Ахметзянова Завагира Багдануровна
МБОУ «Беркет - Ключевская СОШ» Черемшанского района РТ
Свидетельство о публикации в электронном СМИ: СВ №138548
Наименование конкурса: «Лучший конспект урока», в соответствии с новыми требованиями ФГОС
Наименование конкурсной работы: Производство серной кислоты
Итоговая оценка: 1 место,  85 баллов(-а)
Диплом Всероссийского конкурса, бланк: ЕА №138548


Технологическая карта урока химии по теме: «Производство серной кислоты»

Предмет, класс Химия, 9 класс
Тема урока, № урока Урок по теме: «Производство серной кислоты»
Тип урока Усвоение новых  знаний
Цель урока Научить учащихся применять полученные знания о химических свойствах соединений серы  для изучения нового материала;

Изучить производство серной кислоты.

Задачи урока Обучающие Получить  знания  о  производстве серной кислоты, продолжить формирование умений наблюдать, записывать уравнения и предвидеть продукты химических реакций.
Развивающие Совершенствовать умения учащихся сравнивать и обобщать; развивать память, устойчивое внимание, самостоятельное мышление, умение слушать и слышать другого человека; развивать аналитическое мышление.
Воспитательные Доказать ведущую роль теории в познании практики; доказать материальность изучаемых процессов; воспитание самостоятельности, сотрудничества, способности к взаимовыручке,  культуры   речи,  трудолюбия, усидчивости.
Требования ФГОС ООО

(предполагаемые   результаты

обучения)

Личностные Понимание значимости научного исследования природы, умение соблюдать дисциплину на уроке при работе в группах.
Метапредметные Познавательные УУД: умение анализировать и систематизировать ранее полученные знания, проводить элементарные исследования и обобщать.

Регулятивные: умение организовывать выполнение заданий учителя согласно установленным правилам в кабинете.

Коммуникативные: умение воспринимать информацию зрительно и на слух. Обмениваться информацией с одноклассниками.

Предметные Знать:  принципы производства серной кислоты. 

Уметь: находить ответы на вопросы, используя свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке.

Межпредметные связи История, математика, экология
Формы организации учебной деятельности Фронтальная, групповая.
Образовательные технологии
  • технология оценивания учебных успехов;
  • технология проблемного диалога;
  • информационные технологии, ИКТ; 
  • технология педагогического сотрудничества;
  • здоровьесберегающий компонент
Методы обучения
  • метод проблемного изложения;
  • репродуктивный
  • иллюстративный метод;
  • эвристический метод;
  • поисковый метод;
  • метод анализа и синтеза.
Методы познавания Самопознания
Оборудование, средства обучения
  • рабочая тетрадь,  видеофильм;
  •  презентация
Основные виды деятельности самостоятельная работа,  нахождение информации в учебнике и в Интернете, контроль по ключу
Здоровьесбережение обучающихся Разнообразие форм работы на уроке; использование ЭОР не более 15 минут урока.

Ход урока

Этап урока Деятельность учителя Деятельность учащихся Формируемые УУД
Организационный

этап

Настрой на работу

Слушание учителя

Личностные УУД

Создание условий к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию, общее представление  о моральных нормах поведения

Постановка цели и задач урока.

Мотивационно — целевой

Остров Сицилия имеет богатую историю, красивейшую природу и талантливых людей. Здесь много редких объектов, поражающих воображение. Один из них — страшное кислотное озеро, которое называют «озером смерти». Озеро имеет вулканическое происхождение.

По рассказам местных жителей и путешественников в озере абсолютно отсутствует жизнь. В нем не обитает ни один живой организм. Его берега пустые, на них нет растительности.Любое существо ждет моментальная смерть, если оно попадет в озеро. Человек буквально растворится в кислоте за считанные минуты. Ученые, которые проводили анализ воды, выяснили, что в ней большое процентное содержание серной кислоты. В природе серная кислота встречается очень редко.

Слушают учителя Личностные УУД

Интерес к учебному материалу

Но серная кислота   — необходимое соединение для народного хозяйства. Задание для учащихся – по схеме составить  сообщение о применении серной кислоты Изучают схему и составляют сообщение.

Выступление учащегося:

Серная кислота широко применяется для изготовления удобрений — на эти цели идет более половины всей производимой H2SO4.

— Для синтеза  сложных эфиров, спиртов, красителей, моющих средств,  лекарственных средств,  полимеров,  кислот, солей

— В  металлургии .

