二氧化硫的主要化学性质(6篇)
二氧化硫的主要化学性质篇1
为全面贯彻党的十和十八届三中全会精神,深入实施教育规划纲要,2014年4月,教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,提出“将研究制订学生发展核心素养体系,明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。2014年年底前启动的普通高中课程标准修订工作,将提炼和确定学科核心素养作为修订工作的主要内容之一。随后,关于核心素养的研究大量展开,相关研究成果也相继面世。随着研究的深入,更多的研究者开始着眼于如何在具体教学中发展学生的核心素养。本期聚焦精选了五篇来稿,分别探讨在化学、数学、英语、物理等学科的具体教学中实现核心素养的培养途径,以期帮助一线教师更好地理解核心素养。
摘要:从化学学科核心素养角度着手,在“二氧化硫的性质和作用”课堂教学中进行学科的变化观、实验观、环保观、对比观等思维的培养,形成积极、主动的思维去发现问题,并找到切实可行的解决问题的方案。
关键词:核心素养;二氧化硫的性质;教学反思
伴随着高中化学课程标准的修订,“立德树人”的根本任务的确立,要求学生在学习中形成学科的核心素养观,要求教师在教学中能帮助学生形成能体现学科自身本质特征,具有学科性质的核心素养观[1]。元素化合物是化学学科知识体系的基础,对于学生学科核心素养的养成有重要的作用。以“二氧化硫的性质和作用”教学为例,从元素化合物的角度展开,进行化学学科核心素养培养的教学设计,实验探究教学。
一、基于学科核心素养设计元素化合物教学
(一)学科核心素养
化学学科核心素养包含了“宏观辨析与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个要素。化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来的,并在解决与化学相关问题中表现出的关键素养,体现了学生从化学视角认知事物,并形成脉络。化学学科核心素养的形成,不是通过简单的知识记忆,也不是知识体系的简单组合。它需要学生在学习过程中以及学习的情境中积极互动,形成主动的思维意识,深入理解化学学科特征、特点的基础上形成切实有效的解决化学问题的基本方法与思路,在理解与应用中不断升华、提炼。
(二)基于学科核心素养设计教学
化学学科核心素养的建构,体现在学生能主动运用化学学科的思想方法,多角度、全方位地认识事物,并形成切实可行的思维意识、思维习惯,在化学学科核心素养的指引下,建构丰满的知识体系,引导学生形成学科知识,认知习惯与方式,从而去解决问题[2]。在元素化合物的学习中,化学学科的核心素养就是:结构决定性质,性质决定用途。这反映了一系列知识体系的内在框架。
“二氧化硫的性质和作用”是苏教版《化学》1中专题4的开篇之作,通过对前面一系列元素化合物的知识体系的学习,学生具备了一定的分析、对比的能力。教学中,教师通过一系列情境的创设,让学生去发现问题,并设计方案去解决问题,从而在问题的解决过程中培养化学学科核心素养。
实验观:化学是一门实验的学科,实验揭示了事物的本源,实验带来了问题的解决,这就要求我们切实地回到实验中。本节课设计了“二氧化硫的漂白实验”“二氧化硫与氯化钡溶液、双氧水的实验”“二氧化硫与高锰酸钾反应的探究实验”,以实验为依据,建构二氧化硫的性质、用途的学科核心素养。
对比观:对比分析是化学学科的重要的思维分析方法,本节课创设情境,将二氧化硫的漂白性与次氯酸的漂白性进行对比,将二氧化硫使品红溶液褪色的机理与二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色的机理进行对比分析。在对比分析中,让学生去主动探究,通过方案设计、实验论证,找出主因,从而形成化学学科的核心素养。
环保观、平衡观、探究观、创新思维在本节课中也有体现。正是基于这些化学核心素养观中的教学模式的设计,才能使学生形成知识体系,提高了学生发现问题、解决问题的能力。
二、“二氧化硫的性质和作用”教学过程
(一)活动引入点燃激情
教师:回到生活中的化学,展示红酒图片,重点突出红酒配料的成分为SO2,我们知道SO2有毒,红酒中怎么还会有SO2呢,它的作用是什么呢?性质决定用途,这节课,我们首先来学习一下SO2的性质。
设计意图:通过认知的冲突性,激发学生的探究欲望。开了个好头,使学生投入到探究的情境中来。
教师:二氧化硫能溶于水中,那么大家能完成化学方程式的书写吗?并测定二氧化硫的水溶液的酸碱性吗?
学生:跃跃欲试,激情被点燃。顺利写出化学方程式,并完成溶液酸碱性的测定。
结论:二氧化硫具有酸性氧化物的通性。
设计意图:进一步通过可操作实验,激发学生的学习积极性,并对他们的表现、B度做出表扬,使学生进入学科核心素养的学习模式中。
(二)问题探究建立对比观
教师:设计探究SO2漂白性的实验方案,并提供改进实验操作的方法:向试管中加入2mLSO2水溶液,逐滴滴加品红溶液,振荡,观察现象;在试管口套一个小气球,然后加热试管,观察现象。
教师:实验现象说明了什么?
学生:二氧化硫具有漂白性,并且是不稳定的漂白。
教师:展示二氧化硫与石蕊试液的试管,还有二氧化硫与品红溶液的试管,二氧化硫能漂白指示剂吗?
学生:二氧化硫能使品红溶液褪色,但不能漂白指示剂。
教师:回顾在氯气的学习中,新制的氯水和石蕊试液接触的现象是什么?
