Цель урока: раскрыть значение знаний основных закономерностей химических реакций для проведения производственных процессов на примере производства серной кислоты.
Задачи урока:
- продолжить формирование умений применять знания по основным закономерностям химических реакций для практического ведения технологических процессов в промышленных условиях
- развивать логическое мышление при изучении вопроса взаимосвязи условий проведения реакций и устройства аппарата
Оборудование:
- таблицы "Производство серной кислоты контактным способом"
- детали для проектирования аппарата "печь для обжига в кипящем слое"
Ход урока
"Наиболее рациональный прием изучения
нового есть перенос знаний
ранее изученного (известного)
на новый изучаемый
объект (на неизвестное)"
Одним из требований к урокам предмета химии является политехническое образование учащихся, вооружение их знаниями об основах производства. Изучение производства серной кислоты происходит в 9-м классе и является начальным этапом в формировании этого умения. В начале особо обращаю внимания на обучение учащихся осуществлению от частных, единичных суждений к общим выводам, заключениям.
По сколько вводятся впервые все основные понятия по технологическим схемам производства. Об особенностях устройства основных аппаратов, то обращаю внимание на взаимосвязь условий проведения реакций и конструкцией аппарата.
Например, I стадия производства
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + Q,
данная реакция имеет следующую характеристику:
- необратимую,
- экзотермическая,
- гетерогенная.
При чем данную характеристику составляют учащиеся, самостоятельно используя ранее приобретенные базовые знания.
Для учащихся проектирование устройства аппарата является трудной задачей, а работа по печатным схемам-таблицам не вызывает такой активной мыслительной деятельности как "собственная" проектирование на основе физико-химической характеристике реакций проведение особой формы абстракции. Правильность мышления учащихся зависит от точности "руководства" учителя, поэтому задаю вопрос: каков по прочности должен быть кожух аппарата, с учетом данной температуры?
Как правило, этот вопрос не вызывает затруднений у учащихся, (поэтому на магнитную доску прикрепляю контур аппарата печи для обжига в "кипящем слое", выполненный на ватманском листе).
Затем выясняем выдержит ли стальной кожух аппарата 800°С, а то и более.
Все соглашаются с тем, что надо дополнительно защитить стенки аппарата огнеупорным кирпичом (на контур ватман добавляю внутри кирпичную вкладку).
По уравнению реакции видно, что пирит - твердый надо подавать в аппарат сверху, на вопрос лопатой ли? Ученики сразу реагируют и говорят, что надо использовать конвейер, а я прикрепляю следующую деталь-бункер для подачи пирита в аппарат.
Разбираем, а как подать другое сырье кислород? (насосом ли?). возникает вопрос, а как обеспечить максимальное соприкосновение твердого и газообразного веществ? Предположений, как правило, бывает много, но постепенно направляю рассуждения на то, что оптимален вариант подачи воздуха снизу и ставлю вопрос, а как сделать так, чтобы каждая частица пирита была "окутана" воздухом. Почему такое интересное название - печь для обжига в "кипящем слое"? приходим к выводу, что воздух подается компрессором, то есть под небольшим давлением (на магнитной доске прикрепляю контур компрессора и рисунок, показывающий высокую температуру).
Затем выясняем вопрос необходимости отвода образующегося тепла: чем и как? (на контур аппарата прикрепляем змеевик с подачей холодной воды).
Выясняем попутно, использование бесплатно полученного горячего водяного пара (отопление жилых помещений, зданий садика, школы, оранжереи, теплиц и т.д.).
Подходим к вопросу удаления из аппарата продуктов реакции: печного газа - SO2 с примесями через верхнюю часть аппарата (проектирую на аппарате).
и твердого остатка Fe2O3 огарок. Попутно отмечая, что он используется для производства цемента (проектируя патрубок на аппарат).
Такое сочетание мыслительной деятельности и наглядности дают индивидуальную возможность каждому ученику использование базовых теоретических знаний по скорости химических реакций в новых условиях - условиях абстракции, "деяния", проектирования, а так же способствует развитию творческой самостоятельности, формированию прочной связи между теорией и практикой, а самое главное "конструирование" химических аппаратов становится интересным.