— в нефтеперерабатывающей промышленности

— Для осушения газов, жидкостей и твердых веществ.

— Для изготовления взрывчатых веществ, дымообразующих составов.

Метапредметные:

регулятивные участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое 

коммуникативные:     

слушать товарища и обосновывать свое мнение;

выражать свои мысли и идеи.

Регулятивные:

Самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели.

Если  такое широкое применение серной кислоты , то …   Учащиеся делают вывод о том, что для различных областей применения требуется огромное количество серной кислоты, поэтому необходимо промышленное её производство и надо знать основы технологии получения серной кислоты.

Формулируют тему урока.

Формулируют цели и задачи урока, определив границы знания и незнания

Личностные результаты

1.Стремится к речевому самосовершенствованию.

Познавательные УУД

1.Владеть приемами отбора и систематизации материала.

2.Извлекать и преобразовывать информацию из одной формы в другую.

Коммуникативные УУД

1.Оформлять свои мысли в устной форме.

2. Владеть приемами монологической и диалогической речи.

3.Осуществлять речевой самоконтроль  в процессе речевой деятельности.

В тексте найти  ответ на вопрос «Почему контактный способ вытесняет  нитрозный способ?» — В промышленности применяют два метода  в производстве серной кислоты: контактный — с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный (башенный) —с оксидами азота.  Первая башенная система появилась в Германии в 1907 г. Получаемая при нитрозном методе серная кислота – не особенно чистая и не концентрированная, поэтому область ее применения ограничена. В таких производствах, как получение взрывчатых веществ, или в органическом синтезе, нужна более концентрированная и более чистая кислота, получаемая другим методом – контактным. Контактный способ  вытесняет нитрозный. Личностные результаты

1.Стремится к речевому самосовершенствованию

Познавательные УУД

1.Владеть приемами отбора и систематизации материала

Контактный способ производства серной кислоты – многостадийный процесс. В большинстве случаев сырьем для производства серной кислоты контактным методом является серный колчедан (FeS2), а также сульфиды цветных металлов. Серный колчедан широко распространен в природе, среднее содержание серы в руде колеблется от 40 до 50%, кроме того, руда содержит примеси соединений кобальта, никеля, мышьяка, селена, меди, кремнезем, карбонаты кальция и натрия, оксид алюминия, серебро, золото.

 Наиболее значительные месторождения серного колчедана в  России сосредоточены на Урале, Кавказе. Серный колчедан часто залегает с другими сульфидными рудами, являющимися сырьем для производства меди, цинка, свинца, серебра и др. Для обогащения эти руды подвергаются флотации. Концентраты поступают в производство данных металлов, а флотационные хвосты состоят в основном из серного колчедана, который и служит сырьем сернокислотной промышленности

Изучают текст, отмечают главные  сырьевые материалы для производства серной кислоты Познавательные универсальные учебные действия:  поиск и выделение информации; применение методов информационного поиска, в  том числе с помощью компьютерных средств; выбор наиболее эффективных способов решения задачи в зависимости от конкретных условий, выделение и формулирование познавательной цели, умение заменять термины определениями, использование знакового моделирования, выдвижение и обоснование гипотезы, выбор способа ее проверки, анализ объекта с выделением существенных и несущественных признаков, построение логической цепи рассуждения, установление причинно- следственных связей, самостоятельное создание алгоритма деятельности при решении проблем творческого и поискового характера, определение основной и второстепенной информации
  Вопрос . 

Перед   использованием большие куски пирита измельчают в дробильных машинах. Для чего это делается?

Учащиеся изучают первую стадию  производства.

1)  При измельчении твердых веществ скорость реакции увеличивается, так как увеличивается площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Регулятивные универсальные учебные действия::  целеполагание, включая постановку новых целей, преобразование практической задачи в познавательную, самостоятельный  анализ условий достижения цели на основе учёта выделенных учителем ориентиров действия в новом учебном материале; планирование пути достижения целей; устанавливание  целевых приоритетов; выделение  альтернативных способов достижения цели и выбор  наиболее эффективного  способа; умение  самостоятельно контролировать своё время и управлять им;
Задание. Найти в тексте способы очистки пирита от примесей. Очистка пирита. После измельчения пирита, его очищают от примесей (пустой породы и земли) методом флотации. Для этого измельчённый пирит опускают в огромные чаны с водой, перемешивают, пустая порода всплывает наверх, затем пустую породу удаляют. Коммуникативные универсальные учебные действия: полное и точное выражение своих мыслей в соответствии с задачами и условиями коммуникации; адекватное использование речевых средств для дискуссии и аргументации своей позиции, умение представлять конкретное содержание с сообщением его в письменной и устной форме, определение  способов взаимодействия
Найдите в тексте уравнение реакции обжига пирита. Уравнение реакции первой стадии

t = 800°C

4FeS2 + 11O2   

   2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Вопрос. Для чего используется   принцип «кипящего слоя»? Измельчённый очищенный влажный (после флотации) пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800°С. 

