硫酸的教学设计

硫酸的教学设计（精选8篇）

篇1：硫酸的教学设计

对浓硫酸与稀硫酸比较的探究教学

郭君瑞台州市 温岭中学，设计构想

高中化学新课程非常强调课堂教学要使学生在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三方面得到统一和谐的发展。为有效落实新课程理念，我们进行了相当长的探索与实践，并结合自身的特点，形成了化学课堂教学设计的基本策略，即“围绕一个核心、贯穿两条主线、遵循三个原则”。所谓“围绕一个核心”即教学设计要以促进学生的发展为核心。“贯穿两条主线”指的是课堂教学设计要紧紧围绕“三维目标”，正确处理好知识主线和能力主线的关系，使两者相益得彰；要体现以知识为载体，对学生进行能力训练，进一步提高学生的科学素养和人文素养。所谓知识主线是根据学生的认知特点和教学内容来重新优化组织和设计的一系列知识点。能力主线是由这些知识点的能力价值构成的，并让学生在获取知识、应用知识解决问题的过程中使能力得到充分发展的教学环节。若以人教社化学教材中的“硫酸”为例，则该课的知识主线可简单地表示为硫酸的用途→物理性质→吸水性→脱水性→强氧化性→知识网络，这中间也胶连着稀硫酸与浓硫酸性质上的差异；能力主线为问题情境→提出猜想与假设→设计实验方案→实施实验方案→讨论与评价→得出结论。“遵循三个原则”指的是化学教学设计要充分体现可行性原则、互动性原则和系统性原则，从而从真正意义上提高课堂教学的有效性，激发学生学习的兴趣，增强学生学习的主动性、自主性和创造性。教学目标

（1）知识与技能：①了解浓硫酸的物理性质、吸水性、脱水性和强氧化性；②知道浓硫酸与稀硫酸性质上的差异，初步学会浓硫酸与稀硫酸的鉴别方法；③初步学习化学实验方案的设计与评价。

（2）过程与方法：①初步学会运用观察、实验、查阅资料等手段获取信息，并运用比较、归纳等方法进行信息加工；②经历浓硫酸的强氧化性的探究过程，初步学会科学探究的基本方法。

（3）情感态度与价值观：①通过浓硫酸强氧化性的探究，了解量变质变规律及现象与本质的关系，养成务实求真的科学态度；②通过实验、讨论与交流，体验科学探究的乐趣，增强学习的主动性。教学策略

硫酸这一节的知识重点是浓硫酸的强氧化性，知识难点是脱水性与强氧化性；能力培养的重点是观察能力、思维能力和解决问题能力，能力培养的难点是过程分析中的逻辑推理能力。对学生来说，他们已初步掌握了酸的通性、浓硫酸的吸水性、脱水性和氧化还原反应原理等基础知识，以及试管、酒精灯等常见仪器的使用，但基于高一学生的学习水平和开展探究学习所需的一些基本技能，我们认为硫酸这一节的教学应是教师引导下的探究学习、小组合作学习和讲授法的有机统一。教学过程中采用的主要策略有：

（1）以探究的方式开展学习，通过创设问题情境和提供相关材料，启发学生主动思考，帮助学生形成良好的思维方式，领悟形成知识结论的科学方法和科学态度。教学中演示实验与学生自主实验相结合，坚持以学生为本，突出过程分析，即教学过程不只是关注学生掌握知识结论情况，而是更关注学生对知识形成过程的探索与理解，让学生自已去观察、比较、分析，自已去发现新知，得出结论。

（2）开展小组合作学习。合作学习发生在学习过程的始终，给学生提供更多的交流讨论的机会和空间。鼓励学生从多个角度提出问题，寻找尽可能多的答案，给予他们足够多的时间进行思考，不要过早地予以中止；给学生创造展现的机会，即让他们展现学习结果，展现能力，展现个性，让学生在得到展现的满足中认识自我、规范自我、评价自我、发展自我。

（3）教学中教师是一位协作者、帮助者和指导者，并依据反馈信息，通过启发、暗示等方法调控教学进程。

（4）在评价方式上，既关注学习结果，又关注学生在学习活动中的表现。

（5）运用多媒体技术进行教学，让各种情境、实验的微观现象生动活泼地展现在学生面前。教学过程

4．1复习旧知 引入新课

投影：硫酸的用途（实物图片）

学生：根据图片实物叙述硫酸的用途

师问：1．现有两瓶等体积的20%的稀硫酸与98.3%的浓硫酸，请问它们在组成和物理性质上有何不同？

2．有哪些方法可区分上述两瓶硫酸？

3．稀硫酸能否变成浓硫酸？具体有哪些方法？

学生活动：（1）观察两瓶等体积的硫酸样品，比较两者的粘度，掂一下两者的质量。

（2）相互间交流讨论，对上述问题尝试作出解释。

师生讨论后归纳：

投影：

（一）硫酸的物理性质与组成4．2 对照实验 体验差异

启发：既然浓硫酸与稀硫酸在组成与物理性质上有较大的差异，那么，在化学性质上是否也存在一定的差异呢？

投影：（1）分别将浓硫酸、稀硫酸滴入盛有硫酸铜晶体的试管中。

（2）用玻璃棒将浓硫酸、稀硫酸分别点在蓝色石蕊试纸和火柴梗上，观察实验现象，并分析其原因。

学生活动：同学两人一组，按上述要求完成实验。教师巡视，对有困难的同学给予指导帮助。

师问：哪一组同学来汇报实验现象，并作出解释？

学生：在硫酸铜晶体中加入稀硫酸，硫酸铜溶解，溶液呈蓝色；加浓硫酸的晶体由蓝色变为白色，这是由于浓硫酸具有吸水性之故。蓝色石蕊试纸遇稀硫酸显红色，遇浓硫酸变黑；火柴梗遇浓硫酸变黑，这是由于浓硫酸具有脱水性。

追问：浓硫酸的吸水性与脱水性有何本质区别？

学生：略

讲述：2002年大学生用浓硫酸伤熊事件，强调浓硫酸的腐蚀性。

投影：

（二）浓硫酸的特性

1．吸水性：吸收水分子的性质。

2．脱水性：被脱水物没有现成的水分子，而是将被脱水物中的氢氧元素按水的组成比脱去的性质。

4．3 引导探究 提升素养

提出问题：较活泼的金属如Al、Zn、Fe等与稀硫酸作用会产生H2，若将稀硫酸换成浓硫酸将又怎样？也就是说浓硫酸是否有氧化性？

猜想与假设：（1）若硫酸中的氢元素得电子应有H2产生；若硫酸中的硫元素得电子，可能生成SO2、S或硫化物等。

（2）铝得氧成为氧化铝，再与硫酸反应生成硫酸铝。

投影：（1）将长约25cm的铝片一端先在浓NaOH溶液浸一会儿，取出用蒸馏水冲洗，再插入盛有浓硫酸的试管中，观察现象，并作出解释。

学生活动：实验，观察现象，尝试解释。

学生1：无现象，Al与浓硫酸不反应。

学生2：可能发生了化学反应，只不过现象不明显。

查阅教材：常温下，铝与浓硫酸作用首先形成致密的Al2O3薄膜，阻止Al与浓硫酸继续反应，这个现象叫钝化。

讨论：根据氧化还原反应原理，分析金属铝与浓硫酸反应的得失电子情况。结论：常温下铝、铁遇浓硫酸会发生钝化，用它们做的容器可贮运浓硫酸；钝化是一种化学变化；在加热条件下铝、铁均可与浓硫酸发生化学反应；反应中浓硫酸中的+6价S得电子，显示氧化性。

