淺談怎樣科學(xué)地搞好化學(xué)復(fù)習(xí)(5)

　　(2)教學(xué)設(shè)計(jì)

　　①接觸法制硫酸生產(chǎn)流程模擬的演示實(shí)驗(yàn)

　　模擬生產(chǎn)中硫鐵礦焙燒、爐氣凈化、二氧化硫轉(zhuǎn)化(同時(shí)演示SO3遇水形成酸霧和H2SO4的檢出)、三氧化硫吸收和尾氣中二氧化硫的處理等工藝過(guò)程，通過(guò)鮮明的反應(yīng)現(xiàn)象，反映硫酸生產(chǎn)的化學(xué)原理和工藝條件。實(shí)驗(yàn)技術(shù)的關(guān)鍵，是硫鐵礦的分散性(碾細(xì)后用碎石棉纖維拌和)、催化劑的活性(將浸透飽和重鉻酸銨溶液的石棉纖維填入催化管灼燒冷卻后備用)、三氧化硫的吸收條件和空氣鼓入速度的控制，這恰與主要的硫酸生產(chǎn)工藝條件一一對(duì)應(yīng)。演示過(guò)程，不僅能為學(xué)生的硫酸生產(chǎn)流程現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)習(xí)提供準(zhǔn)備，更是一次在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中研究生產(chǎn)流程的技術(shù)探索示范。

　�、谒嵊瓿梢蚍治龅膶W(xué)生實(shí)驗(yàn)

　　指導(dǎo)學(xué)生先將“SO2的固相催化氧化器”接通直流電源使其中的電熱絲紅熱而在表面形成鐵等金屬氧化物的催化層，然后伸入裝有SO2和空氣的集氣瓶中。要求學(xué)生分析瓶中迅速出現(xiàn)的濃重白霧現(xiàn)象，并檢出H2SO4的生成。然后組織課堂討論：為什么含硫化石燃料(如煤)的燃燒和焙燒硫化物金屬礦，通常是形成酸雨的主要污染源?為什么在我國(guó)用硫鐵礦為主要原料的硫酸生產(chǎn)中，焚礦后除去爐氣中酸霧的技術(shù)，是發(fā)展生產(chǎn)

　　中的一大關(guān)鍵問(wèn)題?為什么SO3吸收后尾氣中的SO2若不回收利用，則硫酸生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都必蒙受巨大損失?

　　(3)教學(xué)效果

　　學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合隨后相應(yīng)的社會(huì)實(shí)踐(教學(xué)單元B)，激發(fā)了“硫酸與社會(huì)”的探究志趣，初步理解、實(shí)踐了為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)、又必須與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的硫酸生產(chǎn)的科技知識(shí)和研究方法，培養(yǎng)了“清潔生產(chǎn)”和治理“三廢”的環(huán)境意識(shí)，發(fā)展了對(duì)化學(xué)科學(xué)技術(shù)的價(jià)值敏感性。

　　3.教學(xué)案例(教學(xué)單元C和D)

　　(1)教學(xué)要求

　�、俜謩e以甲基橙、甲基紅和甲基紅-次甲基藍(lán)混合溶液，作為用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定H2SO4溶液濃度時(shí)的指示劑，比較滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，并對(duì)照三種指示劑的變色范圍、變色點(diǎn)，進(jìn)行比較分析，選出其中的最佳指示劑。

　　②使學(xué)生從理論與實(shí)踐的結(jié)合上掌握我國(guó)GB534-82標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定工業(yè)硫酸百分含量的化學(xué)技術(shù)為生產(chǎn)服務(wù)。

　　(2)教學(xué)設(shè)計(jì)(學(xué)生實(shí)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)踐)

　�、倭蛩釢舛鹊味ǚ治鲋兄甘緞┑倪x擇

　　分別以甲基橙、甲基紅和甲基紅-次甲基藍(lán)混合溶液為指示劑，其它滴定條件都與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)類同，用0.5摩/升的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定0.3摩/升左右的稀H2SO4的濃度，通過(guò)比較分析，確定其中的最佳指示劑，完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)鍵技術(shù)的探究。

　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目：使用不同指示劑所得測(cè)定結(jié)果的精密度比較;使用不同指示劑所得測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度比較;確定最佳指示劑和確定理由的分析。

　�、谟脟�(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定工廠產(chǎn)品硫酸的百分含量

　　用潔凈干燥、滴管中吸有樣品硫酸(如98%工業(yè)硫酸)的小滴瓶置于分析天平上稱量。取兩份各盛有不少于50毫升蒸餾水的錐形瓶，用遞減稱量法各向其中滴入約0.7克樣品硫酸，按以下操作，平行滴定兩份。

　　在稀釋后的樣品中加入甲基橙指示劑一滴，用0.5摩/升的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴到溶液顯橙紅色，再加入甲基紅-次甲基藍(lán)混合指示劑4滴，繼續(xù)滴加NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，直到溶液由紫紅色變灰綠色即為終點(diǎn)。

　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目：由兩次有效的平行滴定數(shù)據(jù)計(jì)算樣品硫酸的百分含量;以生產(chǎn)工廠對(duì)相同樣品的測(cè)定值為真實(shí)值，分析測(cè)定誤差。

　�、蹍⑴c控制硫酸生產(chǎn)吸收工藝條件的技術(shù)實(shí)踐

　　用參觀時(shí)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)已采集準(zhǔn)備的有關(guān)酸樣，照前面②中的測(cè)定操作，為工廠嚴(yán)格測(cè)定硫酸生產(chǎn)中進(jìn)入吸收塔里吸收三氧化硫的常用循環(huán)酸和從塔底排出的高濃度酸的H2SO4百分含量。進(jìn)一步，結(jié)合對(duì)其它相關(guān)工藝條件的調(diào)查，評(píng)價(jià)工廠對(duì)吸收塔中酸濃度控制的合理性，分析工廠吸收塔中三氧化硫的吸收效率。

　　實(shí)踐報(bào)告項(xiàng)目：所測(cè)吸收塔中硫酸的百分含量;工廠硫酸生產(chǎn)吸收工藝條件和吸收效率的評(píng)價(jià)、分析。

　　(3)教學(xué)效果

　　在系統(tǒng)化的科技實(shí)驗(yàn)中教學(xué)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的滴定分析技術(shù)，由于符合化學(xué)科技教學(xué)的聯(lián)系化工生產(chǎn)的實(shí)踐性原則和學(xué)生探究掌握的有序化原則，收到了較好的STS教育效果：首先，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，在比較研究中觀察、分析了使用甲基橙為指示劑，則測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度必然明顯較差的現(xiàn)象和原理，這恰與使用甲基紅-次甲基藍(lán)混合指示劑形成鮮明的對(duì)照，從而使學(xué)生運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作硫酸生產(chǎn)工廠酸樣中H2SO4含量的分析時(shí)，都能熟練地先使用甲基橙以獲得接近滴定終點(diǎn)的信息，然后再加入甲基紅-次甲基藍(lán)混合指示劑，準(zhǔn)確地完成滴定。于是，在學(xué)生實(shí)踐科學(xué)過(guò)程和實(shí)現(xiàn)智能飛躍的探究中，使中學(xué)“中和滴定”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)教育，全面提高了化學(xué)科技實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和教育效益。進(jìn)一步，學(xué)生更運(yùn)用已掌握的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，直接參與硫酸生產(chǎn)吸收塔中酸濃度的嚴(yán)格控制以提高生產(chǎn)效率的技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)，在親自體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的成功的喜悅中更加提高了自己的科學(xué)素養(yǎng)。