Принцип «кипящего слоя» приводит к более полному взаимодействию пирита  и кислорода.

Вопрос. Каким образом поддерживается  высокая температура в печи обжига? За счёт выделяющейся теплоты в результате реакции поддерживается температура в печи. Избыточное количество теплоты отводят: по периметру печи проходят трубы с водой, которая нагревается. Горячую воду используют дальше для центрального отопления рядом стоящих помещений.
Вопрос. Как достигается безотходная технология  в случае оксида железа, образовавшегося в результате реакции? Образовавшийся оксид железа Fe2O3 (огарок) в производстве серной кислоты не используют. Но его собирают и отправляют на металлургический комбинат, на котором из оксида железа получают металл железо и его сплавы с углеродом — сталь и чугун.

Таким образом выполняется принцип химического производства — безотходность производства.

Вопрос. Как очищается  газ, полученный в результате  окисления пирита? Из печи выходит печной газ, состав которого: SO2, O2, пары воды (пирит был влажный!) и мельчайшие частицы огарка (оксида железа). 

Очистка печного газа от твёрдых частичек огарка проводят в два этапа — в циклоне (используется центробежная сила, твёрдые частички огарка ударяются о стенки циклона и ссыпаются вниз) и в электрофильтрах (используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра, при достаточном накоплении под собственной тяжестью они ссыпаются вниз), для удаления паров воды в печном газе  — осушка. 

Вторая стадия получения серной кислоты.

Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) (контактирование):

2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q

Это обратимая, экзотермическая, каталитическая реакция, которая протекает с уменьшением объёма газа.

  Задание. Изучите условия проведения контактирования сернистого газа и кислорода

Задания по группам.

1 группа – выясняет, что нужно использовать для контактирования: кислород или воздух

2 группа – изучает вопрос влияния давления на скорость реакции

3 группа – определяет температурный режим  процесса.

4 группа —  определяет катализатор

В соответствии с принципом Ле-Шателье равновесие этой реакции можно сдвинуть в сторону образования оксида серы (VI) следующими способами:

во-первых, увеличением содержания кислорода в обжиговом газе. 

Во-вторых, увеличением давления. Однако в сернокислом производстве увеличение давления не применяют из-за невысокого содержания оксида серы (IV) и кислорода в обжиговом газе.

В-третьих, путём снижения температуры реакции. Было установлено, что для достижения наибольшего выхода оксида серы (VI) реакцию следует проводить при температуре 400 ºС.

В-четвёртых, применением катализаторов. 

В качестве катализатора (контактной массы) при окислении оксида серы (IV) применяется  оксид ванадия V2O5

Познавательные УДД

Осознанное и произвольное построение речевого высказывания.

Определение основной и второстепенной информации.

Коммуникативные УУД

Аргументация своего мнения.

Учет различных мнений,

координирование в сотрудничестве различных позиций.

Личностные УУД

Осознание ответственности за личное дело.

Регулятивные УУД:

Умение организовать выполнение заданий учителя.

Регулятивные:

контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него; выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения.

Познавательные УДД

Осознанное и произвольное построение речевого высказывания.

Определение основной и второстепенной информации.

Коммуникативные УУД

Аргументация своего мнения.

Учет различных мнений,

координирование в сотрудничестве различных позиций.

Личностные УУД

Осознание ответственности за личное дело.

3) Третий этап получения серной кислоты – взаимодействие оксида серы с водой. 

ТРЕТЬЯ СТАДИЯ — поглощение SO3 серной кислотой в поглотительной башне.

А почему оксид серы SO3 не поглощают водой? Ведь можно было бы оксид серы растворить в воде: 

SO3 + H2 O →H 2SO4.

Найдите в Интернете ответ на этот вопрос.

Дело в том,  если для поглощения оксида серы использовать воду, образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Два процента воды — это так мало, что нагревание жидкости будет слабым и неопасным. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H 2SO4·nSO3.