学生:先变红,后褪色。
教师:原因是什么呢?
学生:变红是因为H+,褪色是因为HClO具有漂白性。
教师:请大家总结HClO与二氧化硫漂白性的差异。
设计意图:构建学科素养平台,建立对比观,让学生在理解的前提下,投入到生动的学习情境中,通过实验探究活动,在解决问题的过程中,构建知识体系,促进学科核心素养能力的提升。
(三)层层推进再建对比观和实验观
1.二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应
教师:二氧化硫通入到品红溶液中,体现了二氧化硫的漂白性,那么我们来分析下面这个实验。
演示:将含二氧化硫的水溶液滴入到含高锰酸钾溶液的试管中,观察实验现象。
教师:发现高锰酸钾溶液褪色了,这是二氧化硫的漂白性的体现吗?
学生:讨论分析,产生思维碰撞,提出观点,溶液再次加热,如果高锰酸钾溶液的颜色能恢复,则是漂白性,反之则不是。
验证:实验验证,加热溶液,颜色不恢复。那么不是因为二氧化硫的漂白性,那是什么呢?
教师:引导分析,请大家从各自物质分析,分析高锰酸钾具有什么性质,二氧化硫从硫的价态的角度进行分析。
学生:高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫容易被氧化,二者发生了氧化还原反应,生成了硫酸根。
教师:如何设计实验进行验证呢?
学生:取样后,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则说明SO2被KMnO4氧化成了硫酸根,二氧化硫体现了还原性。
教师:实验验证,并请书写出化学方程式。
学生:准确、迅速地完成了化学方程式的书写。
设计意图:学习了二氧化硫的漂白性后,进行二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应实验,进行对比分析,形成冲击感,使学生的印象深刻,提高了学习挑战性,激发学生的高级思维活动,很好地体现了化学学科核心素养的升华。
2.SO2与BaCl2、H2O2溶液的反应
实验操作与现象:
教师:这一系列实验操作中,透过现象看本质,你得到了什么样的结论?为什么加入双氧水后,溶液中产生了大量的浑浊现象?请同学们,从二氧化硫的性质角度进行分析。
学生:H2O2将H2SO3氧化成了硫酸,硫酸与BaCl2反应生成了BaSO4沉淀。
教师:为什么在开始的时候会有少量浑浊?这个浑浊是BaSO3吗?
学生:不会是BaSO3,如果是BaSO3,应该产生大量的浑浊。
教师:那一开始的浑浊会是什么呢?加强引导分析。引导学生回忆Fe(OH)2的制备中,需要注意的点。
学生:溶液中的部分H2SO3被O2氧化成H2SO4,形成了BaSO4沉淀。
教师:我们的记忆中,BaSO3是难溶物,那么为什么开始的时候,不能形成BaSO3沉淀呢?
教师:这个知识点对于学生来说是难点,应加强引导分析。引导学生书写化学方程式,找问题。
学生:二氧化硫与BaCl2溶液不反应,是因为不能违背强酸制备弱酸的原理。
结论:H2SO3容易被H2O2氧化成H2SO4。其实二氧化硫还可以被很多具有氧化性的物质氧化,比如Cl2、O2、Fe3+等。
设计意图:这是一个层层递进的实验,通过学生的操作,学生在分析变化过程中,形成认识,为什么不能形成BaSO3沉淀,双氧水的作用是什么,二氧化硫体现了什么性,通过思维分析、实验验证,解决了困惑,建构了学科的实验观、变化观、守恒观。
(四)直面现实建构环保观
教师:展示一些对比图片,明确这是酸雨的破坏引起的,那么什么是酸雨,酸雨pH值有什么要求,引起酸雨的物质主要是什么?酸雨对自然环境有哪些破坏作用?
学生:酸雨的pH值小于5.6,引起酸雨的主要物质是SO2。酸雨使湖泊酸化,影响水生生物的繁殖。酸雨使土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失,导致土壤肥力下降并酸化,农作物和树木生长遭到破坏。酸雨使建筑物腐蚀加快。
教师:酸雨对自然环境破坏非常严重,希望大家爱护家园,形成良好的环保意识。现在有一瓶酸雨,测定pH值为5.5,每隔一段时间测定一次pH值,发现溶液的pH值变得越来越小,为什么?请同学们结合已学知识分析。
学生:这是由于空气中的氧气将酸雨中的H2SO3缓慢氧化成H2SO4,将弱酸缓慢氧化成强酸,酸性变强。
教师:请大家阅读课本,明确酸雨防治的办法。酸雨治理中,请大家明确,最终产物中硫的价态。
设计意图:通过图片展示,让学生体会了酸雨的破坏力,倡导学生的环保意识,同时设置情境,再次强化了二氧化硫的还原性,对化学的变化观形成认识,突出了化学学科素养性。
三、教学体会
