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第5章 二氧化硫(1)

【教学目标】

知识目标

1.使学生了解二氧化硫的物理性质和用途。

2.使学生掌握二氧化硫的化学性质。

能力目标

1.培养学生观察实验现象、分析实验结果的能力。

2.培养学生理论联系实际,利用所学知识独立完成实验的能力。

情感目标

通过二氧化硫的氧化性和还原性的教学,对学生进行结构与性质、矛盾的主要方面和次要方面等辩证唯物主义观点教育。

【教学建议】

教材分析

在新教材中第二节安排的内容是二氧化硫,把硫化氢作为第一节氧族元素后的选学内容了。重点突出。本节是典型的元素化合物知识,同时与生活、环境紧密相连。学生在此之前已经学习过典型的非金属元素卤族,典型的金属元素碱金属,同时又有元素周期律和元素周期表知识作为指导,学习起来应该不会很困难。

本节主要介绍二氧化硫的物理、化学性质及其危害。在讲述二氧化硫的溶解性时,增加了演示实验,既说明它可以溶于水,同时通过石蕊试液变红说明溶于水后生成了酸,从而很容易地引入它的化学性质。首先,它应具有酸性氧化物的通性,然后结合二氧化硫可以和氧气反应复习可逆反应和氧化还原反应的有关知识。通过分析二氧化硫中硫元素的化合价,得出它应既具有氧化性,又具有还原性。

二氧化硫的漂白性关键是做好演示实验,由性质引出用途。

二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一,又是造成酸雨的罪魁祸首。学习二氧化硫的性质,不能不把它所造成的污染问题认真对待。这部分知识与第四节 环境保护会有一定联系,因此在教学中,要做好铺垫教法建议

二氧化硫在高中化学教材中占有特殊重要的位置,主要表现在以下几点:1.二氧化硫与当今世界的发展问题、环境问题有着密切联系。在中学化学的教学内容里,二氧化硫的性质及其与人类生活的关系是一个重要的、不可能回避的问题。在教学中,可以以此为契机,开展研究,目的是将课堂上或书本中的知识运用于实际,培养信息处理的能力、合作学习的能力,分析问题的综合能力,表达能力和社会责任感。

2.学生已经学习了典型的金属元素——碱金属和典型的非金属元素——卤素。在此基础上,又学习了物质结构、元素周期律、化学键和分子结构等理论知识。二氧化硫是结构理论后学生学习的第一种物质,在教学思路上,应该从“从个别到一般”的归纳法,过渡到“从一般到个别”的演绎法。也就是说二氧化硫的学习应该成为理论指导下的学习。

3.在本章教材内容里,关于硫元素的化合物只介绍两种——二氧化硫、硫酸。这两种物质的教学,应该足以支撑学生对硫元素的总体认识。通过二氧化硫和硫酸的教学,应该使学生建立“硫元素系统”的整体印象。

4.中学所学理论(例如物质结构理论)内容浅显,远不足以满足对元素化合物性质的解释需要。因此在教学中应该注意规律的应用,例如氧化还原反应规律、复分解反应规律、物质的分类与通性等等。

5.二氧化硫具有多方面多层次的性质,是知识系统和链条中的“关节点”,应用简单仪器就可以对其进行多方面的探索与研究。

建议师生一起设计一个联合装置,一次性地展现二氧化硫的主要性质(酸性、氧化性、还原性、漂白性)并防止污染教室内的空气。

6.针对传统教学中忽视学生主体性和创新精神、实践能力培养的弊端,国家提出关于开展研究性学习的要求,并以独立的课程形式出现在《课程计划》当中,规定了相应的课时。这对新理念新模式的引入无疑是一个有力的推动。但是只有教师在学科的课堂教学中贯彻这样的理念,实践这样的模式,问题才能真正的以解决。因此,教师应在学科教学中,不失时机地实施研究性学习的实践。围绕二氧化硫的性质可以在思维层面和实验层面进行多角度多层次的设计。因此,二氧化硫的教学为开展探究性的学习提供了不可多得的素材。在学科教学中实施研究性学习,要与教学目标和任务紧密结合起来,活动的安排要与学生的水平和兴趣相一致。

【教学设计方案一】

教学过程

引入:我们知道硫在氧族中燃烧能够生成一种有刺激性气味气体二氧化硫。

播放视频:硫在氧气中燃烧。

引言:我们以硫为代表物,认识了氧族元素的主要化学性质,现在我们要学习硫的重要氧化物之一二氧化硫的性质、用途和危害。

讲述:物理性质

展示:闻气体气味正确方法的图片

演示实验:二氧化硫溶于水(此处若无演示条件,也可以播放视频文件)

讨论:根据二氧化硫的物质分类判断它是酸性氧化物,因此具有酸性氧化物的通性。

分析:二氧化硫与水反应的实验现象,既说明它能溶于水,又说明它和水反应生成了酸。在此可以复习可逆反应的概念。

讨论:二氧化硫溶于水的实验中为什么开始水面没有顺利上升?振荡后水面很快上升?

