高中化学必修第二册硫及其化合物阶段重点练教学设计

高中化学必修第二册硫及其化合物阶段重点练教学设计一、教学背景与课标定位本节内容隶属于人教版高中化学必修第二册第五章“化工生产中的重要非金属元素”，是继氮及其化合物之后又一重要的非金属元素知识板块。硫及其化合物在工业生产、环境保护和日常生活中均有广泛应用，二氧化硫的漂白性、浓硫酸的强氧化性等知识点既是高考重点考查内容，也是学生理解化学与可持续发展关系的重要载体。依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，本节课要求学生能结合真实情境中的应用实例，理解硫及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。基于“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”这五个维度的核心素养，本节课在阶段重点练中设置递进式问题链，帮助学生构建“价类二维图”认知模型，形成从元素化合价和物质类别两个维度认识物质性质的学科思维。二、学情分析与教学对策学生经过初中化学学习已掌握硫黄燃烧、二氧化硫使品红溶液褪色等基本知识，在必修第一册中学习了氧化还原反应、离子反应等理论工具，且刚刚完成氮及其化合物的学习，具备了一定的非金属元素学习经验。但仍存在以下困难：一是对硫元素多种价态之间的转化关系缺乏系统性认识，容易将二氧化硫的漂白性与氯水的漂白性混为一谈；二是对浓硫酸与稀硫酸氧化性差异的理解停留于记忆层面，难以从氧化还原反应实质的角度加以解释；三是运用化学用语描述反应现象和书写化学方程式的能力有待加强，特别是在涉及过量问题和反应先后顺序时容易出错。针对上述学情，本节课采用“问题诊断—模型建构—分层训练—纠错提升”的教学路径。在重点练的设计上，注重基础性、综合性与应用性的统一。基础题强化方程式书写和基本概念辨析，综合题训练价类二维图的应用，应用题联系酸雨防治和工业脱硫等实际情境，力求使不同层次的学生均能在原有基础上获得发展。三、教学目标1.能从硫元素的化合价和物质类别两个维度，梳理并归纳硫单质、二氧化硫、三氧化硫、硫酸等主要含硫物质的转化关系。2.通过实验探究和问题分析，理解二氧化硫的酸性氧化物通性、漂白性及还原性，能正确书写相关化学方程式和离子方程式。3.掌握浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，能运用氧化还原反应规律分析浓硫酸与铜、碳等物质的反应。4.通过对酸雨成因、危害及防治措施的讨论，形成可持续发展意识和绿色化学观念，能运用所学知识解释生活中的含硫问题。5.在阶段重点练中体验“价类二维图”这一认知模型的价值，提升证据推理与模型认知的学科素养。四、教学重难点重点：二氧化硫的化学性质；浓硫酸的强氧化性；硫及其化合物之间的转化关系。难点：二氧化硫漂白性与氯水漂白性的本质区别；从氧化还原反应视角理解硫元素不同价态之间的转化条件。五、教学方法与媒体准备本节课以问题驱动法为主，辅以实验探究法、比较归纳法和讲练结合法。多媒体课件中嵌入价类二维图动态演示、二氧化硫性质实验微视频和浓硫酸性质演示实验录像。学生课前需准备“价类二维图”空白模板，课中完成填图和相关练习。教师需提前检查实验器材和药品，确保课堂演示实验安全规范。六、教学过程（一）环节一：温故知新，诊断前概念上课伊始，教师在大屏幕上展示一幅含硫物质的“价类二维图”框架，横轴为物质类别（氢化物、单质、氧化物、酸、盐），纵轴为硫元素化合价（2、0、+4、+6）。请学生在空白框架中初步填写已知的含硫物质。学生经过独立思考后，能够写出H2S、S、SO2、SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4等常见物质。教师巡视观察，发现部分学生将SO3归入酸类，将H2SO3与H2SO4的位置混淆。教师选取典型错误进行展示，引导全班辨析。设计意图：通过前测诊断，了解学生已有的知识基础，暴露出概念分类上的模糊之处，为后续系统建构价类二维图奠定基础。此环节约8分钟。教师追问：“请同学们从化合价角度思考，硫元素可以表现出哪些价态？每种价态对应物质的氧化性、还原性如何？”学生通过交流讨论，发现硫元素常见价态为2、0、+4、+6，中间价态既具有氧化性又具有还原性，从而自然过渡到二氧化硫性质的学习。（二）环节二：实验引路，深研二氧化硫性质教师演示二氧化硫溶于水的实验。将盛有二氧化硫气体的试管倒扣于水槽中，观察到水面上升，说明二氧化硫易溶于水。随后取少量溶液滴加石蕊试液，溶液变红，证明溶液显酸性。教师引导学生分析：二氧化硫是酸性氧化物，与水反应生成亚硫酸，化学方程式为SO2+H2O⇌H2SO3。