本节课是苏州教科院组织的“三省四校同课异构教学”中的一节展示课的设计,立足于“苏式课堂”,以“核心素养,提升有效教学”为指导,从结合实际和观察现象出发,让学生通过观察分析推测性质实验验证得出结论,体现探究式学习方式。本节课以“干红中SO2的作用”为背景,积极体现化学之美,做到“以生为本”。利用红酒中SO2的作用与学生已有SO2的负面印象产生冲击,激发其探究欲,并由此引出相关问题,设计展开五个小组活动:①二氧化硫可溶于水且与水反应。设计实验,通过产生明显现象说明SO2可溶于水,溶液显酸性表明SO2与水发生了化学反应。②在二氧化硫水溶液生成的基础上设计证明漂白性的实验,用水溶液代替二氧化硫气体,并分析漂白原理。③在学了漂白性的基础上分析二氧化硫和高锰酸钾溶液的反应,并设问是否为漂白性的体现,分析物质的性质,引导学生用实验验证。④在前面学习的基础上,环环相扣,分析SO2与BaCl2不能反应却在混合后有浑浊,推测SO2具有原性。并利用H2O2溶液实验验证SO2的还原性。⑤在酸性氧化物学习的基础上,通过图片的形式引入酸雨,让学生明确酸雨的形成和防治,然后回归课本,增强了学生的环保意识。
通过一系列场景的创设,有效激发学生的学习热情;将知识问题化,通过化学实验、分析化学原理、类比迁移等方法使问题得以解决;遵循学生的认知规律,由浅入深,由现象到本质,使教学目标得以达成。
设计中遵循绿色化学思想,将以往采用SO2气体进行的实验,在可能的情况下改为SO2水溶液进行实验(验证二氧化硫漂白性实验中用SO2水溶液代替SO2气体与品红溶液反应),并且尽可能在密封的环境下进行(用饮料瓶存装二氧化硫水溶液密封等),防止或降低污染。
由于课堂时间有限,知识侧重不同,部分知识点在本节课的设计中没有呈现,而是将其作为课外探究问题提出,有兴趣的同学可以结合本节课的学习方法,课外自主探究,也使知识的学习由课内延伸至课外。
参考文献:
二氧化硫的主要化学性质篇2
关键词:高中化学;教学质量;教学现状
一、提问设计和优化
教师的教学中,备课是其中至关重要的一部分。制订出合理的教学计划,对教学工作的实施至关重要。上课提问设计和方法,直接关乎学生是否能够吸收知识。现在以《二氧化硫性质与应用》的章节为例,设计课堂提问的步骤,从而对问题进行优化。
1.提问设计
这一章内容主要是让学生对二氧化硫化学性质了解,所以在备课之时,就需要做提问设计。首先是根据学生对生活中二氧化硫的认识入手,通过对二氧化硫的危害阐述,从而引导学生有了解二氧化硫的兴趣,再将问题逐渐渗透、深入,同时,提问需要根据学生的理解能力和知识水平来合理开展。
(1)举例阐述二氧化硫的危害有哪些;
(2)二氧化硫有哪些性质;
(3)认识到二氧化硫对人类的生活有哪些危害;
(4)二氧化硫如何应用。
通过这样的问题构架,对教学目标有了一个较为清晰的了
解。对本章知识有了初步掌握,在此基础上,对提问设计的环节进行优化。
2.提问优化
在课堂中的提问也是一种艺术,由于备课之时已经对课堂提问规划完成,即便渗透艺术性,也无神秘之感。在有了目标的基础上,问题要突出实用性、引导性。
(1)利用学生想表现的心理,问:你有什么看法?
(2)基于学生好奇的心理,问:二氧化硫为什么会对人类造成危害?
利用以上问题,将本章内容重点引出,认识二氧化硫有怎样的危害,对于二氧化硫的性质该如何去了解。
二、实际应用提问
高中生已经有了相应的生活经验,对某些事物也有自己的独特见解。因此,课堂提问环节一定要经得起学生去质疑。
1.问题情境
提问有一个良好的问题情境可以促进学生的自主思考能力。例如,可先将一副20世纪80年代的街头图片展示出来,小贩将粉末倒进笼屉,过会儿馒头就变得雪白。问:粉末是什么?小贩的意图是什么?
2.问题应用
在问题提出之后,学生会自我思考。这时,教师可对二氧化硫的知识进行讲解。在提示之后,再让学生逐步回答问题,课堂知识才能加深记忆。
课堂提问是教学的关键,以高中化学为背景,提问设计到优化,结合教学现状,将问题潜移默化之间被学生所吸收,教学成果就能显著提升。
参考文献:
二氧化硫的主要化学性质篇3
【关键词】:研究性学习学习模式开放性
研究性学习是指学生在老师的指导下,从自身生活和社会生活中选择和确定研究专题,以个人或小组合作的方式主动地进行学习,以类似科学研究的方式主动地获取知识,应用知识,解决问题。研究性学习具有开放性、探究性和实践性三大特征。在其实施的过程中,必须遵循发展性、实践性、创新性、过程性和自主性等五原则。它彻底地改变了学生以往的学习方式和教师的教学方式,为全面深入地推进素质教育开辟了新的空间。
为配合我校开展的“创新式教育”实验研究,笔者大胆地将研究性学习的特征和实施原则“因地制宜”地“移植”到日常的化学课堂教学中,探索课堂教学中的研究性学习模式。