要求:学生写出证明二氧化硫是酸性氧化物的有关反应的化学方程式。

简介:亚硫酸

为新课程实施和提高教师专业化水平而精心编写,选取了大量教案,内容上充分体现了知识性和趣味性。接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材,至始至终课改给人一种焕然一新的感觉。它是一次革命,一场对话,一座平台,一把迈向成功教育的钥匙。

为新课程实施和提高教师专业化水平而精心编写,选取了大量教案,内容上充分体现了知识性和趣味性。接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材,至始至终课改给人一种焕然一新的感觉。它是一次革命,一场对话,一座平台,一把迈向成功教育的钥匙。

为新课程实施和提高教师专业化水平而精心编写,选取了大量教案,内容上充分体现了知识性和趣味性。接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材,至始至终课改给人一种焕然一新的感觉。它是一次革命,一场对话,一座平台,一把迈向成功教育的钥匙。

为新课程实施和提高教师专业化水平而精心编写,选取了大量教案,内容上充分体现了知识性和趣味性。接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材,至始至终课改给人一种焕然一新的感觉。它是一次革命,一场对话,一座平台,一把迈向成功教育的钥匙。

讨论:根据二氧化硫中硫元素的化合价推断它应具有的化学性质。

讲述:当二氧化硫遇到强还原剂时,表现出氧化性。例如:二氧化硫和硫化氢反应可以生成硫和水。

过渡:二氧化硫主要表现出还原性。

讲述:二氧化硫和氧气的反应

增加演示实验:二氧化硫使碘水褪色。

分析:此实验说明了什么?由此推断二氧化硫能否使高锰酸钾溶液褪色,使氯水、溴水褪色?写出有关反应的化学方程式。

演示实验:二氧化硫使品红溶液褪色。

分析:二氧化硫的漂白原理并与氯气等作对比,小结具有漂白性的物质。

讨论:根据二氧化硫的性质推断它的用途。

过渡:二氧化硫在工业上可以作漂白剂,还能杀灭霉菌和细菌,作食物和干果的防腐剂。但是也有不法之徒利用二氧化硫的性质,让馒头、银耳变得更白,只顾个人利益,不管他人的身体健康。请同学们今后要注意。此外,二氧化硫还是污染大气的主要有害物质之一。

讲述:二氧化硫的污染。酸雨的概念和危害。

展示图片、播放有关酸雨的录像。

【板书设计】

(第二节)二氧化硫

一、二氧化硫的性质

1.物理性质

无色、有毒、刺激性气味的气体;易液化、易溶于水(1:40)

2.化学性质

(1)具有酸性氧化物的通性

SO2+H2OH2SO3(可逆反应);

SO2+CaO=CaSO3;

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;SO2+NaOH=NaHSO3(SO2过量)

SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2OCaSO3+SO2+H2O3S↓+2H2O(2)二氧化硫的氧化还原反应

SO2+2H2S3S↓+2H2O

①弱氧化性:

②较强的还原性:

如SO2能使氯水、溴水、KMnO4(H+)溶液褪色。

2SO2+O2催化剂△2SO3

SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI(与Br2、Cl2有类似反应)

5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(此方程式不要求学生掌握)

(3)漂白性

3.用途

二、二氧化硫的污染

【教学设计方案二】

教学过程

资料引入:投影1

1.1872年,美国化学家Smith,首先提出了“酸雨”一词,直到本世纪40年代,酸雨问题才引起人们的广泛关注。

2.1972年6月5日,具有历史意义的人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开,通过了著名的《人类环境宣言》,并确定每年6月5日为“世界环境日”。从1974年起,每年由联合国环境规划署确定一个主题,开展“世界环境日”的活动,其中1983年的主题是防治酸雨。

3.1985年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆南山2.7万亩马尾松死亡过半。

提出问题:酸雨的危害如此之大,造成酸雨的罪魁祸首是谁呢?——是二氧化硫,今天我们共同讨论关于二氧化硫的问题。

演示实验:收集一试管二氧化硫气体,将其倒置在水槽中,晃动试管。

学生活动:观察SO2气体的颜色、状态;闻气体的气味;分析SO2的水溶性。

教师引导:二氧化硫的其他物理性质如何?请同学结合已有知识,阅读课本158页第二段。

学生活动:略。

教师板书:

物理性质无色、刺激性气味、有毒气体易溶于水教师引导:二氧化硫溶于水后是否与水反应?

演示实验:将充有水的试管倒立过来,向其中滴入几滴紫色石蕊试液。

学生活动:观察、分析实验现象。书写相应的化学方程式。

教师板书:化学性质

教师引导:看来,作为酸性氧化物来说,SO2可以与水作用,生成亚硫酸。但亚硫酸不稳定,容易分解,请同学书写有关化学方程式。

教师引导:我们把两个化学方程式放在一起观察,你发现什么?

