《硫酸、硫酸根离子的检验》教案

《硫酸、硫酸根离子的检验》教案一、教材分析“硫酸、硫酸根离子的检验”是《新课标》中必修课程主题2“常见的无机物及其应用”中二级指标题“非金属及其化合物”的内容。本节内容是建立在学生学习过初中《常见的酸-硫酸》基础之上的，对其物理性质和硫酸的吸水性和脱水性已经有了一定的了解，同时在学习过电离理论及氧化还原知识的基础上来进一步认识浓硫酸的性质，硫酸中的硫元素处于最高价，在浓硫酸中硫酸主要以分子的形式存在，这就决定课它有别于稀硫酸的性质即他的特性，在特性中的强氧化性又是非常典型的的重要性质，硫酸是强氧化性酸的代表，所以这部分内容，既是重要的基础知识，有具有承上启下的重要作用。本节课在新人教版中位于第五章“化工生产中的重要非金属元素”中的第一“硫及其化合物”，与旧人教版相比，新人教版在知识点的设置上变化不大，呈现顺序变化较大，如：新人教版将硫和氮分成不同的章节，更加注重学上从物质分类与氧化还原反应的原理去预测、探究物质的性质。增加了工业制备硫酸的真实情境；对铜和浓硫酸的实验做了优化，增加了盛装石蕊溶液的试管，并在试管口塞一团浸有NaOH溶液的棉团，体现绿色化学的理念。二、学情分析学生在初中时已经学习了一些硫酸的性质与用途，知道硫酸具有吸水性，常用作干燥剂，且通过实验探究知道浓硫酸能夺取纸张、木材、布料、皮肤里的水分，并以下标小字的形式提出浓硫酸能将这些物质中的氢、氧元素按水的组成比例脱去，这种作用通常叫做脱水作用。但并没有深入的探究浓硫酸吸水性和脱水性的本质区别，所以在教学中要强化脱水性和吸水性的概念及区别。学生在初中几乎没有涉浓硫酸的强氧化性，因而我认为这是本节课需要用实验探究的方法重点突破的内容。素养目标【教学目标】1．能从物质类别和元素的化合价的角度认识硫酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2．通过实验探究浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，强化“科学探究与创新意识”3．通过硫酸根离子的检验方法，结合粗盐提纯的实验操作与步骤安排，进一步体会化学的应用价值。【评价目标】诊断学生通过实验探究物质性质的水平和认识物质的水平2．通过性质探究实验，诊断学生实验探究设计与总结归纳的水平3．诊断并发展学生解决实际问题的能力水平和对化学学科价值、社会价值的认知水平四、教学重点、难点1．教学重点：浓硫酸的特性，硫酸根离子的检验2．教学难点：浓硫酸的特性五、教学方法1．实验探究法，以实验为导向，通过观察实验现象，思考分析，得出结论，使学生在自己已有的知识基础上，通过对新的实验现象的分析、思考，建构起新的知识体系。2．对比分析法（对比浓硫酸和稀硫酸的性质差异）六、教学设计思路硫酸具有强腐蚀性，以趣味实验“黑面包”为情境导入，生成一系列的问题，学生在问题的驱动下不断推理、探究、寻证、释疑、迁移、发散中不断解决问题，逐步构建知识的结构化，提升高阶思维能力，发展学科核心素养。教学流程情境导入：浓硫酸写给水的告白书任务一：回归已知的浓硫酸的性质情境导入：浓硫酸写给水的告白书任务一：回归已知的浓硫酸的性质预测性质依据：物质的类别和元素的价态，设计实验：预测性质依据：物质的类别和元素的价态，设计实验：科学、可行、安全、绿色组织策略：演示实验，根据宏观实验现象，利用组成、结构决定性质、氧化还原等，回归微观组成，符号表征。任务二：辨析浓硫酸的吸水性任务二：辨析浓硫酸的吸水性和脱水性任务三：探究浓硫酸的强氧化性------与非金属的反应实验探究1：黑面包实验实验探究1：黑面包实验任务三：探究浓硫酸的强氧化性任务三：探究浓硫酸的强氧化性------与金属的反应实验探究2：浓硫酸与铜的反应实验探究2：浓硫酸与铜的反应任务四：探究硫酸根离子的检验任务四：探究硫酸根离子的检验实验探究：硫酸根离子的检验实验探究：硫酸根离子的检验引导学生自主建构元素知识结构和认知模型。引导学生自主建构元素知识结构和认知模型。教学目标，评价学习的效果。组织策略：自主学习任务五：总结与课堂评价任务五：总结与课堂评价教学过程任务一：归纳浓硫酸的物理性质教师活动学生活动设计意图播放浓硫酸写给水的情书倾听、回顾、思考、归纳浓硫酸的物理性质以趣味性的浓硫酸对水的告白书的形式创设教学情境，回顾学生已知浓硫酸的性质，并激发学生探索新知的欲望。任务二：辨析浓浓硫的吸水性和脱水性教师活动学生活动设计意图【演示实验】将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀；然后再加入适量的浓硫酸，迅速搅拌。