一、课堂教学中的研究性学习模式
1.新的特征:
(1)开放课堂,教师重组。学校图书馆、化学实验室和常规教室三位一体,同时构成课堂。图书管理员、化学实验员和化学教师共同组成任课教师组,以化学教师为中心,三地多人展开教学。
(2)“自主性”和“主导性”相结合。学生必须在教师的指导下,在教材和大纲规定的范围内,自己选择要探究的问题,探究的方法和地点。在这一过程中,教师是不可缺少的组织者、指导者、评价者,同时又是参谋、助手、顾问和咨询者;既有师道尊严的一面,又有平等交流的一面。
(3)“实践性”和“书本性”密切联系。实践的核心必须是课本的重难点,实践的过程必须是用化学知识和原理去解决或解释与其相关的实际问题。
(4)“过程”与“结果”必须兼得。强调在课堂上探究的问题及所形成的能力与水平,以及在过程中有所“悟”的知识或原理,都必须符合化学教学大纲的要求。
(5)“双基性”和“创新性”相互倚重。学生必须在掌握基本知识和技能的基础上,才能展开想象的翅膀,遨游于创新的天空中。
(6)必须注意实效性。课堂中,研究性学习的内容要根据教学大纲的要求从课本精心挖掘出来,确实是值得学生探究并有能力探究的内容,不可滥用,必须考虑时间和效率的比值。
2.新的教学目标。
(1)使学生获得亲近化学和探索化学问题的体验,同时培养严谨的科学态度。初步接触科学研究的模式:
(2)培养学生在学习、生活中发现化学问题的能力;
(3)培养学生收集、分析和利用各种化学信息解决化学问题的能力。
(4)通过小组合作的形式学会合作与分享。
二、实践和探索
以高一新教材第六章《硫和硫的化合物环境保护》为内容,以笔者所教的本校2001级1班和2班分别作为对照班和实验班,1班按传统授课,2班进行课堂教学的研究性学习模式的初步实践。
1、开题阶段
时间为第一课时,教师首先介绍整一章书的学习目标和任务,介绍知识体系和重难点分布。
第六章《硫和硫的化合物环境保护》的教学目标如下:
第一节氧族元素
(1)初步学习运用理论知识(元素周期律)指导元素化合物知识的方法;
(2)了解氧族元素的原子结构与其单质和化合物性质的递变规律;
(3)了解单质硫的化学性质;
(4)常识性了解臭氧和过氧化氢,初步了解保护臭氧层的意义。
重难点:原子结构与元素性质的关系(周期表中“位—构—性”的关系);氧族元素的相似性和递变规律。第二节二氧化硫
(1)了解二氧化硫的物理性质和用途;
(2)掌握二氧化硫的化学性质(与水反应、与氧气反应、漂白性);
(3)了解二氧化硫对空气的污染和防止污染。
重难点:二氧化硫的化学性质。
第三节硫酸
(1)掌握硫酸的物理性质和化学性质(酸性、脱水性、吸水性、强氧化性);
(2)了解硫酸的用途;
(3)掌握检验硫酸根的方法和原理。
重点:浓硫酸的性质和硫酸根离子的检验;
难点:浓硫酸的氧化性。
第四节环境保护
通过参加环境教育活动,学习一些环保知识,增强环保意识。
针对重点和难点,笔者给出建议研究的问题。然后,全班按事先分好的9个小组,以竞标的形式争抢问题或自己提问;
建议项目如下:
(1)氧族元素与碱金属、卤素的比较研究;
(2)臭氧和过氧化氢的介绍;
(3)二氧化硫的化学性质(除漂白性以外);
(4)二氧化硫的漂白性研究;
(5)二氧化硫对空气的污染情况和对策;
(6)鉴别浓硫酸和稀硫酸;
(7)鉴别硫酸根时,某些离子的干扰和对策;
(8)硫酸的用途;
二氧化硫的主要化学性质篇4
一、新课程高中化学探究教学设计的内涵
探究性学习是通过学生的学习自主地获取知识,达到某种技能,体验和了解科学探究过程和方法,充当新知识的探索者和发现者的过程。化学是以实验为基础的自然科学。化学实验的功能和探究性学习的特征,决定了化学实验必然是探究性学习的重要途径和方法。
二、新课程高中化学课堂探究教学的展开
1.高中化学探究过程缺乏科学方法论的指导。这就需要教师通过对一系列教学活动的精心设计,变“带着知识走向学生”(授人以鱼)为“带着学生走向知识”(授人以渔),真实地让学生学会探究,在探究中学化学。通过化学实验的“奇异”现象创设情境,可以有效地激发学生强烈的问题意识和探究欲望。例如:滴水着火实验——过氧化钠与水的反应。在胶棉上洒上过氧化钠粉末,用胶头滴管往棉花团上滴水,可使棉花燃烧。在日常生活中用来灭火的水却引发了燃烧,这会引起学生的认知冲突,从而激发学生探究问题的欲望。另外,还可通过改进实验创设问题情境。例如:氢氧化铝的性质实验,将氯化铝溶液逐滴加入氢氧化钠溶液中和将氢氧化钠溶液滴加入氯化铝溶液中的实验现象进行对比。学生看到相同的氢氧化钠和氯化铝两种溶液,因加入的先后顺序不同而出现不同的现象。学生感到既好奇又有趣,探求知识的欲望油然而生,最终把知识融会贯通。
