Учителю
Интегрированный урок по теме 'Производство серной кислоты'.

Интегрированный урок по теме 'Производство серной кислоты'.

Автор публикации: Иванова Н.А.

Дата публикации: 16.09.2015

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ХИМИИ, ЭКОЛОГИИ

«ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ».

Дата проведения: февраль 2012

Место проведения: каб.210

Оборудование: таблица «Производство серной кислоты», концентрированный и разбавленный раствор H₂SO₄, горшок с цветком, зонт, ИКТ- оборудование.

Цель: ознакомить учащихся с производством серной кислоты, с технологическими процессами; указать значимость этого производства; рассмотреть экологическую сторону процесса производства.

Ход урока:

I. Организационный момент. Урок начинает учитель химии.

Здравствуйте, ребята, садитесь. На прошлых уроках мы знакомились с соединениями серы. Давайте вспомним эту тему и выполним самостоятельную работу.

II. Проверка домашнего задания.

Через проектор на экран выведено задание: Найдите соответствие между определениями и понятиями:

сернистый газ а) II, IV, VI
высший оксид серы б) порох
химический характер соединений серы в) гидросульфиты, сульфиты
серная кислота г) 98 а.е.м.
газ с запахом тухлых яиц д) SO₂
газ с запахом жженых спичек е)гидросульфиды, сульфиды
молекулярная масса серной кислоты ж) SO₃
аллотропные модификации серы з) H₂SO₄
В Китае серу использовали для производства и) сильная, 2х-основная, кислородная
в средние века серу жгли чтобы «прогнать» к) кислотный
валентности серы л) гидросульфаты, сульфаты
номер и атомная масса серы м) H₂S
соли сероводородной кислоты н) чуму, холеру
соли сернистой кислоты о) сера кристаллическая, пластическая
соли серной кислоты п) 34 а.е.м.

р) 16; 32 а.е.м.

III. Изучение новой темы.

Серную кислоту называют хлебом химической промышленности. Как вы думаете, почему?

(Следуют варианты ответов ребят). Правильно. Серная кислота настолько важна в том смысле, что на ее основе получают множество других, не менее ценных, химических продуктов. Поэтому серную кислоту получают в промышленных масштабах, в больших количествах. Сегодня я познакомлю вас с макетом производства серной кислоты. Посмотрите на доску, обратите внимание на план. На уроке мы должны рассмотреть следующие вопросы.

Любое химическое производство основывается на некоторых общих принципах - выбор сырья, выбор химических реакций, наличие аппаратов, выбор оптимальных условий производства. И под конец- серная кислота-это активное химическое соединение, производство которого должно учитывать и экологический фактор безопасности.

Начнем.

Вопрос 1. Выбор сырья для производства. Сырьем для производства серной кислоты служит чистая сера или серосодержащие горные породы и минералы, чаще всего это пирит FeS, или цинковая обманка ZnS ( учитель демонстрирует минералы из коллекции).

Вопрос 2 и 3. Разберем совместно. Для получения серной кислоты необходимо проделать следующие химические реакции (учитель просит ребят посмотреть на доску и переписать схему превращений):

S, FeS  SO₂SO₃H₂SO₄

Разворачивается экран и демонстрируется таблица.

Производство серной кислоты состоит из 3 стадий:

Оптимальные условия для проведения химических реакций- это условия, при которых на производстве достигается максимальный выход продукта.

1.сжигание сырья до выделения газа SO₂

Высокая температура, измельчение сырья для увеличения площади реагирующих веществ, «кипящий слой», применение вихревого движения воздуха, электротока.

2. окисление газа SO₂ до газа SO₃

Низкая температура, повышенное давление

3. растворение газа SO₃ в воде для получения H₂SO₄

Теплообмен, циркуляция производства, растворение газа в концентрированной серной кислоте.

Вопрос 4. Очень интересный вопрос, связанный с устройством и работой аппаратов. Посмотрите на таблицу. Вот этот рисунок примерно показывает всю сложность технологического процесса. Всего аппаратов 7. Все они башенноподобные, размером примерно в высоту 60 метров (примерно с 24 -этажный дом!), в диаметре- 4-5 метров. Все аппараты закрытые, нет доступа к воздуху.