提问：浓硫酸的氧化性强弱如何？其还原产物又是什么呢？

引导学生分析推理，并由此设计实验方案：（选择还原性较弱的金属铜）

（1）分析可能的还原产物和氧化产物：H2SO4→SO2、S或硫化物；Cu→CuO→CuSO4。

（2）根据反应物、反应的条件及可能的产物选取发生装置、判断可能的实验现象、还原产物的检验和如何防止可能的还原产物对环境的影响。

学生分组实验：2人一组，按讨论得到的实验方案完成Cu与浓硫酸反应的实

验，允许有其它不同的实验方案并存。观察实验现象，相互交流并得出结论。

小组汇报：（1）常温下无明显现象，加热后能反应

（2）铜片表面有黑色物质出现（可能是什么物质，能否用简单的实验加以验 证？）

（3）试管内有酸雾产生（新问题：这又是怎样产生的？）

（4）品红溶液褪色（新问题：是什么物质？是什么元素得电子？）

（5）上层溶液加到水中变蓝色

（6）底部有白色晶体生成（新问题：这是什么物质？如何证明是无水硫酸铜呢？既然有水生成，为什么硫酸铜不变蓝？）

讨论：（1）整个过程中发生了什么反应？化学反应应如何表示？浓硫酸显示了什么性质？

（2）若铜过量，硫酸是否会被完全消耗？ 如果是足量的Zn与浓硫酸反应，则情况又将怎样？

结论：（1）浓H2SO4具有强氧化性。加热时能与绝大多数金属反应（Pt、Au

除外），一般还原产物为SO2，常温时Al、Fe遇浓H2SO4会产生钝化。

（2）浓硫酸为氧化性酸，稀硫酸为非氧化性酸，且氧化性：浓H2SO4＞稀H2SO4。

4．4 联系实际 综合创新

讲述：浓硫酸除了与金属单质反应外，在加热条件下能与非金属单质如C、S等发生氧化还原反应。如：C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O

演示：按下图要求完成实验，要求学生仔细观察实验现象，并作出解释。

交流讨论：（1）装置A、B、C、D、E中各有什么现象？并说出B、C、D、E中各试剂的作用。什么现象能说明产生的混合气体中含有CO2。

（2）蔗糖与浓硫酸混合后，形成疏松多孔的海绵状的炭，同时可闻到刺激性气味，请问原因是什么？整个过程中浓硫酸显示了哪些性质？

（3）请用化学方程式表示A中发生的化学反应。

（4）若只用A、C、E能否同样能证明它们反应的产物？请说明理由。学生分析讨论略。

小结：浓硫酸具有强氧化性，除了能与金属单质反应外，还能将非金属单质（如C、S等）、某些化合物（如S2—、I—、Br—等）氧化。

4．5 依据规律 系统整合讲述：今天，我们用两类不同的还原剂验证了浓硫酸的强氧化性，请大家依据性质与用途的相互关系，构思这一节课的主要内容。

投影：

篇2：硫酸的教学设计

新桥中学

韩旭光

一．学习目标

1．知识与技能

知道工业上生产硫酸的基本原理；了解农硫酸的特性和应用

2．过程与方法

体会用科学探究的方法进行学习

3．情感态度与价值观

形成科学的价值观和实事求是的科学态度，激发学生创新的潜能，培养学生的合作精神

二．教学重点、难点

重点：浓硫酸的特性（吸水性、脱水性、强氧化性）难点：浓硫酸的氧化性 三．教法分析

本节课教学时，要把握好初中、高中有关硫酸知识的衔接，应用所学化学理论，借助实验手段，引导学生在回顾知识和对比实验中发现新问题，探究新问题。通过实验探究和思维辨析，培养学生的探究能力和思维品质。所以，本节课应突出以下特点：以实验为基础，引发认知冲突；以思维为核心，开展问题探究；以学生为主体，促进知识内化。四．相关知识储备

初中学过稀硫酸具有酸的通性：可以使酸碱指示剂变色；可以与活泼金属、金属氧化物、碱等发生化学反应。浓硫酸溶于水放出大量热；可干燥气体；可使纸、布等脱水碳化。五．教学过程

教学程序分为五个板块，由三个对比实验、一个探究实验、一个验证实验和一个综合实验组成。1．知识衔接，引入新课 教学活动：

（1）引导学生回顾初中硫酸知识。

（2）导出新课，引导学生阅读教材关于硫酸的工业制法相关内容。（3）引导归纳硫酸的工业生产原理和设备。学生活动

（1）观察硫酸样品：浓、稀硫酸均为无色液体，浓硫酸呈粘稠状。

（2）集体回顾：硫酸具有酸的通性。浓硫酸溶于水放出大量热；可干燥气体；可使纸、布等脱水“炭化”等。

（3）归纳出硫酸的工业生产原理和设备。设计意图：

介绍硫酸用途，发学习兴趣，回顾已学知识，为探究学习知识铺垫。2．板块一：实验对比，揭示矛盾 教师活动：

分配任务、指导实验。安排各实验小组分别完成浓、稀硫酸与蓝色石蕊试纸、硫酸铜晶体和铝片对比实验。学生活动： 对比实验，各实验小组按所布置的任务分别完成浓、稀硫酸与蓝色石蕊试纸、硫酸铜晶体和铝片对比实验，并介绍各自实验的不同现象。

设计意图：

通过对比实验，使学生发现问题，产生认知冲突，确定探究目标。3．板块二：实验分析，掌握区别 教师活动：

（1）组织实验分析：请各实验小组分别介绍浓、稀硫酸分别与蓝色石蕊试纸和硫酸铜晶体的实验现象，结合初、中所学知识，分析浓硫酸在反应所表现的特殊性质。

（2）组织性质讨论：试分析浓硫酸的吸水性和脱水性的本质区别。学生活动：（1）对比：

稀硫酸

蓝色石蕊试纸变红

硫酸铜晶体溶解 浓硫酸

边缘变红中心变黑

晶体表面呈现白色 结论

浓硫酸有酸性和脱水性

浓硫酸有吸水性

（2）吸水性：吸收物质中的水分子。

脱水性：按水分子的组成，脱去有机物分子中的H、O原子。

设计意图：

帮助学生形成脱水性和吸水性的概念，明确浓硫酸脱水性和吸水性的本质区别，培养思维辨析能力。4．板块三：实验探究，科学推测 教师活动：

（1）组织讨论：请各小组比较浓、稀硫酸与铝条的反应现象，并解释。（2）激疑：浓硫酸与铝条是否发生了化学反应？（3）导思：如何判断浓硫酸是否与铝条发生反应？请设计实验方案，并验证之。

（4）提问：请应用氧化还原知识和结构理论，分析浓硫酸中可能与铝反应的元素？

（5）提问：如何设计实验证实浓硫酸被金属铝还原的产物？

（6）讲述：用“钝化”解释在常温下铝、铁不与浓硫酸继续反应的原因，介绍钝化的应用。学生活动：

（1）回答：稀硫酸与铝条反应放出H2。因为稀硫酸中H+有氧化性、被铝还原为H2。浓硫酸与铝无明显现象。（2）争论：未反应，因为没有现象；

不一定，可能现象不明显。

（3）小组讨论，设计探究实验方案： A称量该铝条质量是否发生变化？

B将该铝条再投入硫酸铜溶液中观察是否有铜析出？ C将该铝条投入到稀硫酸中看是否有氢气产生？ ……

探究验证：将该铝条插入到稀硫酸中，与浓硫酸接触过的下段无变化。未与浓硫酸接触过的上段有气体产生。

结论：浓硫酸与铝条发生了化学反应。

讨论：根据氧化还原和结构理论，金属铝只有还原性，故可能是浓硫酸中＋1价的H和+6价的S被还原。由于铝在浓硫酸中无氢气放出，故可能是 2 浓硫酸中+6价的S被还原。