2.丰富学生的知识和经验,提高学生的能力,鼓励学生大胆猜想和假设。某科学家说得好:“没有大胆的猜测,就不会有伟大的发现。”一个优秀的教育工作者就要善于鼓励学生不拘泥于一般的思维方式,大胆地猜测。如,碳与浓硫酸在加热条件下的反应,如何设计实验验证生成物中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气?学生一般都知道验证二氧化碳用澄清的石灰水,验证二氧化硫用品红溶液,验证水蒸气用无水硫酸铜,而二氧化碳和二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊。此时就得假设,假设先验证二氧化碳,则二氧化硫也能使澄清的石灰水变浑浊,所以必须在检验二氧化碳之前,先将二氧化硫除尽,而除去二氧化硫之前应先验证二氧化硫的存在,故用三个洗气瓶。第一个装品红溶液,为验证有二氧化硫,第二个装溴水,为除去二氧化硫;第三个装品红溶液,为检验二氧化硫已除尽,这样通入澄清的石灰水变浑浊的一定为二氧化碳。至于水蒸气是先验证还是后验证,这时有的学生想到若先验证二氧化硫或二氧化碳必须通入水溶液,会带出水蒸气,影响产物水蒸气的验证,所以水蒸气必须先验证,即先通过装有无水硫酸铜的硬质玻璃管。这样设计下来,思路流畅,考虑周全,使学生学会了探究实验的方法。
三、新课程高中化学课堂探究教学设计的流程
教学设计流程为:根据教学目标及学生的特性,选择教学资源和教学方法进而设计教学流程。
【案例】浓硫酸的吸水性
【探究方案】
实验1:在托盘天平的左盘放一表面皿,倒入约15mL的浓硫酸,在天平的右盘内添加砝码,将天平调平,静置约15min,观察现象。
实验2:用小刀切一小块富含水分的瓜果,在天平上称其质量,用塑料袋固定,放入装有10~20mL浓硫酸的试剂瓶中,使瓜果块悬于距浓硫酸液面1~1.5cm处,塞上橡皮塞使试剂瓶密封,静置约20min,观察现象。
【实验现象】
实验1:看到天平指针向左倾斜约5小格。
实验2:瓜果块有些萎缩,将瓜果块取出在天平上称其质量,其质量明显减少。
【实验结论】
浓硫酸吸收了水,具有吸水性。
四、新课程高中化学课堂探究教学设计的思考
二氧化硫的主要化学性质篇5
关键词:硫磺制酸危险因素策略
硫酸是化学工业中最重要的产品之一,广泛用于化工轻工纺织冶金石油化工医药等行业。其用途十分广泛,在国民经济中占有举足轻重的地位。硫酸的主要生产原料为硫磺、硫铁矿、冶炼烟气、石膏等,目前主要生产工艺为接触法,包括二氧化硫的生成、二氧化硫在催化剂作用下转化为三氧化硫和三氧化硫的吸收。由《危险化学品名录》查询可知,硫酸属于酸性腐蚀品,因此硫酸生产过程中所涉及的化学物质和工艺过程具有一定的安全危险,故而对硫酸生产过程中的危险因素必须进行仔细分析进而采取相应安全防范措施避免各种危险因素转变为事故。本文以硫磺制酸为例,分析了硫酸生产过程中的危险因素及采取的安全对策。
一、硫磺制酸生产工艺
二、硫酸生产中主要化学物质危险因素分析
1.主要的危险化学品
1.1关于原料
硫酸生产中涉及安全危险因素的原料主要为硫磺和硫化氢。
1.1.1硫磺
硫磺为淡黄色脆性结晶片状、颗粒状或粉末状,可能因含少许硫化氢而有特殊臭味,183.8℃时蒸气压0.13kPa,闪点207℃,熔点119℃,沸点444.6℃,相对体积质量(水为1.0)2.0,自燃温度232℃,爆炸下限2.3g/m3。
硫磺属易燃固体,遇明火、高热易燃,与氧化剂混合能形成爆炸性混合物。硫磺粉体与空气可形成爆炸性混合物。硫磺为不良导体,在干燥状态下会因搅拌、输送和注入等操作产生静电。硫磺能在肠内部分转化为硫化氢而被吸收,故大量口服可导致硫化氢中毒。硫磺可引起眼结膜炎、皮肤湿疹,对皮肤有弱刺激性。生产过程中长期吸人硫磺粉尘一般无明显毒性作用。
硫磺的毒性相对较小,主要危险是粉尘爆炸。在气候干燥、通风不良的情况下处置硫磺,会造成粉尘富集,达到爆炸极限后在外部能量的作用下引发爆炸。由于硫磺表面易产生静电积累,更加剧了爆炸的危险。
1.1.2硫化氢
硫化氢是可燃性无色气体,具有典型的臭鸡蛋味,沸点-60.3,相对体积质量(空气为1)为1.19,易溶于水及醇类、二硫化碳、石油溶剂和原油,20℃时蒸气压为1874.5kPa,空气中爆炸极限(体积分数)为4.3%-45.5%,自燃温度260℃。
硫化氢是一种神经毒剂,亦为窒息性和刺激性气体。硫化氢经粘膜吸收较快,经皮肤吸收甚慢。急性硫化氢中毒一般发病迅速,出现以脑和(或)呼吸系统损害为主的临床表现,亦可伴有心脏等器官功能障碍。临床表现因接触硫化氢的浓度等因素的不同而有明显差异。中枢神经系统损害最为常见,轻则出现头痛、头晕、乏力、共济失调及轻度意识障碍,重则出现意识模糊、昏迷、呼吸困难或呼吸停止后心跳停止,与极高浓度(1000mg/m3以上)硫化氢接触可发生电击样死亡
