Цели урока:

   Обобщить знания учащихся о научных принципах производства в свете требований современной технологии;

   дать представление о содержании и трудовых обязанностях технологов, экономистов, конструкторов, лаборантов-химиков, инженеров по охране окружающей среды и т.д.,

раскрыть значение творческого мышления на примерах управления химико-технологическими процессами;

   организовать учащихся на самостоятельную поисковую деятельность и продуктивную работу с различными источниками учебной информации;

   обучить учащихся приемам активного речевого общения в ходе коллективного обсуждения и принятия решений.

   Реактивы и оборудование:

Растворы  серной кислоты, хлорида бария, индикаторы: синий лакмус, фенолфталеин, цинк гранулы, оксид меди(II), раствор гидроксида натрия,  пробирки, спиртовка, лержатель для пробирок, таблица «Производство серной кислоты», презентация к уроку, мультимедийный проектор.

Девиз урока:

 «Видеть проблемы сегодняшнего производства, активно участвовать в их решении – важные задачи каждого».

Ход урока.

   Вступительное слово учителя о цели урока – ролевой игры и его содержании. Создание игровой ситуации (класс делится на 6 групп: группа конструкторов, группа технологов, группа экономистов, группа лаборантов-химиков, группа инженеров по охране окружающей среды, инженеров по охране труда и технике безопасности).

    К уроку были разработаны ролевые инструкции, которые включали:

- краткое описание должностных ролевых задач специалистов;

- краткий перечень основных знаний и умений, которыми должен оперировать ученик, исполняя конкретную роль;

- требования к исполнению ролевого задания и его содержание.

   Примеры ролевых инструкций:

   1. Директор завода в своей работе использует государственные документы об основных направлениях развития химической промышленности, осуществляет общее руководство, контролирует своевременность подготовки материалов, их научную и экономическую обоснованность, соответствие современным технологическим требованиям, обеспечивает трудовую дисциплину и результативность работы, несет персональную ответственность за обеспечение безопасных условий труда на производстве и выполнение конституционных требований по охране труда и окружающей среды.

   2. Технологи  реализуют общие научные принципы организации химического производства, выбирают оптимальный технологический режим на основании физико-химической характеристики реакции, особенностей ее кинетики и равновесия, обосновывают технологическую схему производства.

   3.Экономисты  должны знать закономерности химических реакций и принципы составления технологических схем, уметь обосновывать оптимальные условия осуществления химических реакций в производственных условиях, производить расчеты выхода продукта по стехиометрическим схемам.

   4. Конструкторы проектируют основные аппараты и подбирают для них конструкционные материалы. Они должны знать требования к реализации оптимального режима на производстве, принципы конструирования основных аппаратов, свойства конструкционных материалов.

   5.  Лаборанты-химики исследуют состав и свойства сырья, полученного продукта химического производства.

   6. Инженеры по охране окружающей среды отвечают за соблюдение конституционных требований по охране окружающей среды, разрабатывают мероприятия по обеспечению экологического равновесия в регионе, участвуют в разработке предложений по безотходной технологии.

   7. Инженеры по охране труда и техники безопасности обеспечивают безопасные условия труда на производстве, изучают возможные причины аварийных ситуаций и условия их устранения, разрабатывают мероприятия по их предотвращению, составляют инструкции по технике безопасности для работников предприятия, осуществляет контроль над соблюдением правил безопасности.

  Вступительное слово учителя

 Учитель выполняет роль директора завода.

   Во вступительном слове учитель напоминает слова Д.И.Менделеева: «Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота. Где нет заводов для ее добывания – немыслимо выгодное производство многих других веществ, имеющих важное техническое значение». В России серная кислота была впервые получена в 1805 г. на заводе князя Голицына, а в 1897 г. был построен первый контактный сернокислотный завод.

   Учитель продолжает свой рассказ: «Сегодня мы познакомимся с технологическими процессами производства серной кислоты.  У нас на уроке присутствуют группа конструкторов, группа технологов, группа экономистов, группа лаборантов-химиков, группа инженеров по охране окружающей среды, инженеров по охране труда и технике безопасности (Класс делится на 6 групп).

   Далее начинается деловая игра.

   Слово предоставляется «технологам» завода. Они рассказывают о распространении серы в природе, о выборе сырья для производства серной кислоты, о химических реакциях, протекающих в производственных условиях. По заданию учителя учащиеся составляют схему превращения серосодержащего сырья в серную кислоту.

          S  à

      H₂S à SO₂ à SO₃ àH₂SO₄

      FeS₂à

    Выясняется, на какие стадии можно разделить технологический процесс получения серной кислоты, приводят уравнение реакции первой стадии, физико-химическую характеристику реакции, факторы, способствующие повышению скорости реакции. 

              4FeS₂ + 11O₂ à 2Fe₂O₃ + 8SO₂

   «Конструкторы»  завода рассказывают о принципах устройства и работы реактора обжига колчедана, о методе кипящего слоя.

     «Технологи» дают характеристику второй стадии производства серной кислоты, приводят уравнение реакции окисления SO₂   в SO_3, обосновывают выбор оптимальных условий, объясняют необходимость очистки обжигового газа, выявляют особенности различных способов очистки: механических, электростатических, химических.

             2SO₂ + O₂  à 2SO₃ + Q

   «Конструкторы» предлагают варианты оптимального поддержания температурного режима в контактном аппарате и принципиальные особенности его конструкции.

   «Технологи» дают характеристику третьей стадии производства серной кислоты, выбирают оптимальные условия проведения реакции гидратации, в частности способы предотвращения образования «тумана» из паров серной кислоты.

             SO₃ + H₂O à H₂SO₄ + Q

   «Конструкторы» предлагают схему устройства поглотительной башни, выясняют способы увеличения возможности соприкосновения газа и жидкости.

   «Экономисты»  предлагают классу решить расчетную задачу:

         Из 320т серного колчедана, содержащего 45% серы, было получено 405т серной кислоты (в пересчете на 100-процентную). Вычислите массовую долю выхода кислоты от теоретически возможного. (Ответ.92%) 

   «Инженер по охране труда и технике безопасности» знакомит с инструкциями по технике безопасности при обращении с концентрированной серной кислотой.

   «Лаборант-химик»  показывает опыты по определению качественного состава серной кислоты и демонстрирует   опыты, показывающие  химические свойства разбавленной серной кислоты: взаимодействие с цинком, оксидом меди (II), с раствором гидроксида натрия.

   Учащиеся пишут уравнения химических реакций.

   «Инженер по охране окружающей среды» рассматривает возможные причины загрязнения окружающей среды вблизи сернокислотного производства и проанализирует его влияние на природные объекты – атмосферу, водные источники, почву, растения, животных и человека. 

   Рефлексия. Оценка деятельности класса.

   Учитель подводит итоги урока. Слово предоставляется одному из «технологов» завода, учащиеся фиксируют в тетрадях следующие выводы об основных научных принципах производства серной кислоты:

1. Выбор и подготовка сырья.

2. Непрерывность производства (основные стадии производства H₂SO₄)