1 аппарат- ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА в «кипящем слое». Сюда поступает предварительно измельченное сырье, оно начинает гореть, выделяется газ SO₂. Газ перегоняют в следующий аппарат- ЦИКЛОН. Здесь создается вихревое движение воздушно-газовой смеси, под действием центробежной силы частицы грязи оседают на дно аппарата, газ SO₂ очищается частично от примесей. 3 аппарат- ЭЛЕКТРОФИЛЬТР- оборудован решетчатой структурой, на который подается ток. При прохождении газа SO₂ через электролизированное поле мельчайшие частицы пыли оседают на эту решетку, газ полностью очищается от примесей. 4 аппарат - СУШИЛЬНАЯ БАШНЯ - призван для осушки газа SO₂ от водяных примесей. Поднимающийся кверху газ поливают самой концентрированной серной кислотой, она растворяет в себе излишки воды и, таким образом, газ SO₂ высушивается. При растворении серной кислоты в воде выделяется огромное количество теплоты, слишком высокая температура может снизить ход химической реакции, сместить химическое равновесие в обратном направлении, поэтому на пути горячего газа SO₂ поставили аппарат -ТЕПЛООБМЕННИК. Проходя через металлическую решетчатую холодную конструкцию газ SO₂ охлаждается и проходит в аппарат - КОНТАКТНЫЙ. Это самый важный аппарат во всей цепочке, здесь происходит окисление газа SO₂ в SO₃ , без этого этапа невозможно получить серную кислоту. Далее газ SO₃ проходит через ТЕПЛООБМЕННИК и забирает некоторое количество теплоты и далее следует в ПОГЛОТИТЕЛЬНУЮ БАШНЮ. Здесь, судя по химической схеме, газ SO₃ должен быть растворен в воде, но его растворяют в самой концентрированной серной кислоте. Получается продукт- ОЛЕУМ - обогащенная концентрированная серная кислота, которую увозят на склад или к потребителю.

ПОЧЕМУ ТАК ДЕЛАЮТ?

Потому что при растворении горячего газа SO₃ в холодной воде появился бы риск получения сернокислотного тумана, который легко бы разрушил конструкцию аппарата и вышел в окружающую атмосферу.

К ЧЕМУ ЭТО МОЖЕТ ПРИВЕСТИ?

Дадим слово учителю экологии ( учитель экологии выходит под раскрытым зонтом).

Здравствуйте, ребята. Как вы думаете, почему в настоящее время человек не может просто так прогуливаться под дождем? (Следуют высказывания детей). Правильно. Потому что любой дождь, идущий на Земле уже можно считать КИСЛОТНЫМ. Как образуются кислотные дожди? (Следует показ и комментарий презентации об образовании кислотных дождей).

Именно промышленные газы - оксиды серы и оксиды азота являются основной причиной возникновения кислотных дождей. Как сейчас рассмотрели и сказали, что недопустимо образование сернокислотного тумана и выделения его в окружающую среду. При попадании газов в воздух происходит их взаимодействие с водяными парами, образование кислот и выпадение их на Землю дождем. Кислотные дожди наносят огромный ущерб окружающей среде- страдают зеленые растения, почвенный покров, животные; разрушаются здания, памятники культуры, страдает техника. Человек рискует получить кожные высыпания, язвы , выпадение волос.

Проследим действие растворов серной кислоты на лист здорового растения. (ОПЫТ:

На лист растения наносится капля разбавленной и концентрированной кислоты, в случае разбавленного раствора видимых изменений не происходит. В случае концентрированной серной кислоты лист на глазах темнеет, буреет, появляется пожухлое пятно).

Итак, вы сами убедились на опыте в разрушительных свойствах серной кислоты.

IV. Закрепление материала- беглый опрос:

- Из какого сырья получают серную кислоту?

-Сколько стадий в производстве?

- Какие условия называются оптимальными?

- Работа какого аппарата самая важная?

-Что такое -сернокислотный туман? Как он образуется?

- Что такое-олеум?

- Что называется кислотным дождем? Как он образуется?

V. Рефлексия.

-Что нового вы узнали о серной кислоте?

-Как вы думаете, какие профессии нужны на производстве серной кислоты?