学生活动:是可逆反应。符合条件:同时、同条件。

教师引导:看来化学方程式应写为:SO2+H2OH2SO3(学生完成)作为酸性氧化物,除了和水反应,生成相应的酸外,还可以和哪类物质反应?

学生回答:碱。

教师引导:了解二氧化硫的这些性质后,请同学讨论如何收集二氧化硫?

学生讨论:侧重易溶于水、比空气重、有毒三个方面。

教师小结:向上排空气法,用蓝色石蕊试纸检验,同时配上NaOH溶液尾气吸收。刚才我们讨论的反应,化合价前后没有发生变化,请同学标出SO2中硫元素的化合价,分析可能具有什么样的性质?

教师板书:

作为中间价态物质氧化性还原性

教师引导:

录像:二氧化硫和氧气反应的实验。请同学写出反应的化学方程式。分析二氧化硫在此处作氧化剂还是还原剂?

学生活动:还原性2SO2+O2SO3催化剂△SO2

教师设问:如果2molSO2与1molO2在上述条件下充分反应,能否得到2molSO3?

教师过渡:生成的SO3为无色固体,和SO2在性质上有明显不同,但它们都是酸性氧化物,都能溶与水生成相应的酸。SO2作为氧化剂,又能发生什么样的反应?请同学推测SO2和H2S反应的生成物,尝试写出反应的化学方程式,并分析电子得失状况。

教师引导:我们刚刚讲过的O3,还有HClO、Na2O2等都是强氧化剂,具有漂白性;SO2氧化性较弱,能漂白吗?

演示实验:[实验6-2]

教师引导:能漂白,但不持久(而O3、HClO、Na2O2的漂白具有永久性)看来它们的作用原理不同。SO2不是氧化性漂白,仅仅是SO2与有色物质结合生成不稳定的无色物质,同时又容易分解,恢复原来有色物质的颜色。

教师板书:漂白性

教师引导:SO2在日常生活中有一定用处,但它的危害性也非同小可(出示云冈石窟明信片)。山西是产煤大省,空气中SO2含量超标。请同学利用所学知识,讨论如何回收SO2,防止大气污染?(先阅读160页有关内容,再进行讨论)

教师结课:望大家在未来的环保工作中大显身手。

作业161页一题、二题、三题。

【板书设计】

二氧化硫物理性质无色、刺激性气味、有毒气体易溶于水瘢⊿O2)>化学性质作为酸性氧化物作为中间价态物质还原性氧化性漂白性【典型例题】

例1除去CO2气体中含有少量的SO2气体,最好采用的方法是

A.通过石灰水

B.通过足量的品红溶液

C.通过足量的饱和NaHCO3溶液

D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过石灰水解析:首先明确净化气体的原则是:不能引入新的杂质;尽可能不减少被净化气体的量。其次,利用SO2和CO2这两种酸性氧化物性质的区别和联系,选择最佳试剂以达到净化CO2气体的目的。

SO2和CO2都是酸性氧化物,它们都能与碱反应,生成盐而进入溶液,故A选项错误;SO2具有漂白性,能与品红溶液反应生成不稳定的化合物,所以足量的品红溶液可以吸收CO2气体中少量的SO2,以除去SO2气体。但是,部分的CO2气体也会溶解于品红溶液中,而使CO2损失,所以B选项不是除去SO2的最佳方法,B选项错误;SO2可以与水反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸是一种二元中强酸,酸性大于碳酸(H2CO3),当SO2气体通入饱和溶液时,发生反应:SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO2。即将杂质气体SO2转化成被提纯的CO2气体,同时,由于CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度较小,保证了CO2的量不被减少,所以C选项是除去CO2气中少量的SO2杂质的最佳途径,C选项正确;SO2有较强的还原性,能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,SO2被氧化为H2SO4进入溶液,CO2与酸性KMnO4溶液不反应,可以达到除去SO2的目的,但被净化的SO2气体会被后面的石灰水吸收,所以D选项错误。

答案:C

启示:SO2是一种具有较强的还原性、漂白性等特性的酸性氧化物;而CO2无还原性、漂白性,解题时运用二者的性质差别,便可得到正确答案。不应片面地注意二者作为酸性氧化物的共性,而忽视了SO2的“个性”。

例2氯气和二氧化硫皆可做漂白剂,若同时用于漂白一种物质时,漂白效果会

A.增强B.不变C.减弱D.难确定

解析:明确SO2较强的还原性、氯气的强氧化性,并能正确书写在水溶液条件下,二者发生氧化还原反应的化学方程式:水溶液状态下,SO2和Cl2发生反应:

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl生成物H2SO4、HCl均不具有漂白性,所以同时将SO2、Cl2用于漂白一种物质时,漂白效果会减弱。

答案:C

启示:同学容易忽视SO2和Cl2之间的氧化还原反应,误认为两者混合后漂白作用增强。

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