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1、2022年魯科版高中化學必修1第3章自然界中的元素第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化第2課時教學設計1
【教學目標】
知識目標:
1不同價態(tài)硫元素的化合物及其轉(zhuǎn)化
2 SO2的氧化性、還原性和漂白性;硫酸的氧化性
3通過二氧化硫與酸雨的教學,使學生懂得人類與環(huán)境、化學與環(huán)境的關(guān)系,增強環(huán)保意識。
能力目標:以二氧化硫為中心從分析硫元素的價態(tài)出發(fā),推測含硫化合物可能具有的性質(zhì),充分運用學過的氧化還原反應的知識,設計實驗,研究硫元素間的轉(zhuǎn)化。培養(yǎng)學生提出問題、設計實驗、觀察和分析實驗現(xiàn)象、得出結(jié)論的能力。
情感目標:通過討論實驗和親手實驗,激發(fā)學生的求知欲,培養(yǎng)學生學習化學的興趣和情感。
【教學
2、過程】
一、知識框架
接觸含硫元素的物質(zhì)以及它們在自然界中的存在
硫元素在自然界中的存在和轉(zhuǎn)化
了解硫磺的主要性質(zhì)
認識硫單質(zhì)
了解不同價態(tài)硫元素的氧化性和還原性,歸納二氧化硫的主要性質(zhì)
實驗室探究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化
硫酸的工業(yè)生產(chǎn),酸雨及其防治
生產(chǎn)、生活中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化
二、
問題1:當CO2、SO2、H2、HCl等氣體含水蒸氣而需要干燥的時候,我們自然會想到濃硫酸,這說明濃硫酸有什么特性?
師生活動:教師提出問題,學生回答。
問題2:實驗室如何制取干燥的氯氣?常用什么物質(zhì)作干燥劑?為什么?濃硫酸適合干燥
3、什么氣體?
濃硫酸分子有很強的吸水性,跟水強烈結(jié)合生成穩(wěn)定水合物。實驗室制取氯氣或其它氣體,常含有水蒸氣,通常用濃硫酸作干燥劑進行干燥,是利用濃硫酸的吸水性。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
問題3:濃硫酸溶解時放出大量的熱,如何稀釋濃硫酸呢?
將濃硫酸沿著容器內(nèi)壁緩慢地注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,使產(chǎn)生的熱量迅速擴散。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
演示實驗6—3(濃硫酸與紙屑、棉花、木屑的反應)。
現(xiàn)象:三種物質(zhì)都發(fā)生了變化,生成了黑色的炭。
問題4:黑色物質(zhì)是什么?這一現(xiàn)象叫什么?可得出什么結(jié)論?
?三種物質(zhì)都變黑了。黑色的物質(zhì)是碳。這種現(xiàn)象稱為“炭化”,而
4、炭化實質(zhì)上是脫水,說明濃硫酸具有脫水性。
演示實驗6—4(濃硫酸與蔗糖的反應)請你描述實驗過程中所發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象:蔗糖變黑;體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀的炭;并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生;反應放出大量的熱,使燒杯溫度升高。
問題5:蔗糖變黑是什么現(xiàn)象?體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)?
蔗糖變黑也是炭化現(xiàn)象,說明濃硫酸具有脫水性。說明:①脫水性是濃硫酸的性質(zhì),而非稀硫酸的性質(zhì),即濃硫酸有脫水性。②脫水性是濃硫酸的化學特性,物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程。反應時,濃硫酸按水分子中氫、氧原子數(shù)的比為2:1奪取有機物中的氫原子和氧原子。③可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機物,其中蔗
5、糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)被子脫水后生成了黑色的炭(炭化)。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
培養(yǎng)學生不僅要注意實驗過程,也要注重結(jié)果。樹立對化學現(xiàn)象與化學本質(zhì)的辯證認識。
問題6:濃硫酸的吸水性和脫水性有什么區(qū)別?
吸水性是吸收本來就有的水分,而脫水性是將化合物分子的H和O按2:1(也就是水的比例)脫去。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
問題7:皮膚上不慎沾上濃硫酸應如何處理?
濃硫酸對皮膚有強烈的腐蝕作用,若皮膚不慎沾上濃硫酸時,不能先用水沖洗,否則放出大量的熱使皮膚產(chǎn)生更大面積的灼傷和炭化脫水,應該先用干布迅速擦去酸液,再用大量水沖洗。
師生活動:教師提出問題,學
6、生回答。
加深濃硫酸具有脫水性的認識,學會處理偶發(fā)事故,消除恐懼心理。
演示改進實驗6-5:濃硫酸與銅反應,要求學生注意反應現(xiàn)象。
現(xiàn)象:不加熱時無明顯現(xiàn)象。加熱時產(chǎn)生的氣體能使品紅,溶液褪色。溶液底部有灰黑色固體析出。冷卻稀釋后溶液呈藍色。
問題8:稀硫酸能否與銅反應?為什么?濃硫酸能不能與銅反應呢?反應的條件是什么?根據(jù)反應現(xiàn)象你認為反應后的生成物是什么?寫出反應方程式。并指出氧化劑、還原劑。反應中的濃硫酸表現(xiàn)出什么性質(zhì)?稀硫酸與濃硫酸的氧化性有什么不同?
