【精品】高中化学（大纲版）第一册 第六章氧族元素环境保护 第二节二氧化硫(第一课时)

用心 爱心 专心 1 第二节第二节 二氧化硫二氧化硫 教学目标 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 3 使学生了解二氧化硫对空气的污染和防止污染 教学重点 SO2的化学性质 教学难点 SO2的化学性质 课时安排 1 课时 教学方法 实验 讨论 启发 阅读 对比 归纳等 教学用具 投影仪 铁架台 带铁夹 分液漏斗 烧瓶 酒精灯 带导管的橡皮塞 双孔 洗 气瓶 可用大试管代替 5 个 烧杯 普通漏斗 石棉网 大烧杯 小试管 试管夹 水 槽 浓 H2SO4 Na2SO3固体 品红试液 石蕊试液 氢硫酸 溴水 KMnO4溶液 浓 NaOH 液 水 两试管预先收集好的 SO2气体 其中一支的活塞上带有装浓 NaOH 液的胶头滴管 教学过程 引言 人类赖以生存的环境是我们可爱的地球 然而 从二十世纪八十年代开始 酸雨 臭氧层的破坏和气候变暖这三大全球环境问题 却使人类面临着新的严峻挑战 并 严重威胁着人类的生存 首先 我们来看一下 酸雨 是怎样危害地球的 请大家看以下资料 投影展示 空中死神 酸雨 猖獗的酸雨严重地威胁着地球 据资料记载 仅在 1980 年一年内 美国和加拿大就有 5 万余人成了酸雨的猎物 比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家 它的环境酸化程度已 超过正常标准的 16 倍 在意大利北部 5 的森林死于酸雨 瑞典有 15000 个湖泊酸化 挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染 世界古迹 桥梁受酸雨腐蚀越来越快 号称 世界最大露天博物馆智利复活岛上的石雕人像 正面临着解体和倒塌的威胁 美国每年花 在修理受损古迹方面的费用超过了 50 亿美元 闻名世界 代表我国古建筑精华的北京汉白 玉石雕 近年来也遭到意想不到的损害 故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕 花纹 50 多年前图案清晰可辨 如今却大多模糊不清 甚至成光板 我国江苏 安徽 湖 北 福建 江西 浙江七省的大豆田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达 1380 多万元 师 那么 形成酸雨的罪魁祸首又是谁呢 它就是我们本节课所要认识的物质 二氧化硫 板书 第二节 二氧化硫 师 请大家回忆初中所学知识 并回答你所知道的二氧化硫的性质 生 二氧化硫是一种大气污染物 有刺激性气味 是酸性氧化物 师 很好 下面就让我们在以前学习的基础上来进一步认识二氧化硫的性质 板书 一 二氧化硫的性质 1 二氧化硫的物理性质 用心 爱心 专心 2 展示一试管收集好的二氧化硫 师 大家看 这支试管里收集的就是二氧化硫气体 请大家根据自己的观察并结合 课本总结出二氧化硫的物理性质 学生看书并总结 教师板书 无色 有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 易溶于水 1 40 易液化 10 老师举起装有 SO2的小试管 并指着装有水的水槽 问 用现有的条件能否用实验证明 SO2是易溶于水的 若能 请一位同学上来演示 生 能 学生演示 SO2溶于水的实验 将一集满 SO2的试管倒置于盛水的水槽中 并晃动 注意 试管口应位于水面以下 问 大家观察到了什么现象 为什么会这样 生 水槽中的水进入试管 且试管中水的液面高于水槽中水的液面 这是因为 SO2 易溶于水 试管中的 SO2与水相遇 会溶于水从而使试管内气体压强减小 在外界大气压 的作用下 水槽中的水进入试管 师 解释的很正确 教师把水槽中的试管塞上塞子后 移出水面 留作后用 过渡 下面 我们来认识和学习 SO2的化学性质 板书 2 二氧化硫的化学性质 师 由我们初中所学知识知道 SO2是一种酸性氧化物 板书 1 酸性氧化物 问 那么 酸性氧化物应有哪些性质呢 生 能和碱反应生成盐和水 能与水反应生成相应的酸 师 到底是不是这样的呢 下面我们通过实验来证明 演示实验 往刚才从水槽中拿出来的装有水的试管中滴加紫色石蕊试液 试液变 红 演示实验 如下图 问 上述两个实验现象分别说明了什么 生 实验 说明 SO2溶于水生成了酸 实验 说明 SO2可与 NaOH 溶液反应 且反 应很彻底 师 回答得很好 请大家写出以上反应的化学方程式 请一位同学上黑板书写 学生板书 SO2 H2O H2SO3 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O 