结论：浓硫酸中+6价的S有氧化性。

（2）讨论：设计探究实验方案，可尝试将溶液加热的方法，然后用品红溶液以及观察溶液是否有褪色现象的方法确定还原产物。

各小组分别完成探究实验：将铝片和浓硫酸加热，产生的气体使品红溶液退色。

结论：硫酸还原产物为SO2。

（3）思考：通过分析铝与浓硫酸反应，认识到反应条件对化学反应进程的影响。

设计意图：

选择铝片与浓硫酸的反应作为探究浓硫酸氧化性的切入点，通过组织学生讨论和设计实验方案，引导学生深入认识浓硫酸氧化性的本质。通过对浓硫酸氧化性的探究过程，使学生认识到“实验是检验真理的唯一标准”，培养学生的实验探究能力和实事求是的科学态度。5．板块四：实验深化，发展认识 教师活动：

（1）深入探究：如何通过实验手段判断浓硫酸中＋6价S与＋1价H的氧化性强弱？

（2）参考教材，请讨论铜与浓硫酸反应的验证性实验装置。

借助教材，组织讨论，并适时进行提示引导。如何选取发生装置？如何检验还原产物？如何避免环境污染？

（3）师生协作，演示实验，根据现象板书：2H2SO4+Cu==CuSO4+SO2↑+2H2O（4）讲述：

A反应中浓硫酸既体现了氧化性又体现了酸性； B引导学生了解酸的氧化性和氧化性酸的概念。学生活动：

（1）讨论与交流：假若浓硫酸能氧化金属活动顺序表中H后的金属铜，则能证明硫酸中＋6价S的氧化性强。（2）学生代表组装实验装置（见图1）（3）介绍实验现象： A品红溶液退色；

B最后试管底有黑色固体，取出黑色固体溶入水中，得蓝色溶液。（4）结论：

A浓硫酸的氧化性是＋6价S的氧化性，稀硫酸的氧化性是H＋的氧化性，是酸性；

B浓硫酸氧化性比稀硫酸氧化性强； C浓硫酸是氧化性酸。设计意图：

通过铜与浓硫酸的实验设计与讨论，进一步拓展和深化学生对以浓硫酸为代表的氧化性酸的认识，培养学生的实验分析和设计评价能力，促进探究性学习上升为理论指导的新高度。

师生共同总结并扩展延伸：

A浓硫酸在与金属的氧化还原反应中，均不放出H2;B浓硫酸还可以将某些非金属（如C、S等）氧化。

板书：C +..2H2SO4 ＝＝2SO2 + CO2 + H2O 6．板块五：实验拓展，总结内化

师生共同讨论，改进和完成浓硫酸与蔗糖的综合性实验：

为了清楚观察到蔗糖“炭化”现象，认识反应过程，准确检验反应产物，防止环境污染，将实验设计为密闭装置。学生代表操作实验并表述现象：

滴入浓硫酸后，烧瓶壁发热；蔗糖渐渐变成多孔疏松的黑炭；品红溶液退色；澄清石灰水变浑浊。教师活动：

（1）提问：分析实验现象，浓硫酸表现了哪些化学性质？

（2）引导小结：本节课你有哪些收获？试从知识、方法和认识上加以小结。（3）作业：略。

研究小组思考题：铜与浓硫酸反应过程中，曾出现黑色物质，可能是什么？ 学生活动：

（1）回答：整个反应过程中，浓硫酸表现了吸水性、脱水性和氧化性。方法：假设推断法、实验验证法、逻辑推理法、对比分析法。

认识：实验检验真理，本质决定表象，坚持严谨求是，加强交流合作。设计意图：

将蔗糖与浓硫酸的实验改进为带有总结意义的综合实验，放到最后处理，是因为本实验可以全面体现浓硫酸的吸水性、脱水性、氧化性三大特征。对于巩固所学新知识，促进知识内化，提供知识应用能力、体现探究成功的乐趣，均有极其重要的作用。

教案反思：

篇3：废硫酸浓缩工艺的改进设计

为了解决废酸的污染和回收利用问题,国内外开发了很多工艺,如: 石灰中和法[2],氨中和法[3],膜分离法[4,5,6,7],扩散渗析法[7],真空浓缩法[8]等。其中,真空浓缩法是比较成熟而且工业应用也比较广泛的回收硫酸的方法,但是在浓缩过程中,管道堵塞问题,至今仍然是一个工业难题[9]。为了解决硫酸盐在废酸浓缩过程中的管道堵塞问题,本文首先做了本工艺相关的溶解度实验,探索在相似的溶液体系中各溶质的溶解度关系,然后再结合相关的实验数据探讨了改进工艺中废酸浓缩时的最佳结晶温度、结晶时间和一级循环酸的最佳加热温度和循环量,同时,本文还对该工艺进行了初步评估。

1芬兰废酸浓缩工艺简介及存在的问题

1.1工艺简介[10]

废酸浓缩的工艺流程有许多种,较有代表 性的是芬 兰Rauma - Repola废酸浓缩流程,来自钛白生产工艺浓度约20% 的废酸,经过三段真空浓缩,进入Fe SO4·H2O结晶器,然后再将固液混合物送入过滤机,其中滤渣是含水的Fe SO4晶体,而滤液是可以回用的浓缩酸。

1.2该类工艺存在的问题

虽然芬兰废酸浓缩工艺可以有效地解决钛白废酸处理问题,使得环境污染问题有所减轻,但是该工艺在实际应用过程中还是发生了很多问题: 由于一些较细的结晶物在一级蒸发浓缩过程堵塞换热器和管道,使得企业不得不停车,同时用高压水冲洗或更换热交换器来处理该问题[9]。这样不但使得容易损坏设备,设备利用率也降低了,而且也增加了废酸的处理成本。对于分离出的硫酸亚铁结晶体也采用堆放处理,造成了资源的浪费和环境污染。

要解决钛白废酸浓缩的问题,关键是要找出原工艺管道和设备堵塞的根本原因。设计出的新工艺不但能有效地将堵塞管道的结晶体尽可能分离出去,而且也选取了较为合理的预热范围,有效解决了管道和设备堵塞。如果能将分离出的硫酸盐结晶体进行再次利用,那么就能真正的实现 “无污染工艺” 和 “高效率工艺”,使得资源、能源的利用水平能够最大限度的提高,提高企业的自身经济效益,走可持续发展道路。

2废酸浓缩工艺的改进工艺

2.1废酸试样

废酸取自重 庆某钛白 公司,其组成为20. 01% H2SO4, 0. 10% Ca SO4,2. 23% Mg SO4,15. 72% Fe SO4,61. 84% H2O, 0. 10% 其它杂质未检测。由此可以看出,废酸主要含20% 左右的硫酸,其次是硫酸亚铁盐的含量相对较多。目前许多研究并没有对废酸中其他杂质在废酸浓缩过程中产生的干扰程度作出相关的解释和验证,因此本文在对废酸浓缩新工艺进行设计之前,先做了硫酸亚铁溶解度的实验以简化废酸体系。

2.2废酸浓缩体系简化

钛白废酸中硫酸镁的含量约3% ,而硫酸钙的含量几乎在0. 15% 左右[11]。所以在进行工艺设计时,需要获取硫酸亚铁在真实的废酸溶液中较为准确的溶解度数据作为基础。在实验之前,需要对废酸浓缩体系进行简化。

假设废酸在进行一级浓缩时,硫酸镁和硫酸钙都不从溶液中析出,然后测定硫酸亚铁的溶解度数据。实验主要采用溶解平衡法测定硫酸亚铁在废酸体系中的溶解度。

1反应原理

用已知浓度的高锰酸钾溶液来滴定硫酸溶液中的硫酸亚铁。其离子反应方程式为:

通过高锰酸钾溶液的消耗量就可以计算出饱和溶液中硫酸亚铁的溶解度。

测定硫酸亚铁的溶解度随温度的变化曲线。

2H2SO4- H2O系统中Fe SO4的溶解度曲线测定

通过相关溶解度实验的测定,我们绘制了Fe SO4在浓度为w = 20% 和w = 35% 的硫酸溶液中的溶解度,所得结果如图1所示。

通过图2可知,在H2SO4- H2O体系中,当硫酸的质量浓度在20% ~ 35% 范围内时,硫酸亚铁的溶解度基本不受2. 33% 硫酸钙和0. 1% 硫酸镁的影响。因此在硫酸浓度较低的范围内 ( < 40% ) ,我们可以用Fe SO4- H2SO4- H2O简化体系代替复杂的废酸体系,从而通过分析硫酸亚铁溶解度同温度、硫酸浓度的关系而获取废酸浓缩的工艺条件。

