Конспект урока по Химии «Пути познания серной кислоты»

Пути познания серной кислоты

Познание — это солнечный свет, без которого не может развиваться человечество.

Н.Бердяев

«О мощности государства можно судить по количеству серной кислоты,

которое оно производит»

Д.И.Менеделеев

Цель урока:

Изучить экологические проблемы, возникающие при производстве серной кислоты.

Задачи:

образовательные:

• закрепление знаний учащихся о промышленном способе получения серной кислоты;

• обобщение знаний учащихся о научных принципах химического производства;

• изучение возможных экологических проблем, возникающих при производстве серной кислоты.

развивающие:

• развитие химических и информационных компетентностей;

• развитие интеллектуальных и творческих способностей учащихся;

• продолжение формирования метопредметных и надпредметных знаний;

• развитие способности эффективно использовать знаковые системы, приемы наблюдения, сравнения; формулирование выводов и представления результатов аналитической работы.

воспитательная:

• развитие социальных и коммуникативных компетентностей.

Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый, проблемный, информационный, использование компьютерных технологий.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, парная.

Оборудование и реактивы:

• пробирки;

• р-ры H₂SO₄, BaCl₂, пробы воды и снега, универсальная индикаторная бумажка, пирит;

• электронные весы;

• аптечка первой медпомощи с набором медикаментов, медицинский халат;

• таблички: химики-технологи, инженер — технологи, экологи, эксперты, лаборанты;

• презентация;

• географические атласы для 8 и 9 кл;

• рабочие тетради;

Ход урока

Дорогие ребята, входя в класс, я предложила вам прочитать названия табличек, стоящие на столах, и сесть так, кем вы себя сейчас ощущаете. А начать урок я бы хотела словами Николая Бердяева – познание это солнечный свет, без которого не может развиваться человечество. Что заключает в себе слово «познание»? (отвечают дети) процесс, да это процесс изучения, даже само слово познание – процесс получения знаний, (отвечают дети) объяснения чего-либо, хорошо ребята. Большой энциклопедический словарь объясняет познание, как творческая деятельность субъекта, направленная на получение новых знаний. А как мы познаем окружающий мир? (отвечают дети) – наблюдения, эксперимент, опыт, а еще от куда мы можем получить знания? (отвечают дети) – из книг, мы можем моделировать какие-то процессы. А какие знания мы получаем из книг? (отвечают дети)- теоретические, т.е. здесь мы получаем знания теории и мысли становятся результатом этого процесса. Посмотрите, мы с вами сейчас выстроили систему познания мира. Как вы знаете с уроков обществознания, существует два пути познания мира: первый путь — чувственное восприятие, наблюдения, ощущения каких-то объектов, называется эмпирический, и путь, когда мы получаем знания из книг, за счет новых теорий, законов называется теоретический. Так как объект изучения на уроке — ___________________________________________________, поэтому тема урока так и называется, ПУТИ ПОЗНАНИЯ ____________________________________________

Откроем рабочие тетради, обратимся к первому учебному тексту и попробуем сформулировать вопросы сегодняшнего урока, потому что вопросы это всегда направление к ответу.

Учебный текст 1. Процесс производства серной кислоты сопровождается образованием вредных веществ, оказывающих негативное влияние на живую и неживую природу.

Концентрации сернистого ангидрида, аэрозолей серной кислоты в радиусе 0,5–3 км от источника выброса составляют 2,4–0,8 и 0,9–0,5 мг/м³. Резкое повышение количества выбросов серосодержащих соединений в воздух, возникающее при отклонении производственного процесса от технологического регламента, приводит к образованию кислотных дождей.

Кислотные осадки – любые осадки, кислотность которых выше нормы (рН=5,6). Впервые были зарегистрированы в Англии в 1907-1908г. Сейчас бывают осадки с рН =2,2-2,3.

Источники кислотных осадков: кислотные оксиды: SO₂, SO₃

Механизм образования кислотных осадков: газы + пары воды = растворы кислот с рН< 7.