【思考与讨论1】1.生成的黑色物质是什么？体现了浓硫酸的什么性质？【讲解】脱水性:是指将有机物中的氢、氧原子按水的组成2：1脱去，生成水，剩下C元素，变成了黑色。【追问】浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色,该过程也体现了浓硫酸的脱水性吗？胆矾胆矾【师生共同小结1】浓硫酸的吸水性和脱水性的对比1.吸水性：是指吸收水分或是夺取结晶水合物中的结晶水，形成一系列稳定的硫酸水合物，但是被干燥的物质本质不变。可以做干燥剂2.脱水性:是指将有机物中的氢、氧原子按水的组成2：1脱去，生成水，剩下C元素，变成了黑色。口诀：有水吸水，无水脱水观察现象并描述【现象】蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，烧杯外壁发烫，并产生有刺激性气味的气体。倾听、思考1.浓硫酸具有强烈的腐蚀性，它能夺取纸张、木材、布料、皮肤（都由含C、H、O等元素化合物组成）里的水分，生成黑色的碳。思考，讨论培养学生观察实验、分析问题、解决问题的能力。培养学生观察实验、分析问题、解决问题的能力。任务三：探究浓硫酸的强氧化性-与非金属的反应教师活动学生活动设计意图【思考与讨论2】2.体积为什么会膨胀？有刺激性气味的气体主要成分是什么？请推测产物，并设计实验方案验证。3.实验中体现了浓硫酸的什么性质【师生共同小结1】浓硫酸的强氧化性能与非金属反应C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O思考，讨论【预测】碳和浓硫酸在加热条件下发生反应生成水、二氧化碳、二氧化硫。【实验方案】可将产生的气体先通过品红检验SO2，再通过过量酸性高锰酸钾溶液除去SO2，最后用澄清石灰水检验CO2。【符号表征】书写碳和浓硫酸的反应的化学方程式。碳和浓硫酸的反应，体现了浓硫酸的强氧化性。培养学生设计实验、分析问题、解决问题的能力。任务三：探究浓硫酸的强氧化性-与金属的反应教师活动学生活动设计意图【思考与讨论3】浓硫酸具有强氧化性，能氧化不活泼的非金属，如碳。那么能氧化排在氢后面的不活泼的金属吗？稀硫酸于或活泼金属反应反应生成氢气。那么浓硫酸与金属反应是否也生成氢气？【实验探究】实验5-3【提出问题】1.铜与浓硫酸的反应需要什么条件？2.根据现象分析反应产物【教师补充】其实这黑色物质成分复杂，可能有氧化铜，还可能有CuS、Cu2S。【追问】如何检验溶液中存在铜离子？【深度思考】实验中除了体现了浓硫酸的强氧化性，是否体现了酸性，设计实验证明你的结论。【教师补充】因为含有铜离子的溶液也呈酸性，其实随着反应的进行，硫酸浓度变稀释，不再与铜发生反应。反应后始终有稀硫酸剩余。所以要验证硫酸的量用定量实验更为准确。【问题】常温条件下，可以用铁或铝制的表面来盛装浓硫酸。为什么？【小结】加热下，浓硫酸能将除Pt、Au外的金属氧化成硫酸盐外，自身氧化还原成SO2,表现出氧化性和酸性。常温条件下，铁和铝遇浓硫酸会生成致密的氧化物薄膜，阻止反应的进行。所以常温下可以用铁罐和铝罐盛装浓硫酸。观察、思考，讨论【交流探讨】酸性高锰酸钾溶液褪色，说明产生了二氧化硫；铜片表面变黑，是铜被浓硫酸氧化成了黑色的氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成了硫酸铜，与黑色物质混在一起呈现灰白色。【实验方案】将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，观察溶液颜色呈蓝色。学生交流、讨论，设计【实验方案】1.检验溶液的酸性，向反应后的溶液中滴加石蕊，观察现象。2.检验溶液中的硫酸根离子。【符号表征】学生书写铜和浓硫酸的反应的化学方程式。观察、思考、分析归纳。培养学生设计实验、分析问题、解决问题的能力。任务四：探究硫酸根离子的检验教师活动学生活动设计意图【过渡】常用金属与硫酸的反应制备硫酸盐，介绍常用的硫酸盐。【过渡】那么如何检验硫酸根离子？【实验探究4】实验5-4【小结】硫酸根离子的检验方法：先加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，即原溶液中存在硫酸根离子。分组实验、小组交流和讨论，总结硫酸根离子的检验培养学生设计实验、分析问题、解决问题的能力。任务五：小结与课堂测评教师活动学生活动设计意图展示课堂测评试题学生独立完成测试题，并作出解析。诊断学习成果板书设计硫酸、硫酸根离子的检验硫酸、硫酸根离子的检验一、硫酸1.硫酸的酸的通性2.