硫化氢的主要危险是致人中毒,由于爆炸下限较低,也容易引发爆炸事故。硫化氢体积质量较空气大,在低处泄漏时会聚积在地面,在高处泄漏时也会扩散至地面,因此容易导致严重后果。
1.2中间产物
硫酸生产的中间产物是二氧化硫和三氧化硫,它们均具有一定的安全危险因素。
1.2.1二氧化硫
二氧化硫为无色、有刺激性臭味、有毒气体,不可燃,易液化,沸点-10℃,相对体积质量(空气为1)2.26,是一种还原剂。
二氧化硫易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸,对眼睛及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性影响为:轻度中毒时发生流泪、畏光、咳嗽,咽喉灼痛等,严重中毒后可在数小时内引发肺水肿,极高浓度吸人可引起反射性声门痉挛而致窒息,皮肤或眼接触会发生炎症或灼伤。慢性影响为:长期低浓度接触可产生头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等,少数工人有牙齿酸蚀症。二氧化硫的主要危险是致人中毒。
1.2.2三氧化硫
三氧化硫在常态下为易挥发无色液体或者无色至白色晶体,不可燃,有发烟、吸湿特性,沸点45℃,相对体积质量(空气为1)2.8,是一种强氧化剂。
三氧化硫与可燃物质、还原性物质及有机化合物激烈反应,有着火和爆炸危险;与水和潮湿空气激烈反应,生成硫酸;水溶液是一种强酸;与碱剧烈反应;腐蚀金属,生成爆炸性气体氢。三氧化硫对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用,可引起结膜炎、水肿、角膜混浊以致失明;对呼吸道有刺激作用,重者造成呼吸困难和肺水肿;高浓度接触会引起喉痉挛或声门水肿致死;口服后会灼伤消化道形成溃疡,严重者可造成胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等;慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肝硬变等。三氧化硫的主要危险是致人中毒。
1.3五氧化二钒催化剂
五氧化二钒是一种橙黄或砖红色固体,无臭无味有毒性,难溶于水,可溶于热水,不溶于乙醇醚氯化铵。熔点690℃,密度3.357g/cm3。
五氧化二钒是两性氧化物,酸性大于碱性,溶于强碱生成钒酸盐,溶于强酸形成钒氧离子VO或VO3+。偏钒酸铵热分解或三氯氧钒与水作用都可制得五氧化二钒。
五氧化二钒粉尘能刺激呼吸系统,引起胸紧、咳嗽、舌部呈现墨绿色,并能刺激眼睛,引起结膜炎。根据动物实验,五氧化二钒比三氧化二钒和三氯化钒的毒性强,还比钒酸、金属钒、铁钒、碳化钒等毒性强。
五氧化二钒属于第6.1类毒害品,因此主要危险特性为中毒。
1.4硫酸产品
硫酸为透明粘稠的油状腐蚀性液体,无气味,颜色自五色、黄色至黄棕色,相对体积质量(水为1)1.84,易溶于水同时放出大量热量。浓硫酸有明显的脱水、氧化作用和腐蚀性。硫酸本身虽然不燃烧,但因其化学性质活泼,遇水及许多可燃物质,如木屑、稻草、纸张、电石、高氯酸盐、雷酸盐、硝酸盐、苦味酸盐等会发生剧烈反应,放出高热并可能引起燃烧;稀硫酸遇金属会反应放出氢气,引发爆炸。硫酸腐蚀性强,能严重灼伤眼睛并有造成失明的危险,对皮肤有刺激性,会导致皮炎或灼伤。与三氧化硫一样,硫酸可引起上呼吸道炎症及肺损害,其毒性表现见上述“三氧化硫”部分。
硫酸的主要危险源是其化学活泼性和强腐蚀性,有可能引发燃烧、爆炸和人体严重伤害
2.硫酸生产过程危险因素分析及存在部位
2.1火灾爆炸
2.1.1处置硫磺时存在粉尘爆炸危险,熔硫槽会因蒸汽加热管的腐蚀泄漏而发生超压爆炸,或因水漏入急剧汽化而发生蒸汽爆炸.
2.1.2液硫储存槽罐的加热盘管露出液硫液面、液硫温度太高等导致热量富集,可能引起液硫自燃而引发火灾。
2.1.3烟气制造系统原始升温过程中的天然气点火操作,由于点火失败导致系统设备中形成天然气和空气混合气未及时排除,而当再次点火时极易引起爆炸。
2.1.4因设备、管道腐蚀或其它故障而致使硫酸泄漏时,硫酸与可燃物接触会引起燃烧,遇电石、金属粉末等接触能发生爆炸或着火。
2.1.5在硫酸容器的检修过程中,设备内残余的浓硫酸会吸收空气中的水分而稀释,继而腐蚀钢材并放出氢气,当氢气浓度达到爆炸极限时会引发爆炸。
2.1.6锅炉属压力容器,蒸汽管道属压力管道,如发生超压,可引起锅炉或压力管道爆炸事故.