Кислотные дожди отрицательное влияние на окружающую среду.

возможные вопросы: Какие соединения серы попадают в окружающую среду? Какие последствия соединений серы на живую и неживую природу? Как влияют кислотные дожди? (записываем кратко на обычной доске).

Посмотрев на карту «Полезные ископаемые мира» (слайд с картой), мы увидим, что месторождений серной кислоты на Земле не обнаружено, ее получают на сернокислотных заводах, расположенных в различных районах нашей страны. (слайд с картой). Важнейшие предприятия находятся в Тульской, Московской, Пермской, Свердловской областях.

Что является сырьем для производства серной кислоты? (ответы детей): исходным сырьём для производства серной кислоты могут быть: сера, сероводород, сульфиды металлов (запись на слайде).

S

SO₂SO₃H₂SO₄

ZnS

FeS₂

Вы уже знакомы с производством серной кислоты, при котором исходным сырьём является пирит FeS₂.

Используем те знания, которые получены вами на прошлом уроке. Работаем следующим образом: инженеры-технологи выполняют задания на интерактивной доске (2 человека); химики- технологи (4 человека) – один производит расчеты, другой на доске записывает уравнения химических реакций, лежащие в основе производства серной кислоты из пирита, третий и четвертый в рабочей тетради расставляют коэффициенты методом электронного баланса; эксперты читают текст и вставляют пропущенные слова; экологи анализируют химический процесс получения серной кислоты, предполагают – какие химические вещества могут попасть в окружающую среду; лаборанты проводят качественную реакцию на серную кислоту (перед выполнением прочитайте инструкцию «ТБ при работе с кислотами»).

Деятельность учащихся

Природные материалы (сырьё), кроме основного компонента содержат примеси.

ОБРАЗЕЦ

чистое вещество примеси

Решить задачу:

Представьте себе, что вы химик – технолог завода по производству серной кислоты.

Рассчитайте, какое количество пирита по массе содержится в данном образце руды, если массовая доля примесей в нем составляет 10%.

Алгоритм решения:

Дано: Решение:

m(руды) = _____ г Рассмотрим состав руды:

w % (примесей) = 10 % руда

____________________ FeS₂ (пирит) примеси

Найти: m (FeS₂) = ? 1) Вычислим массовую долю пирита в данном образце:

;

w(пирита) =

2) Вычислим массу чистого вещества — пирита, содержащегося в данном образце руды:

Ответ: m (пирита)=

Стадии производства

Вопрос классу: Какие два метода окисления SO₂ применяют в производстве серной кислоты?

Если возникли затруднения, обратитесь к учебнику на стр.103-104. Кроме книг, вы уже мне сегодня называли, есть и другие источники, один из них Интернет, обратимся к ресурсам Интернета: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D1%8B

Любое химическое производство создается на основе общих научных принципов. Выберите (подчеркивают на слайде) научные принципы организации, применяемые при производстве серной кислоты, и соотнесите со стадиями процесса. (работа на слайде)

Научные принципы организации химических производств

Общие принципы

Вопрос к экологам: Какие химические вещества могут попасть в окружающую среду при производстве серной кислоты? (записать)

Для глубокого понимания современной экологической ситуации (как на всей планете, так и в региональном, местном масштабе) человеку совершенно необходимы химические знания.

Воспользуемся эмпирическим методом познания: наблюдая за видеопытами, подумайте, какая взаимосвязь между производством серной кислоты и результатами увиденных химических опытов? Рассмотрим процессы: (заполняем на слайде первые два столбика)

Акцентировать внимание на соединения серы, попадающие в окружающую среду (подчеркнуть).

Вопрос классу? (беседа) К каким экологическим проблемам приведут выбросы вредных веществ при производстве серной кислоты? (заполняем третий столбик)

Физкультминутка:

Очень химию мы любим,

Шею влево, вправо крутим.