浓硫酸的特性（1）吸水性（2）脱水性（3）强氧化性二、硫酸根离子的检验十、课堂测评1．下列有关说法中正确的是()A．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化，因此浓硫酸在常温下不能与铁、铝发生反应B．白纸上滴加浓硫酸后变黑体现了浓硫酸的吸水性C．浓硫酸主要以H2SO4分子存在D．稀硫酸和浓硫酸性质完全相同2．浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是()①炽热的木炭②H2S气体③Cu(加热条件下)④FeO⑤NH3⑥蔗糖⑦CuSO4·5H2O⑧铁、铝(常温下)A．③④B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．⑥⑦3．全部可用浓硫酸干燥的一组气体是()A．CH4、H2、CO、NH3 B．CO2、H2、SO2、Cl2C．CO、CH4、HCl、HBr D．SO2、CO2、H2、H2S4．检验某溶液中是否含有SO4A.取样，滴加BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成B.取样，滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成C.取样，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成D.取样，滴加稀硫酸，再滴加BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成5.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A.上下移动①中铜丝可控制SO2生成的量B.②中选用品红溶液验证SO2的生成C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色《硫酸和硫酸根离子的检验》作业设计一、单项选择题Ⅰ1．硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的槽罐车，某新工人违反规定，边吸烟边用水冲洗该车，结果发生了爆炸事故。下列对引起爆炸的原因分析正确的是()A．浓硫酸遇明火爆炸B．铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸C．浓硫酸遇水发热爆炸D．稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸【参考答案】D【解析】浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸，稀硫酸与铁反应产生氢气，氢气接触空气遇明火爆炸。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸的物理性质L1B铁与水反应、氢气的性质L1C浓硫酸的稀释L1D不同浓度硫酸和铁反应L12．下列对浓硫酸相应性质的描述正确的是()A．浓硫酸与木炭在加热条件下反应——强氧化性B．浓硫酸使纸张变黑——吸水性C．浓硫酸作某些气体的干燥剂——脱水性D．向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭——酸性【参考答案】A【详解】浓硫酸具有强的氧化性，在加热条件下能够与碳反应生成二氧化碳和二氧化硫和水，故A正确；

B．浓硫酸具有脱水性，能够使纸脱水炭化变黑，故B错误；

C．浓硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂，故C错误；

D．向蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭，体现浓硫酸脱水性和强的氧化性，故D错误。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸与木炭在加热条件下反应L1B浓硫酸的脱水性，使纸张变黑L1C浓硫酸的吸水性，作某些气体的干燥剂L1D浓硫酸强氧化性，蔗糖中加入浓硫酸生成海绵状的炭L13．下列有关硫酸的叙述正确的是()A．常温下铜与浓硫酸剧烈反应B．盛有浓硫酸的试剂瓶敞口放置，瓶口会出现大量白雾C．将浓硫酸和稀硫酸分别滴入蔗糖中会产生不同现象D．浓硫酸有强氧化性，常温下不能用铁制或铝制容器盛装【参考答案】C【详解】A．铜与浓硫酸反应需要在加热条件下进行，在常温下铜与浓硫酸不能发生反应，因此无明显现象发生，A错误；B．