热稳定性差，加热时又分解为二氧化硫和水。由此引出可逆反应的概念复习，强调“⇌”符号的含义。教师随后演示二氧化硫使品红溶液褪色的实验，并加热已褪色溶液，发现溶液颜色恢复红色。这一现象引发学生认知冲突——初中所学二氧化碳通入紫色石蕊试液后加热会恢复？教师引导学生明确：二氧化硫能使品红褪色，且褪色后的溶液加热又恢复红色，说明这种漂白是暂时性的，其原因是二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质。对比氯水漂白是利用HClO的强氧化性，不可逆。教师画出对比表格，强调二者本质区别。同时，教师补充说明二氧化硫不能使石蕊试液褪色，以澄清学生可能产生的误区。表1二氧化硫与氯水漂白性对比物质 漂白原理 是否可逆 应用举例二氧化硫 与有色物质化合为不稳定无色物质 加热恢复原色 漂白纸浆、草帽氯水 次氯酸氧化有色物质 不可逆 自来水消毒漂白接着，教师展示一瓶久置的亚硫酸钠溶液，提问：“这瓶试剂是否需要密封保存？若敞口放置可能发生什么变化？”学生根据二氧化硫中硫为+4价，具有还原性，推断亚硫酸钠可被空气中的氧气氧化为硫酸钠。教师演示实验：向亚硫酸钠溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加稀盐酸，观察到先产生白色沉淀，滴加盐酸后沉淀部分溶解，证明溶液中确实存在硫酸根离子。这一实验深刻揭示了+4价硫的还原性。教师继续追问：“+4价的硫能否表现氧化性？”学生思考后回答，二氧化硫可与硫化氢反应生成硫单质。教师板演化学方程式：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，指出此反应中二氧化硫表现氧化性。至此，学生系统掌握二氧化硫的三大化学性质：酸性氧化物通性、漂白性和氧化还原性（以还原性为主）。设计意图：此环节约12分钟。通过实验现象驱动思维发展，以对比教学法突破“漂白性”这一难点，以“价态分析—性质预测—实验验证”的科学思路引导学生学习含硫物质的性质，培养证据推理素养。（三）环节三：模型建构，梳理硫的转化关系教师再次展示课前填写的价类二维图，请学生以小组为单位，在图中用箭头标出各物质之间转化的可能路径，并在箭头旁注明所需试剂和反应条件。例如：S→SO2可以通过S在O2中燃烧实现；SO2→SO3需要催化剂并加热；SO3+H2O=H2SO4；浓硫酸与铜反应可生成SO2，体现+6价硫向+4价的转化；H2SO3可被氧化为H2SO4；Na2SO3与稀硫酸反应可生成SO2；H2S与SO2反应可生成S等。小组代表汇报后，教师点评并补充工业制硫酸的三个关键步骤：沸腾炉中煅烧硫铁矿生成SO2，接触室中SO2催化氧化为SO3，吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，而非用水直接吸收。教师强调不能用水吸收的原因：若用水吸收，会形成酸雾，影响吸收效率。教师进一步引导学生从氧化还原角度分析转化条件：同一元素的不同价态之间的转化必须加入氧化剂或还原剂。低价态向高价态转化需加入氧化剂，如O2、Cl2、酸性KMnO4溶液等；高价态向低价态转化需加入还原剂，如H2S、金属单质等。价态不变时可在酸碱盐之间的复分解反应中实现转化。设计意图：此环节约10分钟。通过小组合作完成价类二维图的转化关系，帮助学生在头脑中建立系统化的知识网络。模型的建构和运用是本环节的核心，学生通过“预测—验证—归纳”的过程，提升模型认知能力。（四）环节四：聚焦浓硫酸，突破强氧化性教师演示浓硫酸与铜片的反应。将铜片放入试管中，加入少量浓硫酸，加热。引导学生观察现象：铜片逐渐溶解，有刺激性气味气体产生，将湿润的品红试纸置于试管口，试纸褪色。试管冷却后，将试管中液体沿杯壁缓慢倒入盛有少量水的烧杯中，观察到溶液呈蓝色，说明有铜离子生成。学生据此分析并书写化学方程式：Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O。教师追问：“此反应中硫酸表现哪些性质？”学生观察方程式，发现硫元素一部分化合价降低生成SO2，另一部分化合价不变进入硫酸铜，从而得出浓硫酸在此反应中既表现酸性又表现强氧化性。教师随即指出稀硫酸与铜不反应，说明浓硫酸的氧化性源于+6价硫，而不像稀硫酸的氧化性体现为氢离子的氧化性。此处进一步对比：浓硫酸在常温下使铁、铝钝化，因此可用铁罐车运输浓硫酸。教师展示蔗糖与浓硫酸的“黑面包”实验。将少量蔗糖放入烧杯中，加入适量浓硫酸，迅速搅拌，观察到蔗糖变黑，体积膨胀，产生大量气泡，有刺激性气味气体逸出。