不能。因為在金屬活動順序表中排在氫后面,不能置換出硫酸中的氫 。
加熱能反應。
能使品紅溶液褪色,具加熱溶液又呈紅色說明
7、生成了二氧化硫;溶液稀釋后呈藍色說明有銅離子生成。且長時間冷卻后有白色晶體析出 證明生成的產(chǎn)物是硫酸銅。化學方程式:
Cu+2H2SO4(濃) === CuSO4+SO2↑+2H2O,銅是還原劑,濃硫酸是氧化劑,濃硫酸既表現(xiàn)出氧化性又體現(xiàn)出了酸性。
對比討論出:稀硫酸的弱氧化性表現(xiàn)在它電離的H+,而濃硫酸的強氧化性表現(xiàn)在硫酸分子中+6價的硫上。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
激發(fā)好奇心。培養(yǎng)觀察能力、敘述能力。培養(yǎng)推理、綜合運用知識的能力。
演示實驗:把鋁片放入盛有濃硫酸的試管中,觀察現(xiàn)象。加熱觀察。
問題9:濃硫酸是否也能氧化金屬活動性順序中氫以前的金屬呢?為什么濃硫酸能與
8、銅反應,而活潑的鋁放入其中無明顯現(xiàn)象呢?濃硫酸與金屬活動性順序氫以前金屬反應是否也生成氫氣呢?為什么?
對,若加熱就會發(fā)生反應。但是沒加熱,由于濃硫酸具有強氧化性,它可使某些金屬如鐵、鋁等表面“鈍化”。解釋“鈍化”現(xiàn)象。不能。因為濃硫酸與金屬反應是由于+6價硫引起的。
師生活動:教師提出問題,學生回答。
三、酸雨及其防治
左右獅子的對比
煙塵對空氣的危害
酸雨是由大氣污染造成的,而大氣污染是跨越國界的全球性問題,也就是說酸雨是全人類面臨的環(huán)境問題。酸雨的危害影響了我們的生活,對森林、土地、建筑都會造成危害,有防治酸雨的方法嗎?酸雨的防治措施有哪些?如何才能有效的
9、防治酸雨呢?
酸雨的主要成分是二氧化硫,減少二氧化硫的排放量也是酸雨防治的措施之一。
1.原煤脫硫技術(shù),可以除去燃煤中大約40%一60%的無機硫。
2.優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。
3.改進燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進石灰石和白云石,與二氧化硫發(fā)生反應,生成硫酸鈣隨灰渣排出。
4.對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。目前主要用石灰法,可以除去煙氣中85%一90%的二氧化硫氣體。
5.開發(fā)新能源比如太陽能、風能、核能、可燃冰等,但缺點便是目前技術(shù)不成熟,如果使用
10、會造成新的污染,而且消耗費用十分高。
四、【身邊的化學】 濃硫酸
俗稱壞水。壞水指濃度大于或等于70%的硫酸溶液。濃硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與普通硫酸或普通濃硫酸最大的區(qū)別之一。同時它還具有脫水性,強氧化性,難揮發(fā)性,酸性,穩(wěn)定性,吸水性等。
濃硫酸具有很強的腐蝕性,若實驗時是不小心濺到皮膚上,應立即用布擦干,再用大量水沖洗,然后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液。若實驗時滴落在桌面上,則先用布擦干,再用水進行沖洗。
濃硫酸有脫水性且脫水性很強。
(1)脫水性是濃硫酸的化學特性,物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水分子中氫氧原子數(shù)的比(2∶1)奪取被
11、脫水物中的氫原子和氧原子。
(2)可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機物,其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)中的有機物,被脫水后生成了黑色的炭(炭化),并會產(chǎn)生二氧化硫。
反應過程分兩步,先是蔗糖C12H22O11在濃硫酸作催化劑作用下脫水,生成碳和水(試驗后蔗糖會變黑,黑的的就是碳顆粒):
第一步:C12H22O11==12C+11H2O;
第二步:脫水反應產(chǎn)生的大量熱讓濃硫酸和C發(fā)生反應:
C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O。
五、板書。
1、. 強氧化劑
氧化劑
還原劑
氧化劑
還原劑
12、
0 +4 +6
S S S
強還原劑
2.二氧化硫的性質(zhì)
(1)物理性質(zhì):無色,有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水。
(2)化學性質(zhì)
①酸性氧化物的通性。
②與水反應 SO2+H2O H2SO3