2.3废酸浓缩的原理

2.3.1旧工艺管道堵塞的原因分析

在原工艺中,原料废酸的进料参数为 ω = 20% 左右,温度T = 25 ℃ ,常压,含有约15% Fe SO4,可知其为 饱和溶液[11]。当原料废硫酸和一级循环酸混合后,其浓度为28% 左右,温度为65℃ ,可知溶液成为过饱和溶液[11],在预热器内加热时,由于水分的蒸发和酸浓度的增大,此时溶液的过饱和度增大,大量的硫酸亚铁结晶体析出,沉积在换热器的列管内或者运输管道内,在很短的时间内,管道和设备就被堵塞,导致停车。

2.3.2应用溶解度原理法解决管道堵塞问题

运用溶解度原理法,将 “加热 - 闪蒸 - 结晶”三个过程分开来进行,从而解决管道的堵塞问题。具体过程如下: 考虑到硫酸亚铁在一段浓缩时,溶解度化比较大( 15% 下降到5% 左右) ,再结合一级浓缩酸中硫酸亚铁溶解度和温度的关系,原料废酸与一级部分浓缩酸混合,然后利用泵送入真空结晶器的闪蒸室。此时虽然酸浓度增加,但是混合后的酸液仍然是饱和溶液,不会有硫酸亚铁析出。同时,将一部分一级浓缩酸利用循环泵打入循环加热器,将其加热到一定温度范围内,通过减压阀在真空结晶器中进行闪蒸,这样就将加热和蒸发这两个过程分开在了两个设备中进行。

2.4废酸浓缩的改进工艺

2.4.1工艺流程

根据上述原理和实验数据,改进工艺流程图如图2所示。

整个工艺过程为连续操作,分为三个浓缩阶段[12,13]:

( 1) 将硫酸法钛白粉生产的一洗工序中产生的20% 左右的废酸送入斜板沉降池进行沉淀预处理,将处理后的废酸与过滤机过滤后流出的约35% 的一级浓缩酸混合后,再经进料泵送入真空结晶器的蒸发室进行闪蒸,绝对压力为33. 06 k Pa,闪蒸后一级浓缩酸进入真空结晶器的结晶室内进行结晶 ( 80 ℃ , 4 h) 。结晶之后的母液一部分经过循环泵,循环量为5倍原料量,送入加热器加热,当加热达到一定温度时,加热之后的废酸液通过减压阀再送入在真空蒸发结晶器的蒸发室,得到一级浓缩废酸的浓度为30% ~ 35% 。

( 2) 将部分浓缩至30% ~ 35% 的一级浓缩酸与闪蒸罐( 绝对压力为8 k Pa) 流出的二级浓缩酸混合后,经过泵送入加热器,闪蒸室中浓缩至65% 左右的部分废酸通过过滤机进行过滤,过滤后将其送入下一级浓缩。

( 3) 过滤后澄清的60% ~ 65% 左右的废酸液与闪蒸罐( 绝对压力为2 k Pa) 流出的三级浓缩酸混合后,经过泵送入加热器和蒸发室之间进行闭路循环,闪蒸罐中浓缩至80% 左右的部分硫酸送至液封槽,冷却 ( 50 ℃ ,4 h) 送入过滤机,过滤后澄清的80% ~ 85% 的成品酸送至成品酸槽,过滤后的固体产品送入结晶产物槽。

在工艺过程中,过滤得到的硫酸亚铁固体用浓度为5% 的稀硫酸洗涤净化,得到浓度大于90% 的硫酸亚铁成品,可以将其作为产品进行出售。

2.4.2废酸浓缩新工艺的设备选择

( 1) 真空结晶器的闪蒸罐选用内衬石墨的碳钢; ( 2) 加热器选用石墨列管式换热器; ( 3) 所有的泵,都选用FSB型氟塑料合金离心泵; ( 4) 冷凝器选用碳钢直接接触式冷凝器; ( 5) 聚四氟乙烯材料的皮带输送机; ( 6) 称氟管道。

3废酸浓缩改进工艺与旧工艺的比较

由于将35% 左右的一级循环酸的温度控制在80 ~ 140 ℃ 的范围内,那么Fe SO4溶解度为5% 左右,在加热和升温的过程中,由于酸浓度不变,硫酸亚铁的溶解度同时也没有显著变化,所以Fe SO4的结晶体不会析出堵塞管道。这也是解决设备和管道堵塞的改进工艺的理论依据。浓缩后的一级废酸通过真空结晶器的中央循环管流入结晶器的结晶室,在结晶室内通过结晶一段时间,过滤分离就可以除去70% 左右的硫酸盐。从而达到废酸浓缩除杂不堵塞管道的目的。一级浓缩酸经过二级浓缩,分离; 三级浓缩,结晶分离,就可以通过共沉淀的方式除去大部分硫酸盐,使其总浓度降至0. 5% 左右。

在采用原工艺浓缩废酸时,通常设备是运行3天,停车清理一天,这样设备的损伤较大,而且设备的利用率低。而新工艺可以有效的提高设备的利用率,延长设备的使用寿命,可以减少企业的维护和维修费用。

据报道,采用原工艺处理废酸的成本价为800元/t,通过初步估算改进工艺处理废酸,成本价为286元/t。按西部地区情况初步估算,对一套年处理3万吨钛白粉系统的废酸浓缩装置投资不超过800万元,估算出其静态回收期为3年,动态回收期为4。

4结语

废酸浓缩的改进工艺改进了原工艺中存在的几个严重问题,有效地解决了废酸在浓缩过程中由于酸浓度的增加导致硫酸盐产生过饱和析出而堵塞设备和管道的问题对实际应用有一定的可借鉴价值。本工艺流程简单,操作方便,原料利用率高、废物排放量少、经济效益明显,符合国家可持续发展的要求,值得推广使用。

注: 文中所涉及到的浓度指质量分数。

摘要：硫酸法生产钛白粉过程中会产生大量废酸,用传统的方法浓缩废酸时会导致管道和设备严重堵塞。本文分析了管道堵塞的原因,采用“闪蒸-结晶-加热”对原三效蒸发的第一效废酸浓缩工艺进行改进。通过在工艺过程中控制结晶温度,结晶时间和循环酸加热温度,就可以分离出大部分的硫酸亚铁,避免原料酸在加热蒸发过程中所导致的管道和设备堵塞问题。依靠可靠的实验数据所设计出来的新工艺,能够有效地控制管道的堵塞,提高设备的利用率,同时也可以减少污染,节约资源,值得推广和应用。

篇4：铜与浓硫酸反应实验的创新设计

关键词：铜与浓硫酸反应；实验设计

文章编号：1005-6629(2012)8-0048-02　中图分类号：G633.8　文献标识码：B

铜与浓硫酸反应的实验是中学化学教学的一个重要演示实验。为成功地做好该实验，有许多化学教师同仁对实验进行了有益的探索和改进，所介绍的实验方案中最大的亮点是设计了能够随意调控铜与浓硫酸的接触的方法，从而达到控制反应进程的目的。但从使用的情况来看，仍有美中不足，如存在装置复杂、准备繁琐、操作不便、实验现象不够明显等问题。为了达到绿色环保、现象明显、操作简便、能重复操作和有效调控反应进行等目的，笔者设计了新的如下实验装置。

