逍遥学能 2013-03-30 15:34
专题4 硫、氮和可持续发展
第1单元 含硫化合物的性质和应用
第1单元 时1二氧化硫的性质和作用
一、学习目标
1.了解SO2物理性质和用途，掌握SO2的主要化学性质。了解SO2对空气的污染，硫酸型酸雨形成的原因、危害和防治方法。
2.通过后实地调查研究本地区雨水pH，培养学生关心环境的情感和利用化学知识化害为利的科学思想。
3.通过认识酸雨的危害和防治原理，增强学生环境保护意识和健康意识，形成与自然友好相处，促进对可持续发展的正确认识，感受科学使用化学物质的意义。培养学生辨证认识事物两面性的哲学观点。
二、教学重点及难点
硫酸型酸雨的形成过程、二氧化硫的化学性质（酸性氧化物、还原性）。
三、设计思路
本设计先播放酸雨录像，唤起学生的环境保护意识，产生研究酸雨成因、治理的兴趣，通过两个实验探究，模拟酸雨的形成过程，让学生在探究的氛围中学习SO2的重要性质，以达到防治酸雨的目的。最后学习SO2的漂白性以及关于漂白性的应用，使学生认识到化学物质本没有好坏之分，关键在于如何恰当地应用。
四、教学过程
[投影]重庆酸雨录像（ppt 2）（见资料）。
[过渡]从录像中可以看出酸雨的危害十分严重，我国是个燃煤大国，由于煤中含有一定量的硫元素，燃烧时向空气中排放大量的二氧化硫，二氧化硫被雨水吸收后就形成了酸雨。所以要了解酸雨的形成、治理，必需学习硫元素及其化合物的性质，我们先研究二氧化硫。
[板书]一、二氧化硫的性质
[实验探究１] （ppt 3）（教材88页实验1）用充有80mLSO2的针筒吸入10mL蒸馏水，用橡皮塞堵住针筒的前端，振荡，观察针筒内气体体积的变化，然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。
（学生观察现象，讨论得出结论，教师板书）
1.易溶于水。（讲述其它物理性质：SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体）
2.酸性氧化物：SO2+H2O H2SO3
书写化学方程式：（1）往NaOH溶液中通入少量SO2
（2）SO2与生石灰反应的化学方程式
[实验探究2] （ppt 4）（教材88页实验3，也可参考本实验研究2）向另一支试管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加氯化钡溶液，再滴加0.5mL 3%的过氧化氢溶液，振荡，放置片刻后滴加稀盐酸，观察实验现象。
现象：加BaCl2溶液无明显现象，加H2O2溶液生成白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。
（学生观察现象，讨论，得出结论，教师板书）
H2SO3 + H2O2 = H2SO4 + H2O
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+2HCl
（学生辨析是否为氧化还原反应，指出化合价的变化，氧化剂，还原剂）
结论：H2SO3具有还原性，能被氧化剂（如H2O2）氧化。
[板书] 3．+4价的硫元素有一定的还原性。
（在该实验基础上，基于SO2的易溶于水、有比较强的还原性，学生讨论硫酸型酸雨的形成过程，得出结论，教师小结）
[板书] （ppt 5）二、二氧化硫的作用
1．酸雨：pH小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等）
形成过程① SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 = 2H2SO4
② 2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O = H2SO4
[投影] （ppt 6—8）酸雨的危害。
[堂练习1] （ppt 9）某校化学兴趣小组同学在某城市采集了酸雨样品，每隔一段时间用pH计测该雨水样品的pH，所得数据如下：
测定时间 01小时2小时3小时4小时
雨水pH 4.734.624.564.564.56
为什么雨水的pH随时间而发生变化?根据表中的数据分析和你已有的知识经验判断二氧化硫是怎样影响雨水的pH的?
