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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第一冊 第六章 氧族元素 環(huán)境保護(hù) 第三節(jié)硫酸(第一課時)
●教學(xué)目標(biāo)
1.復(fù)習(xí)硫酸酸性,學(xué)習(xí)并掌握濃硫酸吸水性、脫水性,濃硫酸的氧化性。
2.學(xué)會檢驗SO的原理和方法。
3.培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、動手能力、思維能力和創(chuàng)造能力。
●教學(xué)重點
濃H2SO4的性質(zhì)和SO的檢驗
●教學(xué)難點
濃H2SO4的強氧化性
●課時安排
2課時
●教學(xué)方法
啟發(fā)、探究、實驗、對比
●教學(xué)用具
投影儀、試管、膠頭滴管、鐵架臺、雙孔橡皮塞及導(dǎo)氣管、酒精燈、砂紙、玻璃棒、大燒杯、膽礬、濃硫酸、紙屑、木條、棉花、銅片、細(xì)銅絲、品紅溶液、石蕊試液、氫氧化鈉溶液、鋁
2、條、硫酸銅溶液、蔗糖、蒸餾水、濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸鈉溶液、氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硝酸
●教學(xué)過程
第一課時
[引言]“會當(dāng)凌絕頂,一覽眾山小”。讓我們攀越硫的最高山峰,去領(lǐng)略它特別的風(fēng)光。(意指濃硫酸的特性)
[說明]以上物質(zhì)化學(xué)式書寫要大,彎箭頭和化合價要醒目,可用不同顏色,充分體現(xiàn)層次感,可借投影展出。
[板書]第三節(jié) 硫酸(第一課時)
一、硫酸
[師]我們在初中學(xué)習(xí)化學(xué)時學(xué)過硫酸的性質(zhì),這節(jié)課我們將作進(jìn)一步研究。
請大家分述以下投影實驗的實驗現(xiàn)象,并寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
[投影展示]
[學(xué)生回答,請一位同學(xué)上黑板寫出相關(guān)的離子方程
3、式或投影展出]
[投影]有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:
Zn+2H+====Zn2++H2↑
Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O
OH-+H+====H2O
Ba2++SO====BaSO4↓
[歸納]以上實驗驗證了稀硫酸五個方面的性質(zhì),即酸的通性。
[板書](一)稀硫酸具有酸的通性
[提問]為何稀硫酸具有這些性質(zhì)呢?
[回答]硫酸之所以有酸的通性,是因為硫酸在水溶液中電離出的陽離子全部是H+。
[板書]H2SO4====2H++SO
[過渡]硫酸的濃度不同,會不會引起性質(zhì)上的差異?稀硫酸主要體現(xiàn)酸的通性,那么濃硫酸呢?
[板書](二)濃硫酸的性質(zhì)
[師]請大家閱
4、讀課本上濃硫酸的物理性質(zhì),并總結(jié)。
[板書]1.物理性質(zhì)
[投影]濃硫酸是一種無色油狀液體。98.3%的濃硫酸是一種高沸點難揮發(fā)的強酸,密度大,極易溶于水,能以任意比與水混溶,溶解時放出大量熱,因此稀釋濃硫酸時,一定要注意操作規(guī)程。
[討論]現(xiàn)有失去標(biāo)簽的濃硫酸、濃鹽酸各一瓶(瓶相同,酸體積相同),不用化學(xué)方法如何鑒別?根據(jù)是什么?
[引導(dǎo)]注意觀察、對比。
[生甲]用天平稱量兩個瓶子,重者為濃硫酸,因為濃硫酸的密度比濃鹽酸大。
[生乙]拿起試劑瓶搖晃、觀察,呈粘稠油狀者為濃硫酸,因為濃硫酸是一種粘稠油狀液體。
[生丙]打開瓶塞觀察,瓶口無酸霧者是濃硫酸,因為濃硫酸的沸點高、難揮
5、發(fā)。
[生丁]打開瓶塞,過一段時間后稱量,增重者為濃硫酸,減輕者為濃鹽酸,因為濃硫酸難揮發(fā)且吸水,而濃鹽酸易揮發(fā)。
[設(shè)問]當(dāng)SO2、CO2、Cl2、H2等氣體中含有水蒸氣而要干燥的時候,我們自然會想到濃硫酸。這說明濃硫酸有什么特性?
