专题4 硫、氮和可持续发展 第一单元 含硫化合物的性质和应用教案（3） 苏教版必修1

第二课时   硫酸的制备和性质

[引入] 硫酸是化学工业中最重要的产品之一，具有相当广泛的用途。甚至有人认为可将硫酸的消费量视为一个国家工业发达水平的一种标志。有消费就要有产出。目前，我国硫酸的年产量已达一千多万吨，位居世界前列。这么多硫酸是通过什么方法制备的呢？这就是我们今天这节课要给大家介绍的主要内容。

提问：（1）要制得硫酸，先要得到哪种物质？

（2）要制得三氧化硫，先要得到哪种物质？

（3）用什么原料可以制得二氧化硫？

[分析 ]FeS₂   SO₂   SO₃    H₂SO₄

S

 [ 板 书 ] 一、反应原理（学生回答）

（1）燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫;

（2）使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫;

（3）再使三氧化硫和水化合而生成硫酸。

提问 ：工业上根据以上原理来制备硫酸需要哪些原料？要经历哪几个生产阶呢？分别

需要什么设备？

阅读、回答：（略）

[ 整理、板书 ] 二、生产过程

1.二氧化硫的制取和净化

S + O₂ == SO₂ （优点：成本低，对环境污染少）

4FeS₂+11O₂==2Fe₂O₃+8SO₂ （分析、配平）（我国：污染较大）

设备： 沸腾炉（平面示意图）

[ 解说 ]沸腾炉的特点。

[ 提问 ] （1）送进沸腾炉的矿石为什么要粉碎成细小的矿粒？

（2）从沸腾炉里出来的气体叫炉气，炉气成分有哪些？

能否直接进入下一生产阶段，为什么？如何净化？（略）

[ 过渡 ] 通过净化后的混合气体主要含有二氧化硫、氧气和氮气，进入第二生产阶段。

[ 板书 ] 2 .二氧化硫氧化成三氧化硫   2SO₂ + O₂ = 2SO₃

          设备：接触室（平面示意图）

[ 解说 ] 在接触室内有上下两层催化剂和位于中间的热交换器。

热交换器的工作原理：

把反应时生成的热量传递给进入接触室需要预热的二氧化硫和氧气，并冷却反应后生成的三氧化硫，使冷热气体之间进行热量的交换即能量的交换。在进行热量的交换时。冷的气体从空心管道间穿过，热的气体从空心管道内通过。预热过的二氧化硫和氧气从顶部进入接触室，在催化剂的表面反应生成了三氧化硫。

由于二氧化硫和氧气是在催化剂的表面接触时起反应的，因而将这种制备硫酸的方法称为接触法。

[ 提 问 ] 从接触室中出来的混合气体中除了有三氧化硫以外，还混有哪些气体呢？

学生：主要是三氧化硫、氮气，还有少量未反应的二氧化硫、氧气，进入下一阶段。

[ 板 书 ] 3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成   SO₃ + H₂O ==H₂SO₄

设备：吸收塔（平面示意图）

吸收剂：98.3%的浓硫酸

说明：98.3%的浓硫酸吸收了三氧化硫以后，浓度将增大，可用水或稀硫酸稀释，制得各种浓度的硫酸。

提问：从吸收塔上部导出的尾气成分有哪些？能否直接排入大气？如何处理？

过渡：由于二氧化硫的危害如此之大，因而在尾气排入大气之前要经回收、净化处理，以防止二氧化硫污染空气并充分利用原料。

提问：可利用什么物质来吸收二氧化硫？

SO₂+2NH₃+H₂O=(NH₄) ₂SO₃

(NH₄) ₂SO₃+SO ₂+H ₂O=2NH₄HSO₃

(NH₄) ₂SO₃+ H ₂SO₄=(NH₄) ₂SO₄+SO ₂↑+H ₂O

2NH₄HSO₃+ H ₂SO₄=(NH₄) ₂SO₄+SO ₂↑+2H ₂O

 [ 介 绍 ] 尾气被浓氨水吸收后得到亚硫酸铵及亚硫酸氢铵，再利用复分解反应放出二氧化硫，经富集浓度可达95%以上，可以重新进入接触室加以再利用，同时生成的硫酸铵是一种氮肥。

[电脑展示] 接触法制硫酸的完整过程

 [ 小 结 ]

提问：1、稀硫酸可与什么物质反应？体现了稀硫酸的什么性质？

回忆：酸的通性。

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