催化劑
△
③氧化性 SO2+H2S===3S↓+2H2O
④還原性 2SO2+O2 2SO3
⑤能使品紅溶液褪色(該性質(zhì)用來檢驗SO2)。
<說明>:不要求學生掌握所有轉(zhuǎn)化反應的化學
13、方程式。
3.濃硫酸的特性
(1)吸水性——干燥劑。
(2)脫水性;
(3)強氧化性 Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O
六、檢測題
1. 下列各組氣體中,在實驗室可用硫酸制取,又能用濃H2SO4干燥的一組是( )
A. HCl、HBr、H2 B. H2S、CO2、H2 C. H2、SO2、HCl D. NH3、HF、H2
2. 下列敘述正確的是( )
A. 將SO2通入過量BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀
B. 新制氯水顯酸性,向其中滴加少量紫色石蕊試液,充分振蕩后溶液呈紅色
C. 將稀硫酸
14、滴加到Fe(NO3)2溶液中無明顯現(xiàn)象
D. Li在氧氣中燃燒只生成Li2O
3. 關(guān)于生活中的化學問題,下列說法錯誤的是( )
A. 地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)形式存在
B. 銅鹽溶液都有毒,這主要是由于銅離子能使蛋白質(zhì)變性
C. 普通玻璃以純堿、石灰石、石英砂為主要原料制得
D. SO2氣體通入氯水中可以增強氯水溶液的漂白性
4. BaCl2溶液中通入SO2氣體,沒有沉淀生成。再通入或加入某物質(zhì)后,有沉淀生成,則該物質(zhì)不可能為( )
A. HCl B. NO2 C. NH3 D. FeC13
5. 下列各組物質(zhì)中,常溫下Y既能與X
15、反應又能與Z反應的是( )
選項
X
Y
Z
A
SO2
NaClO溶液
CO2
B
鹽酸
濃硫酸
Cu
C
NH3
O2
Mg
D
Na2O2
H2O
SiO2
A. A B. B C. C D. D
參考答案
1. 【解析】A.可用濃硫酸制取氯化氫、用稀硫酸制取氫氣,但是濃硫酸具有強氧化性,不能用濃硫酸制取、干燥溴化氫,故A錯誤;B.濃硫酸具有強氧化性,不能干燥具有較強還原性的硫化氫氣體,實驗室中一般用稀鹽酸制取二氧化碳,不用稀硫酸,故B錯誤;C.可用稀硫酸制取氫氣和二氧化硫,用濃硫酸制取氯化氫,也可以用濃硫酸干燥
16、H2、SO2、HCl,故C正確;D.不能用硫酸制取氨氣,且濃硫酸能夠與氨氣反應,也不能用濃硫酸干燥氨氣,故D錯誤;故選C。
本題考查了氣體的制取、干燥和凈化,注意掌握常見氣體的性質(zhì)及制取方法,能夠根據(jù)氣體的性質(zhì)正確選用干燥劑。注意濃硫酸為酸性干燥劑,不能干燥堿性氣體,如氨氣;濃硫酸具有強氧化性,不能制取
【答案】C
2. 【解析】A.鹽酸的酸性大于亞硫酸,所以二氧化硫和氯化鋇溶液不反應,故A錯誤;B.氯水中含有鹽酸、次氯酸,酸使紫色石蕊試液變紅色,但次氯酸具有漂白性,使紅色溶液褪色,所以看到的現(xiàn)象是:溶液先變紅后褪色,故B錯誤;C.酸性條件下,亞鐵離子被硝酸根離子氧化生成鐵離子,所以溶液
17、顏色由淺綠色變?yōu)辄S色,故C錯誤;D.在堿金屬元素中,鋰的活潑性較弱,和氧氣反應只生成氧化鋰,沒有過氧化物生成,故D正確;故選D。
本題考查了物質(zhì)間的反應,涉及鋰的性質(zhì)、強酸制取弱酸、次氯酸的漂白性、亞鐵離子的性質(zhì)等知識點,明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵。易錯選項是C,注意:酸性條件下,硝酸根離子具有強氧化性。
【答案】D
3. 【解析】A、地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)形式存在,選項A正確;B、重金屬鹽可使蛋白質(zhì)變性,失去生理活性,不能再恢復為原來的蛋白質(zhì),選項B正確;C、普通玻璃以純堿、石灰石、石英砂為主要原料制得,選項C正確;D、SO2氣體通入氯水中生成的硫酸和鹽酸,不再具有漂白性,選項D錯誤。答案選D。
【答案】D
4. 【解析】BaSO3在中性或堿性條件下,產(chǎn)生沉淀,故C有沉淀;SO2在氧化劑條件下,氧化成SO42―,產(chǎn)生BaSO4沉淀,B的NO2和DFeCl3能將SO2氧化成SO42―,故B和D有沉淀;A在酸性條件下,BaSO3不能沉淀,故選A。
【答案】A
5. 【解析】A、NaClO能將SO2氧化成SO42―,CO2能與NaClO溶液反應生成HClO,故A正確;B、鹽酸與濃硫酸不反應,故B錯誤;C、O2與NH3在催化劑、加熱條件下反應,與Mg在點燃條件下反應,故C錯誤;D、SiO2與水不反應,故D錯誤;故選A。
10. 【解析】【答案】