高考化学一轮复习教学设计：《硫及其重要化合物》

高考化学一轮复习教学设计：《硫及其重要化合物》一、教学内容分析1.课程标准与核心素养解读本教学设计紧扣《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》要求，聚焦硫及其重要化合物的核心知识与学科能力培养。在知识维度，以硫的价态转化为主线，构建“单质硫→硫的氧化物→硫的含氧酸→含氧酸盐”的知识体系，核心知识点包括硫的氧化还原特性、SO₂与SO₃的化学性质、H₂SO₄的工业制备与性质、硫酸盐的应用等，要求学生达到“辨识—理解—应用—迁移”的认知层级。在核心素养维度，突出以下目标：宏观辨识与微观探析：能从元素价态角度分析硫及其化合物的转化规律，从化学键层面解释物质的化学性质（如H₂SO₄的强酸性与脱水性源于分子结构）；变化观念与平衡思想：理解硫的氧化物与水反应的可逆性（如SO₂+H₂O⇌H₂SO₃），认识氧化还原反应中电子转移的本质；证据推理与模型认知：构建硫的价态转化模型（2→0→+4→+6），基于实验现象推导物质性质；科学探究与创新意识：通过设计验证性实验（如SO₂漂白性与还原性的对比实验），提升实验设计与数据分析能力；科学态度与社会责任：结合酸雨成因与治理、硫酸工业环保措施，树立可持续发展理念。2.学情精准分析（1）基础能力起点已掌握元素周期表、化学键、氧化还原反应基本概念，能书写简单化学方程式；初步了解硫的单质存在形式（如硫磺）、SO₂的刺激性气味等生活常识；具备基础实验操作技能，但对复杂实验的变量控制、现象分析能力不足。（2）不同层次学生特征与教学对策（表1）学生层次典型特征核心需求教学对策基础扎实层能快速掌握概念，实验操作规范，推理能力较强深化知识关联，提升综合应用与创新能力设计拓展性探究任务（如工业制硫酸工艺优化分析），提供前沿应用素材（如硫基电池）基础中等层概念理解不透彻，实验操作不熟练，计算易出错强化基础巩固，规范实验操作，突破易错点开展分层实验训练，提供错题归因指导，设计阶梯式习题基础薄弱层核心概念模糊，实验操作生疏，缺乏知识体系夯实基础认知，降低学习难度，建立学习信心采用“具象化演示+分步指导”，提供知识清单与简化实验方案二、教学目标1.知识与技能目标识记硫的物理性质（熔沸点、溶解性）与化学性质，能书写硫与O₂、Fe、Cu等反应的化学方程式（如S+Fe\xlongequal{\Delta}FeS，2Cu+S\xlongequal{\Delta}Cu₂S）；理解SO₂、SO₃的酸性氧化物通性，掌握SO₂的漂白性、还原性（如2SO₂+O₂\xrightleftharpoons[{\Delta}]{V_2O_5}2SO₃）、氧化性（如SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O），能区分SO₂与Cl₂的漂白原理；掌握H₂SO₄的强酸性、吸水性、脱水性、强氧化性（如Cu+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}CuSO₄+SO₂↑+2H₂O），理解浓、稀H₂SO₄的性质差异；能列举常见硫酸盐（如Na₂SO₄、BaSO₄、FeSO₄·7H₂O）的用途，书写相关转化化学方程式。2.过程与方法目标通过设计“验证SO₂漂白性与还原性”的对比实验，提升实验方案设计、变量控制与现象分析能力；运用价态转化模型分析硫及其化合物的反应规律，培养证据推理与模型认知能力；通过小组讨论“酸雨的成因与治理方案”，提升信息整合与问题解决能力。3.情感态度与价值观目标通过了解硫酸工业的发展历程与环保技术，体会化学技术对社会发展的推动作用与社会责任；在实验操作中养成严谨求实、如实记录数据的科学态度，在小组合作中提升沟通协作能力。三、教学重点与难点1.教学重点硫的价态转化规律（核心主线：2价→0价→+4价→+6价）；SO₂的化学性质（漂白性、还原性、氧化性）及相关实验现象与方程式；浓H₂SO₄的特性（脱水性、强氧化性）及应用场景；硫及其化合物在工业生产（如接触法制硫酸）与环境保护中的应用。2.教学难点硫的氧化还原反应机理（电子转移方向与数目判断），如浓H₂SO₄与金属、非金属反应的氧化产物分析；SO₂的漂白性与还原性的辨析（如SO₂使品红褪色可恢复，使酸性KMnO₄溶液褪色不可恢复）；接触法制硫酸的反应原理与工艺条件控制（如反应温度、压强对SO₂转化率的影响）；硫及其化合物相关计算（如基于化学方程式的产量计算、多步反应的转化率计算）。