[生]吸水性。
[板書]2.特性
(1)吸水性
[師]濃H2SO4的吸水性我們也可用以下實驗證明。
[學(xué)生實驗]按小組進(jìn)行。在試管中放少量膽礬,并滴加少量濃H2SO4,振蕩。觀察固體和溶液的顏色。
[提問]描述實驗現(xiàn)象:固體由藍(lán)變白,溶液仍無色。
[設(shè)疑]白色固體為何物?膽礬失去的結(jié)晶水是否成為溶劑?溶液為何不變藍(lán)?
[講解]白色固體為無水硫
6、酸銅,由膽礬失去結(jié)晶水而來。失去的結(jié)晶水分子與硫酸分子結(jié)合,生成了穩(wěn)定的硫酸水合物,并未成溶劑,所以溶液仍無色。
[板書]H2SO4+nH2O====H2SO4·nH2O(n=1、2、4等)
[演示實驗6—3]濃H2SO4與棉花、紙屑、木條的作用。
[問]三支試管中的物質(zhì)各有什么變化?
[生]三種物質(zhì)最后都變黑。
[問]黑色物質(zhì)是什么?體現(xiàn)了濃H2SO4的什么性質(zhì)?
[生]黑色物質(zhì)為炭,濃硫酸使它們逐漸變黑的現(xiàn)象稱為“炭化”。這是濃H2SO4脫水性的體現(xiàn)。
[板書](2)脫水性
[設(shè)問]吸水性和脫水性有何區(qū)別?
[講解]吸水是指吸收物質(zhì)中本來就有的濕存水(或水蒸氣),脫水是指
7、將化合物(主要是有機物)分子中的氫、氧兩種元素按原子個數(shù)比2∶1(即按水的組成比例)脫去。濃硫酸的腐蝕性就緣于它的脫水性。
[演示]實驗6—4,蔗糖與濃H2SO4的反應(yīng)。將預(yù)先稱量的20 g蔗糖放入100 mL燒杯中,加幾滴水?dāng)嚢杈鶆颍偌尤?5 mL濃H2SO4,用玻璃棒迅速攪拌。觀察物質(zhì)顏色、體積的變化,聞氣味并撫摸燒杯外壁。
[現(xiàn)象]蔗糖由白變黑,體積膨脹,呈疏松海綿狀,有刺激性氣味氣體生成,放出大量的熱。
[設(shè)疑]蔗糖分子式為C12H22O11,是有機物。請大家根據(jù)現(xiàn)象分析,該實驗體現(xiàn)了濃H2SO4的哪些性質(zhì)?
[分析]蔗糖為含C、H、O元素的有機物,遇濃H2SO4會炭化,體現(xiàn)
8、濃H2SO4的脫水性。反應(yīng)為C12H22O1112C+11H2O。黑色物質(zhì)體積膨脹為疏松多孔狀,說明有氣體產(chǎn)生,那么氣體是哪一種,如何形成的?
[過渡]要知道答案,必須學(xué)習(xí)硫酸的另一個重要特性——強氧化性。
[板書](3)強氧化性
[設(shè)問]我們在學(xué)習(xí)酸的通性時知道,活潑金屬可與酸反應(yīng)生成H2,稀H2SO4具有酸的通性,稀H2SO4能否和銅反應(yīng)?為什么?
[生]不能。因為在金屬活動順序表中,銅排在氫的后面,不能置換出稀H2SO4中的氫。
[追問]那么,濃H2SO4能否與銅反應(yīng)呢?