学生分析这一过程中浓硫酸先表现脱水性，将蔗糖中的氢、氧按水的组成脱去，剩下碳；随后碳与浓硫酸发生反应：C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+2H2O，生成气体使体积膨胀。教师强调，脱水性与吸水性不同，脱水性是对物质本身而言，将其中氢氧元素按2:1脱去；吸水性是直接吸收游离的水分子。设计意图：此环节约12分钟。以两个演示实验为载体，层层递进地突破浓硫酸三大特性。通过实验现象推演化学方程式，再反过来根据方程式理解反应本质，培养“宏观辨识与微观探析”核心素养。（五）环节五：学以致用，探究酸雨与防治教师展示酸雨危害的图片资料：被腐蚀的森林、酸化的湖泊、风化的石雕。引导学生分析酸雨的成因——含硫燃料的燃烧排放大量SO2，SO2在空气中被氧化为SO3，或SO2溶于水形成H2SO3后被进一步氧化为H2SO4，使得雨水pH小于5.6。教师出示模拟酸雨形成的流程：SO2→SO3→H2SO4或SO2→H2SO3→H2SO4，请学生书写相关化学方程式。学生书写过程中，教师指出：SO2转化为SO3需要O2参与，这一过程在空气中较为缓慢，但在粉尘催化作用下会加快，因此燃煤产生的颗粒物对酸雨形成起促进作用。同时，酸雨中还含有其他酸性物质，但就硫元素而言，+4价到+6价的转化是酸性增强的关键。教师继续提问：“如何防治酸雨？”学生结合所学知识和生活经验，提出，开发清洁能源、燃煤脱硫、尾气处理等。教师重点介绍石灰石石膏法脱硫的原理：将石灰石浆液喷入烟气中，SO2与CaCO3反应生成CaSO3，鼓入空气氧化为CaSO4（石膏），化学方程式为：CaCO3+SO2=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4。这一方法既能减少SO2排放，又能获得副产品石膏，体现了绿色化学思想。设计意图：此环节约8分钟，将化学知识与社会议题深度融合，落实“科学态度与社会责任”核心素养。学生在解决真实问题的过程中，体会到化学学科的社会价值，增强环保意识和可持续发展观念。（六）环节六：分层训练，诊断反馈教师分发阶段重点练学案，分A、B、C三个层次。A层为基础巩固题，面向全体学生；B层为能力提升题，面向中等及以上学生；C层为拓展挑战题，面向学有余力的学生。训练时间为15分钟。A层题目示例：1.下列物质中，硫元素化合价最高的是（）A.H2SB.SC.SO2D.H2SO42.写出下列转化的化学方程式：①S→SO2②SO2→H2SO3③SO2→SO3④SO3→H2SO43.下列有关二氧化硫的说法正确的是（）A.SO2能使品红溶液永久褪色B.SO2具有漂白性，能使石蕊溶液褪色C.SO2既有氧化性又有还原性D.SO2与CO2都能使澄清石灰水变浑浊B层题目示例：4.将SO2通入BaCl2溶液中无明显现象，再加入下列试剂后产生白色沉淀的是（）A.稀盐酸B.NaOH溶液C.H2O2溶液D.稀硫酸5.已知浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成CO2、SO2和水蒸气。某兴趣小组设计实验检验产物依次通过品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。请说明各装置的作用，并分析第二个品红溶液的作用。6.有一瓶Na2SO3样品，部分被氧化为Na2SO4。取该样品ag用足量稀硫酸溶解，产生气体VL（标况）。求样品中Na2SO3的质量分数。C层题目示例：7.将32g铜与足量浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下气体体积为多少升？若将反应后的溶液加水稀释至500mL，求溶液中Cu2+的物质的量浓度。8.SO2和Cl2都具有漂白性，若将等物质的量的SO2和Cl2同时通入品红溶液中，观察到的现象是什么？结合离子方程式加以解释。学生独立完成后，教师组织同桌互批，并选取典型错误进行投影点评。重点讲解第4题和第8题。第4题的解题关键是SO2溶于水生成亚硫酸，使溶液显酸性，加入H2O2后+4价硫被氧化为+6价，与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。第8题易错处在于学生容易认为漂白性叠加，实际上SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，生成物均无漂白性，因此品红溶液不褪色。这一题目强化了学生对氧化还原反应定量关系的理解。设计意图：此环节约15分钟。分层练习满足不同层次学生需求，通过典型错误剖析实现精准教学。第8题综合性较强，训练学生在新情境中综合运用SO2和Cl2性质的能力。（七）环节七：归纳总