1　实验用品

广口瓶、玻璃导气管、T形管、止水夹、橡皮塞、酒精灯、双球干燥管、铜丝、浓硫酸、NaOH溶液、品红溶液、蒸馏水。

2　实验装置

实验装置如图l所示。

双球干燥管通过T形管与广口瓶相连接；广口瓶(内装NaOH溶液)在实验时起到吸收尾气和充当装置底座的作用。T形管的上端连接一段带玻璃珠的乳胶管，通过操作玻璃珠的开关，可利用外界大气压来平衡实验装置内部的气压，防止倒吸。铜丝的一端从干燥管的出气管口伸入球泡B内，再设法把伸入端弯拆成一定角度使之能插入浓硫酸中。露在管外的铜丝和带有止水夹的乳胶管相连，包裹在乳胶管内的铜丝，借助铜丝与乳胶管内壁之间的摩擦力，可使铜丝固定在一定位置而不随意转动。

3　实验操作

(1)按图1所示搭建好装置，检验装置的气密性。

(2)广口瓶内加入适量NaOH溶液，在双球干燥管的球泡A内加入适量品红溶液，球泡B内加入适量浓硫酸。

(3)关闭止水夹，先用酒精灯加热干燥管球泡B内的浓硫酸(在加热浓硫酸时铜丝转向上，不和浓硫酸接触)，当浓硫酸加热到接近沸腾(此时可以看到试管中有大量气泡并产生白雾)时，用手指捏住乳胶管内的铜丝使之转动至铜丝向下与浓硫酸接触，反应立即发生，并产生大量气泡。

(4)当观察到品红溶液开始褪色时，转动铜丝向上与浓硫酸分离，同时撤掉酒精灯。在此过程中，如发现广口瓶内的NaOH溶液发生倒吸(沿导管缓慢上升)时，可立即挤捏玻璃珠让空气进入广口瓶中，防止溶液倒吸。

(5)当观察到干燥管球泡A内的品红溶液接近完全褪色，打开止水夹，用洗耳球从乳胶管口向装置内吹入空气，以排尽干燥管中的SO₂尾气让广口瓶中的NaOH溶液吸收。

(6)用酒精灯加热干燥管球泡A内褪色的品红溶液，溶液又恢复为红色，证明反应中产生的气体是SO₂。

(7)取出铜丝，浸入稀硫酸中，铜丝表面的黑色固体溶解，溶液变为蓝色，即Cu丝与浓硫酸共热时被氧化为CuO；取下双球干燥管，倒出管中的溶液，用滴管吸蒸馏水注入球泡B内附着的白色固体上，溶液变为蓝色，证明白色固体是无水硫酸铜。由此可推断出铜与浓硫酸反应方程式为：

Cu+H2SO₄(浓)=CuO+SO₂↑+H₂O(加热)

CuO+HzSO₄=CuSO₄+H₂O

4　实验优点

4.1　具有简约性

本实验中的广口瓶和干燥管均起到了一器二用(广口瓶内装碱液用于吸收有害气体，同时广口瓶又充当了整个装置的底座；双球干燥管的球泡分别用于铜与浓硫酸反应和验证SO₂使品红褪色的容器)的作用，实验所需仪器少，仪器组装简单，减轻了准备实验的负担。

4.2　具有可控制性

通过铜丝的灵活转动，可根据需要随时停止反应，避免药品浪费；通过乳胶管内的玻璃珠的开关，可平衡实验装置内部气压，从而能有效防止倒吸，让实验的安全性有了保障。

4.3　具有环保性

仪器的连接可保证装置的气密性完好，产生的SO₂，尾气能被广口瓶中的氢氧化钠溶液完全吸收，拆卸装置或换班实验时不会产生污染。

4.4　具有直观性

用双球干燥管作反应器，由于架设位置高，便于学生集中注意力清楚地观察管中的反应现象。

参考文献：

【1】普通高中课程标准卖验教科书化学1(必修)【M】.北京：人民教育出版社，2010：101

【2】王春.铜与浓硫酸反应的实验探究改进【J】化学教育。2009，(10)：58－59

【3】杨基松。几个创新设计和改进实验介绍【J】化学教学，2007，(5)：10－12.

篇5：硫酸的教学设计

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作者：

来源：化学教与学 2012年8期

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摘要：文章从运输浓硫酸槽罐车侧翻的真实案例引入课题，依托学案，通过实验设计全面系统地讲述了浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性。

关键词：浓硫酸；吸水性；脱水性；强氧化性

文章编号：1008-0546（201２）０8-0074-03

中图分类号：G６３3．8

文献标识码：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０8．０34

一、设计思路

以“3s”教学模式（引导学生关注生活、关注社会、关注实验，上述加点词的首字母均为s）为理论指导，主要以实验探究的方法，去归纳浓硫酸的物理性质和三大化学特性，最后通过工业运输浓硫酸采用铁罐车或铝罐车，培养学生学习化学学以致用的思想。整节课的教学设计都采用对比的方式，对比浓硫酸和稀硫酸的化学性质，活泼性不同的金属和浓硫酸反应情况的不同，加强学生对化学知识的理解和记忆。

二、教学目标

知识与技能：（1）认识稀硫酸的酸性，即H+的性质。

（2）知道浓硫酸稀释放热。

（3）了解浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性特性。

过程与方法：通过实验观察、分析，培养学生观察能力和思维能力，体会通过实验获得化学知识的过程。

情感态度和价值观：（1）通过学习进一步丰富非金属元素知识体系，巩固氧化还原反应的应用，不断提高学生的学科素养。

（2）通过教学，进一步建立化学与实验、生产、生活的联系，不断提高学生学习化学的兴趣。

三、教学过程

1.“走进浓硫酸”

【情境导入】录像：装运浓硫酸的槽罐车侧翻，消防官兵抢险的画面。

师：在刚刚录像中你得到哪些信息？

学生讨论后汇报：有些信息学生能利用现有的化学知识分析解释，但是有些信息学生无法解释：如为什么可用槽罐车装运浓硫酸？为什么要用水枪，防止出现火灾等。

设计意图：从身边发生的真实案例引入课题，学生容易接受；且在讨论过程中培养了学生归纳整理信息的能力，为后续深入探究浓硫酸的性质做好了铺垫。

2.浓硫酸的性质

（1）物理性质

【实验1】请一位同学用胶头滴管滴加少量浓硫酸于试管中，观察浓硫酸，试着归纳它的物理性质。（无色，摇动试管观察流动性可与水对比，试管口也没有白雾，说明浓硫酸难挥发，沸点高；介绍常见浓硫酸密度是1.84g/cm3，密度比水大）

【小结】浓硫酸的物理性质。

【提问】浓硫酸易溶于水，我们应该如何稀释浓硫酸？我能不能在浓硫酸中直接加水？

【学生思考后回答】稀释浓硫酸时：应将浓硫酸沿着容器壁缓慢地注入水中，并不断用玻璃棒搅拌，使产生的热量迅速扩散。

设计意图：以往在讲述物理性质时，很多时候采取的是直接介绍，一听就忘。而通过实验得到感性认识，这样才能印象深刻。

（2）化学性质

【实验2】黑面包实验（由学生仔细阅读学案上实验步骤后自己动手做实验）

现象：烧杯里蔗糖先白变黑，放出大量的热，生成的黑色物质呈黑面包状，有刺激性气味。

分析：蔗糖变黑，是蔗糖炭化变黑，这是由于浓硫酸的脱水性。

设计意图：让实验现象非常明显且有超强震撼力的黑面包实验，进一步调动学生的学习积极性，且黑面包实验综合体现了浓硫酸的三大特性。

①脱水性

浓H2SO4能使许多有机物（尤其是糖类，如纤维素、蔗糖等）脱水。反应时，浓H2SO4将有机物中的氢原子和氧原子按水的组成比（2∶1）脱去。

方程式C12H22O11■12C+11H2O

【设疑】黑面包试验中水的作用是什么呢？

【学生思考后回答】在黑面包实验中加水，是要利用浓硫酸溶于水释放的热量，相当于给反应加热了。

【讲解】浓硫酸很容易吸收以水分子形式存在的水，并和水反应生成水合硫酸且放出热量。这就是浓硫酸的吸水性。

②吸水性

【设疑】利用这一性质，浓硫酸有什么用途？

【学生讨论后回答】浓硫酸可做为气体干燥剂，并讲述出将浓硫酸装入洗气瓶中，气体导入时要注意长进短出。并引导学生联想到在实验室制备氯气过程中，制得氯气中有水蒸气，我们就是通过浓硫酸除掉其中水蒸气。