Уравнение реакции этого процесса:

 nSO3 + H 2SO4

 H 2SO4·nSO3

Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Вопрос. Почему возможно хранение и транспортировка концентрированной серной кислоты в стальных емкостях? В холодном растворе железо пассивирует, поэтому  возможно хранение концентрированной кислоты в  стальных цистернах
Просмотр кинофильма

YouTube

Станислав Попов

Учитель: Включает видеофильм «Производство серной кислоты» После просмотра видеофильма обучающиеся сравнивают информацию, полученную из видеоролика с выстроенной цепочкой этапов производства серной кислоты на доске. Выявляют недостающую информацию. Например, что помимо пирита в качестве сырья можно использовать H2S, S; во второй стадии используется катализатор V2O5; для орошения SO3 используют 98%-ную концентрированную серную кислоту; продуктом реакции является олеум: H2SO4·nSO3.
Предлагаю немного отдохнуть и устроить «стрельбу глазами».

З а д а н и я.

1). В периодической системе найдите элемент-неметалл,  у которого наибольшая электроотрицательность:VII группа, главная подгруппа, 2-й период (F.)

2). Переведите взгляд влево и опустите вниз, на «самый активный» металл. 

Он  в  7-м  периоде.(Fr.)

3). Переведите взгляд вверх и вправо, на элемент VI группы, главной подгруппы,  3-го периода, элемент в составе серной кислоты. (S.)

4). Переведите  взгляд вниз и влево, на элемент, атомы   которого  образуют металл, содержащийся в градусниках. (Hg.)

5). Переведите взгляд вверх и вправо,  элемент с относительной атомной массой 4 (He)

Выполняют различные действия глазами, с использованием таблицы химических элементов, предлагаемые учителем. Регулятивные:

контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него; выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения

— Напомните задачи, которые мы ставили в начале урока для изучения данной темы.

— Какие из них нам удалось 

решить?

Проверочный тест 

1. Выберите сырьё для производства H2SO4:

а) CaSO4;

б) Na2SO3;

в) FeS2.

2. Нужен ли катализатор на первой стадии производства?

а) да;

б) нет.

3. Какое из уравнений реакции правильно отражает вторую стадию процесса производства H2SO4?

а) S + O2 = SO2

б) 2SO2  +  O2 = 2SO3

в) 4FeS2 + 11O2 = 2Fе 2Oз + 8SO2 + Q

4. Требуется ли очистка сернистого газа?

а) да;

б) нет.

5. Чем орошается оксид серы (VI) в поглотительной башне?

а) Н2O;

б) H2SO4(pазбав.);

в) H2SO4(конц.).

6. Как вы считается, производство серной кислоты является экологически чистым производством или нет?

а) да;

б) нет.

Ключи: 1-в; 2-а; 3-б; 4-а; 5-в; 6-б.

Критерии, оценки (на доске)

«5»-нет ошибок

«4»- одна ошибка

«3»-две ошибки

Более двух ошибок Вам стоит постараться

Оценивают и корректируют свои знания.
Рефлексия Повторим цель урока.  Если цель достигнута,  дайте комментарий об уроке.

Повторим цель урока.  Если цель достигнута,  дайте комментарий об уроке.

Самооценивание

Учащиеся отмечают  новое содержание, изученное на уроке, производят оценку личного вклада в совместную учебную деятельность, достижение поставленной цели. 

Самооценка. Ставят себе оценки, комментируя свои ошибки, или указывая  свои достижения в изучении   новых знаний.

Познавательные УДД

Осознанное и произвольное построение речевого высказывания.

Определение основной и второстепенной информации.

Коммуникативные УУД

Аргументация своего мнения.

Учет различных мнений,

координирование в сотрудничестве различных позиций.

Личностные УУД

Осознание ответственности за личное дело.

Информация  о домашнем задании, инструктаж по его выполнению 1. Найти в Интернете вопросы охраны природы в производстве серной кислоты и способы решения  этой проблемы. Подготовить сообщение.

2. Подготовить карточки с названием установок , применяющихся  в производстве серной кислоты.

Решить задачу. Какую массу серной кислоты можно получить из 1,2 тонны пирита при 65 % ном  выходе продукта.

Запись домашнего задания

 

Производство серной кислоты

Следите за новостями в соцсетях

Вконтакте MAX Телеграм Одноклассники

А также подписывайтесь на канал Научно-образовательный вестник «Pedproject.Moscow» в MAX