从乐山大佛的眼泪看二氧化硫的性质

从乐山大佛的眼泪看二氧化硫的性质- 二氧化硫性质的教学设计本节课选自人教版高中化学必修1（2007年第三版）第四章第3节硫和氮的氧化物,本节内容共3课时，此为第一课时。教学对象为省级重点中学的平行班学生。一、教学设计思路分析（一）教材分析1本节知识在中学化学中的地位和作用本节是必修1的最后一个专题，是在学生学习了钠、铝、铁、铜、硅、氯及其化合物等的基础上，进一步介绍硫及其化合物。这是对必修阶段无机化合物知识体系的完善。初中阶段学习的CO2的物理、化学性质为本节课提供了基础。在SO2化学性质的学习中联系碳酸及其盐类的知识，同时结合氧化还原、可逆反应原理使二氧化硫的氧化-还原性及与水的反应学习起来更加轻松。在学习SO2的漂白性时可对比已学过的具有漂白性的物质。同时初中已经接触了酸雨危害，这些都为SO2性质的探讨和应用打下基础。本节同时也将为后续章节的硫酸、亚硫酸及其盐，盐类的水解等提供必要的基础。强调SO2+ H2O H2SO3 、2SO2+ O2 2SO3是可逆反应，进一步强化可逆反应概念，为化学平衡的学习提供鲜活素材。元素化合物学习也可为元素周期律的学习打下基础。此外，SO2与当今世界的发展问题、环境问题有着密切联系。物理性质与水、碱反应食品安全氧化性还原性环境保护SO22本节知识框架（二）学情分析1学生的知识结构：在本节知识之前已经学习过了钠、铝、铁、铜等金属，硅、氯等非金属及其化合物的知识，因此对元素化合物的认识过程已经非常熟悉。所以学生能清楚的知道本节的知识框架。在设计本节课的内容时通过与两种类比法（与二氧化碳和氯水）以及氧化还原的知识，学生就能够顺利掌握本节内容。在第二章中学习了氧化还原反应的知识，学生能够判断出反应中的电子得失、氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应等情况。这为SO2氧化-还原性的学习打下了坚实的基础。可能部分学生对于这部分知识有遗忘，可以借此节知识加以巩固。在Cl2中接触了可逆反应概念，学生对可逆反应的定义有清晰认识。学生在第二章学习了电解质，这两个知识有助于理解H2SO3的电离过程。省级重点中学高一学生已经具备一定的实验操作能力和观察分析能力。对于本节的水溶性，漂白性等几个实验能够轻松操作。2. 学生的认知结构高一学生具有强烈的好奇心，喜欢动手做实验，但缺乏正确的科学探究方法。只有在教师的点拨下才能够从实验现象中分析、归纳、总结化学知识。这节课中涉及到许多实验探究正好可以满足学生的好奇心。高一学生对社会充满责任感，他们对于社会热点问题比较关注。对于本节课的“酸雨防治”的内容充满兴趣。所以在学习过程中采用新闻内容、图片来吸引学生的注意力。（三）教学设计的重点及基本思路本节内容通过酸雨的腐蚀为情境建立SO2的新知识，激发学生学习兴趣。通过溶解性、漂白性、氧化-还原性等探究实验来培养学生的基本实验操作能力，提高学生的理性思维能力和科学的学习方法，并使学生体验动手乐趣。通过新闻内容和新闻图片的过渡使学生充分认识本节知识与生活的紧密联系，对本节知识更加有兴趣。二、教学设计方案（一）教学目标1知识与技能通过学生自主探究、教师点拨、师生共同归纳总结，掌握SO2的物理与化学性质，了解酸雨的形成与防治；通过学生自主实验，提高学生的基础实验操作技能。2过程与方法通过与CO2的类比、Na2O2、氯水等漂白性的对比，了解“类比”与“对比”在化学学习中的作用和重要性，了解“知识网络”的丰富性和逻辑性，学会获取知识的方法；通过SO2物理性质与化学性质的实验探究，提高设计实验能力、实验操作能力。进一步提升化学实验技能。