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

　　①接觸法制硫酸生產(chǎn)流程模擬的演示實驗

　　模擬生產(chǎn)中硫鐵礦焙燒、爐氣凈化、二氧化硫轉(zhuǎn)化(同時演示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程，通過鮮明的反應(yīng)現(xiàn)象，反映硫酸生產(chǎn)的化學(xué)原理和工藝條件。實驗技術(shù)的關(guān)鍵，是硫鐵礦的分散性(碾細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)工藝條件一一對應(yīng)。演示過程，不僅能為學(xué)生的硫酸生產(chǎn)流程現(xiàn)場見習(xí)提供準(zhǔn)備，更是一次在科學(xué)實驗中研究生產(chǎn)流程的技術(shù)探索示范。

　　②酸雨成因分析的學(xué)生實驗

　　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)濟效益和社會效益都必蒙受巨大損失?

　　(3)教學(xué)效果

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

　　3.教學(xué)案例(教學(xué)單元C和D)

　　(1)教學(xué)要求

　　①分別以甲基橙、甲基紅和甲基紅-次甲基藍混合溶液，作為用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定H2SO4溶液濃度時的指示劑，比較滴定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度，并對照三種指示劑的變色范圍、變色點，進行比較分析，選出其中的最佳指示劑。

　　②使學(xué)生從理論與實踐的結(jié)合上掌握我國GB534-82標(biāo)準(zhǔn)測定工業(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(學(xué)生實驗和技術(shù)實踐)

　　①硫酸濃度滴定分析中指示劑的選擇

　　分別以甲基橙、甲基紅和甲基紅-次甲基藍混合溶液為指示劑，其它滴定條件都與國家標(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，通過比較分析，確定其中的最佳指示劑，完成國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)鍵技術(shù)的探究。

　　實驗報告項目：使用不同指示劑所得測定結(jié)果的精密度比較;使用不同指示劑所得測定結(jié)果的準(zhǔn)確度比較;確定最佳指示劑和確定理由的分析。

　　②用國家標(biāo)準(zhǔn)測定工廠產(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。

　　實驗報告項目：由兩次有效的平行滴定數(shù)據(jù)計算樣品硫酸的百分含量;以生產(chǎn)工廠對相同樣品的測定值為真實值，分析測定誤差。

　　③參與控制硫酸生產(chǎn)吸收工藝條件的技術(shù)實踐

　　用參觀時在生產(chǎn)現(xiàn)場已采集準(zhǔn)備的有關(guān)酸樣，照前面②中的測定操作，為工廠嚴格測定硫酸生產(chǎn)中進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。進一步，結(jié)合對其它相關(guān)工藝條件的調(diào)查，評價工廠對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。

　　實踐報告項目：所測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價、分析。

　　(3)教學(xué)效果

　　在系統(tǒng)化的科技實驗中教學(xué)國家標(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)系實際，在比較研究中觀察、分析了使用甲基橙為指示劑，則測定的精密度和準(zhǔn)確度必然明顯較差的現(xiàn)象和原理，這恰與使用甲基紅-次甲基藍混合指示劑形成鮮明的對照，從而使學(xué)生運用國家標(biāo)準(zhǔn)作硫酸生產(chǎn)工廠酸樣中H2SO4含量的分析時，都能熟練地先使用甲基橙以獲得接近滴定終點的信息，然后再加入甲基紅-次甲基藍混合指示劑，準(zhǔn)確地完成滴定。于是，在學(xué)生實踐科學(xué)過程和實現(xiàn)智能飛躍的探究中，使中學(xué)“中和滴定”的實驗教學(xué)發(fā)展為國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)教育，全面提高了化學(xué)科技實驗的教學(xué)和教育效益。進一步，學(xué)生更運用已掌握的國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，直接參與硫酸生產(chǎn)吸收塔中酸濃度的嚴格控制以提高生產(chǎn)效率的技術(shù)實踐活動，在親自體驗科學(xué)技術(shù)為經(jīng)濟建設(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)。