【设疑】刚刚学习了浓硫酸的脱水性和吸水性，两者有什么区别呢？

学生自我小结。

【过渡】刚刚我们闻到刺激性气味气体SO2从何而来呢？

【讲解】浓硫酸将蔗糖脱水炭化后，生成了单质碳，C进一步和浓硫酸反应生成了SO2气体。

在黑板上写出方程式，该反应常温下不反应，需加热。硫化合价降低，必定有元素化合价升高，炭被浓硫酸氧化生成二氧化碳气体，并引导学生配平。

C+2H2SO4（浓）■CO2↑+2SO2↑+2H2O

引导学生分析该氧化还原反应，浓硫酸是氧化剂，表现出氧化性，是由+6价硫体现出来的，为了和稀硫酸H+体现的氧化性相区别，我们称为浓硫酸的强氧化性。

③强氧化性

浓硫酸除了能氧化C外，在今后学习中我们还会学习到浓硫酸还能氧化其他非金属单质如S和P等。

【过渡】这里浓硫酸将炭氧化了，而炭是非金属单质，那么金属单质能不能被浓硫酸氧化呢？我们找一个常见的金属单质铜。

【提问】根据初中所学知识，铜能和稀硫酸反应吗？（不能）

【追问】为什么？

【学生回答】因为在金属活动性顺序表中，铜在氢的后面，所以铜不能将氢气置换出来。

【实验3】铜和浓硫酸加热下的反应，并将产生的气体分别通入品红溶液和紫色石蕊试液中，最后通入NaOH溶液吸收尾气。

【板书】Cu＋2H2SO4（浓）■CuSO4＋SO2↑＋2H2O写出方程式，让学生配平，并用单线桥表示该氧化还原反应。

篇6：硫酸教案设计

课题 《硫酸》化学（农林牧渔类）

硫 酸

教材分析:

本节内容主要介绍硫酸的性质，涉及到浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性。硫酸作为三大强酸之一，是高中化学的一个重要组成部分，也是每年会考、高考的重要考点。硫酸在我们日常生活中的应用是极其广泛的，学好本节课是十分有必要的。教材的编排注重了新旧知识的内在联系，本节是在学习了有关硫酸的基本性质、氧化还原概念、物质的结构、元素周期律等基础上编排的，因此通过本节的学习可以加深和巩固这些知识。铜和浓硫酸反应产生的二氧化硫污染物也为下一节的环境保护作出了铺垫。学情分析：

本节课的教学对象是高一的学生，他们具备了一定的分析能力和探究意识，他们有强烈的好奇心和求知欲，将会带着许多问题去上课。在初中时他们已经学了硫酸的基本性质，对浓硫酸的特性和稀硫酸的性质有了一定的了解；在高中他们已经学习了氧化还原反应、物质结构、元素周期律。为此这节课是对以往知识的巩固应用和进一步的阐述完善。三维目标：

知识与技能：1.复习稀硫酸酸性，学习并掌握浓硫酸吸水性、脱水性、强氧化性；

2.了解硫酸的用途。

过程与方法：1.初步学会通过观察、思考发现问题，通过实验探究分析、解决问题的能力；

2.初步学会运用化学语言表达、交流的能力；运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工的能力。

情感态度价值观：1.进行“现象与本质”、“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育。

2.激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的科学作风。

教学重点

浓H2SO4的特性

教学难点

浓H2SO4的强氧化性

教学方法

1、利用类推法学习乙酸性质。

2、让学生通过观察现象—推理分析—归纳总结—练习巩固形成知识的条理性。

教学用具

胶头滴管、玻璃棒、烧杯、浓硫酸、蔗糖、蒸馏水

教学过程

【引入】硫酸是三大强酸之一，它的产量是一个国家无机化工生产水平的标志之一。

【展示】下面我们来看个事件，浓硫酸为何能残害黑熊？ 硫酸有哪些性质？这就是本节课要学习的课题。【板书】 硫酸

【提问】初中时我们就学习过稀硫酸，回忆稀硫酸具有哪些化学性质?为什么具有这些性质?

稀硫酸具有酸的通性。因为硫酸在水中能电离出H+。H2SO4

【板书】稀硫酸

具有酸的通性：

【提问】酸的通性表现在哪些方面？

1.与指示剂、碱、碱性氧化物、某些盐作用：H2SO4=2H++SO42-2.与活泼金属反应生成H2（弱氧化性）

【过渡】稀硫酸是一种强酸，具有酸的通性，在水分子作用下以H+和SO42-的形式存在，而浓硫酸主要是以H2SO4分子的形式存在，由于溶液中粒子不同，所以性质上肯定有差异，即浓硫酸具有自己的特性。下面我们就一起来探究浓硫酸。【板书】浓硫酸

一、物理性质： H++ SO42-【展示、探究归纳】浓硫酸是一种无色油状液体，常见的浓硫酸质量分数为98.3%，密度1.84 g／cm3，沸点为338 ℃，难挥发。能以任意比与水混溶，浓硫酸溶解时放出大量的热。

【过渡】因为浓硫酸主要以硫酸分子的形式存在，与稀硫酸的性质是有差异，到底它的差异表现在哪些方面呢？ 【板书】

二、浓硫酸的特性：

【提问】我们在实验室制取氯气的时候，曾用浓硫酸来干燥氯气，这说明浓硫酸具的什么性质？ 这体现了浓硫酸的吸水性 【板书】

1、吸水性

【设疑】浓硫酸具有吸水性，常作为干燥剂，那么它能干燥哪些气体呢？不能干燥哪些气体呢？

通常可用浓硫酸干燥的气体有：H2、O2，N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、C12等：

不能用浓硫酸干燥的气体有：碱性气体：NH3、还原性气体：H2S、HI、HBr等。

【设疑】为什么H2S、HI、HBr不能用浓硫酸来干燥？欲知原因，我们继续学习。

【提问】浓硫酸吸收水分时会放出大量的热，那如何稀释浓硫酸呢？ 将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。

【板书】“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅” 【提问】前面提到的浓硫酸为何能伤熊呢？ 【板书】

二、脱水性：

从有机物中氢氧元素按2:1氢氧原子个数比脱去形成水 【实验探究】“黑面包”实验：蔗糖与浓硫酸的反应 实验现象：蔗糖由白变黑，体积膨胀，呈疏松海绵状，有刺激性气味气体产生，放出大量热。

【分析问题，猜测性质】

蔗糖为什么会变黑？生成的黑色固体是什么物质？分析讨论写出化学方程式：

C12H22O1

112C+11H2O 浓硫酸对皮肤有强烈的腐蚀性，注意安全！

【引导讨论】以上实验说明了浓硫酸既具有吸水性又具有脱水性，二者之间有什么不同吗？

【师生共同小结】①吸水性：是指吸收水分或夺取结晶水合物中的结晶水，形成一系列稳定的硫酸水合物，但是被干燥的物质本质未变。②脱水性：是指将有机物中的氢、氧元素的原子按水的组成（2:1）脱去，生成水分子。

【过渡】金属单质具有较强还原性，浓硫酸能氧化金属单质吗？ 实验探究二：浓硫酸和铜的反应

【板书】

3、强氧化性：在加热的条件下，不活泼金属铜与浓硫酸反应： Cu + 2H2SO4(浓)

CuSO4 + SO2↑+2H2O 常温下，浓硫酸即能将铁、铝等活泼金属氧化，生成一层致密氧化物薄膜，保护金属内部不再继续氧化------钝化作用

【板书】钝化作用 工业上，利用钝化作用，运输和低温储存浓硫酸。【回忆设疑、过渡】在“黑面包”实验中，为什么体积会膨胀，形成疏松多孔的海绵状炭，并有刺激性气味产生。