[演示]濃硫酸與銅的反應(yīng)。如右圖,反應(yīng)之后,將試管里的混合液倒入盛少量水的小燒杯中,觀察溶液顏色。
9、
[提問]請描述實驗現(xiàn)象。
[回答]未加熱時,無明顯現(xiàn)象。當(dāng)加熱時,液體變黑,產(chǎn)生無色氣體,氣體能使品紅溶液褪色并使石蕊溶液變紅。小燒杯中的溶液呈藍(lán)色。
[討論]銅與濃硫酸反應(yīng)需什么條件?據(jù)實驗現(xiàn)象推測反應(yīng)生成物,注意試管Ⅱ口部棉團(tuán)的作用,試寫出反應(yīng)方程式。
[分析]加熱條件下,銅可與濃硫酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色,使紫色石蕊溶液變紅,說明是二氧化硫。反應(yīng)后被稀釋的液體呈藍(lán)色,說明生成了CuSO4。由于SO2是有毒氣體,所以少量尾氣用浸有堿液的棉團(tuán)處理,以防污染空氣。反應(yīng)方程式為:
[板書]Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
[設(shè)疑](投影)上述反應(yīng)中:
10、
①氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各是何物?
②反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比各為多少?
③濃硫酸在反應(yīng)中的作用是什么?
[分析]
Cu為還原劑,氧化產(chǎn)物為CuSO4,濃H2SO4是氧化劑,還原產(chǎn)物為SO2。反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比為1∶2,而還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶1,說明濃H2SO4一方面表現(xiàn)出氧化性同時又和金屬元素結(jié)合成鹽表現(xiàn)出酸性。
[問題探究]上述反應(yīng)中濃H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4是否具有氧化性?兩者相比有何差別?舉例說明。
[教師引導(dǎo)]注意其元素化合價的變化。
[生]濃硫酸的氧化性由其分子中(最高
11、價)引起。稀硫酸也有氧化性,如Zn+2H+====Zn2++H2↑,由H+表現(xiàn),而Cu+H2SO4(?。┎环磻?yīng)??梢姡琀+的氧化性比的氧化性弱且還原產(chǎn)物不同。
[設(shè)問]銅在金屬活動性順序表中位于氫之后,而能被濃H2SO4氧化,那么在氫之前的金屬是否更容易被其氧化呢?
[生]肯定是!
[展示鋁條,做下面的實驗]
[補充演示]鋁和濃H2SO4的作用。設(shè)計如下:①將一根隨時處理完氧化膜的鋁條迅速置于盛飽和CuSO4溶液的試管中,過一會兒取出。(可用熱NaOH溶液處理氧化膜,整個過程要迅速,以防鋁再被氧化)
[分析]鋁條表面覆蓋紅色金屬銅:2Al+3Cu2+====2Al3++3Cu②把鋁條
12、表面的銅用砂紙打掉洗凈后,將其插入盛濃H2SO4的試管中,1~2分鐘后取出。
[分析]潔凈鋁條置于濃H2SO4中無明顯現(xiàn)象,難道不反應(yīng)嗎?
③把②中的鋁條放入飽和CuSO4溶液中,過一會兒取出。
[分析]鋁條表面無紅色物質(zhì)析出。①③對比,現(xiàn)象不同,那么在②中一定發(fā)生了某種反應(yīng)。
[閱讀]P131倒數(shù)第二自然段。
[講解]由于濃H2SO4有強氧化性,可使某些金屬如Fe、Al等表面因氧化生成一層致密的氧化膜,阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟濃H2SO4反應(yīng),這種現(xiàn)象稱為“鈍化”。正因為如此,常溫時,常把濃H2SO4存放在鐵質(zhì)、鋁質(zhì)容器里。但若加熱,則會反應(yīng)。
④把③中鋁條取出,置于濃H2SO4中,加
13、熱,觀察。
[小結(jié)]a.加熱條件下,濃H2SO4可氧化絕大多數(shù)金屬(Au、Pt等除外),但不產(chǎn)生H2。
[說明]H之前金屬與濃H2SO4反應(yīng),產(chǎn)物復(fù)雜,大綱不作要求,但要注意反應(yīng)不
產(chǎn)生H2。濃H2SO4與不活潑金屬反應(yīng),一般被還原為SO2。
b.常溫下,濃H2SO4可使Fe、Al鈍化。
[強調(diào)]“鈍化”并非不反應(yīng),是因氧化而鈍化。
c.濃H2SO4與金屬反應(yīng)表現(xiàn)酸性和氧化性。
[過渡]濃H2SO4的氧化性之強還體現(xiàn)在能跟一些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