浓硫酸具有吸水性，盛有浓硫酸的试剂瓶敞口放置，会吸收空气中的水分，使液面上升，但在瓶口不会出现明显现象，B错误；C．浓硫酸具有脱水性、强氧化性。将浓硫酸滴入蔗糖中，会看到蔗糖变黑，同时有大量无色有刺激性气味的气体产生；而稀硫酸氧化性比较弱，将稀硫酸滴加到蔗糖中，不会看到有明显的实验现象发生，因此二者现象各不相同，C正确；D．浓硫酸有强氧化性，在常温下遇到Fe、Al，会在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步反应，即发生钝化现象，因此能用铁制或铝制容器盛装浓硫酸，D错误；故合理选项是C。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸与铜反应的条件L1B浓硫酸的吸水性L1C浓硫酸与稀硫酸性质的辨析L1D浓硫酸的强氧化性L14．某溶液中可能含有硫酸根离子、碳酸根离子等。为了检验其中是否含有硫酸根离子，除氯化钡溶液外，还需要的溶液是()A．硫酸溶液 B．盐酸C．氢氧化钠溶液 D．硝酸钠溶液【参考答案】B【解析】检验某溶液中是否含有硫酸根离子的方法：先用盐酸酸化(若有沉淀，过滤)，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明含有硫酸根离子。考点细化内容质量水平硫酸根离子的检验A硫酸根离子的检验及试剂的选择L1B硫酸根离子的检验及试剂的选择L1C硫酸根离子的检验及试剂的选择L1D硫酸根离子的检验及试剂的选择L15．铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述正确的是()A．为验证气体产物具有还原性，试管Ⅱ可盛放溴水B．反应结束后，向试管中加入少量蒸馏水稀释，观察到溶液呈蓝色C．若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液，可观察到溶液先变红后褪色D．反应过程中，试管Ⅰ中出现的灰黑色固体是Cu2O【参考答案】A【详解】A．实验中产生的二氧化硫气体，通入溴水中，二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应，生成硫酸和氢溴酸，会使溴水褪色，溴具有氧化性，二氧化硫体现还原性，故A正确；B．不能直接向试管中加入适量水，浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅，应将反应后的溶液倒入盛水的烧杯中，观察溶液的颜色，故B错误；C．铜和浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫，二氧化硫和水反应会生成亚硫酸，能使紫色石蕊溶液变红，但不褪色，故C错误；D．铜与浓硫酸反应时可能会发生副反应，生成灰黑色固体，Cu2O是红色固体，灰黑色固体不是Cu2O，故D错误；故答案为A。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A利用二氧化硫的还原性，验证铜与浓硫酸反应生成二氧化硫L1B铜与浓硫酸反应产物铜离子的验证L1C利用二氧化硫的酸性，验证铜与浓硫酸反应生成二氧化硫，同时考查二氧化硫不能漂白酸碱指示剂L2D考查根据实验现象，预测其他产物的能力L26．如图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的实验现象叙述不正确的是()A．甲中苹果块会变干瘪B．乙中胆矾晶体表面有“白斑”C．丙中小试管内有晶体析出D．丁中pH试纸变成红色【参考答案】D【解析】A项，浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水，观察到蓝色晶体表面出现“白斑”，正确；C项，浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体，正确；D项，pH试纸的成分是纤维素，放入浓硫酸中易被脱水炭化，表面变成黑色，错误。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的吸水性与脱水性A浓硫酸具有吸水性，会使苹果块中水分逐渐减少而变得干瘪L1B浓硫酸具有吸水性，能使胆矾晶体表面失去部分结晶水L1C浓硫酸具有吸水性，使饱和KNO3溶液中溶剂减少，析出KNO3晶体L2D浓硫酸具有脱水性，将有机物脱水炭化，表面变成黑色L17.