2.1.7电器火灾:高低压配电房电线电缆高低压电机等用电设备,这些可能因负荷过载、绝缘老化短路、违章操作,雷击、异物侵入等引起火灾,可能出现的电器火灾危险。
2.2化学及物理灼伤
化学灼伤是硫酸生产中常见的危险。硫酸、三氧化硫属于强腐蚀物质,如果有关设备、管道发生腐蚀或存在缺陷导致硫酸泄漏,与之接触会对人体造成化学灼伤。
液硫制作系统的蒸汽保温夹套和加热管道、余热锅炉、蒸汽输送管道、转化和干吸系统的高温设备、换热器、烟气管道等,接触时会对人体造成高温物理灼伤。
2.3中毒和窒息
颗粒或片状硫磺(天然气脱硫)在生产包装过程中会吸附少量硫化氢,在熔硫拆袋过程中硫化氢散发出来会对作业人员造成损伤。
由于生产不正常、工艺控制不当、设备及管道腐蚀及故障等,在焚烧、转化、吸收等工序会造成二氧化硫、三氧化硫泄漏,造成工作环境的污染,如果处理不及时,容易引起人员中毒窒息事故。
钒触媒在人工筛分、装填过程中,会产生粉尘,参与人员防护不当会造成钒中毒。
干吸岗位和硫酸泄漏的处置过程中会产生硫酸雾,会对人体呼吸道有刺激作用,可产生结膜充血、咳嗽等症状。
2.4.化学腐蚀
硫酸生产过程中,产生的二氧化硫、三氧化硫气体、硫酸雾等形成气、液相强腐蚀介质,若设备密封不严,或设施存在缺陷,往往造成区域内腐蚀性气体飘散,对作业环境暴露的电器、金属材料、厂房等造成腐蚀。
2.5其他因素
2.5.1机械伤害
硫酸生产涉及的机械设备较多,如鼓风机、皮带输送机、各种转动设备等,转动设备的转动部分未按要求加装防护罩装置或安装不符合要求,这些都会造成作业人员在操作过程中接触并可能发生碰撞衣物或长发被缠绕等造成机械伤害。
2.5.2噪声和振动
对于大型动力设备(如离心鼓风机),正常运转时会产生较大的噪声和振动而对人体可产生不良影响,如损伤耳膜造成听力下降,严重时引起耳聋,产生振动性职业病等。
各种变频设备、电器工作时产生的高频噪音会对作业人员心理产生影响导致心情烦躁而造成作业失误。
2.5.3触电伤害
处于高、低压开关柜、各类电气控制箱、变配电室等各生产单元用电场所,设备用电不当,违反用电操作规程,造成人员触电伤害。
三、安全对策及采取的措施
1.严格控制工艺指标,确保设备完好
严格控制液硫制造系统加热蒸汽压力、液硫液位及焚硫炉、吸收塔等关键部位的工艺指标和操作规程,是保证安全生产的重要前提,同时应尽量提高工艺的自动控制水平。另外,应确保设备完好,防止液硫制造系统加热蒸汽管及吸收系统等部位的腐蚀,提前做好设备维护,避免跑、冒、滴、漏。
2.防火防爆措施
2.1硫磺库房和液硫制作系统
2.1.1硫磺库房
a.固体硫磺仓库的设计与管理应符合下列要求:宜为单层建筑;每座仓库的总面积不应超过2000m2,且仓库内应设防火墙隔开,防火墙间的面积不应超过500m2;仓库与民用建筑之间的防火间距不小于25.0m,与重要公共建筑之间的防火间距不小于30.0m。保持通风良好,以防止仓库内温度过高并降低硫磺粉尘浓度。
b.硫磺料堆高度不得超过3m,且应尽量加大料堆间距离;料堆与墙(柱)间距不应低于0.5m,仓库中严禁使用易产生火花的金属工具,应采用防爆电器,严格动火检修制度。
c.在硫磺库房区设置消防水管网和消火栓,并按规定配置一定数量的灭火器,平时应注意对硫磺仓库内的防火设施定期检查,确保消防设施能正常使用。
2.1.2液硫制作系统
a.所有液硫槽罐内加热装置不得露出液硫液面,适当控制液硫温度,防止液硫自燃。
b.所有液硫槽罐内均设置蒸汽灭火装置,如果液硫自燃及时用蒸汽灭火装置灭火。
c.按标准规定确定电气设施及工具的防爆级别。
d.保温夹套管和蒸汽管道均需保温隔热处理,防止硫磺粉尘附着高温管道而自燃。
e.场所区域内配置一定消防设施并确保随时正常使用
2.2锅炉和压力管道
锅炉及压力管道严格按照特种设备安全技术规范安装必要的安全附件,如安全阀、压力表等。并执行特种设备质量监督和安全监察规定。
2.3硫酸储罐及管道
特别防范硫酸储罐及管道可能引发的爆炸危险。维护硫酸储罐、管道时,要特别注意充分置换,分析储罐内的氢含量并采取相应的安全措施,避免维修动火引起的火灾、爆炸事故
3.防中毒措施
3.1熔硫作业人员应佩戴好防尘口罩、护目镜,防止硫磺粉尘通过口鼻和眼睛进入体内的而造成伤害。加强通风避免硫化氢对人体的伤害。
3.2设置有毒气体浓度检测报警仪(二氧化硫、三氧化硫).
3.3对于二氧化硫、三氧化硫等有毒气体,硫酸装置采用露天布置,并用密闭管道输送.