难点突破策略构建“价态物质”二维转化图（图1），直观呈现硫的价态变化与物质转化关系；借助数字化实验（如用pH传感器监测SO₂溶于水的pH变化，用浓度传感器监测SO₂与KMnO₄溶液的反应速率），提供定量证据；设计对比实验（如SO₂分别通入品红溶液、酸性KMnO₄溶液、溴水），通过现象差异辨析性质。图1硫的价态物质二维转化图价态代表物质典型转化反应（示例）2价H₂S、Na₂SH₂S+O₂(足量)\xlongequal{点燃}SO₂+H₂O；H₂S+H₂SO₄(浓)=S↓+SO₂↑+2H₂O0价SS+O₂\xlongequal{点燃}SO₂；S+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}3SO₂↑+2H₂O+4价SO₂、H₂SO₃、Na₂SO₃2SO₂+O₂\xrightleftharpoons[{\Delta}]{V_2O_5}2SO₃；SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；Na₂SO₃+Cl₂+H₂O=Na₂SO₄+2HCl+6价SO₃、H₂SO₄、Na₂SO₄SO₃+H₂O=H₂SO₄；Cu+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}CuSO₄+SO₂↑+2H₂O四、教学准备1.教学资源多媒体课件：包含硫及其化合物的结构模型（如SO₂的V形结构、SO₃的平面三角形结构）、实验视频（如硫磺燃烧、SO₂通入各类溶液的现象）、工业制硫酸工艺动画；实验器材：硫磺（分析纯，5g/组）、O₂集气瓶（250mL）、试管、导管、橡胶塞、烧杯、玻璃棒、pH试纸、品红溶液、酸性KMnO₄溶液、溴水、浓H₂SO₄（分析纯）、铜片、蔗糖、蒸馏水等；学习资料：硫及其化合物知识清单、分层练习题库、工业制硫酸工艺流程图（图文版）；评价工具：实验操作评价量规、课堂检测答题纸。2.学生预习要求阅读教材中“硫及其化合物”相关章节，完成预习任务单（核心问题：硫的常见化合价有哪些？SO₂有哪些物理性质？）；查阅资料了解“酸雨”的成因与危害，初步思考治理措施。五、教学过程（共1课时，45分钟）（一）导入环节（5分钟）情境创设：展示两组图片——①硫磺温泉、火柴燃烧的场景图；②酸雨侵蚀古建筑、森林枯萎的实景图。提问：“硫磺燃烧会产生什么物质？该物质与酸雨的形成有何关联？”旧知链接：引导学生回顾氧化还原反应中价态变化规律，提问：“硫元素常见的化合价有哪些？不同价态的物质之间如何转化？”目标呈现：明确本节课核心任务——构建硫及其化合物的知识体系，掌握关键性质与反应规律，解决实际应用问题。（二）新授环节（25分钟）任务1：硫单质的性质（5分钟）教师活动：①演示硫磺燃烧实验（在通风橱中进行），引导学生观察现象（蓝紫色火焰，生成刺激性气味气体），书写化学方程式：S+O₂\xlongequal{点燃}SO₂；②展示硫与Fe、Cu反应的实验视频，对比反应产物（FeS、Cu₂S），强调硫的氧化性弱于Cl₂（如Fe与Cl₂反应生成FeCl₃）。学生活动：记录实验现象，书写化学方程式，对比硫与Cl₂的氧化性差异。即时评价：抽查学生书写的化学方程式，重点关注反应条件与产物化学式的正确性。任务2：硫的氧化物（SO₂、SO₃）（10分钟）教师活动：①分组实验：指导学生将SO₂（预先制备）通入品红溶液、酸性KMnO₄溶液、溴水、H₂S溶液，记录现象；②引导学生分析现象：品红褪色（漂白性）、KMnO₄/溴水褪色（还原性）、生成淡黄色沉淀（氧化性）；③讲解SO₃的性质：与水反应生成H₂SO₄（SO₃+H₂O=H₂SO₄），与碱性氧化物、碱反应的通性。学生活动：完成分组实验，记录现象，结合价态模型分析SO₂的性质，书写相关化学方程式。即时评价：通过实验操作评价量规，评估学生实验操作的规范性；通过小组汇报，检查学生对性质的理解程度。任务3：硫的含氧酸及其盐（7分钟）教师活动：①演示浓H₂SO₄的脱水性实验（向蔗糖中加入浓H₂SO₄，观察“黑面包”现象），讲解原理（蔗糖脱水生成C，C与浓H₂SO₄反应：C+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O）；②演示浓H₂SO₄与铜片的反应，引导学生观察溶液颜色变化与气体生成，书写化学方程式；③列举常见硫酸盐的用途（如BaSO₄用于医疗造影、FeSO₄·7H₂O用于补铁剂、Na₂SO₄·10H₂O用作干燥剂）。学生活动：观察实验现象，分析浓H₂SO₄的特性，记录硫酸盐的用途。即时评价：提问“浓H₂SO₄与铜片反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是多少？”，检查学生对氧化还原反应的理解。