысяч тонн в год в Жанакорганском районе Кызылординской области (закладка фундамента 31.08.2009 г);
20 слайд

Предприятия по производству серной кислоты.
21 слайд

Закрепление знаний
1. Первые заводы по производству серной кислоты появились

2. Башня, в которой очищается печной газ с помощью центробежной силы называется
А) в начале XVIII века
Б) в середине XVIII века

В) в конце XVIII века

Г) в начале ХХ веке
В) поглотительная башня

Г) сушильная башня

Б) электрофильтр
А) циклон
3. Башня, в которой происходит окисление сернистого газа до
серного ангидрида называется
А) сушильная башня
Б) печь для обжига в «кипящем слое»
В) поглотительная башня
Г) контактный аппарат
22 слайд

4. Олеум имеет концентрацию

А) 100%
Б) 95 %
В) 92,5 %
Г) 98,3 %
23 слайд

5. В Степногорске Акмолинской области запущен завод по производству серной кислоты

А) в 2008 году
Б) в 2009 году
Г) в 2007 году
В) в 2010 году
6. Кислотные дожди образуются из-за присутствия в атмосфере
газов
А) CO2 и N2O
Б) CO и N2O3
В) O2 и N2
Г) SO2 и NO2
24 слайд

7.Установите соответствие
25 слайд

Применение серной кислоты.
H2SO4
H2SO4
«хлеб» химической промышленности
Получение кислот
Очистка
нефтепродуктов
Очистка
сахара и
растительного
масла
Осушение
газов
Производство
соды и
минеральных
удобрений.
Изготовление
взрывчатых
веществ
Производство
оргвеществ
В металлургии
В
машиностроении
26 слайд
27 слайд

Серную кислоту необходимо транспортировать аккуратно, в противном случае это может привести к гибели людей, загрязнению атмосферы, гидросферы, литосферы.
28 слайд

С экологической точки зрения, получение серной кислоты –
это «грязное» производство, которое приводит к нарушению
здоровья человека, загрязнению атмосферы, гидросфера, литосферы.
H2SO4
SO2 поступает
в атмосферу из топок при
сжигании угля.
Выходящие из
абсорбционной башни газы содержат SO2

Образуются
кислотные дожди
Закисляется почва
Разрушаются памятники
архитектуры
Из отстойников
испаряется с водой
серная кислота.
Подкисленная вода
сбрасывается в
природные
источники
Смог в безветренную
погоду накрывает
города.
29 слайд

Это интересно…
В Колумбии есть река Эль-рио-Винегре (пер. «кислая»), вода в ней настолько кислая, что не водится никакая рыба (в1л воды- 11 г конц. серной кислоты).
В Индонезии на вершине потухшего вулкана есть 3 небольших озера: одно наполнено ярко-красной водой, второе – голубой, третье – молочно-белой. Красное содержит ионы железа, в двух других растворены в разных концентрациях соляная и серная кислоты.
Самым "мертвым" является не Мертвое море, а озеро Смерти на острове Сицилия. На его берегах нет никакой растительности, а всякое существо, которое попадает в него, гибнет. Со дна озера бьют два источника концентрированной серной кислоты и отравляют воду.
30 слайд

В кратере вулкана серная кислота
31 слайд

Благодарю
за внимание!

Краткое описание документа:

В материале предложена методическая разработка урока, дополнительные ресурсы и презентация. Урок запланирован по кембриджской программе с использованием семи модулей. Изучение темы происходит самостоятельно в группах. Используются самооценивание, взаимооценка, формативное и суммативное оценивание. Урок построен на использовании ИКТ.

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 672 286 материалов в базе

Найти материалы

Скачать материал

Другие материалы

zip

Календарно-тематический план общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования по профессии 26.01.11 «Машинист-котельный судовой»

19.12.2020
401
1

zip

Календарно-тематический план общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования по профессии 26.01.01 «Судостроитель-судоремонтник металлических судов»

17.11.2020
286
1

zip

Календарно-тематический план общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования по профессии 08.01.10 «Мастер жилищно-коммунального хозяйства»

17.09.2020
300
0

rar

Рабочая программа общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования по профессии 21.01.13 «Проходчик»

11.08.2020
402
0

zip

01.08.2020
295
0

zip

28.06.2020
244
0

zip

16.06.2020
265
0

rar

Календарно-тематический план общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования по профессии 23.01.01 «Оператор транспортного терминала»

15.06.2020
226
0

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Скачать материал
- 12.02.2020 2596
- RAR 9 мбайт
- 80 скачиваний
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Смирнова Ирина Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Смирнова Ирина Сергеевна
- На сайте: 3 года и 4 месяца
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 69640
- Всего материалов: 225