提高实验观察、分析推理及书写表达能力。3情感态度与价值观通过对酸雨等环境污染产生的原因和如何保护环境等问题的探讨，初步认识化学与生活的关系，感受保护环境的重要性；通过对生产、生活实例的分析，体验化学源于生产、生活，同时化学也服务于生产、生活的意义；通过SO2的漂白性实验，体验化学美。（二）教学内容：二氧化硫的物理、化学性质及二氧化硫对空气的污染。（三）教学重难点重点：二氧化硫的物理、化学性质；难点：二氧化硫的的氧化-还原性、漂白性的理解。（四）教学方法实验探究法、多媒体辅助教学法、讲授法；（五）教学准备1.信息素材；多种建筑腐蚀前后照片，银耳漂白和没漂白图片。2.实验素材：二氧化硫，塑料瓶，水，PH试纸，玻璃棒，表面皿，二氧化碳，澄清石灰水，品红溶液，氯水，硫化氢，烧杯，导管，试管，酒精灯，试管夹，集气瓶等。（六）教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图1.导入新课【图片情境1】 【讲述】乐山大佛在最近30年中被溶蚀剥落的厚度达1.9466厘米，平均剥蚀速率在0.2克/小时平方米左右，大佛佛身及景区内块状粉砂岩，绝大部分均出现不同程度的溶蚀剥落现象，其中尤以凌云栈道及大佛旁的游道较为严重。【图片情境2】 【讲述】在1908年还清晰的可见的建筑物，经过六十年的时间，雕塑的脸部已经完全看不清楚。整个建筑只能模糊看出轮廓。【图片情境3】 【讲述】1995年,几场雨后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆面山的2.7万亩马尾松死亡过半。认真倾听生活现象、新闻。从中找出其中的共同信息。仔细观察对比图片，从中找出变化。思考变化的原因。了解现在环境状况，增强环境保护意识。从对比图片中观察变化，培养学生的观察和分析比较能力。【问题组1】1.从三组对比图片中观察到了什么变化？三个新闻资料中发现了什么现象？2.造成这种变化的原因是什么？3.怎么保护他们不进一步被破坏呢？进行小组讨论。【学生小结】从图片可以明显看出他们被腐蚀了，而酸雨是罪魁祸首。【教师引导】我们来看以下酸雨的形成图。从酸雨的形成过程中可以看出二氧化硫是其中的一个凶手。今天我们就来学习一下二氧化硫。【板书】二氧化硫认真思索，寻找问题答案，并积极讨论。各小组通过讨论、得出是酸雨的危害。思考形成酸雨的主要物质。从生活过渡到知识。培养学生团队合作意识。了解酸雨对环境的危害。增强环保意识。图片提高学生的学习兴趣。更加直接，直观的反应出酸雨的形成过程。2.探究二氧化硫的物理性质【过渡】二氧化硫究竟是一种什么样的化学物质，它能对环境造成如此之大的危害？接下来我们来学习一下二氧化硫的物理性质。【实验情境1】教师提供预先收集好的二氧化硫，（装在塑料瓶中）学生自己观察！【问题组2】1二氧化硫的颜色、状态、气味？2水溶性？与氯化氢相比？3二氧化硫的密度怎么样？与空气相比？【学生总结】二氧化硫是无色，有刺激性气味的气体。闻气体使用扇闻法。密度比空气大，能溶于水但是比氯化氢的溶解度小。观察二氧化硫的颜色，状态，气味。自己设计实验验证溶解性。学生通过自己观察和实验总结出二氧化硫的物理性质。培养学生观察一种的物理性质从色，态，味，密度，溶解度等方面。训练学生能自己设计简单的实验。回忆第一章气体扇闻法，前一节氯化氢溶解度。让学生自己总结，主动参与到学习中来。【点拨归纳】还易液化。【板书】一、物理性质二氧化硫：无色，刺激性气味、气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。