Цели:
- Образовательные:
- на основе моделирования химического производства познакомить учащихся с технологией и научными принципами производства серной кислоты;
- закрепить знания о закономерности протекания химических реакций.
- Развивающие:
- развивать навыки работы с текстом учебника, и рисунками;
- развивать умение анализировать и делать выводы;
- развивать познавательную активность учеников, применяя не стандартные игровые формы учебной деятельности.
- Воспитательные:
- воспитывать умение работать в малых группах, воспитывать толерантность.
ХОД УРОКА
1. Оргмомент
– Сегодня вы станете все участниками деловой игры. Давайте на 40 минут представим, что наш класс – это завод по производству серной кислоты, управляет этим заводом генеральный директор, роль которого я возьму на себя. И будут работать различные отделы: отдел снабжения, 3 отдела химиков-технологов, аналитиков-лаборантов, экологов, экономистов.
2. Актуализация опорных знаний и умении
Учитель: Почему серную кислоту называют “Хлебом промышленности?” (Учащиеся рассказывают применение серной кислоты)
3. Мотивация изучения нового
Большая потребность в серной кислоте – необходимость больших масштабов ее промышленного производства.
4. Изучение нового материала
(Постановка и обсуждение проблемы)
Учитель: Как получить серную кислоту? (Учащиеся анализируют формулу серной кислоты и предлагают цепочку превращений).
I
II III
серосодержащие вещества ––> SO2
––> SO3 ––> H2SO4
Учитель: У каждого отдела свои задания, теперь работаем по ним 10 минут и готовим отчет.
Задание отделу снабжения
Какие материалы могут быть использованы в качестве сырья для производства серной кислоты?
Заполните схему. Запишите название и формулы веществ.
Какие требования необходимо предъявить к сырью?
Задание технологам.
I стадия. «Обжиг серного колчедана»
1. Уравнение реакции обжига колчедана:
4FeS2 + 11O2 ––> 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
дайте полную характеристику данной реакции.
2. Что необходимо сделать, чтобы увеличить скорость данной реакции?
3. Выбор оптимальных условий проведения реакций.
а) при какой температуре необходимо проводить
реакцию, если скорость значительно
увеличивается при t = 400°С, а при температуре
выше 800°С частицы серного колчедана спекаются.
б) что такое метод “Кипящего слоя”?
4. Устройство и работа основного аппарата.
а) название аппарата.
б) внимательно рассмотрите устройство аппарата.
II стадия. «Окисление оксида серы (IV)»
Уравнение реакции окисления оксида серы (IV):
1. Дайте полную характеристику данной реакции.
2. Что необходимо сделать, чтобы сместить
равновесие данной реакции вправо?
3. Что необходимо сделать, чтобы увеличить
скорость данной реакции?
4. Устройство и работа основного аппарата.
III стадия «Получение H2SO4
Уравнение реакции:
SO3 + H2O ––> H2SO4 + Q
1. Дайте полную характеристику данной реакции.
2. Почему для поглощения SO3 применяют не воду а
концентрированную серную кислоту?
3. Почему поглотительную башню заполняют
кольцами из огнеупорной керамики?
4. Устройство и работа основного аппарата.
Задание экономистам
В технологическом процессе получения серной кислоты из серы было произведено 122,5 кг серной кислоты, что составляет 80% от теоретически возможного выхода. Предположите, за счет каких процессов в технологической цепочке данного производства возможны потери? Определите массу серы, необходимой для получения этой массы серной кислоты. Выгоден ли этот способ с экологической точки зрения? Какие еще технологические процессы получения серной кислоты вы можете предложить?
Задание лаборантам
Предложите способы подтверждения качественного состава серной кислоты. Проведите опыты. Составьте необходимые уравнения химических реакций.
Информация.
1. Необходимо провести качественные реакции на
сульфат – ион и ион водорода.
2. Ион водорода необходимо обнаружить двумя
способами.
Задание экологам
1. Какие экологические проблемы создает
производство серной кислоты?
2. Прочитайте текст учебника на стр. 106.
Дополнительная информация.
Вредные выбросы сернокислотных заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы (IV) на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывая другие факторы: увеличение случаев респираторных заболеваний у человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, повышение коррозионного износа материалов, разрушение конструкций из известняка и мрамора, закисление почв и замкнутых водоемов, изменение оптических характеристик атмосферы. По вине «кислых» дождей уже повреждены и находятся в большой опасности Парфенол, Колизей, Тадж – Махал и другие памятники архитектуры. В зоне до 300 км от источника загрязнения оксидом серы (IV) серьезную опасность представляет серная кислота, закисляющая почву и водоемы, в зоне до 600 км – сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост деревьев и сельскохозяйственных культур. Закисление водоемов (особенно весной при таянии снега) вызывает гибель икры и молоки рыб. Помимо экологического ущерба, трудно поддающегося оценке, наносится экономический ущерб.
Учитель. Сейчас предоставим слово для выступления каждой группе.
(Идет выступление групп, обмен вопросами)
Учитель. Какая проблема стояла в начале урока? Решили мы ее или нет? Какие новые слова, понятия прозвучали на уроке? Какие чувства вы пережили, выступая в своей роли?