“黑面包”实验中发生了浓硫酸与“面包渣”碳的反应。【板书】反应方程式：C＋2H2SO4（浓）氧化某些非金属单质（C、P、S）等 合作探讨，写出S与浓硫酸的反应

【过渡】硫酸是重要的化工产品之一，用途广泛。并且在实验室里硫酸也是一种常用的试剂。（幻灯片展示）【板书】

三、用途

【本节小结】这节课我们重点探究了浓硫酸的化学特性。因为量变导致质变，所以浓硫酸体现的以下与稀硫酸不同的特性：吸水性、脱水性、强氧化性，并了解了硫酸的用途。作业布置：P119 填空2题

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

板书设计

硫 酸 稀硫酸：具有酸的通性 浓硫酸

一、物理性质：

二、浓硫酸的特性：

1、吸水性（干燥剂）

稀释浓硫酸：酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅

2、脱水性：按2:1氢氧原子个数比脱去水（本身不含水）C12H22O1112C+11H2O

3、强氧化性： a.金属和浓硫酸的反应 Cu + 2H2SO4(浓)铁、铝 钝化现象

b.氧化某些非金属单质（C、S）等： C＋2H2SO4(浓)

三、用途 教学反思：

衡量教学是否成功的方法其实很简单，只要看一看学生在学习之后是更加热爱学习还是厌恶学习。本节课学生分析思考问题时能够环环相扣，能够很好的接受新知识，考虑到安全因素，让学生进行分组实验，使学生动手做实验，提高动手能力，但切记注意安全。教师在教学中真正地进行探究，播放与教学相关并且是学生感兴趣的视频，给学生营造活跃和谐的教学环境，始终扮演着领头羊的作用，带领学生走进知识的茫茫草原。

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

篇7：硫酸的教学设计

一、设计思路

化学是学习的一个载体，化学教育教学中最重要的是人的教育。一个优化的、充满情感和理智的教学情境，是激励学生主动参与学习的根本保证。创设教学情境，帮助学生对所学内容的主题意义进行理解和掌握的同时，适时引入人文精神，有利于创新人才的培养与成长；培养学生的问题意识，能够发现和提出问题，敢于质疑，勤于思索，既逐步形成独立思考的能力，又善于与人合作。

本课以创设真实课堂情境，让学生如临真实的生活场景，学习知识，运用所学知识解决实际问题。

二、前期分析

1.学习需要分析：了解学生已有的认知水平和能力状况，本节教材内容与前后相关内容（包括初中教材）间的联系。

2.学习任务分析：（1）以学生的活动为主线展开教学;（2）特别注重与实际生活的联系;（3）注重让学生探究问题的过程;（4）运用多媒体为学生创造良好的学习环境

3.学习者分析：关注学生参与课堂活动的程度、关注在合作交流中表现的情感、态度的发展，对发现问题和解决问题的评价，实际上是对学生化学学习过程和方法的考查，即对学生在学习过程中需要经过猜想、探究、交流等活动，以及能否有效地解决 问题来评价

4.学习背景分析：本节知识范围比较广，既有典型的元素化合物知识，又有环境保护常识，人们既要利用浓硫酸，又要防止浓硫酸对环境的污染，教材力争把诸多因素有机地结合，融为一体。教师力求给学生创设一个社会型的学习情景，让学生对知识的主动构建，提高学生的分析判断能力。

三、教学目标

知识与技能：1.使学生了解浓硫酸的物理性质；

第1页，共9页 2.掌握浓硫酸的化学性质；

过程与方法：

1、培养学生观察实验现象，分析实验现象，获得结论的能力。

2、培养学生理论联系实际，利用所学知识对社会现象进行观察思考，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力。

3、具有较强的问题意识，能够发现和提出与浓硫酸有关的化学问题，情感态度与价值观：

1、结合浓硫酸性质的教学，培养学生的积极态度；关注与化学有关的社会热点问题，通过硫酸对环境污染的教学，对学生进行环保意识教育。

2、通过课堂问题的讨论，培养学生热爱祖国，为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感，逐步形成可持续发展的思想。

3、培养树立辩证唯物主义世界观。

四、重点难点

教学重点：浓硫酸的化学性质。教学难点：浓硫酸的强氧化性。

五、教学策略与手段

本课教学中运用多媒体、实物进行情境创设，让学生通过对浓硫酸性质的学习、人们对自然与人文美的追求、实际生活中人们对浓硫酸的应用、不同的人对待环境的不同态度，以及学生在课堂上的学习方法和态度进行反思。

六、课前准备

1．学生的学习准备：白纸一张

2．教师的教学准备：仪器：小试管（4支）、小烧杯、玻璃棒、铁架台、酒精灯、试

管夹

试剂及用品：蔗糖、浓硫酸、铜丝、品红溶液、酸性高锰酸钾、胆

矾、滤纸

第2页，共9页

七、教学过程

【教师讲述】请准备好笔记，并随时记录下重要的内容。【播放】投影下面的这些图片

柳浪闻莺

满陇桂雨

苏堤春晓

第3页，共9页 阮墩环碧、【教师讲述】

刚才的漂亮图片，你知道是什么地方拍摄的吗？对了，就是杭州西湖边上的风景区拍摄到的。自然与人文的完美融合，给人以愉悦的享受。美来之不易，（见最后一幅图片）今天的课程我们就要了解一种破坏环境的一大“杀手”－硫酸！

【投影】浓硫酸的性质和作用

【演示实验1】把事先准备好的浓硫酸试剂瓶展示给学生观察。

【演示实验2】向小试管中加入4mL水，用手感觉试管温度，用胶头滴管滴加浓硫酸溶液，振荡，再用手感觉试管温度。请同学们思考此操作的注意事项，若反之，会有什么后果？

【学生回答】 略

【教师讲述】确认实验现象，以及由现象推论出的结论。

第4页，共9页 【幻灯片投影】

一、浓硫酸的物理性质

浓硫酸是无色、粘稠的、油状液体，密度比水大，与水稀释剧烈放热，熔、沸点较高。

【教师讲述】初中里我们学过了对物质的分类，请同学们思考一下H2SO4属于哪类物质，并从化合价的角度分析它可能具有什么化学性质？

【演示实验3】向盛有适量胆矾的小烧杯中滴加浓硫酸，用玻璃棒搅拌，观察现象。由此实验得到什么启示？

【学生演示实验1】用沾有浓硫酸的玻璃棒在滤纸上写“化学”两个字，由此又想到在实际应用过程中应该注意什么呢？

【演示实验4】蔗糖脱水实验：向盛有适量蔗糖的小烧杯中滴加几滴水，然后向其中加入适量浓硫酸并用玻璃棒搅拌，让玻璃棒插在烧杯中间，观察现象。

【思考】（1）为什么要加几滴水？

第5页，共9页（2）为什么会产生刺激性气味的气体？

（3）蔗糖为什么会变得蓬松？ 【学生分析并回答】略

【教师总结并讲述】浓硫酸的吸水性与脱水性是不相同的，吸水性是将原来物质中已有的水吸收出来，形成水合硫酸分子，可用来作为干燥剂，但不能干燥碱性及强还原气体，如NH3、H2S等；浓硫酸的脱水性是指它能将有机物中的氢、氧元素按2：1的比例脱去，故在实际使用时不能将其沾到皮肤上及衣服上。

【投影】

二、浓硫酸的化学性质:

1、吸水性 ：H2SO4+n H2O=H2SO4.n H2O

2、脱水性：浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素

【教师讲述】H2SO4从物质分类看是一种强酸，它是不是像初中学习的一样具有酸的通性呢？比如与活泼金属的反应能放出氢气吗？

【学生演示实验2】把表面经砂子打磨过的铁片和铝片分别放入事先盛有浓硫酸的试管，结果看不到气泡。

【教师分析】是不是铁片和铝片与浓硫酸就不反应呢？这里主要是因为常温下铁片和铝片与浓硫酸发生钝化，表面形成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步反应，故工业上可以用铁制或铝制容器储运浓硫酸。