[板書]C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
[問題探究]根據(jù)濃H2SO4的脫水性和強氧化性,解釋蔗糖炭化后,能夠
14、體積膨脹、形成疏松多孔的海綿狀炭及有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的原因。
[學(xué)生分組討論后自愿回答]
[生]在蔗糖內(nèi)加入了幾滴水,濃硫酸遇水放出大量的熱,此時,蔗糖被濃硫酸炭化,反應(yīng)生成的炭又繼續(xù)和濃H2SO4發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生有刺激性氣味的SO2氣體,同時生成CO2,從而會出現(xiàn)體積膨脹、疏松多孔海綿狀炭并伴有刺激性氣味。
[師]以上現(xiàn)象是濃H2SO4吸水性、脫水性、強氧化性的共同體現(xiàn)。
[問題探究]我們在前面對H2S的學(xué)習(xí)中,知道H2S具有較強的還原性,那么,它能否和濃H2SO4反應(yīng)?若反應(yīng),生成什么?
[學(xué)生回答,教師板書]H2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2↑+2H2O
[
15、參考練習(xí)](投影)
1.下列現(xiàn)象反映了硫酸的哪些主要性質(zhì)(填空):
(1)濃硫酸滴在木條上,過一會兒,木條變黑。_____________
(2)敞口放置濃硫酸時,質(zhì)量增加。_____________
(3)鋅粒投入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生。_____________
(4)把銅片放入濃硫酸里加熱,有氣體產(chǎn)生。_____________
(5)利用濃硫酸和食鹽固體反應(yīng)可制HCl氣體。_____________
(6)濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。_____________
(7)利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應(yīng)可制H2S氣體。_____________
答案:脫水性 吸水性 酸性
16、酸性和強氧化性 難揮發(fā)性 強氧化性 強酸性
2.常溫下,下列物質(zhì)可盛放在鐵制容器中的是
A.鹽酸 B.稀硫酸
C.濃硫酸 D.硫酸銅溶液
解析:此題考查有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)。鹽酸、稀硫酸與鐵發(fā)生反應(yīng):Fe+2H+====Fe2++H2↑,鐵被腐蝕;硫酸銅溶液可與鐵發(fā)生反應(yīng):Cu2++Fe====Cu+Fe2+,鐵被腐蝕;常溫下,濃硫酸可使鐵鈍化而生成保護(hù)膜。所以選擇答案C。
答案:C
[小結(jié)]本課時重點學(xué)習(xí)了硫酸的性質(zhì)。硫酸是典型的強酸,稀硫酸具有酸的通性,濃硫酸具有吸水性、脫水性、強氧化性等特性。濃硫酸的強氧化性是我們本節(jié)課所學(xué)
17、重點。
[布置作業(yè)]課本習(xí)題一、二
課后思考:組裝一套實驗裝置,驗證木炭與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。
●板書設(shè)計
第三節(jié) 硫酸(第一課時)
一、硫酸
(一)稀硫酸具有酸的通性
H2SO4====SO+2H+
(二)濃硫酸的性質(zhì)
1.物理性質(zhì)
2.特性
(1)吸水性
(2)脫水性
(3)強氧化性
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2↑+2H2O
●教學(xué)說明
本課時主要采用了實驗、啟發(fā)、設(shè)疑、探究相結(jié)合的教學(xué)方法,并注重新舊知識的聯(lián)系。
由于本課時涉及的知識點較多,單純地講解容易讓學(xué)生有枯燥、乏味、零亂之感。因此,本課時充分利用了化學(xué)實驗這一重要媒體,引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、推理、抽象概括,以加強教學(xué)的直觀性、生動性、趣味性,并調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,除實驗外,還增加了問題探究,意在訓(xùn)練學(xué)生實驗、觀察、分析、思維及解決問題的能力,從而更好地掌握濃硫酸的特性。