【探究1】测定刚做了水溶性实验溶液的pH值。【问题】溶液的pH值发生了什么变化？说明了什么？【学生总结】溶解后的溶液成酸性。说明二氧化硫不仅溶解于水了而且还与水发生了反应。生成的物质是酸性的。记录教师补充的物理性质。动手做实验思考，并思考教师提出的问题。从实验过程中找到问题的答案。注重知识的全面化。引入SO2的化学性质。并为可逆反应埋下铺垫。3.探究SO2与CO2相似的性质【过渡】反应生成了什么样的酸性物质呢？接下来我们就一起来学习SO2的化学性质【板书】二 化学性质【引导】从化学式可以看出SO2与CO2十分相似。其实他们的化学性质也十分相似。下面我们就来看SO2与CO2相同的一些化学性质。【板书】1.与CO2类比【问题】在初中化学中我们学习过哪些CO2的化学性质？【学生小结】1.与水的反应； 2.与碱的反应。【过渡】 首先我们就来学习SO2与水的反应。思考生成了什么物质。思考CO2的化学性质。思考中学阶段学习的CO2与这些物质反应的现象及化学反应方程式。从CO2的化学性质对比学习二氧化硫的化学性质。强化记忆。从CO2入手学习SO2既复习了旧知识而且更加方便学生记忆SO2的新知识。3 二氧化硫的漂白性4 二氧化硫的还原性5 二氧化硫的氧化性6二氧化硫污染防治的讨论7.结课【板书】（1）与水的反应 H2OCO2H2CO3【引导】结合实验现象CO2和与水反应的方程式写出SO2与水反应的化学反应方程式。【引导】生成的亚硫酸不稳定，易分解生成H2O和SO2（副板书：H2SO3H2OSO2）【问题】一起观察这两个反应，你发现了什么？【学生小结】SO2与水的作用是可逆反应。刚才做的实验中生成的亚硫酸又分解成了SO2 和H2O。【引导】那么SO2与水的反应式应写为？【学生总结】【板书】SO2 + H2O H2SO3【实验情境3】向澄清石灰水中通入气体，认真观察现象。【问题组3】1通入气体后有什么现象？通入过量的气体有什么现象？ 2通过这些现象能判断是何种气体吗？【学生小结】通入气体后澄清石灰水开始变浑浊，通入过量的气体后石灰水又变澄清。说明是CO2气体。【实验情境4】那大家往澄清石灰水中通入SO2气体。【问题组4】1通入气体后有什么现象？通入过量的气体有什么现象？（注意真正的实验结果。）2和CO2通入澄清石灰水比较，有怎么样的发现?【学生小结】通入气体后澄清石灰水一直看不到石灰水变浑浊。【教师引导】写出SO2与澄清石灰水的反应式和CO2与澄清石灰水的反应式。【板书】（2）与碱的反应CO2+Ca(OH)2= Ca CO3+H2O（碱过量时）2CO2+Ca(OH)2= Ca（H CO3）2（二氧化硫过量时）SO2+Ca(OH)2= CaSO3+H2O（碱过量时）2SO2+Ca(OH)2= Ca（HSO3）2（二氧化硫过量时）【问题】通过方程式看出SO2通入石灰水应该与二氧化碳的现象才对。那为什么真实的实验现象会不一样呢？【教师引导】因为二氧化硫比二氧化碳溶解度相应的要大得多，从而亚硫酸溶液的酸性比碳酸的酸性要强，在溶液中H2SO3H+HSO3-的电离比HSO3-H+SO32-的电离程度大得多，故溶液中SO32-离子浓度很小，在此种酸性环境中，生成的CaSO3无法沉淀下来故看不到有浑浊现象产生。也就是说，将SO2气体导入澄清石灰水中生成的是Ca(HSO3)2，而不是CaSO3。【问题】探究讨论：现有两支试管，分别收集有SO2和CO2两种气体，该如何鉴别呢？【过渡】SO2有一个特别的不同于CO2的性质漂白性。【板书】2 SO2的特性【实验情境5】实验素材：预先收集好的SO2，品红溶液，试管，酒精灯，试管夹。根据提供的实验素材和上一节所学习氯水的漂白实验设计证明SO2具有漂白性的实验。