用心 爱心 专心 3 师 其实 二氧化硫溶于水形成的亚硫酸只能存在于溶液中 它很不稳定 容易分 解成水和二氧化硫 故二氧化硫溶于水的反应是可逆反应 应用可逆符号表示 教师把黑板上 SO2与 H2O 反应的 改为 过渡 关于酸性氧化物 我们最熟悉的莫过于 CO2了 那么 SO2与它的性质是否 相似呢 请大家看下表中 SO2与 CO2性质的比较 投影展示 SO2与 CO2性质的比较 名称CO2SO2 与 H2O 反应CO2 H2OH2CO3SO2 H2OH2SO3 与碱反应 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 NaOH NaHCO3 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O SO2 2NaOH Na2SO3 H2O SO2 NaOH NaHSO3 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 与盐反应CO2 CaCO3 H2O Ca HCO3 2CaSO3 SO2 H2O Ca HSO3 2 师 从上表中 我们可以看到 作为酸性氧化物 SO2与 CO2的性质十分相似 那 么 除此之外 SO2还有哪些性质呢 请大家看下面的实验 演示实验 教师按下图装置进行实验 并向学生介绍各装置中的试剂 师 A 装置为实验室制取 SO2的装置 当从 A 装置中出来的 SO2气体依次通过氢硫 酸 溴水 KMnO4溶液和品红溶液时 分别有什么现象 生 通过氢硫酸时溶液变浑浊 有淡黄色不溶物出现 通过溴水 KMnO4溶液和品 红溶液时 原溶液的颜色均消失 问 那么 是 SO2的什么性质导致了上述变化的发生呢 师 首先 我们来分析一下 SO2与氢硫酸的反应 板书 SO2 H2S 问题探究 从反应物的元素种类以及反应时的现象来分析 生成物应该是什么 能 否从硫元素的化合价变化来说明该反应的实质呢 生甲 生成的淡黄色固体应是硫单质 生乙 这是含同种元素不同价态的物质之间发生的氧化还原反应 师 很好 生成的氧化产物和还原产物的化合价应介于二者之间 即 4 2 之间 故产物只能是 S 和 H2O 板书 把上述反应方程式写完整 SO2 2H2S 3S 2H2O 追问 在上述反应中 SO2表现出了什么性质呢 用心 爱心 专心 4 生 氧化性 师 对 这就是我们所得出的 SO2的第二个性质 氧化性 板书 2 氧化性 过渡 那么 SO2使溴水和高锰酸钾溶液褪色是不是也是由于它的氧化性呢 生 不可能 因为溴水和 KMnO4溶液的氧化性都很强 师 既然如此 会不会是溴水和 KMnO4把 SO2氧化了呢 分析 SO2中 S 元素的化 合价进行回答 生 应该是 因为 SO2中 S 元素的化合价为 4 价 而 S 元素的最高化合价为 6 价 因此 具有强氧化性的溴水和 KMnO4溶液把 4 价的 S 氧化成了 6 价的 S 它们本身因发 生还原反应而褪色 师 大家的分析很到位 事实也正是如此 它们发生反应的化学方程式分别为 板书 SO2 Br2 2H2O H2SO4 2HBr 5SO2 2KMnO4 2H2O K2SO4 2MnSO4 2H2SO4 问 上述反应说明了 SO2具有什么性质 生 还原性 板书 3 还原性 师 SO2除了可以被溴水 KMnO4溶液氧化外 还可被 HNO3 Cl2 O2等强氧化剂 氧化 如工业上生产硫酸 就要用到以下反应 板书 2SO2 O2 2SO3 师 注意 以上反应为可逆反应 上述反应生成的 SO3溶于水即得 H2SO4 副板书 SO3 H2O H2SO4 讲解 SO3是一种无色固体 熔点是 16 8 沸点也只有 44 8 易溶于水 溶于 水时放出大量的热 副板书 SO3是无色固体 熔 沸点低 易溶于水且放出大量的热 过渡 从刚才的实验中我们还看到 SO2也可使品红溶液褪色 品红是一种红色染 料 这说明 SO2具有漂白性 板书 4 漂白性 设问 那么 SO2使品红溶液褪色的原理是否和 Br2水与 KMnO4溶液褪色的原理相 同呢 请大家看下面的实验 演示实验 用小试管分别取上述实验中已褪色的 E 装置 原盛品红溶液 和 C 装 置 原盛溴水 或 D 装置 原盛 KMnO4溶液 中的溶液 在酒精灯上加热 结果 E 装 置中的溶液又变成了红色 而 C 装置或 D 装置中的溶液却未发生变化 问 为什么会出现上述不同的现象呢 讲解 这主要是二者的变色原理不同造成的 SO2能使某些有色物质褪色 是由于 二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质 而化合成的无色物质却是不稳定的 