答案：1.雨水中的亚硫酸被空气中的O2氧化成硫酸，酸性增强。
SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 = 2H2SO4
2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O = H2SO4
（学生讨论酸雨的防治,得出结论，教师板书提示从头防治）
（ppt 10）防治方法: ①用新型的能（氢能、太阳能、核能）；
②对含硫燃料进行脱硫处理；
SO2 + CaO==CaSO3+H2O
③对释放出SO2废气进行处理回收利用；等等
[讲述]可见虽然酸雨可怕，只要我们掌握一定的知识，运用适当的方法，酸雨是能够防治的。
[过渡]二氧化硫的作用是否就一无是处了呢？
[实验探究3] （ppt 11） （教材88页实验2，也可参考本实验研究3）向一支试管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加品红溶液，振荡，然后加热试管，观察加热前后溶液颜色的变化。
（学生观察现象，讨论得出结论，教师板书）
2.漂白性，有漂白作用。
[讲述]SO2能漂白某些有色物质（如品红），生成不稳定的无色物质，加热时，这些无色物质又会分解，恢复原的颜色。
（学生讨论SO2漂白性的应用：漂白草帽、报纸等）
[讨论] （ppt12）试比较SO2与HClO的漂白作用有何区别？
HClOSO2
原理
实质
效果
范围
[讲述]有些不法分子用二氧化硫漂白食物，使其二氧化硫含量超标，危害消费者健康，由此，可见同样一种物质使用不同就有可能导致截然不同的结果。当然，二氧化硫还有其他作用，比如可以作防腐剂等，下节我们还要学习二氧化硫的另外一种重要用途。
（ppt 13—14）[堂练习]
2.你认为减少酸雨产生的途径可以采取的措施是 （ ）
①少用煤做燃料； ②把工厂的烟囱造高； ③燃料脱硫；
④在已经酸化的土壤中加石灰； ⑤开发新能。
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①②④⑤
3.列举至少两种可以用鉴别SO2和CO2的方法。
4．湿润的氯气和二氧化硫皆可做漂白剂，若用两者 (1:1) 一起漂白一种物质时，漂白效果会（ ）
A. 增强 B. 不变 C. 减弱 D. 难确定
答案：2.C 3.（1）闻气味；（2）分别通入品红溶液中；（3）分别通入nO4溶液中等。 4．C
第1单元 时2硫酸的制备和性质
一、学习目标
1．了解接触法制硫酸的反应原理；
2．了解浓硫酸的吸水性和脱水性，掌握浓硫酸的强氧化性；
3．通过比较浓硫酸与稀硫酸性质差异学会比较的科学方法。
二、教学重点及难点
工业制硫酸的反应原理；浓硫酸的特性。
三、设计思路
本设计延续上节酸雨的成因，在复习已有知识的基础上，进一步从化合价变化的角度思考如何制取硫酸，引出SO2的另一重要用途——制取工业硫酸。为了更好的利用硫酸，需要先研究硫酸的性质，在与稀硫酸的比较中，通过三个实验重点学习浓硫酸的特性。
四、教学过程
[引入]（ppt2）上节我们学习了酸雨的成因，现在大家写出酸雨形成过程中的化学反应方程式。（学生书写方程式）
[过渡]SO2在空气和雨水的作用下，经过一系列变化可以生成硫酸，而硫酸是当今世界最重要的化工产品之一，那么工业上硫酸是怎么制备的呢？
[设问]请同学们思考如何从硫磺制取硫酸？（提示从化合价思考）
[投影] S H2SO4
S SO2 SO3 H2SO4
[提问] SO2 SO3需要什么条？（提示联系酸雨的形成）
[交流与讨论]学生阅读，完成教材90页交流与讨论。
[投影讲解]硫酸工业制备动画并简单讲解流程。
[小结板书] （ppt3）一、硫酸的工业制法——接触法制硫酸
1．二氧化硫的制取和净化（沸腾炉）
S+O2 ＝ SO2
4FeS2+11O2 == 2 Fe2O3+8SO2
2．二氧化硫转化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2 2SO3
3．三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）
SO3 + H2O ==H2SO4
[讲述]通常用98.3%浓硫酸吸收SO3，工业生产得到的硫酸一般都是质量分数大于92%的浓硫酸，在实际应用中，人们常根据需要，把浓硫酸稀释成不同浓度的稀硫酸。为了更好地利用硫酸，我们需要先研究硫酸的性质。
（学生回忆初中学习过的硫酸的性质和应用，教师投影化学方程式，小结）
（ppt4）稀硫酸的性质：1．可以使紫色石蕊试液变红
2．与碱反应： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O