【问题】为什么要使用酒精灯？【实验情境5】将试管加热试一试？【问题组5】1加热后看到了什么现象？ 2闻到了什么气味？ 3看到的这个现象说明了什么？ 4闻到的气味是什么物质的？【学生小结】加热后溶液变回白色，并且闻到了刺激性气味。这个气味是SO2的气味。【点拨归纳】这些现象说明SO2的漂白性是暂时的。一经加热又回到原来的颜色。【新闻情境3】2004年12月2日中国质量报刊登一则题为“白木耳白得稀奇消费者小心上当”的报道：上海市质量技监局对银耳产品质量专项监督抽查中，21种银耳产品均被检出含有“二氧化硫”，其原因是生产商和经销商为了迎合消费者“银耳越白越好”的心理，使用大剂量SO2熏蒸银耳，使之由天然的淡黄色变为白色。【问题】如何揭穿这些经过美白了商品的真面目呢？【老师补充】许多不法分子就利用二氧化硫的漂白性让它成为食品的“美白霜”，可惜不是“美白防晒霜”。我们只要稍稍加热就能还原它们本来的颜色，揭穿不法商贩的诈骗手段。【拓展】我们以前还学过哪些具有漂白性的物质？它们的漂白性是暂时的还是永久的？从漂白原理、漂白过程的可逆性，比较SO2与其他漂白剂的异同。【学生小结】氧化作用 化合作用常见物质HClO、H2O2、Na2O2、O3SO2原理将有色物氧化为无色物，发生氧化还原反应。溶于水产生H2SO3，与有色物直接化合生成不稳定的无色物。效果永久性（不可逆）暂时性（可逆）范围可漂白绝大多数有色物，能使石蕊试液先变红后褪色。漂白某些有色物质，只能使石蕊试液变红但不褪色。【问题】氯水和 SO2都具有漂白作用，则将1mol SO2通入含1molCl2的氯水中，所得溶液的漂白作用会加强吗？【实验情境5】将1mol SO2通入含1molCl2的氯水中。再加入品红溶液。【问题】与单独用SO2漂白的效果相比哪个的效果好？为什么？（从两种物质的化合价角度分析）。【学生小结】漂白作用不会加强反而会减弱，因为发生了氧化还原反应，SO2被氯水氧化了！【板书】3.二氧化硫的还原性【引导】我们一起来写出二氧化硫和氯水的反应。【板书】SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl【新闻情境】脱皮蔬果：二氧化硫 = 抗氧化剂据了解，目前市场上用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜的现象相当普遍。“不浸泡的话，蔬菜一般几小时就变得颜色暗淡不新鲜。【老师引导】SO2还能与哪些氧化剂作用？【学生总结】最显著的就是与氧气的反应。【板书】 2SO2+ O2 2SO3【引导】SO3与SO2一样是硫的氧化物，所以它也能与水反应。【板书】 SO3 + H2O = H2SO4工业制硫酸【拓展】这两个反应就是从二氧化硫反应成酸雨的过程，同时也是工业制硫酸的过程。说明二氧化硫也有好的方面哦！【板书】2SO2+ O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4【引导】由化学式可以看出，SO2中S处于中间价态+4价，所以SO2既有氧化性又有还原性刚才谈论了SO2的还原性，现在我们来讨论SO2的氧化性。【板书】4 SO2的氧化性【过渡】我们通过一个实验来分析它的氧化性。【实验情境6】【问题】1实验现象是怎么样？2H2S+SO2=3S+2H2O得到4e失去2e2【问题组6】结合实验现象和化合价分析，这个反应的反应式是？得失电子情况是怎么样的？氧化剂和还原剂各是什么？【学生小结】氧化剂： H2S 还原剂：SO2【问题】那么SO2是如何形成酸雨的呢？