易分解 而恢复原来有色物质的颜色 故这种漂白是暂时的 而 SO2使溴水和 KMnO4溶液褪色 是由于发生了氧化还原反应 这种褪色是永久的 问 前面我们还学过哪些物质具有漂白性 它们的漂白作用是基于这些物质的什么 性质 生 Cl2 Na2O2都可用于漂白 它们的漂白原理是基于它们的强氧化性 用心 爱心 专心 5 问 把 Cl2通到品红溶液中 溶液会褪色吗 若能 加热能使其恢复 庐山真面目 吗 为什么 生 因氯水具有漂白性 故溶液会褪色 但加热不能恢复原状 因氯水的漂白原理 是发生了氧化还原反应 其漂白效果是永久的 问题探究 把 Cl2和 SO2混合用于漂白 能否增强漂白效果 为什么 学生讨论后自愿回答 不能 因为 Cl2可和 SO2发生氧化还原反应 最终使漂白效果减弱 问 同学们是怎样知道 Cl2和 SO2能反应的 生 因为溴水能和 SO2反应 而 Cl2的氧化性比 Br2 强 师 很正确 说明同学们能够注意新旧知识的联系 由以前所学知识我们知道 Cl2 能用于漂白是 Cl2可与水反应生成次氯酸之故 下面 我们把氯水与二氧化硫的漂白性比 较如下 投影展示 氯水与二氧化硫漂白性的比较 氯水二氧化硫 原理 氯水中 HClO 将有色物质氧化成 无色物质 O2溶于水产生的 2 O3与有色物质直接 结合生成不稳定的无色物质 实质氧化还原反应非氧化还原反应 效果永久性暂时性 范围 可漂白大多数有色物质 能使紫 色石蕊试液先变红后褪色 漂白某些有色物质 不能使紫色石蕊试液褪色 而是变红 师 由上面的分析我们知道 SO2除了具有酸性氧化物的性质外 还具有氧化性 还原性 漂白性等 那么 我们能否从 SO2中硫元素的化合价来分析并解释其既具有氧化 性又具有还原性的原因呢 生 能 因为 S 元素的化合价主要有 2 0 4 6 SO2中 S 元素的化合价 4 价 介与其最高正价和最低负价之间 故其既具有氧化性又具有还原性 师 对 我们研究物质的性质的目的 是为了能更好地应用它 SO2的这些性质决定了它有哪 些用途呢 请大家对课本有关内容进行总结并回答 学生看书后总结 1 制硫酸 2 漂白纸浆 毛 丝 草帽等 3 杀菌消毒 过渡 虽然 SO2在实际中有一定的应用 但因 SO2是有毒气体 是主要的大气污染 物之一 故当空气中含有大量的 SO2时 对环境的危害是极大的 板书 二 二氧化硫的污染 师 在本节课的开头 我们曾提到酸雨 而且知道 SO2是形成酸雨的罪魁祸首 那 么 什么是酸雨 它是怎样形成的 它有哪些危害 请大家看课本 P128进行总结 学生看课本 投影总结 1 pH 小于 5 6 的雨水 称之为酸雨 2 一般认为 酸雨是由于人为排放的 SO2和氮氧化物等酸性气体进入大气 当这些气 体达到一定浓度后 在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸 使雨水酸性变大 pH 变小 其转化可简单表示如下 2SO2 2H2O O22H2SO4 催化剂 尘埃 NOxHNO3 用心 爱心 专心 6 3 酸雨的危害 1 对人体健康造成危害 2 破坏森林 草原和农作物 3 使土壤酸性增强 湖泊酸化 生态环境受损 4 破坏建筑物 师 酸雨是无情的 为了我们唯一的家园 人类必须采取行动防止和根绝酸雨 保 护地球环境 若课堂时间允许 可向学生介绍备课资料中的阅读资料 小结 本节课我们主要学习了 SO2的性质及二氧化硫的污染 现在 请大家思考以下问题 投影思考题 1 本节课中的演示实验 为什么要用倒扣的漏斗来吸收 SO2气体 SO2与 NaOH 的 反应能否设计成喷泉实验 2 从化合价的观点分析 CO2气体能使溴水和 KMnO4溶液褪色吗 怎样鉴别 SO2和 CO2气体 3 往 BaCl2溶液中通入 SO2有何现象 往 BaCl2溶液中加入新制氯水 然后通入 SO2气 体 又有何现象 4 空气中的 SO2从哪里来 课后思考题答案 1 因 SO2极易溶于烧碱溶液 用倒扣的漏斗来吸收 SO2气体可防止倒吸 该反应可做 喷泉实验 2 CO2不能使溴水和 KMnO4溶液褪色 因为 CO2中 C 元素的化合价为最高价 故不能 再被溴水等强氧化性物质氧化 区别 SO2和 CO2时 可将两种气体分别通过品红溶液 溴水或 KMnO4溶液 使之褪 色者为 SO2 反之为 CO2 注意 不能用澄清的石灰水来鉴别 因两者都能与石灰水反应生成白色沉淀 3 往 BaCl2溶液中通 SO2无明显现象 因为 假设二者能反应 方程式应为 BaCl2 SO2 H2O BaSO3 2HCl 但因 H2SO3的酸性弱于 HCl 弱酸是不能制强酸的 故该反应不能发生 当往 BaCl2溶液中加入新制氯水 然后再通 SO2时 将发生如下反应 SO2 Cl2 2