3．与金属反应： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
4．与金属氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
5．与某些盐反应：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
[板书]（ppt4）二、稀硫酸：二元强酸，具有酸的通性。
[过渡]在水溶液中，硫酸完全电离成H+和SO42-，而浓硫酸中存在的主要是硫酸分子，那么浓硫酸都有那些不同的性质呢？
[实验探究１]（ppt 4）（教材91页实验1）向表面皿中加入少量胆矾,再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。
（学生观察现象，讨论得出结论，教师板书）
[板书]（ppt5）三、浓硫酸的特性
1．吸水性
[提问]你还能列出几个说明浓硫酸具有吸水性的事实吗？
（实验室常用浓硫酸作某些气体的干燥剂；久置的浓硫酸质量会增加等。）
[实验探究2]（教材91页实验2）蔗糖中加入浓硫酸，并把产生的气体通入品红溶液中，观察实验现象，并加以解释。（该实验可参考本实验研究，也可以播放视频（ppt6））
现象结论及解释
颜色 白-棕-黑蔗糖脱水炭化
体积膨胀，呈疏松海绵状有气体生成
试管壁发热浓硫酸吸水放热
品红溶液褪色生成SO2
C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[板书]2．脱水性
[讲解] 脱水性：按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素，形成水分子，该实验也体现了浓硫酸的氧化性（提示从化合价的变化分析）。
[实验探究3]（ppt7）铜片加浓硫酸加热，观察实验现象；冷却将试管中物质慢慢倒入水中，观察现象。写出反应的化学方程式。（也可以播放视频（ppt8））
现象：常温下,无明显现象；加热后,铜片溶解，有气泡生成，品红溶液褪色，反应后生成物水溶液呈蓝色。
Cu + 2H2SO4（浓） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
（学生讨论浓硫酸性质，指出浓硫酸在该反应中作氧化剂，可提示从化合价的变化分析，并与稀硫酸做比较）
[提问]NaOH溶液的作用是什么？
吸收尾气，防止污染环境。
[板书]（ppt9）3．强氧化性
Cu + 2H2SO4 （浓） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[讲解]有浓硫酸参与的反应，大多数是氧化还原反应，反应中浓硫酸作氧化剂。
A.加热，浓H2SO4能氧化大多数金属(除Au、Pt)，一般不产生H2；
B.常温，浓H2SO4使 Fe、Al钝化 ；
C.浓H2SO4与金属反应，表现酸性和氧化性
[讨论] （ppt10）归纳浓硫酸与稀硫酸的性质差异：在2支试管中分别盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，试设计简单的方法区别它们。
（学生讨论、归纳浓硫酸与稀硫酸的性质差异）
[板书]（ppt11）三、硫酸的用途
（学生根据日常生活知识归纳硫酸的用途，教师提示，投影小结）
[讲述]用硫酸可以制得硫酸盐，得到进一步的应用，请大家阅读教材93页资料卡，了解几种重要的硫酸盐。
（学生阅读教材93页资料卡，教师小结硫酸的用途，播放视频：硫酸盐的用途）
[堂练习]（ppt12—13）
1. 问题解决：一铁罐车运载浓硫酸发生事故。
思考：（1）铁可与硫酸反应，为何可将浓硫酸密闭在铁罐中？在此铁罐出口处腐蚀严重，这说明了浓硫酸具有什么性质？
（2）清洗此铁罐时一定要远离火，为什么呢？
（3）道路被破坏，树木被烧死的原因是什么呢？
（4）如何处理被泄露的硫酸呢？
参考答案：
1．（1）冷的浓硫酸能使铁钝化，所以可将浓硫酸密闭在铁罐中。铁罐出口处腐蚀严重，说明浓硫酸具有吸水性。
（2）稀硫酸与铁反应生成氢气，有火可能引起爆炸。
（3）浓硫酸的强腐蚀性。
（4）洒石灰。
第1单元 时3硫和含硫化合物的相互转化
一、学习目标
1.从硫元素化合价的变化角度理解不同含硫物质之间的相互转化，初步了解影响它们转化的因素。
2.通过抓住硫元素化合价相同或不同物质间的转化，整理归纳含硫物质的化学性质，培养依据物质的内在联系整理归纳化学知识的能力。
3.通过对含硫物质的分析-综合-再分析-再综合的循环过程，学会逻辑分析与综合的科学方法。
二、教学重点及难点
含硫物质的相互转化，构建知识网络图。
三、设计思路