【教师讲述】在初中里讲过位于氢后面的金属就不与酸反应，下面我们来仔细观察

第6页，共9页 一个实验，看看这句话对不对？ 现象：①固：红→黑 ②液：无→棕黑→蓝色

③气：无色有刺激性气味，使酸性KMnO4溶液退色；使品红溶液退色。

【教师提问】在这反应中浓硫酸只体现酸性吗？根据观察到的现象试写出该反应方程式。并根据硫元素的化合价变化思考浓硫酸还体现什么性质？ 【学生活动】略

【投影】

【思考】浓硫酸在加热时能氧化铜，那么能氧化其他金属吗？

【教师讲述】加热：能与大多数金属(Au、Pt除外)反应(注意：不生成H2)浓硫酸在反应中既有酸性又有强氧化性。

规律：生成物中金属显高价，浓硫酸还原生成二氧化硫。思考：

1、能否在有明火的地方冲洗盛装浓硫酸的铁桶？

2、足量的铁与一定量的浓硫酸如何反应？

【问题研讨】（1）请同学们课后思考浓硫酸的强氧化性还能与哪些物质反应？

（2）已知C + 2H2SO4(浓)== 2SO2 ↑+ CO2↑+ 2H2O请设计实验方案，验证C和浓硫酸反应的产物，并画出简要装置图。（图片暂时隐藏）

第7页，共9页

说明：应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品红验证二氧化硫，再用高锰酸钾氧化多余的二氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被氧化，最后才验证二氧化碳。【投影课堂练习】

1、用什么方法鉴别浓硫酸和稀硫酸?（提示：从强氧化性、脱水性、钝化作用、与水放热等方面）

2、下列现象体现了硫酸的哪些性质？（红色内容为答案）

（1）把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上，蔗糖就会炭化变黑（脱水性）（2）把浓硫酸露置在空气里，质量会增加。（吸水性）（3）把锌粒放入稀硫酸里，会产生氢气。（酸性）

（4）把铜片放入浓硫酸里并加热，会产生SO2。（强氧化性）（5）利用浓硫酸和食盐固体反应，制HCl气体。（难挥发性）【教师讲述】浓硫酸既然性质这么多，它的用途也很多。【投影】

三、浓硫酸的用途

【教师讲述】浓硫酸既有“有用”的积极面，同时也有污染环境等消极面，这就是客观的世界。

【学生阅读】酸雨的危害是多方面的。它进入江河湖泊，会导致鱼类难以生存，影响水生生物的繁殖；它落至土壤中，使其中钙、镁、磷等营养元素溶出，并迅速流失，第8页，共9页 使土壤肥力下降，并被逐渐酸化，农作物和树木的生长遭到破坏；它加快了桥梁、雕塑等建筑物的腐蚀速率，许多千年古迹因此而遭到破坏。

其次要利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行处理，以降低二氧化硫的排放，对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用；此外，还需要提高全民的环境保护意识，加强国际合作，全人类共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。

防治酸雨是一项综合性的工程。首先要从消除污染源着手，研究开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)，这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。

八、板书设计

一、物理性质：浓硫酸是无色、粘稠的、油状液体，密度比水大，与水稀释剧烈放热，熔、沸点较高。

二、浓硫酸的化学性质:

1、吸水性 H2SO4+n H2O=H2SO4.n H2O

2、脱水性：浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素

3、强氧化性

2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2 加热：能与大多数金属(Au、Pt除外)反应(注意：不生成H2)浓硫酸在反应中既有酸性又有强氧化性。

规律：生成物中金属显高价，浓硫酸还原生成二氧化硫。

三、浓硫酸的用途

九、作业设计

在网上查找我国目前酸雨的危害、污染现状，以及目前可以采取防治酸雨的办法。

篇8：硫酸罐车灌装系统的设计与应用

关键词：罐车,罐车灌装,批量控制,系统设计

0 引言

企业原有的灌装系统为日常将成品槽内的硫酸通过出酸泵打入出酸槽,目测达到液位高限时停泵。灌装时,手动操作阀门、鹤管,硫酸从位置较高的出酸槽低速流入车罐,同时观察车罐内液位,装满后关阀,根据罐车进、出地磅的相减量计算装车量。此法完全人工操作,灌装速度慢、安全性差、实际装车量受地磅精度限制,因此销售部门提出了技术改造要求。

1 改造要求

(1)提高装车效率:将阀门、液位等彻底改造为自动化设备,减少人工劳动强度、加快灌装速度。

(2)防止安全隐患,达到环保要求:按照劳动生产安全部门的要求,对存在安全隐患的工艺段设置联锁,避免具有强腐蚀性的硫酸溢出,造成人员伤害。

(3)挖掘潜能,节能增效:可以利用生产车间工艺段不间断运行的大功率成品输出泵,在需要装车时切换至旁管直接灌装,减少出酸泵使用。

(4)提高销售数据的准确性:解决因地磅老化精度下降造成的出库量不精确,可通过增加流量计改变计量方式,避免销售损失。

2 控制方案

在经过调研、试验比对了小型PLC程序控制和简单批量控制两个方案后,取消了不适用的电脑显示、打印机等功能,确定了改造简单、费用低的批量控制方案,系统结构如图1所示。

主要测控仪表:

(1)防溢开关:选用射频导纳防腐型物位开关,安装在鹤管处,随放酸管伸入车罐内,当液位超限时联锁关闭放酸电磁阀。

(2)电磁流量计:可以测量腐蚀性介质,且测量范围宽、精度高,特别适合开、停泵流速变化而造成的不同量程段的测量需求。

(3)带批量控制的流量积算仪:将长期固定罐车的容量设为批量控制值,当次累积流量达到设定值时,自动停止灌装,减少人工操作。

(4)电磁阀:动作迅速,接收开关量信号,增加手/自动切换后,控制灵活,提高了灌装速度。

(5)压力开关:防止泵工作时出口被关闭,当管道内压力超过设定值时,输出开关量信号联锁控制。

电气原理图如图2所示。

3 操作流程

一般罐车灌装时将“手/自动切换”控制旋钮转至“手动”,关闭放酸截止阀、成品电磁阀,开启放酸、出酸电磁阀。硫酸经成品车间输出管道直通罐车。操作人员目测罐车装满时关闭放酸、出酸电磁阀,打开成品电磁阀,将硫酸引入成品槽,按流量积算仪显示的累积值计算装车量。如遇长期固定罐车可按以上步骤开始加酸后,将成品、出酸电磁阀的控制旋钮转至“自动”。流量积算仪根据设定的批量控制值(即长期固定罐车的灌装量)达到时,输出信号自动切换成品、出酸电磁阀,再关闭放酸电磁阀,完成灌装。

如误操作造成放酸、成品电磁阀均关闭,管道憋压超限,物位开关即启动声音报警并联锁开启成品电磁阀,将硫酸导入成品槽,避免损坏设备。

如操作人员疏忽,灌装量超过高限即触发防溢开关,联锁关闭放酸电磁阀,强制停止灌装。

4 使用效果

改造完成并使用了一段时间后,新设备达到了非常好的使用效果,具有以下优点:

(1)灌装速度大幅提升:增加了测控仪表后减少了大部分工作量,并利用大功率成品泵提高流速,缩短了装车时间。

(2)操作灵活、安全可靠:灌装流程可进行自动控制且带手动功能,方便特殊情况的应用;具有压力报警和溢流联锁,避免损坏设备、造成人员伤害。

(3)改造费用低,节能增效:设计、选型、安装均自主完成,较第三方自动化成套公司报价节约70%成本,充分发挥原设备作用,减少了出酸泵的频繁启停。

参考文献

[1]纪纲.流量测量仪表应用技巧[M].北京:化学工业出版社,2003