資源簡(jiǎn)介

1.2.3物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量
（第3課時(shí)）
一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)
1.了解工業(yè)上制備硫酸的基本原理和濃硫酸的特性及應(yīng)用。
2.從微觀結(jié)構(gòu)區(qū)分濃硫酸和稀硫酸化學(xué)性質(zhì)的不同，認(rèn)識(shí)從量變到質(zhì)變的變化。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：1.制備硫酸的基本原理
2.濃硫酸的特性及應(yīng)用。
難點(diǎn)：濃硫酸的特性及應(yīng)用。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究法、總結(jié)歸納法、分組討論法等
四、教學(xué)過程
【導(dǎo)入】展示硫酸工業(yè)：硫酸是無機(jī)化工、有機(jī)化工中用量最大、用途最廣的化工產(chǎn)品。
主要用于生產(chǎn)磷肥(在我國(guó)占硫酸總量的65-75%);此外還可用于生產(chǎn)無機(jī)鹽、無機(jī)酸、有機(jī)酸、化纖、塑料、農(nóng)藥、顏料、染料、硝化纖維、TNT、硝化甘油及中間體等;石油、冶金行業(yè)也都大量使用。
硫酸被稱為工業(yè)之母。
【講解】早在1 000多年前，我國(guó)就已采用加熱膽礬（CuSO4·5H2O）或綠礬（FeSO4·7H2O）的方法來制取硫酸。
隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，硫酸的生產(chǎn)工藝幾經(jīng)改進(jìn)，目前工業(yè)制備硫酸主要采用接觸法，常見的有硫鐵礦制酸、硫黃制酸等。
【展示】制備硫酸的設(shè)備及過程
【講解】
三原料 硫黃或硫鐵礦 空氣 98.3%的濃H2SO4
三階段 造氣(生成SO2) 接觸氧化(生成SO3) SO3吸收(生成H2SO4)
三設(shè)備 沸騰爐 接觸室 吸收塔
三反應(yīng)(均放熱) S＋O2SO2或4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O22SO3 SO3＋H2O===H2SO4
【講解】化學(xué)工業(yè)制備的要求
(1)原料廉價(jià)且穩(wěn)定，降低運(yùn)輸成本。
(2)從環(huán)保、成本等角度選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，保證在反應(yīng)中能充分接觸。
(3)制備流程簡(jiǎn)單高效，能耗低，反應(yīng)放出的熱量盡可能加以循環(huán)利用，生成的副產(chǎn)物較少。
(4)制備過程綠色環(huán)保，不使用或生成對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。
濃硫酸的性質(zhì)
【展示】濃硫酸
【講解】濃硫酸物理性質(zhì)
(1)純凈的硫酸是無色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體。
(2)實(shí)驗(yàn)室常用的濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，密度為1.84 g·cm－3，比水大，且濃度越大密度越大。沸點(diǎn)高，難揮發(fā)，常溫下比較穩(wěn)定。
(3)硫酸與水以任意比互溶，濃硫酸溶解時(shí)可放出大量的熱；濃硫酸的稀釋方法是將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩倒入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。
【展示】展示濃硫酸的吸水性實(shí)驗(yàn)
【生】原理：吸收空氣或其他氣體中的水蒸氣、結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水。
吸水性應(yīng)用： 做干燥劑
【問】哪些氣體能干燥哪些不能干燥？
【生】可干燥不與其反應(yīng)的氣體：
H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、Cl2等；
不能干燥：堿性氣體：NH3；還原性氣體：H2S、 HBr、HI
【展示】展示濃硫酸的脫水性實(shí)驗(yàn)
【講解】原理：將有機(jī)物中H、O按2:1的比例脫去，結(jié)合成水分子，是化學(xué)變化。
現(xiàn)象：蔗糖變黑，放出大量熱；體積膨脹，并有刺激性氣味氣體產(chǎn)生。
原理：C12H22O11 ====12C + 11H2O 脫水性
C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 強(qiáng)氧化性
有H2O去時(shí)-吸水性，無H2O去時(shí)-脫水性
思考：如何用實(shí)驗(yàn)方法證明木炭與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物？
【展示】實(shí)驗(yàn)探究：濃硫酸與銅的反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：能使品紅溶液褪色的氣體，溶液稀釋后呈藍(lán)色。
Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
濃硫酸：強(qiáng)氧化性，酸性（有酸根保留)
注意：反應(yīng)條件加熱，濃硫酸變稀不反應(yīng)。
【問】濃硫酸和稀硫酸的氧化性大小
【生】濃硫酸的強(qiáng)氧化性體現(xiàn)在S上，反應(yīng)生成SO2
稀硫酸的弱氧化性體現(xiàn)在H上，反應(yīng)生成H2
【講解】 濃硫酸參與的反應(yīng)，大多數(shù)是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中濃硫酸作氧化劑。
加熱，濃H2SO4能氧化大多數(shù)金屬(除Au、Pt)，一般不產(chǎn)生H2，產(chǎn)生SO2氣體；
常溫，濃H2SO4使 Fe、Al鈍化 -濃硫酸的儲(chǔ)運(yùn)；
濃H2SO4與金屬反應(yīng)，表現(xiàn)酸性和氧化性；
④濃H2SO4與非金屬（碳、硫、磷等）反應(yīng)，只表現(xiàn)氧化性，產(chǎn)生SO2氣體。
C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O
【課堂小結(jié)】師生共同完成。
一、硫酸的工業(yè)制備
二、濃硫酸性質(zhì)
【課堂練習(xí)】
1、實(shí)驗(yàn)室常用下列裝置來進(jìn)行銅跟濃硫酸反應(yīng)等一系列實(shí)驗(yàn)。
(1)判斷銅與濃硫酸反應(yīng)有二氧化硫生成所依據(jù)的現(xiàn)象是_______________________________
________________________________________________。
(2)甲裝置中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________。
濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是____________________________________________________________。
(3)裝置乙中試管口放有一團(tuán)浸有飽和碳酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液的棉花，請(qǐng)寫出二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________。
(4)該反應(yīng)中若有3.2 g銅參加反應(yīng)，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量為__________，起酸的作用的硫酸的物質(zhì)的量為________。
(5)含有0.2 mol硫酸的濃硫酸，在加熱時(shí)能否溶解6.4 g銅，結(jié)論和理由是______________
__________________________________________________________。
答案　(1)乙中品紅溶液褪色
(2)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　強(qiáng)氧化性、酸性
(3)2OH－＋SO2===SO＋H2O
(4)0.05 mol　0.05 mol
(5)溶解銅的質(zhì)量小于6.4 g，因?yàn)殡S反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度減小，變?yōu)橄×蛩峋筒辉倥c銅反應(yīng)了

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