本试图由“认识含硫物质 转化规律 构建知识网络”，由浅入深地引导学生从元素观的角度认识和把握硫及其化合物的知识，教学内容以“硫元素的存在形式”为开始，通过“交流与讨论1”根据硫的不同价态列举含硫物质，在此基础上，引出“交流与讨论２”学习常见的含硫物质转化的化学方程式，讨论其中的转化规律，重点强调“不同价态的含硫物质间通过氧化还原反应规律转化，相同价态的含硫物质间通过非氧化还原反应规律转化”，接着提出“如何实现从硫单质制备硫酸钠”的问题，对转化规律进行实际运用后，进一步利用教材的“整理与归纳1”完善知识网络图的构建。
四、教学过程
[引入]（ppt2）我们已经学习了SO2和H2SO4这两种重要的含硫化合物，你还知道在自然界中哪些物质中存在硫元素吗？在这些物质中硫元素以什么形式存在？
[回答]火喷口附近、含硫矿物、石膏(CaSO4•2H2O)、芒硝(Na2SO4•10H2O)等。（ppt 3）
[板书]一、硫元素的存在形式
[视频]（ppt4）硫元素的存在形式
[板书]存在形式 游离态
化合态
[提问]硫元素的主要化合价有哪些？列举一些含硫元素的物质，并按硫元素的化合价进行分类。
（学生完成教材93页交流与讨论1）
[小结]主要化合价有：-2 、0 、+4 、+6 （ppt5）
S S S S
H2S
Na2S
HgS
[设问] 人类对硫元素的利用，从本质上看，就是实现硫与含硫化合物的相互转化，如何实现它们之间的转化呢？
[板书] 二、硫和含硫化合物的相互转化（ppt6）
（学生完成教材94页交流与讨论2，教师给予适当讲解、指导）
[小结]（1）S + Hg = HgS
硫化汞没有毒性，可以用硫处理散落在地上的汞，这样就可以防止汞中毒了。
（2）工业上或实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫。
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
（3）长期露置在空气中的亚硫酸钠会被空气中的氧气氧化成硫酸钠，写出转化的化学方程式。
2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 ，Na2SO3应密封保存。
（4）实验室常用过量的氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气，生成亚硫酸钠。
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
[讨论]（ppt7）请同学们判断以上四个反应哪些是氧化还原反应，哪些是非氧化还原反应。
[提问]如果从化合价的角度考虑，物质什么时候具有氧化性，什么时候具有还原性？（以硫元素为例）
[回答]元素处在最高价(＋6)只有氧化性，处在最低价(－2)只具有还原性；中间价(0、＋4)既态既具有氧化性、又具有还原性。
[追问]怎样实现相同或不相同价态的含硫物质间的转化？
不同价态的含硫物质间通过氧化还原反应规律转化，相同价态的含硫物质间通过非氧化还原反应规律转化。
[交流与讨论3] （ppt8）某地区盛产硫磺，如何实现从硫单质制备硫酸钠？
（学生思考、讨论，提出各种制备路线，教师小结）
[分组竞赛]（ppt9～10）教材第94页“整理与归纳1”。
写出实现下列转化的化学方程式，如果是在水溶液中的反应，请写出离子方程式。注意反应的条。
[提示]探讨物质的反应类型，可以从酸碱型反应（非氧化还原反应）、氧还型反应、特殊反应出发进一步研究。比如SO2是酸性氧化物，可以发生酸碱型反应，同时SO2中的硫元素是的价态是＋4，化合价可升也可降，故也可以发生氧还型反应。
① S + Hg = HgS ② S + O2 = SO2
③ 2SO2+O2 2SO3 ④ SO3 + H2O = H2SO4
⑤ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 2OH-+SO2 = SO32-+H2O
⑥ H2O+SO2 H2SO3
⑦2Na2SO3+O2＝2Na2SO4
⑧2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+H2O H++OH- = H2O
⑨BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl Ba2++SO42- = BaSO4↓
[整理与归纳2]（ppt 11）硫与含硫化合物之间的转化在生产中有着重要的应用，请举例说明。
（复习接触法制硫酸的原理）
[堂练习]（ppt12）
1.下列转化需要加入氧化剂才能实现的是（ ）
A. H2S SO2 B. H2SO4 SO2
C. SO42- BaSO4 D. SO32- SO2
2.既有氧化性又有还原性的酸是（ ）
A. 碳酸 B. 亚硫酸
C. 硫酸 D. 高氯酸
答案：1.A；2.B。