3.4加强操作操作人员防护措施,从事有毒介质作业的人员上岗时应穿戴工作服,配戴防尘口罩、防护眼镜和防护手套,进入高浓度作业区时应戴防毒面具,车间常备救护用具及应急药品。
4.防灼伤烫伤措施
4.1在干吸工段、硫酸管道区域设置冲洗管、洗眼器和淋浴装置,当以上区域硫酸物料泄漏喷射伤人时,可及时应急冲洗处理。
4.2对产生高温的设备、烟气管道、蒸汽管道,均采取保温隔热措施,在高温操作岗位设置机械通风,防止烫伤、中暑。
5.防腐蚀措施
5.1对设备管道选用相应耐腐蚀材料,如浓硫酸管道采用钢衬聚四氟乙烯管或带阳极保护不锈钢管道,各硫酸管道的法兰连接点加装防喷溅装置。对有防腐蚀要求的梯子、栏杆、平台、地坪等,采用外涂防腐涂料和铺砌耐酸砖防腐。
5.2现场电气设备均按环境要求选择相应级别的防腐型和户外防护型。
5.3在现场设置冲洗水管,对泄漏的少量硫酸进行及时冲洗,并及时堵漏。硫酸储罐、循环酸槽周围设置围堰,围堰内的有效容积不应小于最大储罐的容积;并设置事故池,其上设导液管(沟),使溢漏液体能顺利地流出事故区并自流入事故池内。
6.其他安全措施
6.1硫酸生产的大型鼓风机采取隔震措施,噪声大的操作室设置隔音门,观察窗采用大面积的铝合金双层玻璃窗,以使室内噪声级达到要求。
6.2对高速旋转的机械零部件设置可靠的防护罩档板或安全围栏,防止机械伤害。
6.3各工段生产厂房采用避雷网或避雷针或其混合组成,利用建筑物的钢筋或金属构件作为引下线,并通过引下线与接地装置相连,防止击雷的冲击接地电阻不大于10欧姆,气烟囱采用单独的避雷针防雷接地。
6.4工艺生产场所的安全保护接地与变压器中性点接地体相连;便携式电气设备和检修设备的配电回路采用漏电保护,防止电气设备因绝缘损坏引起的人身触电事故。
7.应急处置及应急预案
普及二氧化硫、三氧化硫中毒及硫酸灼伤时的急救知识。如与硫酸接触,应立即用大量水连续冲洗,冲洗后再用质量分数4%-5%的碳酸氢钠溶液进行中和清洗。冲洗眼睛时水流不能过急,洗后立即就医
制订事故应急预案,定期进行事故演练,不断完善应急预案;提高人员应对突发事故的能力,以便在发生事故时能及时、正确地处置,使事故损失降至最小。
二氧化硫的主要化学性质篇6
一、硫元素的氧化还原反应
硫元素的氧化还原反应可以用
右边的塔形关系图进行分步的分析。
1.-2价的硫被氧化为+4价的硫
-2价的硫被氧化性较强的氧化
剂氧化为+4价的硫
2H2S+3O22SO2+2H2O
把硫化氢通入到热的浓硫酸中,
硫化氢可以被氧化为二氧化硫。
H2S+3H2SO4(浓)4SO2+4H2O
2.-2价硫被氧化为单质硫
在含-2价的硫的化合物中,与中等强度的氧化剂或较强的氧化剂但温度较低时,-2价的硫一般被氧化为单质硫。
2H2S+O22S+2H2O(O2的量不足)
H2S+Br2S+2HBr
2H2S+SO23S+2H2O
H2S+H2SO4(浓)SO2+S+2H2O
2FeCl3+H2S2FeCl2+S+2HCl
3.单质硫被还原为-2价的硫
单质硫在氧化还原反应中以得电子为主,表现出一定的氧化性。但氧化性比较弱,若遇有多种价态的金属反应,只能得到低价金属的硫化物。
Fe+SFeS
2Cu+SCu2S
H2+SH2S
2S+CCS2
硫在常温下还很容易与一些活泼相对来说比较差的金属反应,生成溶解度很小的金属硫化物。所以,汞洒落在地上要用硫粉覆盖,防止汞中毒。
Hg+SHgS
2Ag+SAg2S
4.单质硫被氧化为+4价硫
单质硫能被强氧化剂氧化为+4价硫
S+O2SO2
S+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O
5.+4价硫被还原为单质硫
2H2S+H2SO33S+2H2O
SO2+Mg2MgO+S
6.+4价硫被氧化为+6价硫
+4价的硫虽然是硫元素次高价态,但仍具有较为明显的还原性,能被很多的物质氧化为+6价的硫。
2SO2+O22SO3
SO2+NO22SO3+NO
SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr
H2SO3+2FeCl3+H2OH2SO4+2FeCl2+2HCl
7.+6价硫被还原为+4价硫
+6价的硫是硫元素的最高价,因而具有氧化性,在氧化还原反应中一般被还原为+4价硫。
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O
C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O
2NaBr+2H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+Br2+2H2O
二、同种价态硫元素的转化关系
相同价态的含硫化合物之间的转化,是通过酸碱反应规律联系在一起的:
H2SH2SNaHSNa2S
硫化氢氢硫酸硫氢化钠硫化钠
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3
二氧化硫亚硫酸酸式盐正盐
三、特殊
寓于共性之中的特殊性有
1.SO3状态的特殊:常温下为液态,标准状态下为固态。
2.浓H2SO4性质的特殊性:除强酸性以外,还有强氧化性、吸水性和脱水性。
3.NaHSO4性质的特殊性:其水溶液呈强酸性,是能与较活泼金属反应的强酸强碱盐,如2NaHSO4+ZnZnSO4+H2+Na2SO4,NaHSO4能与某些盐反应生成盐和酸:
NaHSO4+NaClNa2SO4+HCl
4.较弱的酸能通过氧化还原反应生成较强的酸,如H2SO3+X2+H2OH2SO4+2HX(X=Cl、Br、I)。