【学生总结】【引导】SO2的来源是哪儿呢？讨论总结【学生总结】 大气中的二氧化硫主要是由含硫燃料燃烧和生产工艺过程中采用含硫原料所产生的。原油、煤以及铁、铜、铅、锌、铝矿石等许多原料中都含有硫。煤和油等含硫燃料的燃烧、原油的炼制、金属矿石的冶炼等过程中，燃料和工业原料中的硫与氧结合，生成二氧化硫气体，排放到大气中，达到一定的量时，就会产生二氧化硫污染。最大的污染就是形成酸雨。【引导】从它的来源我们怎么来控制它？【总结】1.改善燃料种类，积极开发新能源；2.对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理以回收SO2。3.种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等。任何事物都有自己的优缺点，我们应该辨证地看待问题。对于SO2，我们在认识到它带给人类带来的危害的同时，也要能够看到它对社会发展所起的作用，我们应该努力学习，将来用我们的知识消除酸雨的危害，扬其长，除其短，使它更好地为人类服务。1将SO2通入到溴水中会发生如下反应：SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4，反应过程中转移的电子数和还原剂分别是（ ）A.2e-,H2SO4 B.4e-,SO2 C.2e-,Br2 D.2e-,SO22.要依次除去混在CO2中的SO2和O2，试剂的使用顺序是（ ）饱和的Na2CO3溶液饱和的NaHCO3溶液浓H2SO4灼热铜生石灰A. B. C.结合CO2与水的反应和实验现象写出SO2与水的反应方程式。完善方程式。观察反应现象。思考老师提出的问题，得出是CO2的结论。观察SO2通入澄清石灰水的现象。得出SO2通入澄清石灰水的现象和CO2通入石灰水不一样的结论。写出CO2，SO2与澄清石灰水反应方程式。思考为什么实验现象会与理论不一样。了解为什么不一样的原因。思考如何鉴别CO2与SO2。自己设计得出证明漂白性的简单实验。思考为什么要使用酒精灯。通过实验结果思考教师提出的问题。倾听新闻事实，从中获取有效信息。观察图片，发现不同。思考我们平时见到的白的稀奇的食品思考我们原来学习过的具有漂白性的物质。思考漂白性会加强吗？从化合价角度思考会不会发生反应，得出漂白性会不会加强。写出SO2与氯水的反应方程式，得出漂白性减弱的结论。写出与氧气的反应方程式。了解形成酸雨和工业制硫酸的过程分析SO2中硫的化合价得出它既具有氧化性又具有还原性思考问题书写化学方程式，分析得失电子情况和氧化剂，还原剂。思考酸雨的形成过程。写出由硫形成酸雨的方程式。讨论SO2的来源。总结SO2的来源。讨论SO2控制。总结SO2的控制手段。回忆本节课的主要知识内容。做作业。引导学生发现SO2与水的反应是可逆反应。通过弱酸来引入可逆，复习电解质。用大家思维里知道的CO2使澄清石灰水变浑浊的实验引入SO2与碱的反应。推翻学生的结论，引起学生进一步学习的兴趣。得出能通过气体通入澄清石灰水变浑浊就说明这个气体就是CO2。方程对比更有助于记忆。让学生明白真实的实验情况可能与理论知识不一样我们不能盲目相信理论。拓展思维，引出SO2与CO2的不同点，SO2的特性漂白性培养学生设计简单实验的思维。引出SO2的漂白性是暂时的。教学生从实验中发现问题，进而解决问题最后得出结论的模式。从知识联系到生活，减轻学生的知识疲软。图片可以刺激学生的学习兴趣从生活又过渡到知识知识归类，便于记忆。培养学生将同类知识归纳到一起的能力。引入二氧化硫的还原性。并照应前面的表格。从实验得出结论再过渡到知识。过渡到SO2与氧气的反应。引出新