Воздух – это атмосфера,

Это, правда, топай смело!

В атмосфере есть дожди,

Делаем вперед шаги!

Так же есть и серный газ,

Мы попрыгаем сейчас!

И чем больше мы познаем,

Руки вверх мы поднимаем!

И природу защищаем!

Прошлым летом я была свидетелем последствий кислотного дождя. Прошел долгожданный обильный дождь, после которого листья огурцов пожелтели, завяли, а некоторые ветви совсем погибли. Я была удивлена, ведь на территории Тюменской области нет предприятий по производству серной кислоты, открыла географический атлас и обнаружила, что в соседней, Свердловской области есть, и ветер как раз был западный. А сейчас, когда готовилась к нашей встречи, задумалась: возможны ли кислотные осадки на территории нашего Ямальского района? Мы с вами вместе и разрешим этот вопрос:

Но перед этим вопрос к лаборантам: каким образом можно доказать наличие ионов водорода и сульфат-ионов, т.е. серной кислоты?

Химики-технологи, лаборанты: провести химический анализ образцов, взятых из разных мест: водопроводная вода из Нового Порта, т.е. речная вода, т.к. у нас нет в поселке очистных сооружений; местная водопроводная вода; снег, взятый около школы; снег, взятый на окраине поселка.

На предприятии по производству серной кислоты большое внимание уделяется вопросам охраны труда, соблюдению всеми работниками правил техники безопасности: своевременно и систематически проводят инструктажи. Перед выполнением лабораторных опытов повторите правила техники безопасности, прочитав инструкцию в своей рабочей тетради.

Экологи: провести анализ географических карт «Химическая промышленность», «Воздушные массы»;

Эксперты: используя данное уравнение химической реакции: SO₃ + H₂O  H₂SO₄ + Q, ответьте на вопрос: при какой температуре воздуха вероятность выпадения кислотных дождей увеличивается?

Инженеры-технологи: провести анализ карты «Минеральные ресурсы России». Возможно ли строительство заводов по производству серной кислоты на территории ЯНАО?

Обсуждение результатов работы.

• в воде, взятой из водопровода с.Новый Порт (р.Обь) сульфат – ионы ______________;

• в воде, взятой из озера вблизи поселка Новый Порт сульфат – ионы_______________;

• в снеге, взятого около школы сульфат – ионы ________________;

• в снеге, взятого на окраине поселка сульфат – ионы ________________.

В вашей рабочей тетради есть еще экологические задания, интересные материалы по данной теме, просмотрите их дома, а также выполните задание по web-квесту, т.е. используя ресурсы Интернета.

Применение скрубберов сокращает нежелательные выбросы. Что собой представляют скрубберы? https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%B1%D0%B5%D1%80

На получение 1 т серной кислоты расходуют 0,85 т серного колчедана – FeS₂ или 0,35 т серы. А почему потребительский фактор существенно влияет на размещение заводов по производству серной кислоты?

https://www.terrus.ru/sources/articles/540/2.5_l.shtml

Проверьте свои знания, выполнив тест «Производство серной кислоты» в режиме onlain, расположенный на моей личной странички, расположенной на школьном сайте ……..

www.nshi.rusp

Вернемся к вопросам, поставленным в начале урока. Получили вы знания по этим вопросам? Какие соединения серы попадают в окружающую среду? Какие последствия соединений серы на живую и неживую природу? Как образуются кислотные дожди? (слайд с таблицей)

Да, ребята, посмотрев на результаты нашей работы, можно сегодня же выступить с вопросом перед Министерством химической промышленности о немедленном закрытии всех заводов по производству серной кислоты (слайд с картой «Химическая промышленность» выделить заводы на карте). А тогда как быть с этим? (слайд «Применение серной кислоты»). А ответ вы можете найти в послании президента к народу, где президент подчеркивает, что вам, ученикам Новой школы, получивших огромный багаж знаний, разрабатывать и внедрять новые экологически безопасные технологии.