选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2，下列说法正确的是()A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成【参考答案】A【解析】木炭与浓硫酸反应生成CO2和SO2，验证混合气体中有CO2，必须将SO2除去且验证SO2被吸收干净，再通入澄清石灰水验证CO2，故连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B，A正确；丙中品红溶液不褪色(说明SO2被除尽)，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2，故B、C、D错误。题点浓硫酸性质验证实验设计及判断【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸与碳反应性质实验的设计及产物的验证L3B浓硫酸与碳反应产物的验证L1C浓硫酸与碳反应产物的验证L1D浓硫酸与碳反应产物的验证L1二、单项选择题Ⅱ8．某同学设想用图示装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是()选项ABCD实验目的吸水性脱水性稀释放热强氧化性实验装置【参考答案】D【解析】A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量，能达到实验目的；B项中滤纸片接触浓硫酸后，很快会因脱水而变黑，能达到实验目的；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象，能达到实验目的；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性，不能达到实验目的。【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸性质验证实验设计及判断L2B浓硫酸性质验证实验设计及判断L2C浓硫酸性质验证实验设计及判断L2D浓硫酸性质验证实验设计及判断L29．下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是()选项实验操作实验现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性B向某溶液中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)C将浓硫酸和铜加热，冷却后用水稀释产生刺激性气味气体，溶液呈蓝色浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性D将足量锌和浓硫酸共热，将气体通入品红溶液产生刺激性气味气体，品红溶液褪色产生的气体只有SO2【参考答案】C【解析】A、将浓硫酸滴到蔗糖表面，变黑与浓硫酸的脱水性有关，膨胀是C与浓硫酸发生氧化还原反应生成气体，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性，故A错误；B、和BaCl2溶液反应生成白色沉淀的离子，可能是SOeq\o\al(2－,4)，也可能是Ag＋等，故B项错误；C、浓硫酸和铜加热时发生反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，硫酸在反应中既表现氧化性，又表现酸性，故C项正确；D、锌和浓硫酸反应，首先生成SO2，当硫酸变稀，锌和稀硫酸反应生成H2，因此，生成气体应为SO2和H2的混合气体，D错误。浓硫酸的性质及实验探究【质量水平】考点细化内容质量水平浓硫酸的性质A浓硫酸与蔗糖的反应及实验探究L2B硫酸根离子的检验及实验探究L2C浓硫酸与铜的反应及实验探究L2D浓硫酸与锌的反应及实验探究L3三、非选择题10．实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。(1)判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成所依据的现象是___________________________________，甲装置中发生的主要反应的化学方程式是___________________________________________，该反应中若有3.2gCu参加反应，则被还原的H2SO4的物质的量为________mol。(2)在装置乙的试管口放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常浸有饱和