第1个回答 2022-06-22
项目12：硫化氢废气的处理与利用——应用化学反应原理核心视角解决工业实际问题
任务一：硫化氢废气处理的方案设计
任务二：硫化氢分解制氢的流程设计
任务三：硫碘循环硫化氢分解制氢的条件控制
项目意图：再硫化氢废气畜栏里及利用过程中，体验利用类价二维思想设计物质转化路线的过程，培养变化观念，再工业流程设计过程中，应用热力学金和动力学分析模型，综合应用多种视角解决真实复杂的问题，培养证据推理。
项目学习目标：
1.通过硫化氢废气处理的实验方案设计的学习，学会从物质的类别通性及氧化还原性两个维度设计物质的转化路线，培养有序思维的能力。2.通过硫化氢分解制氢的工业流程设计的学习，培养分析不同工业条件下转化的优缺点，结合热力学和动力学的分析模型进一步优化转化方案的能力。3.通过硫碘循环硫化氢分解制氢的条件控制的学习，培养根据数据分析推理，选择合理反应条件的能力。
项目12 没有做太多的思考，今天掩卷沉思。项目式教学设计到底遵循什么呢？
我从内心深深感觉到，项目在设计活动的时候一定是基于真实情境，基于像科学家一样思考，找到这个活动设计的原型。
例如任务一：天然气中二氧化碳和硫化氢协同去除的方案设计。首先要考虑的是去除这两种物质的反应。所以可以设计去除的原理。从类维和价维的角度去考虑，在探索的过程中，设计活动：根据所学的知识，设计去除天然气中这两种物质，而且在老师的提醒下，从物质类别的角度考虑。用氢氧化钠或者氢氧化钙去反应这两种物质，消耗的碱太大。耗资大，且不可再生，不符合绿色化学。
于是设计第二个活动：从价维角度去考虑去除方案。
二氧化碳的化合价C是+4，可以作为氧化剂，硫化氢的S为-2，可以作为还原剂，写出该反应的化学方程式。考虑反应的条件和生成物的用途。例如二氧化碳和硫化氢反应生成CO、S和H2O，CO可以作为燃料，生产醋酸等其他化工产品。而s可以作为生产橡胶硫化物、杀虫剂和硫酸等。
接下来要考虑的就是CO2+H2S=CO+S+H2O,反应的机理。从2CO(g)+O2((g)=2CO2(g),H=-586kj/mol
H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g),H=-530kj/mol.从热力学角度分析CO2+H2S=CO+S+H2O能否自发进行？理论学习的问题就是H-TS.这也是情境教学法的一种形式，遇到了问题就去学习知识。这时候学习知识就是主动的学习了。这也是项目式教学的魅力所在。
通过热力学分析，结合盖斯定律，H-TS>0,这个反应不能自发进行，为了让反应能够进行，可以考虑电解的方法。于是就出现了活动3的设计;设计电解装置。
交流研讨：写出CO2(g)+H2S(g)=CO(g)+S(s)+H2O(l)的电极反应式。
利用氧化还原反应的电子得失判断两电极的反应物和产物。阳极是H2S-2e-=2H++S,阴极是CO2+2H+2e-=CO+H2O
根据构成电解装置的要素设计电解装置。
当开始设计电解装置的时候，三个要素要考虑：直流电源、电极材料，电解质溶液。
如果对电解方面的知识不够了解，我们就可以继续用任务驱动发学习。
下面要考虑的如何优化这种电解模型。
设计第一个活动：CO2和H2S在电极上放电。要考虑的是如何确保在电极上放电而不溢出呢？
选择石墨电极。因为石墨具有很好的吸附性和电学性能。解决了电极的问题，在电解模型中，继续优化，考虑到CO2和H2S吸附率高，反应慢的问题，研讨如何加快CO2的反应速率。这个可以从影响化学反应速率的外在因素上考虑。细小问题考虑结束后，还可以考虑从能量转化的角度优化电解装置。从能量的角度可以考虑到直流电源换成光伏迪纳赤，进一步从源头上实现绿色化学。
走到这里忽然感觉项目式教学不是太难，一个项目，通过若干个活动设计，完成每一个活动，在完成的过程中，每一个活动都是围绕这个项目进行的，活动可以大，可以小，但是在活动中一定有探究合作，思考等品质呈现。
同时要意识到既然是一个项目，就要有产品出现，这个产品可以以任何形式呈现。