任务4：工业应用与环境保护（3分钟）教师活动：展示接触法制硫酸的工艺流程图，讲解核心反应：①造气：4FeS₂+11O₂\xlongequal{高温}2Fe₂O₃+8SO₂；②催化氧化：2SO₂+O₂\xrightleftharpoons[{\Delta}]{V_2O_5}2SO₃；③吸收：SO₃+H₂SO₄=H₂S₂O₇（发烟硫酸），H₂S₂O₇+H₂O=2H₂SO₄；强调环保措施（如SO₂的回收利用、尾气处理）。学生活动：梳理工业制备流程，理解反应条件的选择依据。（三）巩固训练（10分钟）1.基础巩固题（3分钟）书写下列反应的化学方程式：①硫与氢气反应；②SO₂与足量NaOH溶液反应；③稀H₂SO₄与Fe反应。答案：①S+H₂\xlongequal{\Delta}H₂S；②SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；③Fe+H₂SO₄(稀)=FeSO₄+H₂↑。评价：重点检查化学方程式的配平、反应条件的标注。2.综合应用题（4分钟）某工厂采用接触法制硫酸，若消耗含FeS₂80%的硫铁矿100t，假设反应中SO₂的转化率为90%，SO₃的吸收率为95%，求最终生成98%的浓硫酸的质量（写出计算过程）。解题步骤：①计算FeS₂的物质的量：n(FeS₂)=100×10⁶g×80%÷120g/mol≈6.67×10⁵mol；②由FeS₂2SO₂2SO₃~2H₂SO₄，得理论n(H₂SO₄)=2×6.67×10⁵mol×90%×95%≈1.14×10⁶mol；③计算浓硫酸质量：m=1.14×10⁶mol×98g/mol÷98%=1.14×10⁸g=114t。评价：检查学生多步反应转化率计算的逻辑与数据处理能力。3.拓展探究题（3分钟）设计实验方案区分SO₂和Cl₂两种气体，写出实验步骤、现象与结论。参考方案：①通入品红溶液，褪色后加热，恢复红色的为SO₂，不恢复的为Cl₂；②通入AgNO₃溶液，生成白色沉淀的为Cl₂，无沉淀的为SO₂。评价：评估学生实验设计的可行性与严谨性。（四）课堂小结与作业布置（5分钟）1.课堂小结学生活动：用思维导图梳理本节课核心知识（硫单质→氧化物→含氧酸→盐的转化关系）；教师活动：补充完善知识体系，强调价态转化主线与核心反应方程式。2.作业布置必做题：教材课后习题（基础巩固类），书写硫及其化合物的核心化学方程式（10个）；选做题：①绘制接触法制硫酸的工艺流程图，标注各阶段反应与设备；②撰写一篇短文《酸雨的治理与硫资源的回收利用》（300字左右）。六、知识清单与拓展1.核心知识清单（表2）类别核心知识点关键化学方程式/公式高考频次硫单质物理性质、化学性质S+O₂\xlongequal{点燃}SO₂；S+Fe\xlongequal{\Delta}FeS★★★SO₂酸性、漂白性、还原性、氧化性2SO₂+O₂\xrightleftharpoons[{\Delta}]{V_2O_5}2SO₃；SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O★★★★★SO₃酸性氧化物通性SO₃+H₂O=H₂SO₄；SO₃+CaO=CaSO₄★★★浓H₂SO₄脱水性、强氧化性Cu+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；C+2H₂SO₄(浓)\xlongequal{\Delta}CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O★★★★★硫酸盐常见盐的用途与转化Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓；FeSO₄·7H₂O\xlongequal{\Delta}FeSO₄+7H₂O★★★2.拓展知识硫的价态转化规律：高价态（+6）具有氧化性，低价态（2）具有还原性，中间价态（0、+4）既有氧化性又有还原性；工业制硫酸的能耗与环保：采用热交换器回收反应热量，尾气处理采用氨水吸收法（SO₂+2NH₃·H₂O=(NH₄)₂SO₃+H₂O）；硫在新材料领域的应用：硫基电池（高能量密度）、硫硅酸盐玻璃（耐高温、耐腐蚀）；硫与人体健康：硫是蛋白质的组成元素（如半胱氨酸、蛋氨酸），适量摄入有益，过量硫化合物（如SO₂）会刺激呼吸道。七、教学反思1.教学目标达成情况大部分学生能掌握硫及其化合物的核心性质与化学方程式，基础巩固题正确率达85%以上；但在综合计算与实验设计题中，部分学生表现出逻辑不清晰、细节考虑不周的问题（如忽略反应转化率、实验尾气处理），需在后续教学中加